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Die
Erfindung betrifft ein System zum Breitfahren einer Faserstoffbahn,
im einzelnen mit den Merkmalen aus dem Oberbegriff des Anspruches
1; ferner ein Verfahren zur Steuerung der Überführ- bzw. Randstreifenüberführung und
eine Maschine zur Herstellung von Faserstoffbahnen mit einem derartigen
System.
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Maschinen
zur Herstellung von Faserstoffbahnen, insbesondere in Form von Papier-,
Karton- oder Tissuebahnen, sind in einer Vielzahl von Ausführungen
bekannt. Diese umfassen einen sogenannten Nassteil, an den sich
ein Trockenteil anschließt.
Dabei passiert die Faserstoffbahn entlang ihres Faserstoffbahnführungsweges
wenigstens eine Faserstoffbahnbehandlungseinrichtung. Beim Anlaufen
der Maschine beim Produktionsbeginn und beim erneuten Anlaufen nach
einem erfolgten Stillstand der Maschine zur Herstellung und/oder
Behandlung einer Faserstoffbahn wird üblicherweise ein Überführstreifen
aus der Faserstoffbahn abgetrennt und durch nachfolgende Führungs-
und/oder Behandlungseinrichtungen geführt, wobei der Überführstreifen
allmählich
bis auf die volle Faserstoffbahnbreite verbreitert wird. Diese Art
der Bahnaufführung
ist Standard sowohl für
Papier als auch Karton-Herstellungsmaschinen
mit zumindest je einem Stoffauflauf, einer Nasspartie, einer Trockenpartie
und gegebenenfalls mehreren nachfolgenden Bearbeitungspartien. Zur
Bildung beziehungsweise Abtrennung des sogenannten Überführstreifens,
welcher auch als Randstreifen bezeichnet wird, sind diverse Einrichtungen
vorbekannt. Diese sind beispielsweise in Form von sogenannten Streifenabschlagsvorrichtungen,
Wasserstrahlschneidvorrichtungen, Laserschneidvorrichtungen und
so weiter ausgeführt.
Der durch den Trennvorgang entstehende Reststreifen beziehungsweise
die Restbahn wird an der Trennstelle oder dahinter in eine Auffangeinrichtung,
insbesondere in Form einer Bütte
unterhalb der Papiermaschine abgeleitet. Bei hohen Maschinengeschwindigkeiten
sind die Anforderungen an die Gewährleistung einer genauen Bahnführung sehr
hoch. Die Überführstreifen
werden durch Unterdruck in die gewünschte Lage gezwungen, so dass
diese an den Führungselementen
weitergeführt
werden, während
die Restbahn in der Regel nach unten abgleitet.
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Um
auch bei sehr hohen Maschinengeschwindigkeiten noch eine exakte
Bahnführung
für den Überführ- bzw.
Randstreifen zu gewährleisten, sind
eine Vielzahl von Maßnahmen
bekannt. Diese sind in den Druckschriften
EP 1 640 497 A2 und
DE 10 2004 048 157
A1 beschrieben.
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Gemäß
DE 10 2004 048 157
A1 umfasst die Vorrichtung zur Trocknung einer Papierbahn,
in welcher die Faserstoffbahn gemeinsam mit einem luftdurchlässigen Stützband mäanderförmig abwechselnd über Leitwalzen
und beheizte Trockenzylinder geführt
wird, eine Leiteinrichtung, die im Bereich der vom Trockenzylinder
ablaufenden Faserstoffbahn eine Unterdruckabnahmezone aufweist,
die auf der der Faserstoffbahn gegenüberliegenden Seite des Stützbandes
gebildet ist. Diese besteht aus mehreren einzelnen Unterdruckabnahmezonen,
die separat steuerbar sind, wodurch die Wirkbreite der gesamten
Unterdruckzone quer zur Bahnlaufrichtung veränderbar ist.
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Eine
Einrichtung zur Detektierung eines Abrisses einer Bahn und damit
des erforderlichen Neuüberführens ist
aus
EP 1 640 497 A2 vorbekannt.
Die Einrichtung zur Erfassung des Abrisses ist dafür vorgesehen
und ausgelegt, während
der Überführung der
Materialbahn, insbesondere während
der Vergrößerung der
Breite des Überführungsstreifens,
auf einen Abriss des Überführstreifens
oder der Materialbahn anzusprechen. Damit können Fehlschläge beim
Bahnaufführen,
speziell beim Breitfahren, automatisiert erfasst und schnell erkannt
sowie ein Neustart des Bahnüberführens und
des Breitfahrens eingeleitet werden.
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Die
beschriebenen Lösungen,
insbesondere die letzte, dienen der Erkennung von Abrissen und der
Neuaufführung
des Überführ- bzw.
Randstreifens. Probleme, bedingt durch ein unvorhersehbares Mitreißen des
Reststreifens sind damit jedoch nicht beherrschbar, insbesondere
kommt es bei schnell laufenden Maschinen beim Breitfahren der Faserstoffbahn
häufig
zu einem Mitreißen
der Restbahn mit der ersten Stabilisatorwalze. In der Folge entsteht ein
Randfehler, der mit dem weiteren Transport der Bahn zum vollständigen Bahnverlust
an den nächsten
Trockenzylindern führen
kann. Dieser führt
in der Regel auch zu längeren
Stillstandszeiten und damit Produktionsausfallzeiten.
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Der
Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, den sich durch Mitreißen der
Restbahn ergebenden Randfehler mit Sicherheit zu beherrschen und
unnötige
Stillstandszeiten und Neuanlaufzeiten, die zu Produktionsausfällen führen, zu
vermeiden. Ferner soll eine Bahnüberführung nach
einem erfolgten Stillstand mit hoher Sicherheit fehlerfrei erfolgen können, wobei
auf die Detektierung von Bahnabrissen möglichst rasch ein Neustart
ausführbar
sein soll.
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Die
erfindungsgemäße Lösung ist
durch die Merkmale der Ansprüche
1, 31 und 34 charakterisiert. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind
in den Unteransprüchen
wiedergegeben.
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Ein
System zum Breitfahren einer Faserstoffbahn in einer Maschine zur
Herstellung von Faserstoffbahnen, insbesondere Papier-, Karton-
oder Tissuebahnen, umfasst zumindest eine Trenneinrichtung, welche
quer zur Maschinenrichtung verführbar ist
und die Faserstoffbahn in wenigstens zwei Teilbahnen, einen ersten
sogenannten Rand- oder Überführstreifen
und eine zweite Bahn, die sogenannte Restbahn, unterteilt. Letztere
wird zu einer Auffang- und/oder
Aufbereitungseinrichtung weitergeführt. Erfindungsgemäß ist zur
Beherrschung des Überführvorganges
und des damit möglicherweise
entstehenden Randfehlers am Überführstreifen
eine Stabilisierungseinrichtung zur Stabilisierung der Restbahn vorgesehen,
die zumindest zwischen der Startposition der Trenneinrichtung und
der Endposition der Trenneinrichtung quer zur Maschinenrichtung
betrachtet angeordnet ist.
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Die
Begriffe „Maschinenrichtung" und „quer zur
Maschinenrichtung" beziehen
sich dabei im wesentlichen auf die Faserstoffbahnlaufrichtung. Die Maschinenrichtung
beschreibt die Erstreckung der Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn,
in welcher das erfindungsgemäße System
integriert wird, in Richtung der einzelnen zu durchlaufenden Behandlungseinrichtungen
und somit die Richtung, in welcher die Faserstoffbahn zuerst als
Faserstoffsuspension und später
als Faserstoffbahn die Maschine durchläuft. Quer zur Maschinenrichtung
bedeutet damit quer zur Faserstoffbahnlaufrichtung und entspricht
in der Regel der Breitenrichtung der Maschine zur Herstellung von
Faserstoffbahnen.
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Die
erfindungsgemäße Lösung ermöglicht es,
die Restbahn auch bei hohen Maschinengeschwindigkeiten sicher zur
Auffang- und/oder Aufbereitungseinrichtung zu führen und somit ein unerwünschtes
Mitreißen
in jegliche Richtung zu vermeiden. Die Faserstoffbahn, insbesondere
der Überführstreifen,
kann damit sicher zur nächsten
Behandlungseinheit geleitet werden und unerwünschte Stillstände, bedingt
durch ein unerwünschtes
Mitreißen von
Restbahnbestandteilen, werden vermieden. Dies führt insgesamt zur Reduzierung
der Stillstands- und damit Produktionsausfallzeiten.
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Die
Auftrennung der Faserstoffbahn in die wenigstens zwei Teilbahnen
erfolgt mit einer Trenneinrichtung, umfassend wenigstens ein Trennelement.
Je nach gewünschter
Ausgangsposition des Überführ- bzw.
Randstreifens werden grundsätzlich wenigstens
zwei Möglichkeiten
unterschieden. Dazu gehört
die seitliche Position des Rand- bzw. Überführstreifens, d.h. der Randstreifen
wird von einem seitlichen Endbereich der Faserstoffbahn gebildet.
