DE102008001836A1

DE102008001836A1 - Vorrichtung zur Online-Steuerung und/oder -Regelung eines Faserorientierungsquerprofils

Info

Publication number: DE102008001836A1
Application number: DE200810001836
Authority: DE
Inventors: Markus Häußler; Klaus Lehleiter; Susanne Berger
Original assignee: Voith Patent GmbH
Current assignee: Voith Patent GmbH
Priority date: 2008-05-16
Filing date: 2008-05-16
Publication date: 2009-11-19
Also published as: EP2276886A2; WO2009138414A2; WO2009138414A3; CN102066661A

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Online-Steuerung und/der -Regelung eines Faserorientierungsquerprofils einer laufenden Papier- oder Kartonbahn in einer einen Stoffauflauf (10) mit einer Stoffauflaufdüse (18) umfassenden Papiermaschine. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Messeinrichtung (44) für eine in z-Richtung der Faserstoffbahn sektionierte Online-Messung des Faserorientierungsquerprofils umfasst, wobei die Messeinrichtung (44) so ausgeführt ist, dass für zumindest zwei Schichten der Faserstoffbahn eine getrennte Online-Messung der betreffenden Faserorientierungsquerprofile erfolgt und dass sie Stellmittel (12, 34, 36, 46) umfasst, über die die Faserorientierungsquerprofile der verschiedenen Schichten der Faserstoffbahn vorzugsweise zumindest teilweise getrennt beeinflussbar sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Online-Steuerung und/oder -Regelung eines Faserorientierungsquerprofils einer laufenden Papier- oder Kartonbahn in einer einen Stoffauflauf mit einer Stoffauflaufdüse umfassenden Papiermaschine.
Bisher wird die Faserorientierung in der Regel mittels Ultraschall als Mittelwert über die Blattdicke gemessen. Entsprechend erfolgt auch die Optimierung bisher über die Blattdicke insgesamt. Die Faserorientierung wird also im Mittel über die Blattdicke betrachtet (TSO) und mit Mitteln am Stoffauflauf über die gesamte Stoffauflauf-Strahldicke bzw. Blattdicke optimiert.
Es sind bereits Messverfahren, zumeist optische Messverfahren bekannt geworden, die Online- oder Offline-Faserorientierungsmessungen entweder auf der Oberseite oder auf der Unterseite der Faserstoffbahn ermöglichen. Es sind insbesondere auch separate Messungen in x Schichten durch entsprechende Offline-Messtechniken möglich.
Problematisch sind so genannte Planlagestörungen. So ist aufgrund verschiedenster Randbedingungen die Faserorientierung in der Regel nicht konstant über die Blattdicke, d. h. z-Dimension. Es kann beispielsweise die Faserhauptrichtung auf der Blattunterseite von der Faserhauptrichtung auf der Blattoberseite abweichen.
Des Weiteren schrumpft die Faser während des Trocknungsvorgangs primär in der senkrecht zur Faserlängsachse aufgespannten Ebene. Liegen die Faser längsachsen auf der Blattoberseite um einen Winkel versetzt zur Blattunterseite, so führt dies bei einem Schrumpfvorgang zu Verspannungen im Blattgefüge, was entsprechend Störungen der Planlage mit sich bringt. Dabei kann es beispielsweise zu einem so genannten Diagonalcurl, einem so genannten MD-Curl, d. h. Curl in Maschinenlaufrichtung, oder einem so genannten CD-Curl, d. h. Curl in Querrichtung, kommen.
Aus der EP 0 985 762 A1 ist es bereits bekannt, das Faserorientierungsquerprofil über einen in Querrichtung sektionierten Stoffauflauf zu beeinflussen. Ein entsprechend sektionierter Stoffauflauf ist auch bereits in der DE 196 34 997 beschrieben. Dabei wird ein stoffdichtegeregelter Stoffauflauf verwendet, bei dem die Papierstoffsuspensionskonsistenz und Faserorientierung in den einzelnen Sektionen beeinflusst werden kann, wozu im Bereich der Zufuhrleitungen zu den jeweiligen Sektionen beispielsweise Verbindungsleitungen vorgesehen sind, die in die Zufuhrleitungen münden und mit je einem Stellventil ausgerüstet sind.
