DE102008000236A1

DE102008000236A1 - Formiervorrichtung

Info

Publication number: DE102008000236A1
Application number: DE200810000236
Authority: DE
Inventors: Herbert Bosch; Hermann Sorg; Ralf Rziha
Original assignee: Voith Patent GmbH
Current assignee: Voith Patent GmbH
Priority date: 2008-02-05
Filing date: 2008-02-05
Publication date: 2009-08-06

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Formiervorrichtung (1) einer Maschine (2) zur Herstellung von Faserstoffbahnen (3), insbesondere Papier-, Karton- oder Tissuebahnen, umfassend zumindest eine Entwässerungseinrichtung (9) mit mindestens einer an einem Innenumfang (13) eines endlos umlaufenden Siebbandes (7.1, 7.2) mittels einer Stelleinrichtung (15.1-15.n) anpressbaren und sich quer zur Sieblaufrichtung erstreckenden Formationsleiste (12.1-12.n). Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass eine Vorrichtung (20.1-20.n) zur wenigstens mittelbaren Erfassung der Position des am Innenumfang (13) des Siebbands (7.2) wirksamen Wirkbereiches (19.1-19.n) der einzelnen Formationsleiste (12.1-12.n) gegenüber einer Bezugsebene (E1-En) vorgesehen ist, umfassend zumindest zwei über die Erstreckung der einzelnen Formationsleiste (12.1- 12.n) beabstandet zueinander angeordnete Erfassungseinrichtungen (21.1-21.n, 21.11-21.16).

Description

Die Erfindung betrifft eine Formiervorrichtung einer Maschine zur Herstellung von Faserstoffbahnen, insbesondere Papier-, Karton- oder Tissuebahnen, umfassend zumindest eine Entwässerungseinrichtung mit mindestens einer an einem Innenumfang eines endlos umlaufenden Siebbands mittels einer Stelleinrichtung anpressbaren und sich quer zur Sieblaufrichtung erstreckenden Formationsleiste.
Maschinen zur Herstellung von Faserstoffbahnen sind in einer Vielzahl von unterschiedlichen Ausführungen, insbesondere im Hinblick auf die Ausführung der Formiervorrichtung aus dem Stand der Technik vorbekannt. Dieser umfasst beispielsweise gemäß http:\\www.voithpaper.de\vp_d_faser_grphpapiere_hfreie_ungestr.htm eine Blattbildungsvorrichtung, die als Doppelsiebformer ausgeführt ist, wobei die dadurch gebildete Entwässerungsstrecke im Wesentlichen in vertikaler Richtung ausgerichtet ist. Dazu wird eine Faserstoffsuspension über einen Stoffauflauf in einen zwischen zwei endlos umlaufenden Siebbändern ausgebildeten Spalt eingebracht und an einer Formierwalze, die für eine gute Formation sorgt, entwässert. An die Formierwalze schließt sich in Durchlaufrichtung der Faserstoffsuspension eine Entwässerungseinrichtung an, die im Bereich der durch die gemeinsame Führung der beiden Siebbänder gebildeten Entwässerungsstrecke an der Faserstoffsuspension wirksam wird. Die Entwässerungseinrichtung umfasst beispielsweise einen in einem der Siebbänder angeordneten gekrümmten Saugkasten mit gegen die Innenfläche dieses Siebbands wirkenden Formationsleisten, die versetzt zu am zweiten Siebband vorgesehenen Formationsleisten angeordnet sind. An die derart ausgebildete Formiervorrichtung als Blattbildungsvorrichtung schließt sich eine Pressenvorrichtung an, die ebenfalls verschiedenartig ausgeführt sein kann.
Dabei sind bei der Blattbildung in der Formiervorrichtung zahlreiche Einflussgrößen zu berücksichtigen, um ein möglichst gleichmäßiges Stoffdichtequerprofil, ein gleichmäßiges Faserorientierungsquerprofil oder Formationsquerprofil zu erreichen und somit eine gleichmäßige Qualität der Oberfläche der aus der Faserstoffsuspension zu erzielenden Faserstoffbahn zu gewährleisten. Der Entwässerung innerhalb der Formiervorrichtung kommt daher eine besondere Bedeutung zu.
Diesbezüglich wird beispielsweise auf die Druckschrift EP 0 831 172 A2 verwiesen. Diese Druckschrift offenbart ein Verfahren zum Entwässern einer Faserstoffsuspension in der Formiervorrichtung, bei welchem die Faserstoffsuspension aus einem Stoffauflauf auf eines der Siebbänder aufgebracht und entwässert wird, wobei noch vor Erreichen des Immobilitätspunkts die Entwässerungsgeschwindigkeit quer zur Bahnlaufrichtung in den Randbereichen im Verhältnis zur Mitte der Faserstoffbahn verändert wird. Dazu wird hier beispielsweise ein Siebband verwendet, das durch unterschiedliche Entwässerungswiderstände über die Breite betrachtet charakterisiert ist. Ferner können die Formationsleisten, welche zur Entwässerung verwendet werden, in den Randbereichen schwächer als im Mittenbereich des Siebbands angedrückt werden. Des Weiteren ist es denkbar, die Formationsleisten selbst durchbiegungseinstellbar auszubilden.