In diesem Fall genügt
ein Trennelement. Das eine Trennelement ist dabei durch eine Startposition
gegenüber
der Faserstoffbahn charakterisiert, die in einem seitlichen Abstand,
der der gewünschten
Anfangsrandstreifenbreite entspricht, vom seitlichen Faserstoffbahnrand
entfernt angeordnet ist. In diesem Fall ist das Trennelement zum
Zweck der leichten Zugängigkeit
vorzugsweise auf der Führerseite
der Maschine zur Herstellung von Faserstoffbahnen angeordnet und
die Bewegung des Trennelementes in die Endposition, die zumindest
der Faserstoffbahnbreite entspricht, erfolgt in Richtung zur Triebseite,
d.h. der Seite der Maschine, an welcher die Antriebsaggregate angeordnet
sind. Die Anfangsposition kann dabei gleichzeitig der Lagerposition
des Trennelementes entsprechen. Vorzugsweise ist jedoch aus Wartungsgesichtspunkten
und einer Anpassung an sich ändernde
Randbedingungen die Anfangsposition frei einstellbar und die eigentliche
Lagerposition ist außerhalb
der Faserstoffbahnbreite an der Führerseite angeordnet.
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Eine
weitere Möglichkeit
besteht darin, den Überführstreifen
nicht am Rand sondern innerhalb der Breite der Faserstoffbahn zu
erzeugen, d.h. im wesentlichen mittig oder leicht versetzt dazu.
In diesem Fall sind zumindest zwei Trennelemente vorgesehen, deren
Anfangspositionen innerhalb der Faserstoffbahnbreite, in Breitenrichtung
entweder unmittelbar nebeneinander liegen oder aber beabstandet
zueinander in einem Abstand, der der gewünschten Anfangsüberführstreifenbreite
entspricht. Die Trennelemente bewegen sich von dieser Anfangsposition
jeweils in Richtung der Faserstoffbahnränder, während die Faserstoffbahn weiterläuft und
erzeugen somit einen mittleren Überführstreifen,
der sich in beide Richtungen vorzugsweise gleichmäßig vergrößert, vorausgesetzt,
die Trennelemente werden mit der gleichen Geschwindigkeit jeweils
in Richtung Triebseite und in Richtung Führerseite der Maschine bewegt.
Diese Lösung
bietet den Vorteil, dass hier aufgrund der beidseitigen Verbreiterung
bei gleichen Geschwindigkeiten der einzelnen Trennelemente und Faserstoffbahndurchlaufgeschwindigkeiten
der Überführstreifen
wesentlich schneller auf die volle Faserstoffbahnbreite gefahren
werden kann. Die dabei entstehenden zwei Restbahnen sind hinsichtlich ihrer
maximalen Erstreckung in Breitenrichtung der Maschine kleiner und
die dafür
erforderlichen Stabilisierungseinrichtungen können ebenfalls mit geringerer
Baugröße und kleinerer
Leistung ausgelegt werden. Damit kann diese Lösung auch in Einbausituationen
mit wenig Bauraum zum Einsatz gelangen.
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Die
Wahl des verwendeten Trennsystems unterliegt keinen Beschränkungen.
Als Trenneinrichtung bzw. Trennelemente können die bekannten Systeme
zum Einsatz gelangen. Im einfachsten Fall wird ein sogenannter Hydrojet,
d.h. ein Trennelement in Form einer verfahrbaren Düse, die
einen gegen die Faserstoffbahn gerichteten Fluidstrahl, vorzugsweise Wasserstrahl
erzeugt, der die Faserstoffbahn trennt, verwendet. Dieser kann mit
Frischwasser oder aber mit Fluid aus anderen Prozesskreisläufen der
Maschine zur Herstellung von Faserstoffbahnen betrieben werden.
Weitere Möglichkeiten
sind der Einsatz mechanischer Systeme, wie Messer oder Schneiden oder
berührungslos
wirkende Einrichtungen, wie zum Beispiel Laser.
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Für die Anordnung
von Trenneinrichtung und Stabilisierungseinrichtung zueinander bestehen
eine Mehrzahl von Möglichkeiten.
Diese sind im System hinsichtlich ihrer funktionalen Anordnung betrachtet hintereinander
geschaltet. Dabei können
je nach gewünschter
Möglichkeit
der Führung
zur Auffang- oder Aufbereitungseinrichtung die Wirkbereiche von Trennelement
und Stabilisierungseinrichtung in Maschinenrichtung betrachtet
- a) einander überlappen oder aber
- b) räumlich
getrennt voneinander
vorgesehen werden.
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Im
Fall a) erfolgt bereits bei der Trennung im Trennbereich eine Stabilisierung
und Ablenkung der Laufrichtung der Restbahn der Faserstoffbahn.
Diese Ausführung
stellt jedoch hohe Anforderungen an die Weiterführung des Randstreifens und
der sich daraus ergebenden Faserstoffbahn.
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Bei
räumlich
hintereinander geschalteter Anordnung können diese räumlich nah
beieinander, ferner jedoch auch räumlich getrennt voneinander
angeordnet, werden. Dabei kann die Trennung in Rand- und Reststreifen
bei geschlossener Führung
der Faserstoffbahn an einem endlos umlaufenden Band oder Filz oder
entsprechender Überführung ohne Möglichkeit
der Abnahme der Restbahn bereits weit vor dem Wirkbereich der Stabilisierungseinrichtung erfolgen.
In diesem Fall, beispielsweise bei Ausführungen der Maschine mit einem
Nassteil und einem Trockenteil, bereits im Nassteil oder aber auch
zu Beginn des Trockenteils.
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Die
Stabilisierungseinrichtung weist einen Wirkbereich auf, der sich über wenigstens über einen Teilbereich
der Faserstoffbahnbreite, vorzugsweise die theoretisch maximale
Restbreite, welche der Verfahrbreite der Trenneinrichtung entspricht,
erstreckt. Dadurch ist es möglich,
die gesamte Restbahnbreite bei Führung
in die Auffang- und/oder Aufbereitungseinrichtung zu stützen. Um
unabhängig
von der Verfahrbreite der Trenneinrichtung zu sein, sowie ferner nur
die tatsächlich
vorliegende Restbahn zu stützen, kann
die Stabilisierungseinrichtung sich auch über die gesamte Faserstoffbahnbreite
erstrecken, wobei der Wirkbereich dann auf jeden Fall veränderbar
einstellbar sein sollte. Um immer eine volle Abstützung der
Restbahn zu gewährleisten,
ist vorzugsweise der Wirkbereich der Stabilisierungseinrichtung
stufenlos einstellbar, insbesondere an die Breite der Restbahn anpassbar.
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Für die Ausführung der
Stabilisierungseinrichtung bestehen eine Mehrzahl von Möglichkeiten. Diese
umfasst wenigstens ein Stabilisierungselement, welches vielgestaltig
ausgebildet sein kann. Im einfachsten Fall ist eine sogenannte Foilplatte
vorgesehen, diese wird von einem plattenförmigen beziehungsweise breiteren
leistenförmigen
Element gebildet, welches sich quer zur Faserstoffbahnlaufrichtung über die
Breite der Maschine erstreckt und entgegen der Führungsrichtung der Restbahn
betrachtet an diese in einem Winkel angestellt ist. Dabei bildet sich
in Führungsrichtung
der Restbahn zwischen dieser und der Foilplatte ein Zwischenraum
aus, in welchem durch Schleppluft ein Unterdruck erzeugt wird, der
die Restbahn in diesem Bereich gegen die Foilplatte saugt. Der Wirkbereich
wird hier von der Foilbreite quer zur Maschinenrichtung bestimmt. Eine
Deaktivierung kann im einfachsten Fall durch ein Verschwenken der
gesamten Foilplatte erfolgen, wobei das Verschwenken vorzugsweise
um eine Achse quer zur Maschinen- bzw. Faserstoffbahnlaufrichtung
dahingehend erfolgt, dass beispielsweise der Anstellwinkel gegenüber der
Restbahn vollständig
geändert
wird. Um eine nur teilweise Aktivierung oder Deaktivierung der Wirkung
der Foilplatte zu erzielen, kann diese in mehrere Teilzonen unterteilt werden.
Gemäß einer
besonders vorteilhaften Ausführung
kann die Foilplatte auch aus einer Mehrzahl von einzelnen Foilplattenelementen
bestehen, die nebeneinander quer zur Faserstoffbahnlaufrichtung angeordnet
sind, wobei bei Bedarf jeweils zur Verringerung der Stabilisierungszonenbreite
ein Herausschwenken der einzelnen Teilzonen bildenden Foilplattenelemente
erfolgt. Ferner können
die Foilplatte oder die einzelnen Foilplattenelemente auch entgegen
der Maschinenrichtung verschoben werden.