Aus der DE 10 2004 035 303 ist auch bereits ein Stoffauflauf bekannt, bei dem zur Beeinflussung des sich quer zur Maschinenlaufrichtung ergebenden Faserorientierungsprofils die randseitigen Turbulenzkanäle des Turbulenzerzeugers jeweils vom restlichen Turbulenzerzeugerbereich abgetrennt und jeweils mit einer Zuführleitung für einen Randstrom verbunden sind.
Bei einem aus der US 2006/0096727 A1 bekannten Stoffauflauf wird das Faserorientierungsquerprofil über das Geschwindigkeitsvektor- oder Geschwindigkeitsrichtungsprofil des Suspensionsstrahls beeinflusst.
Bei einem aus der DE 197 33 454 A1 bekannten Verfahren wird eine jeweilige Änderung des Faserorientierungsquerprofils dadurch erfasst, dass über eine charakteristische Änderung des Flächengewichtsquerprofils oder zumindest eine damit korrelierende Messgröße auf eine Änderung des Faserorientierungsquerprofils geschlossen wird.
Bei einem aus der WO 00/70144 A1 bekannten Verfahren wird zur Beeinflussung der Faserorientierung das Flächengewichtsprofil über die Konsistenz im Stoffauflauf gesteuert.
Bei einem aus der WO 98/31873 A1 bekannten Stoffauflauf sind die der Stoffauflaufdüse randseitig zugeführten Volumenströme über Ventile regelbar, um die Faserorientierung zu beeinflussen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, mit der die Verspannungen im Blatt auf ein Minimum reduzierbar sind und somit eine möglichst optimale Flachlage der hergestellten Bahn gewährleistet ist.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Die Vorrichtung zur Online-Steuerung und/oder -Regelung umfasst also eine Messeinrichtung für eine in z-Richtung, d. h. Dickenrichtung der laufenden Faserstoffbahn sektionierte Online-Messung des Faserorientierungsquerprofils. Dabei ist die Messeinrichtung so ausgeführt, dass für zumindest zwei Schichten der Faserstoffbahn eine getrennte Online-Messung der betreffenden Faserorientierungsprofile erfolgt. Ferner umfasst die Vorrichtung Stellmittel, über die die Faserorientierungsquerprofile der verschiedenen Schichten der Faserstoffbahn vorzugsweise zumindest teilweise getrennt beeinflussbar sind. Es ist also beispielsweise das Faserorientierungsquerprofil zumindest einer Schicht getrennt von dem Faserorientierungsprofil zumindest einer anderen Schicht beeinflussbar. Grundsätzlich können auch die Faserorientierungsquerprofile sämtlicher Schichten jeweils getrennt voneinander beeinflussbar sein.
Aufgrund dieser Ausbildung können für die Online-Steuerung bzw. -Regelung die Messwerte von für unterschiedliche Schichten der Faserstoffbahn getrennt gemessenen Faserorientierungsprofilen herangezogen werden, wodurch die betreffende Steuerung bzw. Regelung entsprechend optimiert wird. Dadurch wird ein Blattaufbau erreicht, bei dem die Verspannungen auf ein Minimum reduziert sind und mit dem eine möglichst optimale Flachlage der fertigen Bahn gewährleistet ist.
Bevorzugt umfasst die Messeinrichtung verschiedene Messeinheiten, wobei für die verschiedenen Schichten der Faserstoffbahn zumindest teilweise getrennte Messeinheiten vorgesehen sind.
Eine bevorzugte praktische Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass sie wenigstens einen, vorzugsweise mehrere Steuerkreise und/oder geschlossene Regelkreise umfasst, um auf der Basis der sektionierten Online-Messung über die den verschieden Schichten der Faserstoffbahn zugeordneten Stellmittel das Faserorientierungsquerprofil von zumindest einer Schicht und vorzugsweise die Faserorientierungsquerprofile von zumindest zwei Schichten getrennt zu steuern bzw. zu regeln und/oder für die Faserorientierungsquerprofile von zumindest zwei Schichten der Faserstoffbahn eine kombinierte Steuerung bzw. Regelung durchzuführen.
Von Vorteil ist insbesondere, wenn die Messeinrichtung so ausgeführt ist, dass für die beiden durch die obere Blatthälfte oder Blattoberseite und die untere Blatthälfte oder Blattunterseite gebildeten Schichten der Faserstoffbahn eine getrennte Online-Messung der betreffenden Faserorientierungsquerprofile erfolgt.