Aus der Druckschrift EP 0 629 740 A1 ist ein Verfahren zur Steuerung des Querprofils von Eigenschaften der Faserstoffbahn durch die Beeinflussung des Entwässerungsverhaltens in der Formiervorrichtung vorbekannt. Die Steuerung erfolgt über die Steuerung des Austrittstrahls an den Austrittsdüsen im Stoffauflauf sowie ferner innerhalb der Formiervorrichtung über anpressbare Leisten, die Druckimpulse in der Faserstoffsuspension erzeugen. Die Anpressung erfolgt hier über Anpresselemente in Form von Schlauchelementen, deren Druck variabel einstellbar ist. Dabei werden in einer Ausführung Leistenpaare über in Maschinenrichtung verlaufende elastische Schläuche beaufschlagt. Durch die separate Regulierung der Belastungsdrücke in den einzelnen Schläuchen kann die Auslenkung der Leisten quer zur Umlaufrichtung des Siebbands profiliert werden. Ferner sind flexible Klingenelemente vorgesehen, die mit einem Druckmedium belastbar sind. Das Profil des Belastungsdrucks im Bereich der Klingenspitze gegen das Siebband ist mit Hilfe von mechanischen Stellelementen regulierbar.
Eine weitere Ausführung mit anpressbaren Klingenelementen ist aus EP 0 516 601 B1 vorbekannt. Die Anpressung erfolgt mittels zonal hinsichtlich der Anpresskraft einstellbaren Druckschläuchen.
Aus der Druckschrift DE 295 13 274 A1 ist eine Formiervorrichtung vorbekannt, welche zumindest eine quer zur Sieblaufrichtung ausgerichtete Formationsleiste aufweist, welche in Richtung zum Siebband bewegbar ist und mittels welcher durch Wirkung von mindestens einem Belastungselement eine erwünschte Druckwirkung auf das Siebband ausgeübt werden kann. Die Vorrichtung weist ferner ein Gegenkraftelement auf, dessen Kraftwirkung auf die Formationsleiste entgegengesetzt zu der des Belastungselements gerichtet ist, wodurch sich die gewünschte Kraft einstellen lässt.
Werden be- und entlastbare Formationsleisten verwendet, werden diese mit einer Stelleinrichtung in Form eines ersten, mit einem Druck beaufschlagbaren schlauchförmigen Element in die Betriebsposition gedrückt und mit einem weiteren zweiten Element aus dieser Position wieder abgehoben. Der Hubweg ist dabei als Funktion des Drucks, mit welcher der Luftschlauch beaufschlagt wird, reproduzierbar. Ferner ist es denkbar, beide schlauchförmigen Elemente auch mit einem Differenzdruck zu beaufschlagen. Die Steuerung der Eintauchtiefe der einzelnen Leiste ist dabei nur über eine Druckregelung des Druckmediums möglich. Schieflagen der Leisten können auftreten, insbesondere bei zu kurzer Abstützung innerhalb der Leistenführung.
Um ein gewünschtes Querprofil optimal einstellen zu können, ist es jedoch erforderlich, die Eintauchtiefe der Formationsleisten einer Entwässerungseinrichtung in das Siebband exakt zu bestimmen, um optimale Verhältnisse über die Breite der aus der Faserstoffsuspension entstehenden Faserstoffbahn zu gewährleisten.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Entwässerungseinrichtung mit variabel anpressbaren Formationsleisten derart weiterzuentwickeln, dass zum einen eine Möglichkeit der Kontrolle einer eventuellen Schieflage der Formationsleisten besteht und ferner die Eintauchtiefe der Formationsleisten exakt reproduzierbar ist.
Die erfindungsgemäße Lösung ist durch die Merkmale des Anspruchs 1 charakterisiert. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass eine Formiervorrichtung einer Maschine zur Herstellung von Faserstoffbahnen, insbesondere Papier-, Karton- oder Tissuebahnen, umfassend zumindest eine Entwässerungseinrichtung mit mindestens einer an einem Innenumfang eines endlos umlaufenden Siebbands mittels einer Stelleinrichtung anpressbaren und sich quer zur Sieblaufrichtung erstreckenden Formationsleiste, eine Vorrichtung zur wenigstens mittelbaren Erfassung der Position des am Innenumfang des Siebbands wirksamen Wirkbereichs der einzelnen Formationsleiste gegenüber einer Bezugsebene aufweist, umfassend zumindest zwei über die Erstreckung der einzelnen Formationsleiste beabstandet zueinander angeordnete Erfassungseinrichtungen. Jede der Erfassungseinrichtungen beschreibt örtlich über die Erstreckung quer zur Sieblaufrichtung betrachtet einen Erfassungs- beziehungsweise Messbereich. Wenigstens mittelbar bedeutet, dass die Position entweder direkt oder indirekt über in funktionalem Zusammenhang stehende Parameter erfasst werden kann.
Mit der erfindungsgemäßen Lösung ist es möglich, auf der Grundlage der exakten direkten Positionsermittlung einer Formationsleiste über deren Breite betrachtet diese exakt und reproduzierbar in Abhängigkeit des jeweils örtlich vorliegenden Istwertes an die jeweilige Gegenfläche, insbesondere das Siebband, anzustellen. Eine Positionierung allein in Abhängigkeit der Größe der angelegten Stellgrößen kann, da weitere Parameter, insbesondere die an der Halterung aufzunehmenden Reibkräfte, keine Berücksichtigung finden, nicht immer ein optimales Querprofil der Faserstoffbahn gewährleisten, bedingt durch ungleichmäßige Anstellung der einzelnen Formationsleiste an das Siebband. Erst durch die Istwertermittlung können auch Schieflagen der Formationsleisten hinlänglich erkannt und im laufenden Prozess dargestellt werden. Durch die Steuerung und Kontrolle des exakten parallelen Abstands der Formationsleisten zur gegenüberliegenden Gegenfläche als Funktion der Position der Formationsleiste kann ein optimales Entwässerungsquerprofil eingestellt werden.