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Gemäß einer
Weiterentwicklung kann zur Erhöhung
der Ansaugwirkung der Foilplatte auch eine Saugvorrichtung zugeordnet
werden, die den zwischen Restbahn und Foilplatte gebildeten Zwischenraum
zusätzlich
oder optional besaugt. Die Saugvorrichtung kann dabei durch wenigstens
eine Saugzone, deren Breite entweder fest vorgegeben oder vorzugsweise
zur Anpassung an die Restbahnbreite veränderlich einstellbar ist, oder
eine Vielzahl von nebeneinander angeordneten Teilsaugzonen charakterisiert
sein. Zur Realisierung einer nahezu stufenlosen Anpassung weist
die Saugvorrichtung eine Vielzahl von quer zur Faserstoffbahnlaufrichtung
nebeneinander angeordneten Saugzonen auf, die vorzugsweise, jedoch
nicht zwingend durch die gleichen Abmessungen insbesondere in der
Breite charakterisiert sind und einzeln und/oder in Gruppen und/oder gemeinsam
ansteuerbar sind. Dazu sind den entsprechenden Zonen Mittel zur
Steuerung, insbesondere Ventileinrichtungen zugeordnet.
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Eine
weitere zweite Ausführung
besteht in der Verwendung einer Saugvorrichtung, welche als stationäre, d.h.
ortsfeste Einheit mit einer ortsfesten Stützfläche ausgeführt sein kann oder als Saugwalze,
bei welcher es sich um eine stationäre Saugzone bildende Einrichtung, über die
ein luftdurchlässiges Band
unter Ausbildung einer Stützfläche geführt ist, handelt.
Die Anordnung der Saugzone erfolgt dabei derart, dass diese einen
Teil des Führungswegs
der Restbahn beschreibt. Die Ausführung als Saugwalze bietet
den Vorteil, dass der Mantel sich bewegen kann und dadurch auch
eine Mitnahme der Restbahn bewirkt.
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Die
Saugzonen bei beiden Ausführungen – besaugte
Foilplatte und Saugeinrichtung – können dabei
derart ausgebildet sein, dass diese hinsichtlich der Größe des wirkenden
Unterdruckes variabel einstellbar sind und ferner auch zumindest
eine Einstellbarkeit über
die Breite und damit eine Einstellbarkeit des Wirkbereiches gegeben
ist. Die Einstellbarkeit über
die Breite kann dabei stufenlos oder aber in Stufen erfolgen, ferner über die
gesamte Breite oder sektional. Im letztgenannten Fall sind die Saugzonen
in Sektionen unterteilt. Die Unterteilung kann dabei beliebig erfolgen.
Vorzugsweise sind jeweils Sektionen gleicher Größe, insbesondere Breite und
Länge in Maschinenrichtung
betrachtet vorgesehen. Jede einzelne Sektion kann dabei entweder
einzeln ansteuerbar sein und/oder es werden eine Mehrzahl oder alle gemeinsam
angesteuert. Vorzugsweise kann auch innerhalb einer Sektion die
Saugleistung örtlich
variiert werden. Die Sektionen können
ferner einzeln oder in Gruppen aktivier- oder deaktivierbar sein.
Je nach Ausführung
der Sektionsbreite und der Aktivierbarkeit, insbesondere Ansteuerbarkeit
der einzelnen Zonen, kann damit ebenfalls über eine bestimmte Maschinenbreite
eine nahezu optimale Anpassung an die sich ändernde Breite der Restbahn
vorgenommen werden. Auch können
derartige Einrichtungen unabhängig
von der Art der Überführstreifenerzeugung
als Mittelstreifen oder Randstreifen – eingesetzt werden, da die
mittleren Zonen auf einfache Art und Weise deaktiviert werden können. Ferner
ist auch eine Unabhängigkeit
der Einsetzbarkeit derartiger Einrichtungen im Hinblick auf die
Faserstoffbahnbreite in gewissen Grenzen gegeben.
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Eine
weitere besonders vorteilhafte Ausführung besteht in der Ausführung der
Stabilisierungseinrichtung als Injektoreinrichtung. Dabei wird ein Fluid
auf die Restbahn derart aufgebracht beziehungsweise gerichtet, dass
das Fluid zumindest im wesentlichen parallel zur Faserstoffbahnoberfläche der
Restbahn als Treibstrahl oder Treibstrahlvorhang austritt und diese
aufgrund der dadurch entstehenden Kräfte mitnimmt. Wenigstens eine
Richtungskomponente ist derart ausgerichtet, dass diese parallel
zur gewünschten
Faserstoffbahnführungsrichtung ausgerichtet
ist.
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Die
Stabilisierungseinrichtung umfasst dabei wenigstens ein Injektorelement
mit einer bestimmten Wirkbreite, vorzugsweise eine Mehrzahl von
nebeneinander quer zur Faserstoffbahnlaufrichtung angeordneten Einzelinjektorelementen,
deren einzelner Wirkungsbereich sich einander überlagert. Die Injektorwirkung
wird dabei durch einen Fluidstrahl- oder Vorhang erzeugt. Als Fluide
finden Gas, Wasser, Dampf oder vorzugsweise Luft, die ohnehin vorhanden
ist, Verwendung. Dabei wird ein Treibstrahl erzeugt. Dieser kann
durch ein Ventil, vorzugsweise ein Feinregulierventil, hinsichtlich
seiner Parameter, insbesondere Austrittsgeschwindigkeit, Austrittsquerschnitt,
Strahllänge,
Austrittsgeometrie des Strahles e.t.c., eingestellt werden. Der
Fluidstrahl verläuft
vorzugsweise parallel, oder leicht unterschiedlich zur Restbahnlaufrichtung.
Die Wirkbreite ist vorzugsweise einstellbar, insbesondere so, dass
sich diese synchron mit dem Breitfahren des Trennelementes verändert, d.h.
mit Vergrößerung des Überführstreifens schmaler
wird. Auch die einzelnen Injektorelemente können einzeln, in Gruppen oder
gemeinsam oder eine Kombination aus diesen Möglichkeiten wahlweise oder
optional angesteuert werden.
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Auf
die konkrete konstruktive Umsetzung der Möglichkeiten der einzelnen oder
gruppenweisen Ansteuerung der einzelnen Saug- oder Injektorzonen wird
im Detail nicht weiter eingegangen. Entscheidend ist die Verwirklichung
des Grundprinzips der nahezu stufenlosen Anpassung der Wirkbreite
des Stabilisierungselementes an die Breite der Restbahn, welche
sich zwangsläufig
mit der Breitenzunahme des Überführstreifens
verändert,
insbesondere verringert.
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Die
Anordnung des Systems in Maschinen zur Herstellung von Faserstoffbahnen
erfolgt vorzugsweise im Übergangsbereich
zwischen Nassteil und Trockenteil. Dabei kann im Nassteil bereits
die Trennung in die Teilbahnen erfolgen, die jedoch aufgrund der
im Übergabebereich
geschlossenen Faserstoffbahnführung
an Stützbändern erst
in der Trockenzone, insbesondere im Bereich der ersten Abnahmezone
an einem Trockenzylinder tatsächlich getrennt
werden. Andere Möglichkeiten
sind denkbar. So kann die Trennung unmittelbar vor dem Übergang
zum Trockenteil erfolgen oder aber bereits in der Pressenpartie
des Nassteils.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren
zur Steuerung der Überführ- bzw.
Randstreifenüberführung in einer
Maschine zur Herstellung von Faserstoffbahnen, insbesondere Papier-,
Karton- oder Tissuebahnen, ist dadurch gekennzeichnet, dass nach
einer Unterteilung der Faserstoffbahn in einen Überführ- bzw. Randstreifen und eine
Restbahn die Führung der
Restbahn über
eine Stabilisierungseinrichtung gestützt wird und somit in Richtung
der Auffangeinrichtung gezwungen wird. Dadurch wird ein unerwünschtes
Restbahnmitreißen
verhindert.
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Der
Stabilisierungseinrichtungswirkbereich ist vorzugsweise in Abhängigkeit
der Breite der Restbahn einstellbar, so dass nur der tatsächlich zu
stabilisierende Bereich abgestützt
wird. Wird ein Bahnabriss detektiert, wird eine Trenneinrichtung
zur Unterteilung der Faserstoffbahn in wenigstens zwei Teilbahnen – einen Überführ- bzw.
Randstreifen und eine Restbahn aktiviert, wobei wenigstens eine
die Breite der entstehenden Restbahn wenigstens mittelbar charakterisierende
Größe erfasst
wird und die Restbahnbreite im Bereich der Stabilisierungseinrichtung ermittelt
und in Abhängigkeit
dieser die Wirkbreite der Stabilisierungseinrichtung eingestellt
wird. Bei Detektierung des Erreichens der vollen Bahnbreite durch den Überführstreifen
wird die Stabilisierungseinrichtung, falls nicht bereits erfolgt,
deaktiviert. Mit diesem Verfahren kann somit sehr schnell auf Bahnabrisse reagiert
werden und eine sichere störungsfreie
Neuaufführung
der Faserstoffbahn in kurzer Zeit erzielt werden.