Dabei umfasst die Vorrichtung zweckmäßigerweise wenigstens einen, vorzugsweise mehrere Steuerkreise und/oder geschlossene Regelkreise, um auf der Basis der sektionierten Online-Messung über die der oberen Blatthälfte oder Blattoberseite bzw. der unteren Blatthälfte oder Blattunterseite zugeordneten Stellmittel zumindest das Faserorientierungsquerprofil der oberen oder der unteren Blatthälfte bzw. Seite und/oder die Faserorientierungsquerprofile der oberen Blatthälfte bzw. Blattoberseite und der unteren Blatthälfte bzw. Blattunterseite jeweils getrennt zu steuern bzw. zu regeln.
Hierbei können die Steuer- und/oder geschlossenen Regelkreise insbesondere für eine solche Steuerung bzw. Regelung der beiden Faserorientierungsquerprofile ausgeführt sein, das sich sowohl für die obere als auch für die untere Blatthälfte bzw. -seite für die verschiedenen in Querrichtung aufeinander folgenden Steuer- bzw. Regelabschnitte jeweils ein die Abweichung von der Maschinenrichtung (MD) repräsentierender mittlerer Faserwinkel Null ergibt.
Die Steuer- und/oder geschlossenen Regelkreise können insbesondere auch so ausgeführt sein, dass sich für die obere Blatthälfte bzw. Blattoberseite und die untere Blatthälfte bzw. Blattunterseite gleiche oder unterschiedliche vorgebbare Ziel-Faserorientierungsquerprofile ergeben.
Von Vorteil ist insbesondere auch, wenn die Vorrichtung wenigstens einen, vorzugsweise mehrere Steuerkreise und/oder geschlossene Regelkreise umfasst, um auf der Basis der sektionierten Online-Messung über die der oberen Blatthälfte bzw. Blattoberseite und der unteren Blatthälfte bzw. Blattunterseite zugeordneten Stellmittel die Faserorientierungsquerprofile der oberen Blatthälfte bzw. Blattoberseite und der unteren Blatthälfte bzw. Blattunterseite kombiniert zu steuern bzw. zu regeln, vorzugsweise um die Differenz zwischen den beiden Faserorientierungsquerprofilen zu minimieren.
Von Vorteil ist insbesondere auch, wenn zumindest ein Steuer- und/oder geschlossener Regelkreis vorgesehen ist, der so ausgeführt ist, dass sich für eine der beiden Blatthälften bzw. -seiten, vorzugsweise die obere Blatthälfte bzw. Blattoberseite, ein vorgebbares Ziel-Faserorientierungsquerprofil ergibt, und zumindest ein Steuer- und/oder geschlossener Regelkreis vorgesehen ist, der so ausgeführt ist, dass sich eine minimale Differenz zwischen den Faserorientierungsquerprofilen der beiden Blatthälften bzw. -seiten ergibt.
Gemäß einer zweckmäßigen praktischen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung umfassen die Stellmittel eine oder mehrere Einrichtungen für ein in z-Richtung sektioniertes Einspeisen und/oder Abziehen eines jeweiligen vorgebbaren Volumenstroms in bzw. aus den beiden seitlichen Randbereichen der Stoffauflaufdüse des Stoffauflaufs. Dabei kann eine das Faserorientierungsquerprofil einer jeweiligen Schicht beeinflussende Stellgröße beispielsweise durch die randseitigen Volumenströme gebildet sein. Die betreffende Stellgröße kann insbesondere durch die Durchflussmenge der randseitigen Volumenströme bestimmt sein. Die randseitigen Volumenströme können beispielsweise durch Stoffsuspensionsströme erzeugt sein.
Alternativ oder zusätzlich können die Stellmittel auch eine im oberen Bereich des Austrittsspalts der Stoffauflaufdüse vorgesehene obere verstellbare Blende und/oder eine im unteren Bereich des Austrittsspalts der Stoffauflaufdüse vorgesehene untere verstellbare Blende umfassen.
Ist sowohl eine obere als auch eine untere verstellbare Blende vorgesehen, so kann zwischen diesen beiden Blenden ein Trennelement vorgesehen sein. Grundsätzlich sind jedoch auch solche Ausführungen denkbar, bei denen zwischen den Blenden kein solches Trennelement vorgesehen ist.