Sind gemäß einer ersten Ausführung die Stelleinrichtungen der Formationsleiste über deren Erstreckung quer zur Sieblaufrichtung nicht zonal einzeln ansteuerbar, können die erfassten Istwerte der tatsächlichen Position der Formationsleisten Ausgangsbasis für die Steuerung des weiteren Entwässerungsverhaltens innerhalb der Nasspartie in den anschließenden Funktionseinheiten bilden.
Gemäß einer zweiten Ausführung, bei welcher eine zonale Einstellbarkeit gegeben ist, kann die erfindungsgemäße Anordnung der Vorrichtung zur wenigstens mittelbaren Erfassung der Position des am Innenumfang des Siebbands wirksamen Wirkbereiches der einzelnen Formationsleiste dazu genutzt werden, um hier aktiv die einzelnen Formationsleistenbereiche über die Erstreckung quer zur Sieblaufrichtung gegenüber dem Siebband einzustellen.
In einer besonders vorteilhaften Ausführung umfasst die Vorrichtung zur wenigstens mittelbaren Erfassung der Position des am Innenumfang des Siebbands wirksamen Wirkbereiches der einzelnen Formationsleiste gegenüber einer Bezugsebene mehr als zwei, insbesondere eine Vielzahl von Erfassungseinrichtungen, welche über die Erstreckung der Formationsleiste quer zur Sieblaufrichtung gleichmäßig beabstandet zueinander angeordnet sind. Dadurch kann das Entwässerungsprofil quer zur Sieblaufrichtung gleichmäßig überwacht werden.
Gemäß einer alternativen Ausführung sind die einzelnen Erfassungseinrichtungen quer zum Siebband ungleichmäßig beabstandet zueinander angeordnet, wobei hier in besonders kritischen Durchbiegungsbereichen der Formationsleisten, beispielsweise in der Mitte der Erstreckung über die Breite des Siebbands eine starke Häufung der Messstellen erfolgen kann, um die Istwerte in diesen kritischen Bereichen präziser ermitteln zu können.
Die einzelne Formationsleiste ist üblicherweise in einer in Siebtaufrichtung betrachtet ortsfest angeordneten Lagereinheit gelagert. Diese umfasst zumindest eine Führung, in welcher die Formationsleiste senkrecht oder in einem Winkel gegenüber dem Innenumfang des Siebbands verschiebbar führbar ist. Die Bezugsebene für die Vorrichtung zur wenigstens mittelbaren Erfassung der Position der Formationsleiste kann dabei gemäß einer ersten Ausführung von der Lagereinrichtung direkt gebildet werden. Diese Lösung bietet den Vorteil, dass die gesamte Vorrichtung vollständig in einer Einheit aus Formationsleiste und Lagereinrichtung angeordnet oder zumindest in Bestandteilen in und/oder an dieser integriert sein kann. Die Messung kann dabei vollständig unabhängig von der Anordnung des stützenden Siebbands und einer eventuellen Gegenfläche erfolgen. Der Abstand zwischen dem Wirkbereich der Formationsleiste und der Gegenfläche oder dem diese abstützenden Element in einem Erfassungs- beziehungsweise Messbereich ergibt sich dann aus der Position des Wirkbereichs und der Position der Gegenfläche beziehungsweise des diese stützenden Elements.
Gemäß einer alternativen Ausführung ist es auch denkbar, die Bezugsebene vom Siebband oder einer das Siebband abstützenden Gegenfläche zu bilden, wobei in diesem Fall eine direkte Abstandsmessung erfolgen kann. Die Bezugsebene kann in diesem Fall beispielsweise von den leistenförmigen Elementen beziehungsweise der von diesen aufspannbaren Ebene eines besaugbaren Kastens gebildet werden oder aber an die Oberfläche eines gekrümmt ausgebildeten Elements gelegt werden.
In einer vorteilhaften Ausführung sind zumindest Bestandteile der Vorrichtung zur Erfassung der Position in der Formationsleiste und/oder Halterung integriert. Dies ermöglicht eine von den Umgebungsbedingungen geschützte Anordnung, die in einer Reduzierung des Verschleißes und der Anfälligkeit der Erfassungseinrichtungen gegenüber Ausfall resultiert.
In einer besonders vorteilhaften Ausführung sind die Erfassungseinrichtungen als berührungslose Erfassungseinrichtungen ausgebildet. Durch die Verwendung berührungsloser Sensoren wird die Entwässerung nicht beeinträchtigt und der Erfassungsvorgang hat keinerlei Einfluss auf die Funktion der Entwässerungseinrichtung.
Bezüglich der Ausbildung der einzelnen Erfassungseinrichtungen, insbesondere die Vorrichtungen zur Erfassung der Position, bestehen eine Mehrzahl von Möglichkeiten. In einer besonders vorteilhaften Ausführung ist die Vorrichtung als kapazitive Messvorrichtung ausgebildet. Diese kann im einfachsten Fall bei Ausbildung als kapazitiver Wegaufnehmer aus einem ortsfest angeordneten leitfähigen Rohr gebildet werden, in dem bei Verschiebung der Formationsleiste eine Elektrode in komplemetärer Weise bewegt wird, beispielsweise innerhalb der Führung und zwischen diesen eine Kapazität ermittelbar ist.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführung kann die Vorrichtung als induktive Messvorrichtung ausgeführt sein. Gemäß einer dritten Ausführung ist die Vorrichtung als optische Messvorrichtung ausgebildet. Die Vorrichtung kann ferner als Infrarotmessvorrichtung oder Ultraschallmessvorrichtung ausgeführt sein. Bei Ausbildung als Ultraschallmessvorrichtung umfasst diese zumindest einen Sender und einen Empfänger, wobei diese Funktionen auch von einem Bauteil übernommen werden können, das beispielsweise an der Lagereinrichtung angeordnet ist. Dabei wird über den Sender ein Ultraschallsignal auf die Gegenfläche, hier die Innenfläche des Siebbands, geführt und das von diesem zurückgeworfene Signal vom Sender empfangen.