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Die
erfindungsgemäße Lösung wird
nachfolgend anhand von Figuren erläutert. Darin ist im einzelnen
folgendes dargestellt:
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1a verdeutlicht
in schematisiert vereinfachter Darstellung anhand eines Ausschnittes
aus einer Maschine zur Herstellung von Faserstoffbahnen, insbesondere
den Übergang
zwischen Nassteil und Trockenteil, insbesondere einer Pressenpartie zu
einer Trockenpartie die Anordnung eines erfindungsgemäßen Systems
zum Breitfahren einer Faserstoffbahn;
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1b verdeutlicht
anhand einer Ausführung
gemäß 1, insbesondere einer Ansicht A-A das
Breitenschema für
den Wirkbereich der Trenneinrichtung des erfindungsgemäßen Systems;
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1c verdeutlicht
anhand einer Ansicht B gemäß 1a das
Breitenschema für
den Wirkbereich der Trenneinrichtung des erfindungsgemäßen Systems;
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2 verdeutlichte
eine vorteilhafte Ausführung
gemäß 1c;
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3a bis 3b verdeutlichen beispielhaft Ausführungen
einer Injektoreinrichtung;
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3c verdeutlicht eine Ausführung einer Stabilisierungseinrichtung,
umfassend eine Foilplatte;
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3d verdeutlicht eine Ausführung einer Stabilisierungseinrichtung,
umfassend eine Saugwalze;
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4 verdeutlicht
eine Steuervorrichtung zur Steuerung des Systems zum Breitfahren
der Faserstoffbahn;
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5 verdeutlicht
anhand eines Signalflussbildes ein Verfahren zur Steuerung der Breitführung einer
Faserstoffbahn;
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6 verdeutlicht
eine Ausführung
mit einem der Stabilisierungseinrichtung nachgeordneten Spritzrohr.
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Vor
der Erläuterung
zu den Figuren werden nachfolgende Definitionen vorangestellt:
Maschinenrichtung | Arbeitsrichtung beziehungsweise
Durchlaufrichtung der Faserstoffbahn bzw. Länge der Maschine |
Triebseite | Seite der Maschine, an welcher
die Antriebsaggregate angeordnet sind |
Führerseite | Zugangsseite |
Wirkbreite | Wirkungsbereich in Breitenrichtung
der Maschine, d.h. quer zur Faserstoffbahnlaufrichtung |
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Die 1a verdeutlicht
in schematisiert vereinfachter Darstellung anhand eines Ausschnittes aus
einem Trockenteil einer Maschine 2 zur Herstellung einer
Faserstoffbahn, insbesondere einer Papier-, Karton-, oder Tissue-Bahn,
beispielhaft eine besonders vorteilhafte Anordnung eines erfindungsgemäßen Systems 3 zum
Breitfahren der Faserstoffbahn 4. Dieses gelangt insbesondere
beim Anlaufen der Maschine und/oder bei der Überführung eines sogenannten Überführ- bzw.
Randstreifens nach einem erfolgten Faserstoffbahnabriss zur Anwendung.
Der Trockenteil umfasst eine Vorrichtung 1 zum Trocknen einer
Papier-, Karton-, Tissue- oder anderen Faserstoffbahn. In dieser
wird die Faserstoffbahn 4 mit einem luftdurchlässigen Stützband 5,
insbesondere Trockensieb mäanderförmig abwechselnd über Leitwalzen 6,
hier beispielhaft dargestellt 6.1 bis 6.3 und beheizte
Trockenzylinder 7, hier beispielhaft 7.1 bis 7.3,
geführt,
wobei die Faserstoffbahn 4 mit den Trockenzylindern 7 in
direkten Kontakt tritt. Dabei kann zwischen zwei Trockenzylindern 7.1 und 7.2 sowie einer
zwischen diesen Trockenzylindern angeordneten Leitwalze 6.1 eine
Leiteinrichtung 8 vorgesehen werden, die im Bereich der
vom Trockenzylinder 7.1 ablaufenden Faserstoffbahn 4 eine
Unterdruckabnahmezone 9 auf der der Faserstoffseite gegenüberliegenden
Seite des Stützbandes
bildet. An die Unterdruckabnahmezone 9 schließt sich
eine sogenannte Haltezone 10 an, in welcher die Faserstoffbahn 4 zusammen
mit dem luftdurchlässigen
Stützband 5 zur Leitwalze 6.1 geführt wird.
Dazu sind die der Unterdruckabnahmezone 9 und der Haltezone 10 gegenüberliegenden
Seitenwände
der Leiteinrichtung 8 perforiert ausgeführt, das heißt mit Öffnungen
versehen und die jeweils gegenüberliegenden
Innenräume
der Leiteinrichtung 8 sind mit einer Unterdruckquelle verbunden
beziehungsweise werden unter Unterdruck gesetzt. In der Haltezone 10 kann
dabei auf die Öffnung
einer Seitenwand unter Umständen
verzichtet werden. Beim Überführen der
Faserstoffbahn 4, bei welchem zuerst ein sogenannter Einführstreifen
beziehungsweise Randstreifen der Faserstoffbahn 4 am Stützband 5 weitergeführt werden
soll, ist eine Anpassung der Unterdruckabnahmezone 9 an
die Breite des Einführstreifens
sehr wichtig. Dies soll verhindern, dass Teile der oder die gesamte
restliche Faserstoffbahn 4, die am Trockenzylinder, hier
dem Trockenzylinder 7.1, weitergeführt und die von einer Reinigungseinrichtung 11,
insbesondere einer Schabereinrichtung 12, deren Wirkbereich
gegenüber dem
Außenumfang
des Trockenzylinders 7.1 in einem Winkel angestellt ist,
abgeführt
werden, zum Stützband 5 gelangen
und so den Überführvorgang gefährden. Jedoch
bei schnell laufenden Maschinen zur Herstellung und/oder Veredelung
von Faserstoffbahnen 4 kommt es beim Breitfahren der Faserstoffbahn 4,
insbesondere des Überführstreifens 4.1 auf dem
Stützband 5 häufig trotzdem
zum Mitreißen
mit der ersten Leitwalze 6.1. Die Folge ist ein Randfehler, der
beim weiteren Transport der Faserstoffbahn 4 einreißt und zum
kompletten Faserstoffbahnverlust führen kann. Erfindungsgemäß ist dabei
ein System 3 zum Breitfahren der Faserstoffbahn 4 vorgesehen, welches
eine quer zur Maschinenrichtung und damit quer zur Faserstoffbahnlaufrichtung
bewegbare Trenneinrichtung 13, umfassend wenigstens ein Trennelement 14,
aufweist, mittels welcher die Faserstoffbahn 4 in mindestens
zwei Teilbahnen- eine erste Teilbahn in Form des Überführ- bzw.
Randstreifens 4.1 und eine zweite Teilbahn in Form der
Restbahn 4.2 – unterteilt
wird, wobei die Trenneinrichtung 13, insbesondere das Trennelement 14,
zumindest zwischen einer sogenannten Anfangs- und Endposition verfahrbar
ist, wobei die Anfangsposition A, wie im Breitenschema gemäß 2 wiedergegeben, durch
eine Lage des Trennelementes 14 gegenüber der Faserstoffbahn 4 charakterisiert
ist, in welcher ein Überführ – bzw. Randstreifen 4.1 vordefinierter
Größe, insbesondere
vordefinierter Breite b4 . 1, bei Einwirken des Trennelementes 14 auf
die Faserstoffbahn 4 erzeugt werden kann. Die Endposition
E beschreibt die Lage des Trennelementes 14 nach dem Verfahren
quer zur Faserstoffbahnlaufrichtung durch die Position gegenüber der
Faserstoffbahn im Bereich von deren seitlichem Ende beziehungsweise
außerhalb,
d.h. neben der Faserstoffbahn 4. Das System 3 umfasst
ferner eine Stabilisierungseinrichtung 15, welche der Stabilisierung
und Abstützung
der abgetrennten Faserstoffbahnteile in Form der nicht zu überführenden
Restbahn 4.2 bei Weiterführung in einen Pulper oder
eine andere Auffangeinrichtung 16 für Faserstoffbahnabfälle führt. Die
Stabilisierungseinrichtung 15 schließt sich dabei in Maschinenrichtung,
das heißt
in Faserstoffbahnlaufrichtung betrachtet, an die Trenneinrichtung 13 an,
das heißt
ist hinter dieser angeordnet. Dabei können Trenneinrichtung 13 und
Stabilisierungseinrichtung 15 je nach Ausführung und Überführungsort
zu einer baulichen Einheit zusammengefasst werden oder sind, wie
in 1 dargestellt, räumlich getrennt,
d.h. in Maschinenrichtung betrachtet beabstandet zueinander angeordnet.
Die Stabilisierungseinrichtung 15 umfasst dabei zumindest
ein Stabilisierungselement 17, welches verschiedenartig
ausgeführt
sein kann und als Führungseinrichtung 18 für den abgetrennten
Teil der Faserstoffbahn, welcher in den Pulper gelangt, dient. Die
Stabilisierungseinrichtung 15 ist dabei durch eine Wirkbreite
W15 charakterisiert, die der Unterstützung des
abgetrennten Teils, insbesondere der Restbahn 4.2 über die
Faserstoffbahnbreite b betrachtet dient.
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Die
in der 1a dargestellte Ausführung einer
Trockenvorrichtung schließt
sich dabei in der Maschine 2 zur Herstellung von Faserstoffbahnen
an einen Nassteil 19 an, der eine Pressenpartie 20 umfasst,
wobei die einzelnen. Pressen unterschiedlich ausgeführt sein
können,
je nach verwendetem Pressensystem. Dabei sind verschiedene Kombinationen denkbar.