Alternativ oder zusätzlich können die Stellmittel insbesondere auch Mittel umfassen, über die die Volumenströme eines dem Stoffauflauf zugeordneten Turbulenzerzeugers in z-Richtung sektional zumindest teilweise getrennt beeinflussbar sind, wobei die Mittel vorzugsweise so ausgeführt sind, dass der Volumenstrom in der obersten Turbulenzkanalzeile und der Volumenstrom in der untersten Turbulenzkanalzeile des Turbulenzerzeugers getrennt beeinflussbar sind.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist ein Zweischicht-Stoffauflauf vorgesehen, an dem die obere und untere Strahlgeschwindigkeit unterschiedlich und/oder getrennt einstellbar sind, um die Faserorientierungsquerprofile insbesondere der oberen bzw. unteren Blatthälfte oder -seite entsprechend zu beeinflussen.
Es können also beispielsweise Online-Messeinrichtungen zur Messung der Faserorientierung an der Oberseite sowie zur Messung der Faserorientierung an der Unterseite des Blattes herangezogen werden, um zwei unabhängige Profile der Faserorientierung zu erhalten. Damit wird unter anderem dem Umstand Rechnung getragen, dass insbesondere die Faserorientierungen an der Oberseite und der Unterseite des Blattes wesentliche Einflussfaktoren insbesondere für den Curl darstellen. Dazu werden die Faserorientierungsquerprofile online in der Maschine insbesondere an der Ober- und Unterseite des Blattes gemessen. Mit insbesondere entsprechend unterschiedlichen Stoffauflaufkonzepten können diese dann getrennt beeinflusst werden, wodurch insbesondere eine getrennte Steuerung bzw. Regelung der Faserorientierung an beispielsweise der Oberseite und Unterseite des Blattes möglich ist. Es können damit insbesondere auch das Faserorientierungs-Differenzprofil bzw. die Faserorientierungsunterschiede zwischen der Oberseite und der Unterseite minimiert werden.
Die Faserorientierungen im Blatt können beispielsweise an der Oberseite und an der Unterseite unabhängig voneinander optimiert werden. Dazu können insbesondere entsprechende Mittel am Stoffauflauf vorgesehen sein. Zu diesen Mitteln gehört beispielsweise die so genannte sektionierte ”EdgeModule”-Technologie. Als Stellglied können hierbei beispielsweise die Ventile zur Regulierung der Volumenströme eingesetzt werden, die in die seitlichen Randbereiche der Stoffauflaufdüse des Stoffauflaufs eingespeist und/oder aus diesen abgezogen werden. Dabei werden diese Volumenströme insbesondere auch in z-Richtung sektional entsprechend reguliert. Zudem können, wie bereits erwähnt, beispielsweise eine obere Blende und/oder eine untere Blende eingesetzt werden.
Es sind beispielsweise geschlossene Regelkreise für die Faserorientierung auf der Oberseite und/oder die Faserorientierung auf der Unterseite denkbar, wobei diese Regelkreise insbesondere unabhängig voneinander arbeiten können.
Es ist insbesondere auch eine auf eine Minimierung des Unterschieds zwischen der Faserorientierung auf der Oberseite und der Faserorientierung auf der Unter seite gerichtete Optimierung bzw. Regelung denkbar, was entsprechend eine Minimierung der Faserorientierungszweiseitigkeit mit sich bringt.
Es ist vor allem eine in z- oder Dickenrichtung der Faserstoffbahn sektionierte Steuerung und/oder Regelung der Faserorientierung basierend auf einer in z-Richtung für zumindest zwei Schichten sektional gemessenen Faserorientierung möglich.
Die Regelung und/oder Steuerung kann insbesondere beispielsweise eines oder mehrere der folgenden Organe oder Mittel umfassen:

– über die z-Richtung oder -Dimension sektioniert dosierte Randeinspeisung (”EdgeModule”);
– einstellbare Blende sowohl auf der Ober- als auch auf der Unterseite mit dazwischen liegendem Trennelement;
– einstellbare Blende sowohl auf der Ober- als auch auf der Unterseite ohne dazwischen liegendes Trennelement.

Alternativ oder zusätzlich sind insbesondere auch eine oder mehrere der folgenden Regelstrategien denkbar:

– obere Blatthälfte und untere Blatthälfte vollständig unabhängig gesteuert bzw. geregelt, jedoch in beiden Fällen auf mittleren Faserwinkel = 0°, d. h. Abweichung von der Maschinenlaufrichtung MD, gerichtet;
– obere Blatthälfte und untere Blatthälfte gekoppelt gesteuert bzw. geregelt mit dem Ziel einer minimalen Differenz zwischen dem oberen und dem unteren Faserorientierungsquerprofi I;
– obere Blatthälfte und untere Blatthälfte vollständig unabhängig gesteuert bzw. geregelt, wobei jedoch in beiden Fällen jeweils ein vorgebbares Ziel-Faserorientierungsquerprofil eingestellt werden soll, das für beide Schichten gleich oder verschieden sein kann;
– Vorgabe eines Ziel-Faserorientierungsquerprofils ausschließlich für die obere Blatthälfte und Steuerung bzw. Regelung der unteren Blatthälfte auf eine minimale Differenz des Faserorientierungsquerprofils zu dem Faserorientierungsquerprofil der oberen Blatthälfte.