In Analogie gilt diese Ausführung auch für die Infrarotmessvorrichtung, wobei hier im Wesentlichen das Reflektionsvermögen erfasst wird. Dabei kann anhand der Position der Formationsleiste ein Abstand zur Gegenfläche ermittelt werden.
Die erfindungsgemäße Lösung wird nachfolgend anhand von Figuren erläutert.
Darin ist im Einzelnen Folgendes dargestellt:
1a verdeutlicht in schematisiert vereinfachter Darstellung beispielhaft eine Ausführung einer Formiervorrichtung;
1b verdeutlicht anhand eines Ausschnitts aus der Formiervorrichtung die Ausführung erfindungsgemäß ausgebildeter Formationsleisten;
2a und 2b verdeutlichen zwei alternative Ausführungen der Anordnung einzelner Erfassungseinrichtungen quer zur Siebbandbreite;
3 verdeutlicht eine Ausführung einer integrierten Anordnung einer kapazitiven Erfassungseinrichtung am Beispiel geneigt gegen das Siebband anstellbarer Formationsleisten;
4 verdeutlicht eine Ausführung der Vorrichtung zur Erfassung der Position der Formationsleiste als Ultraschallmessvorrichtung; und
5 verdeutlicht eine Ausführung der Vorrichtung zur Erfassung der Position der Formationsleiste als Infrarotmessvorrichtung.
Die 1a verdeutlicht in schematisiert vereinfachter Darstellung beispielhaft den Aufbau einer Formiervorrichtung 1 anhand eines Ausschnitts aus einer Maschine 2 zur Herstellung von Faserstoffbahnen 3. Im zugeordneten Koordinatensystem entspricht dabei die X-Richtung der Durchlaufrichtung durch die Maschine 2 und damit der Maschinenrichtung MD (Machine Direction). Die Richtung quer zur Maschinenrichtung MD entspricht der Y-Richtung und ist mit CD (Cross Direction) bezeichnet. Die Z-Richtung entspricht der Höhenrichtung. Die Formiereinrichtung 1 umfasst dabei eine Blattbildungsvorrichtung in Form einer Formereinheit 4 und einer der Blattbildungsvorrichtung nachgeordneten und hier nicht dargestellten Pressenvorrichtung. Die Blattbildungsvorrichtung umfasst beispielhaft einen so genannten Spaltformer 5, der auch als Gapformer bezeichnet wird. Die Formereinheit 4 umfasst eine Doppelsiebzone 6, die von zwei endlos umlaufenden Siebbändern 7.1 und 7.2 gebildet wird, die über einen Teil ihres Umlaufwegs gemeinsam unter Ausbildung einer Entwässerungsstrecke 8 geführt werden. In der Entwässerungsstrecke 8 ist zumindest eine Entwässerungseinrichtung 9 angeordnet, die an wenigstens einem der Siebbänder, vorzugsweise beiden Siebbändern 7.1 und 7.2 und der dazwischen geführten Faserstoffsuspension wirksam wird. Die Trennung zwischen dem ersten und dem zweiten Siebband 7.1 und 7.2 erfolgt dabei der Entwässerungseinrichtung 9 nachgeordnet, wobei zur Unterstützung der Trennung Saugeinrichtungen vorgesehen werden können, beispielsweise in Form von gekrümmten Trennsaugern oder aber die Entwässerungseinrichtung 9 ist mit einer entsprechend ausgebildeten Saugzone versehen. Die Entwässerungseinrichtung 9 besteht dabei aus einem im ersten Siebband 7.1 angeordneten Entwässerungskasten 10 und einem im zweiten Siebband 7.2 im Bereich der Erstreckung des Entwässerungskastens 10 in Siebumlaufrichtung des ersten Siebbands 7.1 betrachtet angeordneten Formationskasten 11. Der Entwässerungskasten 10 und der Formationskasten 11 enthalten so genannte Formationsleisten, wobei vorzugsweise die im Formationskasten 11 enthaltenen Formationsleisten, die hier mit 12.1 bis 12.n bezeichnet sind, an der Innenfläche 13 des Siebbands 7.2 gegenüber diesem anpressbar gelagert sind. Die einzelnen Formationsleisten 12.1 bis 12.n im Formationskasten 11 sind dabei vorzugsweise einzeln anpressbar. Diese sind einzeln geführt und in Sieblaufrichtung betrachtet hintereinander, vorzugsweise parallel zueinander angeordnet und erstrecken sich über die Maschinenbreite. Die Anpressung erfolgt über eine Stelleinrichtung 15.1 bis 15.n. Die einzelnen Formationsleisten 12.1 bis 12.n des Formationskastens 11 sind frei von einer Kopplung miteinander. Dies bedeutet, dass die Betätigung der einzelnen Formationsleisten 12.1 bis 12.n separat, das heißt einzeln erfolgen kann. Diese Formationsleisten 12.1 bis 12.n sind zwischen den Formationsleisten 14.1 bis 14.n des Entwässerungskastens 10 positioniert und werden über die Stelleinrichtungen 15.1 bis 15.n, umfassend Mittel zur Positionierung der Formationsleisten 12.1 bis 12.n und damit zur Realisierung einer variablen Anpresskraft gegenüber dem Innenumfang 13 des Siebbands 7.2 an das Siebband 7.2 gedrückt. Diese Stelleinrichtungen 15.1 bis 15.n, welche jeweils den einzelnen Formationsleisten 12.1 bis 12.n zugeordnet sind, umfassen im einfachsten Fall Mittel zur Druckerzeugung, beispielsweise pneumatische oder hydraulische Einrichtungen. Der am Siebband 7.2, insbesondere am Innenumfang 13 wirkende Entwässerungsdruck ist damit über den Druck, der über die Stelleinrichtungen 15.1 bis 15.n einstellbar ist, variierbar, wobei die Variation in Abhängigkeit der Auftragsdicke sowie der Eigenschaften der Faserstoffsuspension S erfolgt. Dabei kann der Anpressdruck in Sieblaufrichtung betrachtet unterschiedlich eingestellt werden. Die einzelnen Formationsleisten 12.1 bis 12.n erstrecken sich zumindest über die Stoffauflauf- beziehungsweise Faserstoffsuspensionsführungsbreite, vorzugsweise über die gesamte Breite des Siebbands 7.2.