Mehrere Presseinheiten können
hintereinander geschaltet werden, wobei es sich bei diesen um Pressen
bildende Presswalzen handeln kann oder aber sogenannte Schuhpressen,
die in Faserstoffbahnlaufrichtung durch einen verlängerten Pressspalt
durch Ausbildung einer der Presswalzen als Schuhpresswalze, charakterisiert
sind. Am Ende der Pressenpartie 19 erfolgt die Abnahme
und Überführung der
Faserstoffbahn 4 bzw. der Faserstoffbahnteile 4.1 und 4.2,
welche an einem endlosen umlaufenden Band 50, das durch
entsprechende Antriebs- und Leitwalzen 52 geführt ist,
geführt
werden und an das Stützband 5 der
Trockenpartie mittels beispielsweise einer Saugabnahmewalze 51 übergeben werden.
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Das
einzelne Stabilisierungselement 17 kann verschiedenartig
ausgeführt
werden. Mögliche Ausführungen
sind beispielhaft in den 3a bis 3d wiedergegeben und werden dort näher erläutert. 1a verdeutlicht
dabei beispielhaft stark schematisiert eine Ausführung mit einer Injektoreinrichtung 21.
Die Injektorwirkung beruht dabei auf zumindest einem Fluidstrahl
F, welcher aus Gas, Wasser, Dampf, vorzugsweise jedoch Luft, besteht.
Der erzeugte Treibstrahl kann eingestellt werden. Die Fluidstrahlauftragsrichtung
kann von der Restbahnlaufrichtung abweichen. Dabei ist entscheidend,
dass die die Richtung bestimmende Richtungskomponente der Wirkrichtung
des Triebstrahls in die gewünschte Laufrichtung
der Restbahn 4.2 gerichtet ist.
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1b verdeutlicht
anhand einer Ansicht A-A in einer Ansicht von oben das Breitenschema
zur Wirkungsweise des erfindungsgemäßen Systems 3. Erkennbar
sind die Trockenzylinder 7.1 und 7.2 in einer
Ansicht von oben sowie die Leitwalze 6.1. Auf die Wiedergabe
der Saugwalze 51 wurde in dieser schematisierten Darstellung
verzichtet. Ferner ist zur Verdeutlichung der Faserstoffbahn 4 das
Stützband 5 nicht
mit eingezeichnet. Die Stabilisierungseinrichtung 15, die
dieser Ansicht verdeckt wäre,
ist mittels unterbrochener Linie schematisiert vereinfacht dargestellt.
Die theoretisch mögliche
Wirkbreite W15m entspricht hier der Breite
der Restbahn 4.2. Die Anordnung der Trenneinrichtung 13,
insbesondere des Trennelementes 14 erfolgt vor dem Einlauf
der Faserstoffbahn 4 in den Trockenzylinder 7.1.
Vor der Trenneinrichtung weist die Faserstoffbahn 4 eine Breite
b4 auf. Die Startposition, welche der Einwirkposition
des Trennelementes 14 zur Erzeugung eines Überführ- bzw.
Randstreifens 4.1 bezogen auf die Faserstoffbahnbreite
b4 der Faserstoffbahn 4 entspricht,
ist mit A und bezeichnet. In diese kann die Trenneinrichtung 13,
insbesondere das Trennelement 14 erst verfahren werden.
Die Lagerung erfolgt dann vorzugsweise außerhalb der theoretischen Faserstoffbahnbreite
b4 und ist mit A0 bezeichnet.
Bei gewünschter
Erzeugung eines Überführ- bzw.
Randstreifens 4.1 wird die Trenneinrichtung 13 in
die Startposition verfahren. Die Einwirkung der Trenneinrichtung 13 an
der Faserstoffbahn 4 erfolgt dann direkt durch Kontaktierung
eines Trennelementes 14 mit dieser oder indirekt über das
Trennelement, insbesondere durch Kontaktierung eines über das
Trennelement 14 ausgetragen Trennmediums, wie beispielsweise
Fluidstrahlen oder Laser. Die andere Möglichkeit besteht darin, die Trenneinrichtung 13 bei
A zu lagern und nur das Trennelement 14 je nach Ausführung, beispielsweise
als Messer gegenüber der
Faserstoffbahn 4 in die Einwirkstellung zu bewegen, insbesondere
zu verschwenken. Bei Laser oder Fluidstrahlen wird die Trenneinrichtung 13 dann
nur aktiviert. Die Startposition A bezogen auf die Maschinenbreite
ist bM ist durch die gewünschte oder vordefinierte Breite
b4 . 1 für den Rand-
bzw. Überführstreifen 4.1 bestimmt.
Die Ausrichtung der Trenneinrichtung 13 erfolgt gegenüber der
Faserstoffbahn 4, denkbar ist auch eine Ausrichtung gegenüber einem
Fixpunkt an der Maschine 2, insbesondere dem Gestell. Der durch
Einwirkung des Trennelementes 14 entstehende Reststreifen,
d.h. die Restbahn ist mit 4.2 bezeichnet. Dessen Breite
b4 . 2 entspricht
die Differenz der gesamten Faserstoffbahnbreite b4 mit
der Breite b4.1 des Rand- bzw. Überführstreifens 4.1.
Zur allmählichen,
vorzugsweise gleichmäßigen Verbreiterung des Überführ- bzw.
Randstreifens 4.1 bis auf vollständige Bahnbreite b4 ist
die Trenneinrichtung 13 quer zur Faserstoffbahnlaufrichtung
bzw. quer zur Maschinenrichtung verfahrbar. Die Verfahrbarkeit erfolgt
dabei vorzugsweise von der Führerseite
FS zur Triebseite TS der Maschine 2 von A nach E. Hier
entspricht die Endposition E1 dem Erreichen der Faserstoffbahnbreite
b4. Vorzugsweise wird jedoch die Trenneinrichtung 13 über b4 hinaus verfahren, beispielsweise nach E0.
Dort verbleibt dieser oder wird wieder in Richtung Führerseite
FS, allerdings ohne Einwirkung auf die Faserstoffbahn 4 in
die Lagerposition verfahren. Die Verfahrbarkeit zwischen A und E
wird mittels eines Pfeils verdeutlicht.
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1b verdeutlicht
ferner die Weiterführung des Überführ- bzw.
Randstreifens 4.1 durch die Vorrichtung 1 zum
Trocknen der Faserstoffbahn 4. Die Stabilisierungseinrichtung 15 erstreckt
sich hier über die
Restbahnbreite b4.2. Diese kann sich jedoch
auch über
die gesamte Breite b4 der Faserstoffbahn 4 erstrecken,
jedoch in ihrer Wirkbreite W15 ist diese
dann vorzugsweise an die Breite b4.2 der
Restbahn 4.2, die sich mit ändernder Breite Δ b4.1 des Überführ- bzw. Randstreifens
verkleinert, anpassbar.
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1c verdeutlicht
schematisiert vereinfacht anhand einer Ansicht B-B gemäß 1a die Anordnung
der Stabilisierungseinrichtung 15. Auf die Anordnung und
Darstellung der Schabereinrichtung 12 gemäß 1a wurde
hier verzichtet. Diese Stabilisierungseinrichtung 15 erstreckt
sich hier zumindest über
die Breite b4 . 2 der Restbahn 4.2, hier sogar darüber hinaus.
Die Wirkbreite W15 der Stabilisierungseinrichtung 15 ist
vorzugsweise veränderlich
einstellbar, hier mit ΔW15 angegeben und verkleinert sich mit Vergrößerung des Überführungs-
bzw. Randstreifens 4.1.
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2 verdeutlicht
in schematisiert vereinfachter Darstellung eine mögliche vorteilhafte
Ausführung
und Anordnung der Stabilisierungseinrichtung 15 gemäß 1c.
Die 2 verdeutlicht dabei eine Ansicht B gemäß 1a.
Erkennbar ist der Trockenzylinder 7.1 sowie die Faserstoffbahn 4,
insbesondere die beiden bereits unterteilten Teilbereiche in die
Teilbahnen 4.1 und 4.2, wobei 4.1 den Überführ- bzw.
Randstreifen bezeichnet und 4.2 den Bereich, welcher als
Reststreifen in eine Auffangeinrichtung 16 überführt wird.
Da zu Beginn, das heißt
nach einem Anfahrvorgang bei Maschinenstart oder aber nach einem
erfolgten Papierbahnabriss, die Faserstoffbahn 4 erneut überführt werden
muss, wird unter Bildung des Überführ- bzw.
Randstreifens 4.1 zuerst der Randstreifen 4.1 überführt und
die Bahn 4.1 sukzessive über ihre Breite vergrößert. Die Änderung
der Bahnbreite Δb4.1 bewirkt eine entsprechende Veränderung
der Bahnbreite Δb4.2, das heißt beide ergeben in der Summe
immer die gesamte Faserstoffbahnbreite, so dass sich bei Vergrößerung von 4.1 4.2 verkleinert.