Es sind insbesondere Steuer- und/oder Regelkreise zur Steuerung bzw. Regelung des Faserorientierungsquerprofils der Blattoberseite und des Faserorientierungsquerprofils der Blattunterseite möglich, wobei zur Steuerung bzw. Regelung insbesondere folgendes vorgesehen sein kann:

– Messung der Faserorientierungsquerprofile oben und unten;
– Berechnung des Differenzprofils oben/unten;
– Regelung/Optimierung der Faserorientierungsquerprofile durch Mittel am Stoffauflauf • z. B. über einen sektionierten ”EdgeModule” • z. B. über Blende oben und Blende unten • z. B. über lokale Volumenstrombeeinflussung in der obersten Zeile und untersten Zeile des Turbulenzeinsatzes • z. B. unter zusätzlicher Verwendung eines Zweischicht-Stoffauflaufs, an dem unterschiedliche Strahlgeschwindigkeiten oben und unten einstellbar sind.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnung; in dieser zeigen:
1 eine schematische, teilweise geschnittene Draufsicht einer beispielhaften Ausführungsform eines Stoffauflaufs mit zugeordneten beispielhaften Stellmitteln, die eine Einspeise- und/oder Abzieheinrichtung für ein in z-Richtung sektioniertes randseitiges Einspeisen bzw. Abziehen eines jeweiligen vorgebbaren Volumenstroms umfassen;
2 eine schematische Darstellung einer weiteren beispielhaften Ausführungsform von Stellmitteln, die eine im oberen Bereich einer Stoffauflaufdüse vorgesehene obere verstellbare Blende und eine im unteren Bereich der Stoffauflaufdüse vorgesehene untere verstellbare Blende umfassen, wobei die Blenden jeweils als Standardblende ausgeführt sind und zwischen den Blenden ein Trennelement vorgesehen ist;
3 eine schematische Darstellung einer weiteren beispielhaften Ausführungsform von Stellmitteln, die eine im oberen Bereich einer Stoffauflaufdüse vorgesehene obere verstellbare Blende und eine im unteren Bereich der Stoffauflaufdüse vorgesehene untere Blende umfassen, wobei zwischen den Blenden auch wieder ein Trennelement vorgesehen ist, die Blenden jedoch jeweils als Parallelblende ausgeführt sind;
4 eine mit der Ausführungsform gemäß 3 vergleichbare Ausführungsform von Stellmitteln, wobei zwischen den Blenden jedoch kein Trennelement vorgesehen ist; und
5 eine schematische Darstellung einer beispielhaften Ausführungsform einer Vorrichtung zur Online-Steuerung und/oder -Regelung eines Faserorientierungsquerprofils einer laufenden Papier- oder Kartonbahn in einer einen Stoffauflauf mit einer Stoffauflaufdüse umfassenden Papiermaschine mit einer Messeinrichtung für eine getrennte Online-Messung des Faserorientierungsquerprofils der oberen Blatthälfte und des Faserorientierungsquerprofils der unteren Blatthälfte sowie mit Stellmitteln zur getrennten Steuerung bzw. Regelung der Faserorientierungsquerprofile der oberen und der unteren Blatthälfte mittels einer für die obere und untere Blatthälfte getrennt wirkenden Randeinspeisung.
1 zeigt in schematischer, teilweise geschnittener Draufsicht eine beispielhafte Ausführungsform eines Stoffauflaufs 10 mit zugeordneten beispielhaften Stellmitteln, die eine Einspeise- und/oder Abzieheinrichtung 12 für ein in z-Richtung sektioniertes randseitiges Einspeisen bzw. Abziehen eines jeweiligen vorgebbaren Volumenstroms in bzw. aus den seitlichen Randbereichen 14, 16 der Stoffauflaufdüse 18 umfassen.
