-
Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Führen einer Bahn
aus Papier oder Karton mit einer Messeinrichtung zur Bestimmung
eines Bahnzugprofils der Bahn. Ferner betrifft die Erfindung ein
Verfahren zum Führen einer Bahn aus Papier oder Karton, wobei
ein Bahnzugprofil quer zur Maschinenrichtung gemessen wird.
-
Eine
Bahn aus Papier oder Karton wird üblicherweise am Ende
einer Papier- oder Kartonmaschine in einer Wickelmaschine aufgewickelt.
Dabei wird die Bahn über eine Tragtrommel geführt
und auf einem Tambour aufgewickelt. Einen großen Einfluss auf
das Wickelergebnis hat dabei der Bahnzug der Bahn, also eine Spannung
in Längsrichtung. Der Bahnzug bestimmt u. a. die Härte
der gewickelten Rolle.
-
Vor
einer Tragtrommel ist dabei in der Regel eine Breitstreckwalze angeordnet,
die eine Streckung der Bahn quer zur Maschinenbreite ermöglicht.
Eine derartige Breitstreckwalze ist beispielsweise aus der Druckschrift
DE 103 59 113 A1 bekannt.
-
Ein
Verfahren zum Messen eines Bahnzugs ist beispielsweise aus der Druckschrift
EP 1 514 817 A1 bekannt,
wobei der Bahnzug an einer Wickelwalze, einer Tragtrommel oder einer
Breitstreckwalze gemessen wird. Zum Messen des Bahnzugs ist eine dieser
Walzen mit einer Messeinrichtung ausgestattet. Dafür können
beispielsweise Piezoelemente verwendet werden. Mit Hilfe einer derartigen
Messeinrichtung kann der Bahnzug entlang der Materialbahnbreite
gemessen werden, also ein Bahnzugprofil entlang der Materialbahnbreite
bestimmt werden. Gemäß der Druckschrift
EP 1 514 817 A1 wird
daraus ein Mittelwert für den Bahnzug berechnet. Um einen zu
hohen oder zu niedrigen Bahnzug auszugleichen, werden die Drehzahl
und/oder das Drehmoment der Tragtrommel verändert. Damit
wird also das Niveau des Bahnzugs eingestellt.
-
Ein
weiteres Verfahren zur Messung eines Bahnzugprofils ist unter dem
Namen IQ-Tension bekannt. Dieses Messverfahren beruht darauf, dass
ein Luftfilm zwischen der bewegten Bahn und einer gekrümmten
Oberfläche gemessen wird. Die Stärke des Luftfilms
ist dabei ein Maß für den Bahnzug.
-
Es
hat sich nun herausgestellt, dass auch bei Anpassung des mittleren
Bahnzugs und einer Streckung der Materialbahn in einer Breitstreckwalze nicht
immer ein befriedigender Bahnlauf zu erreichen ist.
-
Der
Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, den Bahnlauf zu verbessern.
-
Erfindungsgemäß wird
diese Aufgabe bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art dadurch gelöst,
dass sie eine Steuervorrichtung zur Einstellung des Bahnzugprofils
aufweist.
-
Im
Unterschied zum Stand der Technik wird also nicht nur das Niveau
des Bahnzugs geändert, sondern es erfolgt eine gezielte
Einstellung des Bahnzugs entlang der Breite der Bahn. Dadurch wird das
Bahnzugprofil eingestellt, das bisher immer unverändert
blieb. Bislang wurde nur ein Mittelwert des Bahnzugprofils als Steuerparameter
verwendet und das Niveau des Bahnzugs abgesenkt oder erhöht. Der
Bahnzug wird jetzt entlang der Breite der Bahn mehrmals individuell
gesteuert. Damit wird nun ein gleichmäßiges Bahnzugprofil
erreicht, was zum einen den Bahnlauf verbessert und zum anderen
zu einem besseren Wickelergebnis führt.
-
Dabei
ist besonders bevorzugt, dass mit der Steuervorrichtung ein ebenes
Bahnzugprofil einstellbar ist. Häufig unterscheidet sich
der Bahnzug an den Rändern einer Bahn von einem Bahnzug
in der Mitte der Bahn. Dies kann beim Aufwickeln zu einer Faltenbildung
führen. Durch das Einstellen eines ebenen Bahnzugprofils
wird das nun verhindert. Insgesamt ergibt sich somit ein verbessertes
Wickelergebnis.