Die Stabilisierungseinrichtung 15 ist dabei vorzugsweise
nur an dem Bereich der Faserstoffbahn 4 wirksam, welcher
in die Auffangeinrichtung geführt
werden soll, das heißt
der Restbahn 4.2. Dadurch soll verhindert werden, dass
sich diese Teilbahn zum einen um den Trockenzylinder 7.1 wickeln kann
und ferner insbesondere bei verringerter Restbahnbreite b4.2 dieser Bereich in der Unterdruckabnahmezone 9 mit
abgenommen wird und weitergeschleppt. Die Stabilisierungseinrichtung 15 ist
dabei in Faserstoffbahnlaufrichtung dem Trockenzylinder 7.1 nachgeordnet
und bezogen auf die gewünschte Bahnfortführung des Überführ- bzw.
Randstreifens 4.1 und der weiter sich vergrößernden überführten Bahnbreite Δb4.1 in axialer Richtung über die Maschinenlänge betrachtet
beabstandet zu dieser, insbesondere dem Stützband 5, angeordnet.
Die Stabilisierungseinrichtung 15 ist der Unterdruckabnahmezone 9 in
Faserstoffbahnrichtung nachgeordnet. Vorzugsweise wird die Stabilisierungseinrichtung 15 der am
Außenumfang
des Trockenzylinders 7.1 wirksam werdenden Schabereinheit 12 unmittelbar
nachgeordnet, d.h. frei von Zwischenräumen. Gemäß einer besonders vorteilhaften
Ausführung
sind Schaberklinge und Stabilisierungseinrichtung 15 am
gleichen Tragelement bzw. der gleichen Trageinheit 53 gelagert.
Die Schaberklinge ermöglicht
eine Ablenkung der Laufrichtung der Restbahn 4.2 in Richtung
zur Auffangeinrichtung 16, welche durch die Stabilisierungseinrichtung 15 in
dieser Richtung gehalten wird. Die theoretisch mögliche Wirkbreite W15m erstreckt sich dabei über die gesamte Faserstoffbahnbreite
b4, vorzugsweise jedoch wird diese an die
Breite Δ b4.2 der Restbahn 4.2 angepasst,
so dass die Stabilisierungseinrichtung 15 tatsächlich nur
im Bereich des Vorliegens der Restbahn 4.2 wirksam ist.
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Die
Stabilisierungseinrichtung 15 bewirkt eine Kraft auf die
Restbahn 4.2, so dass diese von der eigentlichen Führungsbahn
abgelenkt sicher in die Auffangeinrichtung 16 geleitet
wird.
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Die
Stabilisierungseinrichtung 15 kann unterschiedlich ausgeführt sein.
Bei Ausführungen
als Injektoreinrichtung 21 umfasst diese zumindest ein
Injektorelement 23, vorzugsweise eine Vielzahl von einzelnen
als Düsen 22.1 bis 22.n ausgeführten Injektorelementen,
die in ihrer Gesamtheit den Treibstrahl bzw. das über die
Faserstoffbahnbreite b4.2 der Restbahn 4.2 erzeugte
Treibstrahlband erzeugen. Dazu sind die einzelnen Düsen 22 quer
zur Faserstoffbahnlaufrichtung ausgerichtet und nebeneinander angeordnet.
Die Injektoreinrichtung 21 umfasst neben den Injektorelementen 23 zumindest
einen Anschluss zur Koppelung mit einem Fluidbereitstellungs- bzw.
Versorgungssystem 24.
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2 verdeutlicht
ferner eine Einrichtung 25 zur Überführung des Überführ- bzw. Randstreifens 4.1.
Diese ist an der Führerseite
FS angeordnet und dient im Bereich der Überführ- bzw. Randstreifenbreite
b4.1 mit der geringsten Breite der sicheren Überführung dieses
gegen das Stützband 5.
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Mögliche Ausführungen
der Stabilisierungseinrichtung 15 als Injektoreinrichtung 21 sind
beispielhaft in den 3a bis 3b wiedergegeben, über welche
ein Fluidstrahl F oder ein Fluidstrahlband F in Führungsrichtung,
vorzugsweise parallel zur gewünschten
Führungsrichtung
der Restbahn 4.2, erzeugt und ausgebracht wird oder aber über eine
entsprechende Umlenkeinrichtung in diese Richtung gelenkt wird.
Die 3a und 3b verdeutlichen
dabei lediglich schematisiert vereinfacht Ansichten auf die Austrittsquerschnitte
A22 der Düsen 22.
-
Der
Fluidstrahl kann auch von der Vorzugsrichtung parallel zur gewünschten
Restbahnführungsrichtung
abweichend ausgerichtet sein, wobei dann jedoch zumindest die Richtung
bestimmende Richtungskomponente parallel zur gewünschten Restbahnlaufrichtung
ausgerichtet sein sollte. Als Fluid findet Wasser, ein Flüssigkeits-Gasgemisch, ein
Gas, Dampf oder vorzugsweise Luft Verwendung. Ist die Injektoreinrichtung 21 derart
ausgeführt,
dass diese eine Austrittsöffnung 26 in
Form eines zentralen Austrittsschlitzes gemäß 3a umfasst,
ist dieser vorzugsweise über
die Maschinenbreite bm und damit quer zur
Faserstoffbahnlaufrichtung hinsichtlich seiner Wirkbreite W21-max derart ausgelegt, dass diese der maximalen
Breite b4 der Faserstoffbahn 4, zumindest
jedoch der maximalen Breite b4.2 der Restbahn 4.2 entspricht.
Die Anpassung an die Faserstoffbahnbreite, insbesondere die sich ändernde Breite Δb4.2 der Restbahn 4.2, erfolgt durch
Schließen
beziehungsweise Verringern der Größe des zentralen Austrittsschlitzes 26 in
Breitenrichtung, beispielsweise über
ein Schieberelement 27, welches die Austrittsöffnung 26 entsprechend
seiner Stellung verkleinert. Ferner ist der Austrittsschlitz 26 mit
einer Einrichtung zur Steuerung des Durchflusses beziehungsweise
Durchsatzes in Form von Ventileinrichtungen 28 verbunden,
so dass hier in Abhängigkeit einer Änderung
der Größe des Austrittsschlitzes gleich
bleibende Verhältnisse
am sich ändernden Austrittschlitzquerschnitt ΔA26 beibehalten werden können. Insbesondere über die
Restbahnbreite b4.2 gleiche Druckverhältnisse
gelten, unabhängig
davon, ob die Restbahn 4.2 breiter oder schmäler ist.
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Zur
Steuerung der Wirkung des Treibstrahles wird dieser als Funktion
eines Ausschnittsquerschnittes A22 aus der
Düse 22,
der Geschwindigkeit des Fluides und der Austrittsspaltgeometrie
gesteuert. Vorzugsweise ist ferner eine Ventileinrichtung 28 vorgesehen,
die eine Beeinflussung des Durchsatzes des Fluides F ermöglicht.
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Dabei
können
gemäß 3b1, eine Vielzahl einzelner Düsen 22.1 bis 22.n hier
bis 22.8 über
eine theoretisch maximale Breite des Wirkbereiches W15 über die Maschinenbreite
der Maschine 2 angeordnet werden. Die einzelnen Düsen können dabei
vorzugsweise in einer Ebene gemäß I oder
aber mit leichtem Versatz zueinander in Bahnlaufrichtung gemäß II oder
unter Ausbildung eines Netzes betrachtet angeordnet sein, wobei
hier auch ein Düsennetz denkbar
wäre. Diese
einzelnen Möglichkeiten
sind theoretisch in der 3b1-I und 3b1-II wiedergegeben. Die darin gezeigten Düsen können einzeln angesteuert
werden. In diesem Fall ist, wie in 3b1-I wiedergegeben,
jede der Düsen 22 mit dem
Fluidversorgungssystem 24 über eine zentrale Zufuhrleitung 29 gekoppelt,
wobei zwischen letzterer und der einzelnen Düse 22.1 bis 2.n Stelleinrichtungen,
insbesondere in Form wenigstens einer Ventileinrichtungen 28.1 bis 28.n vorgesehen
sind. Ferner ist auch eine direkte Kopplung der einzelnen Düsen 22.1 bis 22.n mit
dem Fluidversorgungssystem 24 möglich. Andere Ausführungen
sind denkbar. Die 3b1-II verdeutlicht
beispielhaft eine Ausführung mit
zentraler Zufuhr zu allen. Es ist jedoch auch denkbar, die einzelnen
Düsen einzeln
anzusprechen. Auch bei dieser Ausführung besteht theoretisch die Möglichkeit,
die Austrittsquerschnitte A22 der Düsen zu beeinflussen.
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Gemäß 3b2 können die
einzelnen Düsen 22 sektional,
das heißt über einen
Teilbereich des Wirkbereiches 15, hier mit W21-1 bis
W21-n bezeichnet, angesteuert werden, jede
Düse 22.1 bis 22.6 in
jeder Sektion 30.1 bis 30.n, hier 30.3 kann
dabei für
sich allein oder aber alle Düsen 22.1 bis 22.6 einer
Sektion 30.1 bis 30.n gemeinsam angesteuert werden.