Ein solcher Stoffauflauf 10 kann zur Schaffung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Online-Steuerung und/oder -Regelung eines Faserorientierungsquer- Profils einer laufenden Papier- oder Kartonbahn in einer Papiermaschine eingesetzt werden.
Wie anhand der 1 zu erkennen ist, umfasst der Stoffauflauf 10 einen sich an einen Querverteiler 20 anschließenden Mehrfachverteiler 22, eine Ausgleichskammer 24, einen Turbulenzgenerator 26 sowie eine den Suspensionsfreistrahl 28 erzeugende Stoffauflaufdüse 18.
Die Einspeise- und/oder Abzieheinrichtung 12 umfasst seitliche Zuführ- und/oder Abführleitungen 30, in denen jeweils ein Ventil, insbesondere Steuerventil 32 angeordnet ist. Im vorliegenden Fall sind diese Leitungen 30 mit dem Querstromverteiler 20 verbunden.
In der 1 ist mit ”FS” die Führungsseite und mit ”TS” die Triebseite bezeichnet.
Mit der zusätzlichen Einspeisung von Stoffsuspension in die Randbereiche der Stoffauflaufdüse 18 werden in der Düse Querströmungen induziert, wodurch das jeweilige Faserorientierungsquerprofil entsprechend beeinflusst werden kann. Beispielsweise eine solche Einspeise- und/oder Abzieheinrichtung 12 kann nun als Stelleinrichtung in die betreffende Vorrichtung zur Online-Steuerung und/oder -Regelung zur in z-geschichteten Beeinflussung des Faserorientierungsquerprofils eingesetzt werden. Über eine betreffende in z-Richtung sektionierte Randeinspeisung ist also eine über die Dicke bzw. in z-Richtung geschichtete Beeinflussung des Faserorientierungsquerprofils möglich.
2 zeigt in schematischer Darstellung eine weitere beispielhafte Ausführungsform von Stellmitteln. Diese umfassen im vorliegenden Fall eine im oberen Bereich einer Stoffauflaufdüse 18 vorgesehene obere verstellbare Blende 34 und eine im unteren Bereich der Stoffauflaufdüse 18 vorgesehene untere verstellbare Blende 36. Dabei sind die Blenden 34, 36 jeweils als Standardblende ausgeführt. Zwischen den Blenden 34, 36 ist ein Trennelement 38 vorgesehen.
Mit diesen Stellmitteln ist wieder eine in z-Richtung geschichtete Optimierung des Faserorientierungsquerprofils möglich.
3 zeigt in schematischer Darstellung eine weitere beispielhafte Ausführungsform von Stellmitteln. Auch im vorliegenden Fall umfassen diese wieder eine im oberen Bereich einer Stoffauflaufdüse 18 vorgesehene obere verstellbare Blende 34 und eine im unteren Bereich der Stoffauflaufdüse 18 vorgesehene untere verstellbare Blende 36. Zwischen den beiden Blenden 34, 36 ist auch wieder ein Trennelement 38 vorgesehen. Im vorliegenden Fall sind die Blenden 34, 36 jedoch jeweils als Parallelblende ausgeführt.
Auch diese Stellmittel können wieder zur in z-Richtung geschichteten Optimierung des Faserorientierungsquerprofils vorgesehen sein.
4 zeigt eine mit der Ausführungsform gemäß 3 vergleichbare Ausführungsform von Stellmitteln, wobei einander entsprechenden Teilen gleiche Bezugszeichen zugeordnet sind. Im vorliegenden Fall ist zwischen den Blenden 34, 36 jedoch kein Trennelement vorgesehen. Während im vorliegenden Fall die Blenden 34, 36 jeweils beispielsweise als Parallelblenden ausgeführt sind, können sie, wie bei der Ausführungsform gemäß 2, beispielsweise auch jeweils als Standardblende ausgeführt sein.