-
Bevorzugterweise
ist die Steuervorrichtung als Regeleinrichtung ausgebildet. Dadurch
lässt sich das Bahnzugprofil besonders gut vergleichmäßigen. Durch
die Regelung, also eine Rückführung eines Messsignals,
lassen sich Störeinflüsse gut ausgleichen. Die
Zuverlässigkeit und Genauigkeit bei der Einstellung des
Bahnzugprofils wird dadurch verbessert.
-
Vorteilhafterweise
weist die Messeinrichtung mindestens eine Messwalze und die Steuervorrichtung
mindestens eine Bahnzugprofileinstellwalze auf. Die Messwalze dient
zur Erfassung des Bahnzugprofils. Eine Bahnzugprofileinstellwalze
stellt dabei eine einfache Möglichkeit dar, das Bahnzugprofil
zu beeinflussen.
-
Vorzugsweise
sind dabei eine Durchbiegung und/oder eine Winkellage der Bahnzugprofileinstellwalze
veränderbar. Durchbiegungseinstellwalzen sind an sich bekannt.
Ebenso ist bekannt, dass die Winkellage einer Walze eingestellt
werden kann. Es wird also auf ausgereifte Lösungen zurückgegriffen, wodurch
ein zuverlässiger Betrieb der Bahnzugprofileinstellwalze
zu gewährleisten ist. Gleichzeitig können die
Herstellkosten gering gehalten werden. Durch die Veränderung
der Durchbiegung ergibt sich eine unterschiedliche Belastung der
Bahn in der Mitte der Bahn und an ihren Rändern, wodurch
der Bahnzug beeinflusst wird. Durch eine Veränderung der Winkellage
der Bahnzugprofileinstellwalze ist es möglich, ein Bahnzugprofil,
das nicht symmetrisch zur Mitte der Bahn ausgebildet ist, zu zentrieren. Wenn
sowohl die Durchbiegung als auch die Winkellage der Bahnzugprofileinstellwalze
veränderbar ist, lässt sich so unter nahezu allen
Bedingungen ein ebenes Bahnzugprofil einstellen.
-
Bevorzugterweise
ist die Bahnzugprofileinstellwalze als Breitstreckwalze ausgebildet.
Eine Breitstreckwalze ist häufig ohnehin vorhanden, um eine
Spannung senkrecht zur Bahnlaufrichtung, also senkrecht zum Bahnzug
in die Bahn einzubringen. Durch die Verwendung einer Breitstreckwalze
als Bahnzugprofileinstellwalze lässt sich die erfindungsgemäße
Vorrichtung ohne großen Aufwand in bestehende Anlagen integrieren.
Dabei sind nur relativ geringe Kosten zu erwarten.
-
Vorteilhafterweise
ist die Messwalze als Leitwalze ausgebildet, die mehrere Sensoren,
insbesondere Piezoelemente, aufweist. Leitwalzen sind für
die Führung einer Bahn in der Regel erforderlich. Durch die
Ausbildung einer Messwalze als Leitwalze erhöht sich daher
die Anzahl der Walzen einer Papier- oder Kartonmaschine nicht. Als
Sensoren können z. B. Dehnmessstreifen verwendet werden.
Vorteilhaft sind aber auch Piezoelemente, da diese eine hohe Auflösung
ermöglichen.
-
Vorzugsweise
ist die Vorrichtung vor einer Wickelmaschine angeordnet. Das Bahnzugprofil
beeinflusst das Wickelergebnis relativ stark. Ist nun die Vorrichtung
vor einer Wickelmaschine angeordnet, kann sichergestellt werden,
dass die Bahn beim Erreichen der Wickelmaschine das gewünschte
und eingestellte Bahnzugprofil aufweist. So wird ein gleichmäßiges
Wickelergebnis erhalten.
-
Die
Aufgabe wird durch ein Verfahren der eingangs genannten Art dadurch
gelöst, dass ein ebenes Bahnzugprofil eingestellt wird.