Dabei sind die einzelnen Sektionen 30.1 bis 30.3 in
Untersektionen 31.1 bis 31.3 unterteilbar. Jede
dieser Untersektionen 31.1 bis 31.3 einer Sektion 30.1 bis 30.3 kann
hier einzeln über
die Ventileinrichtungen 28.1 bis 28.3 angesteuert
werden, ferner kann die gesamte Sektion 30.1 bis 30.3 über die
Ventileinrichtungen 32.1 bis 32.3 separat angesteuert
werden. Sind zusätzlich,
hier jedoch nicht dargestellt, die einzelnen Düsen 22.1 bis 22.6 einer
Sektion 30.1 bis 30.3 noch separat ansteuerbar,
kann der Wirkbereich W15, welche dem Wirkbereich
W21 der Injektoreinrichtung 21 entspricht
sowohl quer zur Restbahn 4.2 als auch in Führungsrichtung
beeinflusst werden. Dies kann insbesondere dann von Vorteil sein,
wenn eine möglichst
lange Stützung
der Restbahn 4.2 erwünscht
ist.
-
Jede
Sektion 30.1 bis 30.3 weist vorzugsweise eine
zentrale Kammer auf, die mit den einzelnen Düsen 22.1 bis 22.n,
hier 22.6 verbindbar ist und über die die Düsen 22.1 bis 22.6 einer
Sektion 30.1 bis 30.3 beaufschlagt werden. Zusätzlich kann
diese noch weiter unterteilt werden, insbesondere in Unterkammern,
oder aber ist mit Unterkammern gekoppelt, so dass die Unterkammern,
die jeweils mit einem Teil der Düsen 22.1, 22.2 verbunden
sind, beispielsweise auch über
mechanische Maßnahmen, beispielsweise
Schieber, gesperrt werden können und
somit die mit diesen gekoppelten Düsen 22.1, 22.2 nicht
mit Fluid beaufschlagt werden. Im einfachsten Fall werden die Düsen 22.1 bis 22.6 von Austrittsöffnungen
in den Wandbereichen der Kammern gebildet. Vorzugweise sind die
Kammern mit einer zentralen Versorgungsleitung für das Fluid verbunden, wobei über entsprechende
Ventileinrichtungen diese einzelnen Zufuhrkammern, welche im Wirkbereich
Sektionen bilden, einzeln abschaltbar sind.
-
3b3 verdeutlicht in schematisierter Darstellung
eine Ausführung
mit hoher Unterteilungsrate der Injektoreinrichtung 21 quer
zur Restbahnbewegungsrichtung. Dadurch kann die Größe des Wirkbereiches
W15, der W21 entspricht,
sehr feinfühlig
gesteuert werden. Die Einrichtung 21 umfasst dazu eine Vielzahl
von Sektionen 30.1 bis 30.8, die einzeln ansteuerbar
sind, jede Sektion umfasst dabei wenigstens zwei Düsen 22.1, 22.2.
Die einzelnen Sektionen 30.1 bis 30.8 können auch
gruppenweise angesteuert werden. Vorzugsweise werden möglichst
viele Sektionen quer zur Faserstoffbahnlaufrichtung vorgesehen.
Je größer die
Unterteilung in einzelne Sektionen ist, desto feinfühliger kann
die Wirkung der Stabilisierungseinrichtung eingestellt werden. Ferner ist
es dadurch möglich,
dass die Wirkbreite sich annähernd
synchron beim Breitfahren des Trennelementes und damit der Verlängerung
der Restbahn verringert. Die einzelnen Sektionen sind dabei durch Größenbereiche
vorzugsweise im Bereich zwischen 200 bis 500 mm charakterisiert.
-
Durch
insbesondere die in den 3a und 3b dargestellten Ausführungen ist es möglich, den Wirkbereich
W15 an die tatsächlich erforderlichen Restbahnbreiten
anzupassen, wobei die Anpassung möglichst genau erfolgt. Über die
Ventileinrichtungen werden nicht nur die einzelnen Sektionen, Untersektionen
oder gar einzelne Düsen
aktiviert und deaktiviert, sondern auch der über diese ausgegebene Fluidstrahl
gesteuert, insbesondere hinsichtlich der Parameter des Treibstrahls,
wie Austrittsgeschwindigkeit, Austrittsvolumenstrom e.t.c. Die Ventileinrichtungen
sind vorzugsweise als Feinjustierventile ausgeführt.
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Die 3a und 3b verdeutlichen dabei lediglich Möglichkeiten
der Ausgestaltung der Stabilisierungseinrichtungen 15.
Modifikationen sind möglich, insbesondere
bezüglich
der Möglichkeit
der Ausgestaltung der Düsen 22,
der Austrittsquerschnitte, der Austrittsquerschnittsgeometrien sowie
der Ansteuerung.
-
Die 3c und 3d verdeutlichen
weitere Ausführungen
für Stabilisierungseinrichtungen 15. 3c1 verdeutlicht eine Ausbildung einer Stabilisationseinrichtung 15,
welche wenigstens eine sich über
die Restbahnbreite erstreckende Foilplatte 33 aufweist,
die sich über
vorzugsweise die gesamte theoretische maximale Wirkbreite W15max erstreckt. Diese ist vorzugsweise ebenfalls
an der Trageinheit 53 für
die Schabereinrichtung 12 angeordnet und ist leicht geneigt
gegenüber
der gewünschten
Restbahnlaufrichtung angestellt. Aufgrund von Schleppluft bildet
sich dabei ein Unterdruck zwischen der Restbahn 4.2 und
der Foilplatte 33, insbesondere der zur Restbahn 4.2 weisenden
Fläche 34 der
Foilplatte 33 aus. Eine Deaktivierung der Wirkungsweise
erfolgt durch Wegschwenken, hier durch Doppelpfeil angedeutet. Die
Foilplatte 33 kann dabei als starres Element sich über die
gesamte Breite b4 der Faserstoffbahn 4 oder
zumindest die theoretisch maximal mögliche Breite b4 . 2 der Restbahn 4.2 erstrecken.
Es ist jedoch auch denkbar, diese aus einer Mehrzahl von Teilplatten
zu bilden, die sich nebeneinander quer zur Restbahnlaufrichtung
erstrecken, wobei die einzelnen Teilplatten durch Verschwenken deaktivierbar
sind. Gemäß einer
besonders vorteilhaften Weiterentwicklung in 3c2 sind,
ist die Foilplatte 33 zusätzlich besaugt. Dazu ist dieser
eine Saugeinrichtung 35 zugeordnet. Diese kann eine Saugzone 36 über die
Wirkbreite W15 ausbilden oder aber durch eine
Vielzahl von nebeneinander angeordneten Teilsaugzonen 36.1 bis 36.n charakterisiert
sein, welche einzeln und/oder gruppenweise oder gemeinsam ansteuerbar
sind. Bezüglich
der Möglichkeiten
der Ansteuerung der Saugzonen wird auf die Ausführungen zu 3d verwiesen,
um Wiederholungen zu vermeiden.
-
3d1 verdeutlicht eine Ausführung des Stabilisierungselementes 15 in
Form einer sogenannten offenen Walze 37, welche zusätzlich oder optional
besaugt sein kann. In diesem Fall weist diese eine stationäre Saugzone 38 auf.
Auch diese ist hinter dem Schaber angeordnet. Die Saugzone 38 ist dabei
zur Führungsrichtung
der Restbahn 4.2 gerichtet und erstreckt sich über einen
Teil dieser über
den Außenumfang
der offenen Walze 37, welche einen luftdurchlässigen,
beispielsweise perforierten Mantel 39 umfasst.
-
In
Analogie zur Saugwalze, welche drehbar ist, kann auch ein stationäres Saugelement
mit gekrümmter
Stützfläche vorgesehen
werden.
-
Bezüglich der
Ansteuerung der Saugzonen 36 und 38 bestehen eine
Vielzahl von Möglichkeiten. Die
Ausführungen
zur Ansteuerbarkeit gemäß 3a bis 3b gelten dabei in Analogie auch für die Saugzonen 36, 38.
Die einzelne Saugzone 36 bzw. 38 kann über die
gesamte Wirkbreite ausgebildet sein. Dabei kann die Saugzone sukzessive
durch Abdeckung beziehungsweise Verkleinerung in ihrer Größe beeinflusst
werden.
-
Vorzugsweise
ist jede Saugzone 36 bzw. 38 in einzelnen Saugzonensektionen 40.1 bis 40.n unterteilt.
Diese erstrecken sich nebeneinander über jeweils einen Teil des
Wirkbereiches W15. Die Sektionen können gemäß 3d2 einzeln über
entsprechende Stellglieder 41.1 bis 41.n angesteuert
werden oder aber zusätzlich
oder optional gruppenweise gemäß 3d3.