Im dargestellten Fall umfassen die Stelleinrichtungen 15.1 bis 15.n vorzugsweise schlauchförmige Elemente 16.1 bis 16.n, die mit einem Druck beaufschlagbar sind und deren Ausdehnung in eine Bewegung der Formationsleiste 12.1 bis 12.n gegenüber dem Innenumfang 13 des Siebbands 7.2 umgesetzt wird. Die Formationsleiste 12.1 bis 12.n ist dazu in Sieblaufrichtung betrachtet ortsfest, jedoch gegenüber dem Innenumfang 13 des Siebbands 7.2 verschiebbar gelagert, wobei die Verschiebung im Wesentlichen senkrecht, das heißt im Winkel von 90° gegenüber dem Innenumfang 13 beziehungsweise einer an diesen in Umlaufrichtung gelegten Ebene E oder in einem Winkel dazu erfolgt. Die Formationsleiste 12.1 bis 12.n ist dazu vorzugsweise in einer ortsfest angeordneten Lagereinrichtung, insbesondere Halterung 17.1 bis 17.n in einem Winkel, vorzugsweise senkrecht gegenüber dem Innenumfang 13 des Siebbands 7.2 führbar gelagert. Die Lagerung in Sieblaufrichtung erfolgt vorzugsweise ortsfest. Ferner bildet die Halterung 17.1 bis 17.n gleichzeitig die Führung bei Verschiebung beziehungsweise Bewegung der einzelnen Formationsleisten 12.1 bis 12.n. Die Stelleinrichtungen 15.1 bis 15.n können dabei in der Einheit aus Lagereinrichtung 17.1 bis 17.n und Formationsleiste 12.1 bis 12.n integriert sein oder aber dieser nebengeordnet angeordnet werden. Dabei wird zur Erzielung eines optimalen Entwässerungsprofils quer zur Sieblaufrichtung vorzugsweise ein gleichmäßiger Entwässerungsdruck über die gesamte Breite des Siebbands angestrebt. Dies setzt voraus, dass die einzelne Formationsleiste 12.1 bis 12.n jeweils über ihre Erstreckung quer zur Sieblaufrichtung gleichmäßig an den Innenumfang 13 des Siebbands 7.2 angepresst werden. Dabei wird die einzelne Formationsleiste 12.1 bis 12.n im Bereich ihres zum Innenumfang 13 des Siebbands 7.2 gerichteten Endbereichs vorzugsweise durch flächigen Kontakt am Innenumfang 13 des Siebbands 7.2 wirksam. Dieser Bereich der Formationsleiste 12.1 bis 12.n wird als Wirkbereich 19.1 bis 19.n bezeichnet. Um ein optimales Entwässerungsergebnis zu erzielen, ist es erforderlich, dass dieser Wirkbereich 19.1 bis 19.n über die Breite des Siebbands 7.2, das heißt in Y-Richtung betrachtet vollständig und gleichmäßig am Innenumfang 13 des Siebbands 7.2 wirksam wird. Schieflagen der Formationsleisten 12.1 bis 12.n und damit teilweise Unterbrechungen des Kontakts mit dem Siebband 7.2 beziehungsweise unterschiedlich über die Wirkbereiche 19.1 bis 19.n über die Breite aufgebrachte Entwässerungsdrücke bewirken ein ungleichmäßiges Entwässerungsprofil der Faserstoffsuspension S, was sich in der daraus resultierenden Faserstoffbahn 3 niederschlägt und auch durch die nachfolgenden Funktionseinheiten nicht mehr korrigierbar ist. Die Eintauchtiefe der einzelnen Formationsleisten 12.1 bis 12.n und damit die Verschiebung in Richtung des Innenumfangs 13 des Siebbands 7.2 wird bei Ausführungen mit schlauchförmigen Elementen 16.1 bis 16.n lediglich durch die Druckregelung im schlauchförmigen Element gesteuert. Die Lage des Wirkbereichs 19.1 bis 19.n ist beispielhaft für Formationsleisten 12.1 bis 12.n anhand eines Ausschnitts aus der Formereinheit 4 gemäß 1a im Detail wiedergegeben. Die einzelnen Formationsleisten 12.1 bis 12.n sind hier unterschiedlich gegenüber dem Innenumfang 13 des Siebbands 7.2 positioniert. Die Position der einzelnen Wirkbereiche gegenüber der Grundbeziehungsweise Anfangsstellung der einzelnen Formationsleiste 12.1 bis 12.n kann durch diese und den durch Aufbringen des Anpressdrucks im schlauchförmigen Element 16.1 bis 16.n erzeugten Hub x1 bis xn beschrieben werden. Dies wird durch die Positionierung der Wirkflächen beziehungsweise Wirkbereiche 19.1 bis 19.n deutlich, die bedingt durch die jeweiligen Anpressdrücke mit schlauchförmigen Elementen 16.1 bis 16.n am Innenumfang 13 des Siebbands 7.2 wirksam werden. Die Drücke bewirken eine Verschiebung der Formationsleisten 12.1 bis 12.n gegenüber dem Innenumfang 13 und damit unterschiedliche Positionen der Wirkbereiche 19.1 und 19.n innerhalb der Formereinheit, insbesondere bezogen auf die ortsfeste Lagereinrichtung 17.1 bis 17.n als Bezugssystem. Dabei ist in Breitenrichtung der Maschine, das heißt in Y-Richtung, betrachtet, für die einzelne Formationsleiste, beispielsweise 12.1 bis 12.n jeweils die gleiche Bezugsebene vorgesehen. Diese Bezugsebenen E1 bis En bilden dabei den Ausgangspunkt für die Bestimmung der Position der Formationsleiste 12.1 bis 12.3 beziehungsweise 12.n. Diese Ebene kann dabei parallel zum theoretisch optimalen Verlauf des Siebbands 7.2 angeordnet sein und ist damit senkrecht zur Verschiebungsrichtung der Formationsleiste 12.1 bis 12.3 angeordnet. Denkbar ist jedoch auch ein Winkel ungleich 90°. In diesem Fall ist die Anordnung jedoch mit zu berücksichtigen.