5 zeigt in schematischer Darstellung eine beispielhafte Ausführungsform einer Vorrichtung 40 zur Online-Steuerung und/oder -Regelung eines Faserorientierungsquerprofils einer laufenden Papier- oder Kartonbahn 42 in einer einen Stoffauflauf 10 mit einer Stoffauflaufdüse 18 umfassenden Papiermaschine mit einer Messeinrichtung 44 für eine getrennte Online-Messung des Faserorientierungsquerprofils der oberen Blatthälfte und des Faserorientierungsquerprofils der unteren Blatthälfte sowie mit Stellmitteln, die im vorliegenden Fall beispielsweise Mittel 46 umfassen, über die die Volumenströme eines dem Stoffauflauf 10 zugeordneten Turbulenzerzeugers 26 in z-Richtung sektional zumindest teilweise getrennt beeinflussbar sind. Dabei sind diese Mittel 46 im vorliegenden Fall beispielsweise so ausgeführt, dass die Faserorientierungsquerprofile der oberen und der unteren Blatthälfte mittels einer für die obere und untere Blatthälfte getrennt wirkenden Randeinspeisung steuer- bzw. regelbar sind. Dazu ist die Messeinrichtung 44 im vorliegenden Fall beispielsweise mit einem Regler 48 verbunden, über den die Stellmittel 46 entsprechend beaufschlagbar sind.
Wie anhand der 5 zu erkennen ist, sind für die obere und die untere Blatthälfte getrennte, jeweils mit dem Querverteiler 20 verbundene Leitungen 50, 52 vorgesehen, in denen jeweils ein über den Regler 48 ansteuerbares Ventil 54 bzw. 56 angeordnet ist.
Bevorzugt umfasst eine über die z-Dimension bzw. in z-Richtung geschichtete Faserorientierungsquerprofilregelung eine getrennte Online-Messung der Faserorientierungsquerprofile für die obere und die untere Blatthälfte.
Die Position der Messung in Maschinenlaufrichtung (MD) kann je nach Messverfahren beispielsweise vor der Aufrollung oder vor dem Online-Strichauftrag vorgesehen sein.
Bevorzugt ist eine getrennte Regelung der Faserorientierungsquerprofile für die obere und die untere Blatthälfte vorgesehen.

10: Stoffauflauf
12: Einspeise- und/oder Abzieheinrichtung
14: Randbereich
16: Randbereich
18: Stoffauflaufdüse
20: Querverteiler
22: Mehrfachverteiler
24: Ausgleichskammer
26: Turbulenzerzeuger
28: Suspensionsfreistrahl
30: Zuführ- und/oder Abführleitung
32: Steuerventil
34: Obere verstellbare Blende
36: Untere verstellbare Blende
38: Trennelement
40: Vorrichtung
42: Papier- oder Kartonbahn
44: Messeinrichtung
46: Stellmittel
48: Regler
50: Leitung
52: Leitung
54: Leitung
56: Ventil

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- EP 0985762 A1 [0006]
- DE 19634997 [0006]
- DE 102004035303 [0007]
- US 2006/0096727 A1 [0008]
- DE 19733454 A1 [0009]
- WO 00/70144 A1 [0010]
- WO 98/31873 A1 [0011]

Claims

Vorrichtung zur Online-Steuerung und/oder -Regelung eines Faserorientierungsquerprofils einer laufenden Papier- oder Kartonbahn in einer einen Stoffauflauf (10) mit einer Stoffauflaufdüse (18) umfassenden Papiermaschine, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Messeinrichtung (44) für eine in z-Richtung der Faserstoffbahn sektionierte Online-Messung des Faserorientierungsquerprofils umfasst, wobei die Messeinrichtung (44) so ausgeführt ist, dass für zumindest zwei Schichten der Faserstoffbahn eine getrennte Online-Messung der betreffenden Faserorientierungsquerprofile erfolgt und dass sie Stellmittel (12, 34, 36, 46) umfasst, über die die Faserorientierungsquerprofile der verschiedenen Schichten der Faserstoffbahn vorzugsweise zumindest teilweise getrennt beeinflussbar sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinrichtung (44) verschiedene Messeinheiten umfasst und für die verschiedenen Schichten der Faserstoffbahn zumindest teilweise getrennte Messeinheiten vorgesehen sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sie wenigstens einen, vorzugsweise mehrere Steuerkreise und/oder geschlossene Regelkreise umfasst, um auf der Basis der sektionierten Online-Messung über die den verschieden Schichten der Faserstoffbahn zugeordneten Stellmittel (12, 34, 36, 46) das Faserorientierungsquerprofil von zumindest einer Schicht und vorzugsweise die Faserorientierungsquerprofile von zumindest zwei Schichten getrennt zu steuern bzw. zu regeln und/oder für die Faserorientierungsquerprofile von zumindest zwei Schichten der Faserstoffbahn eine kombinierte Steuerung bzw. Regelung durchzuführen.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinrichtung so ausgeführt ist, dass für die beiden durch die obere Blatthälfte oder Blattoberseite und die untere Blatthälfte oder Blattunterseite gebildeten Schichten der Faserstoffbahn eine getrennte Online-Messung der betreffenden Faserorientierungsquerprofile erfolgt.
Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass sie wenigstens einen, vorzugsweise mehrere Steuerkreise und/oder geschlossene Regelkreise umfasst, um auf der Basis der sektionierten Online-Messung über die der oberen Blatthälfte oder Blattoberseite bzw. der unteren Blatthälfte oder Blattunterseite zugeordneten Stellmittel (12, 34, 36, 46) zumindest das Faserorientierungsquerprofil der oberen oder der unteren Blatthälfte bzw. Seite und/oder die Faserorientierungsquerprofile der oberen Blatthälfte bzw. Blattoberseite und der unteren Blatthälfte bzw. Blattunterseite jeweils getrennt zu steuern bzw. zu regeln.
Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuer- und/oder geschlossenen Regelkreise für eine solche Steuerung bzw. Regelung der beiden Faserorientierungsquerprofile ausgeführt sind, dass sich sowohl für die obere als auch für die untere Blatthälfte bzw. -seite für die verschiedenen in Querrichtung aufeinanderfolgenden Steuer- bzw. Regelabschnitte jeweils ein die Abweichung von der Maschinenrichtung (MD) repräsentierender mittlerer Faserwinkel Null ergibt.
Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuer- und/oder geschlossenen Regelkreise so ausgeführt sind, dass sich für die obere Blatthälfte bzw. Blattoberseite und die untere Blatthälfte bzw. Blattunterseite gleiche oder unterschiedliche vorgebbare Ziel-Faserorientierungsquerprofile ergeben.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie wenigstens einen, vorzugsweise mehrere Steuerkreise und/oder geschlossene Regelkreise umfasst, um auf der Basis der sektionierten Online-Messung über die der oberen Blatthälfte bzw. Blattoberseite und der unteren Blatthälfte bzw. Blattunterseite zugeordneten Stellmittel (12, 34, 36, 46) die Faserorientierungsquerprofile der oberen Blatthälfte bzw. Blattoberseite und der unteren Blatthälfte bzw. Blattunterseite kombiniert zu steuern bzw. zu regeln, vorzugsweise um die Differenz zwischen den beiden Faserorientierungsquerprofilen zu minimieren.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Steuer- und/oder geschlossenen Regelkreis vorgesehen ist, der so ausgeführt ist, dass sich für eine der beiden Blatthälften bzw. -seiten, vorzugsweise die obere Blatthälfte bzw. Blattoberseite, ein vorgebbares Ziel-Faserorientierungsquerprofil ergibt, und zumindest ein Steuer- und/oder geschlossener Regelkreis vorgesehen ist, der so ausgeführt ist, dass sich eine minimale Differenz zwischen den Faserorientierungsquerprofilen der beiden Blatthälften bzw. -seiten ergibt.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stellmittel eine oder mehrere Einrichtungen (12) für ein in z-Richtung sektioniertes Einspeisen und/oder Abziehen eines jeweiligen vorgebbaren Volumenstromes in bzw. aus den beiden seitlichen Randbereichen (14, 16) der Stoffauflaufdüse (18) des Stoffauflaufes (10) umfassen.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stellmittel eine im oberen Bereich des Austrittsgaltes der Stoffauflaufdüse (18) vorgesehene obere verstellbare Blende (34) und/oder eine im unteren Bereich des Austrittsgaltes der Stoffauflaufdüse (18) vorgesehene untere verstellbare Blende (36) umfassen.
Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den beiden Blenden (34, 36) ein Trennelement (38) vorgesehen ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stellmittel Mittel (46) umfassen, über die die Volumenströme eines dem Stoffauflauf (10) zugeordneten Turbulenzerzeugers (26) in z-Richtung sektional zumindest teilweise getrennt beeinflussbar sind, wobei die Mittel vorzugsweise so ausgeführt sind, dass der Volumenstrom in der obersten Turbulenzkanalzeile und der Volumenstrom in der untersten Turbulenzkanalzeile des Turbulenzerzeugers (26) getrennt beeinflussbar sind.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Zweischicht-Stoffauflauf vorgesehen ist, an dem die obere und untere Strahlgeschwindigkeit unterschiedlich und/oder getrennt einstellbar sind, um die Faserorientierungsquerprofile insbesondere der oberen bzw. unteren Blatthälfte oder -seite entsprechend zu beeinflussen.