-
Gemäß 4 ist
schematisiert vereinfacht eine Vorrichtung 43 zur Steuerung
des Systems 3 zum Breitfahren einer Faserstoffbahn dargestellt. Diese
umfasst eine Einrichtung 44 zur Erfassung wenigstens einer,
einen Bahnabriss wenigstens mittelbar charakterisierenden Größe, eine
Einrichtung 46 zur Erfassung der Faserstoffbahnbreite der
Teilbahn 4.1 an einer Position 2, die hinter der
Trennstelle der Faserstoffteilbahnen angeordnet ist, eine Einrichtung 45 zur
Erfassung einer die Breite der Restbahn 4.2 im Bereich
der Stabilisationseinrichtung 15 wenigstens mittelbar charakterisierende
Größe, vorzugsweise zur
direkten Erfassung, eine Steuereinrichtung 47, die die
Größen verarbeitet
und Stelleinrichtungen 48 zur Ansteuerung der Trenneinrichtung 13 und 49 der Stabilisierungseinrichtung 15 zur Einstellung
der Wirkbreite W15. Bei der Einrichtung
zur Erfassung einer die Restbahnbreite 4.2 wenigstens mittelbar
charakterisierende Größe kann
es sich um eine Einrichtung zur Erfassung der Faserstoffbahnbreite
der Restbahn 4.2 oder der Breite des Überführ- bzw. Randstreifens 4.1 vor
dem Einlauf in die Stabilisierungseinrichtung 15 handeln,
wobei in diesem Fall die Trägheit
der Steuerung zu berücksichtigen
ist, insbesondere bei Hochleistungsmaschinen von besonderer Bedeutung.
Ferner ist es denkbar, in einem bestimmten Abstand vor dem Eintritt
in den Wirkbereich W18 des Stabilisierungselementes 15 die Ist-Größe der Breite
der Faserstoffrestbahn 4.2 zu erfassen und unter Berücksichtigung
der Bandgeschwindigkeit der Maschinenlaufgeschwindigkeit auf die
tatsächliche
Größe zu schließen. Jegliche
Möglichkeit
ist denkbar. Im einfachsten Fall werden als Erfassungseinrichtungen
Sensoren verwendet, die als optische Sensoren ausgeführt sind
und bei Überdeckung
durch die Faserstoffbahn ein entsprechendes Signal versenden. In
Abhängigkeit
der erfassten Größen werden
eine Stellgrößen zur
Ansteuerung der Stelleinrichtungen 48 und 49 ausgegeben,
insbesondere zur Aktivierung der Trenneinrichtung 13 und zur
Einstellung des Wirkbereiches W15 und die
Stelleinrichtungen angesteuert, das heißt je nach Ausführung der
Stabilisierungseinrichtung als Injektoreinrichtung oder Saugeinrichtung
mit Führungsfunktion, beispielsweise
Saugwalze oder gekrümmter
Rohrsauger, ausgegeben. Dabei werden dann entweder die einzelnen
Düsen oder
aber die einzelnen Sektionen in entsprechender Weise angesteuert.
-
Das
Verfahren ist anhand eines Signalflussbildes in 5 wiedergegeben.
Demnach wird nach Erfassung eines Bahnabrisses durch die Einrichtung 44 innerhalb
der Maschine, insbesondere im Trockenteil ein Signal an die Steuereinrichtung 47 geleitet, in
welcher eine Stellgröße zur Ansteuerung,
insbesondere Aktivierung der Trenneinrichtung 14 erzeugt wird.
Diese wird an die Stelleinrichtung 48 ausgegeben und die
Trenneinrichtung 14 aktiviert, so dass die Faserstoffbahn 4 in
wenigstens zwei Teilbahnen 4.1 und 4.2 unterteilt
wird. Gleichzeitig wird wenigstens eine, die Breite der Restbahn 4.2 im
Bereich der Stabilisierungseinrichtung 15 wenigstens mittelbar
charakterisierende Größe über eine
Erfassungseinrichtung 45 ermittelt. Dabei kann diese entweder
direkt oder über
die Breite des Überführ- bzw.
Randstreifens 4.1 an einer Position 1, d.h. vor
Trennung von der Restbahn oder die Position des Trennelementes 14 ermittelt werden.
Aus der im Stabilisierungsbereich der Einrichtung 15 vorliegenden
Breite der Restbahn 4.2 wird der Wirkbereich an der Stabilisierungseinrichtung 15 bestimmt
und eine Stellgröße Y15 zur
Ansteuerung der Stelleinrichtung 49 zur Einstellung des
Wirkbereiches, insbesondere der Wirkbreite W15 an
der Stabilisierungseinrichtung erzeugt und ausgegeben. Wenn der Überführ- bzw.
Randstreifen 4.1 die volle Faserstoffbahnbreite an einer Position 2,
die hinter dem Einleiten der Restbahn 4.2 in die Auffangeinrichtung 16 liegt,
aufweist, kann die Stabilisierungseinrichtung 15 deaktiviert
werden. Eine Deaktivierung in Abhängigkeit des Erreichens der
Endposition des Trennelementes 14 unter Berücksichtigung
der Faserstoffbahngeschwindigkeit ist ebenfalls denkbar.
-
Die
Erfassungseinrichtungen sind vorzugsweise Sensoren, insbesondere
optische Sensoren.
-
Die
erfindungsgemäße Lösung findet
vorzugsweise in einer Vorrichtung zu Trocknung von Faserstoffbahnen
Verwendung, wobei die Stabilisierungseinheit unmittelbar nach dem
ersten Trockenzylinder angeordnet ist. Die Anordnung erfolgt dabei unterhalb
der Rotationsachse des Trockenzylinders im Ausfuhrbereich der Faserstoffbahn 4 und
hinter der Unterdruckabnahmezone zum Stützband 5.
-
6 verdeutlicht
eine vorteilhafte Weiterentwicklung einer Ausführung mit einer der Schabereinrichtung 12 und
der Stabilisierungseinrichtung 15 nachgeordneten weiteren
zweiten Injektoreinrichtung 54. Diese umfasst wenigstens
ein Spritzrohr 55, welches sich über die gesamte Maschinenbreite
erstreckt und vorzugsweise nur eine Zone mit einer Zuleitung aufweist,
so dass die Wirkung über
die gesamte Faserstoffbahnbreite, insbesondere Restbahnbreite 4.2 ohne
erheblichen zusätzlichen
Aufwand mit Sicherheit gewährleistet
ist. Die zweite Injektoreinrichtung 54 ist unterhalb des
Schabertragkörpers,
d.h. der Trageinheit 53 angeordnet. Diese verhindert durch
die gerichtete Abgabe eines Fluidstrahles, dass die Restbahn 4.2 und/oder
die gesamte Faserstoffbahn mit der Stabilisierungseinrichtung 15 mitgerissen
werden. Die Anordnung erfolgt dazu im Schatten der Schabereinheit 12.
Der Austrittsstrahl ist zumindest parallel zur gewünschten
Restbahnführungsrichtung
oder mit geringem Winkel gegenüber
dieser ausgerichtet.
-
- 1
- Vorrichtung
zum Trocknen
- 2
- Maschine
zur Herstellung von Faserstoffbahnen
- 3
- System
zum Breitführen
einer Faserstoffbahn
- 4
- Faserstoffbahn
- 4.1
- erste
Teilbahn, Überführ- bzw. Randstreifen
- 4.2
- Restbahn
- 5
- luftdurchlässiges Stützband
- 6
- Leitwalze
- 7
- Trockenzylinder
- 8
- Leiteinrichtung
- 9
- Unterdruckabnahmezone
- 10
- Haltezone
- 11
- Reinigungseinrichtung
- 12
- Schabereinheit
- 13
- Trenneinrichtung
- 14
- Trennelement
- 15
- Stabilisierungseinrichtung
- 16
- Auffangeinrichtung
- 17
- Stabilisierungselement
- 18
- Führungseinrichtung
- 19
- Nassteil
- 20
- Pressenpartie
- 21
- Injektoreinrichtung
- 22
- Düse
- 22.1–22.n
- Düsen
- 23
- Injektorelement
- 24
- Fluidbereitstellungs-
bzw. Versorgungssystem
- 25
- Einrichtung
zur Überführung des Überführ- bzw.
Randstreifens
- 26
- Austrittsöffnung,
Schlitz
- 27
- Schieberelement
- 28.1
bis 28.n
- Ventileinrichtung
- 29
- Zufuhrleitung
- 30.1
bis 30.3
- Sektionen
- 31.1
bis 31.3
- Untersektion
- 32
- Ventileinrichtung
- 33
- Foilplatte
- 34
- Foilfläche
- 35
- Saugeinrichtung
- 36
- Saugzone
- 37
- Saugwalze
- 38
- Saugzone
- 39
- Mantel
- 40.1–40.n
- Sektionen
- 41.1–41.n
- Stellglieder
- 42.1–42.3
- Ventileinrichtungen
- 43
- Steuervorrichtung
- 44
- Einrichtung
zur Erfassung
- 45
- Einrichtung
zur Erfassung
- 46
- Einrichtung
zur Erfassung
- 47
- Steuereinrichtung
- 48
- Stelleinrichtung
- 49
- Stelleinrichtung
- 50
- Band
- 51
- Saugwalze
- 52
- Leitwalze
- 53
- Trageinheit
- 54
- zweite
Injektoreinheit
- 55
- Spritzrohr