Die Vorrichtung 20.1 bis 20.n zur wenigstens mittelbaren Erfassung der Position der Formationsleiste 12.1 bis 12.n ist zumindest teilweise in der einzelnen Formationsleiste 12.1 bis 12.n integriert und umfasst über die Breite der jeweiligen Formationsleiste 12.1 bis 12.n verteilt wenigstens zwei Erfassungseinrichtungen 21.1 bis 21.n. Die Vorrichtung 20.1 bis 20.n kann dabei vollständig in der jeweiligen Formationsleiste 12.1 bis 12.n integriert sein oder aber nur die Erfassungseinrichtungen 21.1 bis 21.n, welche jedoch mit entsprechenden Auswerteinrichtungen 22.1 bis 22.n außerhalb der Formationsleiste 12.1 bis 12.n, vorzugsweise seitlich des Siebbands 7.2 angeordnet, gekoppelt sein können.
Bezüglich der Ausgestaltung der Vorrichtung 20.1 bis 20.n zur wenigstens mittelbaren Erfassung der Position der einzelnen Formationsleiste 12.1 bis 12.n bestehen eine Vielzahl von Möglichkeiten. Diese ist vorzugsweise als berührungsloses Messsystem ausgeführt, wobei die Erfassung kapazitiv, induktiv, mit Infrarot, Ultraschall oder Licht erfolgen kann. Den Ausführungen gemeinsam ist jedoch, dass ausgehend von einer festen Bezugsebene E1 bis En die Position des Wirkbereichs 19.1 bis 19.n gegenüber dieser ermittelt wird. Dabei kann gemäß einer ersten Ausführung die Positionserfassung entweder als Erfassung eines Abstands a zwischen dem Wirkbereich 19.1 bis 19.n und einer im Bereich der Doppelsiebzone 4 den Formationsleisten 12.1 bis 12.n gegenüberliegenden Einheit, insbesondere der Oberfläche des Entwässerungskastens 10 erfolgen, oder aber gemäß einer weiteren Ausführung durch Bestimmung eines Abstands, welcher dem Abstand zwischen Bezugsebene E1 bis En und Wirkebene 19.1 bis 19.n entspricht und direkt nur an der Formationsleiste 12.1 bis 12.n ermittelt wird und/oder aber des Verschiebewegs x1 bis xn des Wirkbereichs 19.1 bis 19.n gegenüber der jeweiligen Bezugsebene E1 bis En.
Die 2 verdeutlicht in schematisiert vereinfachter Darstellung anhand einer Ansicht in einer Y-Z-Ebene an einer Formationsleiste 12.1, welche mit der Y-Z-Ebene der Maschine zur Herstellung von Faserstoffbahnen zusammenfällt, die Anordnung der einzelnen Erfassungseinrichtungen über die Breite der jeweiligen Formationsleiste 12 betrachtet. Die einzelnen Erfassungseinrichtungen 21.11 bis 21.1n für die Formationsleiste 12.1 sind hier mit gleichmäßigem Abstand a₁ zueinander über die Maschinenbreite und damit die Breite der Formationsleiste 12.1 angeordnet.
Demgegenüber verdeutlicht die 2b eine Anordnung mit unterschiedlichen Abständen a₁, a₁₂, a₁₃, a₁₄ über die Breite b12 der Formationsleiste 12, wobei hier eine Anordnung oder eine Häufung der Messbereiche und Erfassungsbereiche in den kritischen Bereichen, insbesondere im Bereich der größten Durchbiegung der Leiste erfolgen kann, um hier die Abweichungen vom tatsächlich optimal gewünschten Leistenverlauf erfassen zu können.
Die 3 verdeutlicht in schematisiert stark vereinfachter Darstellung die Ausgestaltung der Vorrichtung zur wenigstens mittelbaren Erfassung der Position der einzelnen Formationsleiste 12.1, 12.n als kapazitives System. Dieses umfasst zumindest einen Sensor 23.1, 23.n, der mit einer beweglichen Gegenfläche 24.1, 24.n der Ausbildung eines elektrischen Kondensators 25.1, 25.n dient, wobei der Abstand zwischen dem Sensor und der beweglichen Gegenfläche 24.1, 24.n als Kapazität gemessen werden kann. Dabei kann gemäß einer hier nicht dargestellten Ausführung als Sensor ein Sensor in der Bezugsebene verwendet werden, wobei die bewegbare Gegenfläche vom Siebband gebildet wird. Über den Abstand zwischen Bezugsebene E1 und Innenumfang 13 des Siebbands 7.2 kann dann bei Kenntnis der Position des Wirkbereichs 19.1, 19.n im Grundzustand auf die Position des Wirkbereichs 19.1, 19.n der jeweiligen Formationsleiste 12.1, 12.n geschlossen werden. Ferner besteht die Möglichkeit, die Vorrichtung mit kapazitiven Wegsensoren zu versehen. Dazu kann beispielsweise eine metallische Führung unter Ausbildung einer Elektrode vorgesehen werden, in die ein Metallstab eingeführt wird. Dabei ändert sich die Kapazität des so gebildeten Kondensators mit der Eintauchtiefe des Stabs und kann gemessen werden. Dazu kann beispielsweise die Formationsleiste 12.1, 12.n mit einem entsprechenden Stab als bewegliche Gegenfläche 24.1, 24.n gekoppelt werden, der in einer metallischen Führung, welche ortsfest an der Halterung 17.1, 17.n angeordnet ist, geführt wird, die parallel zur Bewegungsrichtung der Formationsleiste ausgeführt ist oder aber hier nicht dargestellt in der Formationsleiste 12.1, 12.n direkt integriert ist. In diesem Fall ist das System vollständig in der Formationsleiste 12.1, 12.n integrierbar.
3 verdeutlicht beispielhaft eine Ausführung mit geneigt gegenüber dem Innenumfang 13 an das Siebband 7.2 anstellbaren Formationsleisten 12.1, 12.n.
4 verdeutlicht eine weitere theoretisch mögliche Ausführung mittels Ultraschall. In diesem Fall kann die Bestimmung durch die Anordnung eines Senders 26 und eines Empfängers 27 erfolgen, wobei je nach Intensität des entsprechenden Signals auf Abstandsdifferenzen und damit Positionsdifferenzen geschlossen werden kann. Sender 26 und Empfänger 27 können dabei entweder direkt an der Formationsleiste 12.1 bis 12.3 integriert sein. Dabei kann gemäß einer ersten nicht dargestellten Ausführung der Sender 26 an der Bezugsebene E1 bis En und der Empfänger 27 im Bereich des Wirkbereichs 19.1 bis 19.n an der jeweiligen Formationsleiste 12.1 bis 12.n angeordnet sein.
Gemäß 4 kann aber auch die Reflektion über das Siebband 7.2 genutzt werden und es können Sender 26 und Empfänger 27 in der gleichen Bezugsebene E1 bis En angeordnet werden. Das gleiche gilt gemäß 5 auch für optische Systeme, die mit Licht oder Infrarot arbeiten. Diese umfassen eine Emissionsquelle 28.1 bis 28.n und einen Empfänger 29.1, 29.n, der die am Siebband reflektierten Strahlen empfängt.

1: Formiervorrichtung
2: Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn
3: Faserstoffbahn
4: Formereinheit
5: Spaltformer
6: Doppelsiebzone
7.1, 7.2: Siebband
8: Entwässerungsstrecke
9: Entwässerungseinrichtung
10: Entwässerungskasten
11: Formationskasten
12.1–12.n: Formationsleiste
13: Innenfläche, Innenumfang
14.1–14.n: Formationsleiste
15.1–15.n: Stelleinrichtung
16.1–16.n: Schlauchförmiges Element
17.1–17.n: Lagereinrichtung, Halterung
18.1–18.n: Führung
19.1–19.n: Wirkbereich
20.1–20.n: Vorrichtung
21.1–21.n: Erfassungseinrichtungen
21.11, 21.12, 21.13: Erfassungseinrichtungen
21.14, 21.15, 21.16: Erfassungseinrichtungen
22.1–22.n: Auswerteinrichtung
23.1–23.n: Sensor
24.1–24.n: Bewegbare Gegenfläche
25.1–25.n: Kondensator
26.1–26.n: Sender
27.1–27.n: Empfänger
28.1–28.n: Emissionsquelle
29: Empfänger
a: Abstand
x1, x2, xn: Verstellweg
a₁, a₁₁, a₁₂, a₁₃, a₁₄: Abstand
b12: Breite
E: Ebene
E1, E2, En: Bezugsebene
X, Y, Z: Koordinaten

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- EP 0831172 A2 [0004]
- EP 0629740 A1 [0005]
- EP 0516601 B1 [0006]
- DE 29513274 A1 [0007]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

- http:\\www.voithpaper.de\vp_d_faser_grphpapiere_hfreie_ungestr.htm [0002]

Claims

Formiervorrichtung (1) einer Maschine (2) zur Herstellung von Faserstoffbahnen (3), insbesondere Papier-, Karton- oder Tissuebahnen, umfassend zumindest eine Entwässerungseinrichtung (9) mit mindestens einer an einem Innenumfang (13) eines endlos umlaufenden Siebbands (7.1, 7.2) mittels einer Stelleinrichtung (15.1–15.n) anpressbaren und sich quer zur Sieblaufrichtung erstreckenden Formationsleiste (12.1–12.n), dadurch gekennzeichnet, dass eine Vorrichtung (20.1–20.n) zur wenigstens mittelbaren Erfassung der Position des am Innenumfang (13) des Siebbands (7.2) wirksamen Wirkbereichs (19.1–19.n) der einzelnen Formationsleiste (12.1–12.n) gegenüber einer Bezugsebene (E1–En) vorgesehen ist, umfassend zumindest zwei über die Erstreckung der einzelnen Formationsleiste (12.1–12.n) beabstandet zueinander angeordnete Erfassungseinrichtungen (21.1–21.n, 21.11–21.16).
Formiervorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Formationsleiste (12.1–12.n) eine eigene Vorrichtung (20.1–20.n) zur wenigstens mittelbaren Erfassung der Position der einzelnen Formationsleiste (12.1–12.n) gegenüber einer Bezugsebene (E1–En) zugeordnet ist.
Formiervorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (20.1–20.n) zur wenigstens mittelbaren Erfassung der Position des am Innenumfang (13) des Siebbands (7.1, 7.2) wirksamen Wirkbereichs (19.1–19.n) der einzelnen Formationsleiste (12.1–12.n) gegenüber einer Bezugsebene (E1–En) eine Vielzahl von Erfassungseinrichtungen (21.1–21.n, 21.11–21.16) umfasst, welche über die Erstreckung der Formationsleiste (12.1–12.n) quer zum Siebband (7.2) gleichmäßig beabstandet zueinander angeordnet sind.
Formiervorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (20.1–20.n) zur wenigstens mittelbaren Erfassung der Position des am Innenumfang (13) des Siebbands wirksamen Wirkbereichs (19.1–19.n) der einzelnen Formationsleiste (12.1–12.n) gegenüber einer Bezugsebene eine Vielzahl von Erfassungseinrichtungen (21.1–21.n, 21.11–21.16) umfasst, welche über die Erstreckung der Formationsleiste (12.1–12.n) quer zum Siebband ungleichmäßig beabstandet zueinander angeordnet sind.
Formiervorrichtung (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand (a14) zwischen den einzelnen Erfassungseinrichtungen (21.1–21.n, 21.11–21.16) im Mittenbereich der Erstreckung quer zur Sieblaufrichtung geringer ist, als in den seitlichen Endbereichen.
Formiervorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei welchem die einzelne Formationsleiste (12.1–12.n) in einer in Sieblaufrichtung ortsfesten Lagereinheit (17.1–17.n) gelagert ist, umfassend eine Führung (18.1–18.n), in welcher die Formationsleiste (12.1–12.n) senkrecht oder in einem Winkel gegenüber dem Innenumfang (13) des Siebbands (7.2) verschiebbar führbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Bezugsebene (E1–En) von der Lagereinrichtung (17.1–17.n) gebildet wird.
Formiervorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei welchem die einzelne Formationsleiste (12.1–12.n) in einer in Sieblaufrichtung ortsfesten Lagereinrichtung (17.1–17.n) gelagert ist, umfassend eine Führung, in welcher die Formationsleiste (12.1–12.n) senkrecht oder in einem Winkel gegenüber dem Innenumfang (13) des Siebbands (7.2) verschiebbar führbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Bezugsebene (E1–En) vom Siebband (7.2) oder einer das Siebband (7.2) abstützenden Gegenfläche gebildet wird.
Formiervorrichtung (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Bezugsebene (E) von der von leistenförmigen Elementen (14.1–14.n) aufspannbaren Ebene eines besaugbaren Kastens (10) gebildet wird.
Formiervorrichtung (1) nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Bezugsebene (E) von der Oberfläche eines gekrümmt ausgebildeten und besaugbaren Entwässerungselements gebildet wird.
Formiervorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest Bestandteile der Vorrichtung (20.1–20.n) zur wenigstens mittelbaren Erfassung der Position des am Innenumfang (13) des Siebbands wirksamen Wirkbereichs (19.1–19.n) in der Formationsleiste (12.1–12.n) integriert sind.
Formiervorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass Bestandteile der Vorrichtung (20.1–20.n) zur wenigstens mittelbaren Erfassung der Position des am Innenumfang (13) des Siebbands wirksamen Wirkbereichs (19.1–19.n) in der Lagereinrichtung (17.1–17.n) der Formationsleiste (12.1–12.n) integriert sind.
Formiervorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Erfassungseinrichtungen (21.1–21.n, 21.11–21.16) berührungslos arbeitende Erfassungseinrichtungen (21.1–21.n, 21.11–21.16) sind.
Formiervorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (20.1–20.n) zur wenigstens mittelbaren Erfassung der Position des am Innenumfang (13) des Siebbands (7.2) wirksamen Wirkbereichs (19.1–19.n) als kapazitive Messvorrichtung ausgeführt ist.
Formiervorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (20.1–20.n) zur wenigstens mittelbaren Erfassung der Position des am Innenumfang (13) des Siebbands (7.2) wirksamen Wirkbereichs (19.1–19.n) als induktive Messvorrichtung ausgeführt ist.
Formiervorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (20.1–20.n) zur wenigstens mittelbaren Erfassung der Position des am Innenumfang (13) des Siebbands (7.2) wirksamen Wirkbereichs (19.1–19.n) als optische Messvorrichtung, umfassend eine Emissionsquelle (28.1–28.n) und eine Empfangseinrichtung (29.1–29.n) ausgeführt ist.
Formiervorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (20.1–20.n) zur wenigstens mittelbaren Erfassung der Position des am Innenumfang (13) des Siebbands (7.2) wirksamen Wirkbereichs (19.1–19.n) als Infrarotmessvorrichtung ausgeführt ist.
Formiervorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (20.1–20.n) zur wenigstens mittelbaren Erfassung der Position des am Innenumfang (13) des Siebbands wirksamen Wirkbereichs (19.1–19.n) als Ultraschallmessvorrichtung ausgeführt ist, umfassend einen Sender (26.1–26.n) und einen Empfänger (27.1–27.n).