-
Ein
ebenes Bahnzugprofil führt dazu, dass die Bahn geradlinig über
Leitwalzen und ähnliches läuft. Gleichzeitig wird
durch ein ebenes Bahnzugprofil ein gutes Wickelergebnis erzielt.
Durch den verbesserten Bahnlauf reduziert sich auch die Zahl an Abrissen,
wodurch sich die Produktivität einer Anlage steigert.
-
Dabei
ist besonders bevorzugt, dass das Bahnzugprofil geregelt wird. Durch
die Regelung kann der Einfluss von Störgrößen
relativ schnell ausgeglichen werden. Die Qualität der Bahn
lässt sich dadurch weiter steigern. Insbesondere das Wickelergebnis
wird dabei verbessert.
-
Vorzugsweise
wird das Bahnzugprofil mit einer Bahnzugprofileinstellwalze, insbesondere
einer Breitstreckwalze, eingestellt. Die Einstellung des Bahnzugprofils
mit Hilfe einer Walze kann relativ zuverlässig erfolgen.
Dabei ist beispielsweise eine Breitstreckwalze meist ohnehin vorhanden.
Die Verwendung der Breitstreckwalze dazu, ein ebenes Bahnzugprofil
einzustellen, verursacht daher nur geringe zusätzliche
Kosten. Dadurch ist es auch möglich, das erfindungsgemäße
Verfahren mit geringem Aufwand in bestehenden Anlagen anzuwenden.
-
Vorzugsweise
werden eine Durchbiegung und/oder eine Winkellage der Bahnzugprofileinstellwalze
verändert. Für die Veränderung der Durchbiegung
und/oder einer Winkellage gibt es bereits zuverlässige
Lösungen. Dabei lässt sich durch die Durchbiegung
und/oder Winkellage das Bahnzugprofil effektiv beeinflussen.
-
Bevorzugterweise
wird das Bahnzugprofil mit mindestens einer Messwalze gemessen,
die mehrere Sensoren, insbesondere Piezoelemente, aufweist. Mit
einer Messwalze, die mehrere Sensoren aufweist, lässt sich
das Bahnzugprofil in ausreichender Genauigkeit ermitteln. Dabei
ist die Störanfälligkeit einer derartigen Walze
relativ gering. Die Sensoren können beispielsweise als
Dehnmessstreifen ausgebildet sein. Die Verwendung von Piezoelementen
hat den Vorteil, dass diese sehr zuverlässig und mit einer
hohen Auflösung arbeiten. Gleichzeitig benötigen
Piezoelemente nur relativ wenig Energie.
-
In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird das Bahnzugprofil
mit einer mehrteiligen Messwalze gemessen. Dabei können
Kraftsensoren beispielsweise an den Lagerstellen der mehrteiligen Messwalze
angeordnet werden. Das Bahnzugprofil ist damit zwar nur in einer
relativ groben Auflösung ermittelbar, dafür ist
eine mehrteilige Messwalze relativ kostengünstig.
-
Vorteilhafterweise
wird das Bahnzugprofil vor einer Wickelmaschine eingestellt. Das
Bahnzugprofil hat einen relativ großen Einfluss auf die
Wickelqualität. Wird nun das Bahnzugprofil vor der Wickelmaschine
eingestellt, ist davon auszugehen, dass das eingestellte, möglichst
ebene Bahnzugprofil auch beim Erreichen der Wickelmaschine noch
in der Bahn vorhanden ist. Eine Beeinflussung von äußeren Einflüssen,
die bei einer längeren Entfernung zwischen der Einstellung
des Bahnzugprofils und der Wickelmaschine nahezu unvermeidbar ist,
kann so gut wie ausgeschlossen werden. Mit hoher Zuverlässigkeit
kann also ein gutes Wickelergebnis erzielt werden.
-
Die
Erfindung wird im Folgenden anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen
in Verbindung mit der Zeichnung beschrieben. Hierin zeigen:
-
1 eine
Regelung eines Bahnzugprofils eines ersten Ausführungsbeispiels;
und
-
2 eine
Regelung eines Bahnzugprofils eines zweiten Ausführungsbeispiels.
-
In 1 sind
untereinander drei Bahnzugprofile 1, 2, 3 über
einer Breite einer Bahn aus Papier oder Karton dargestellt, wobei
das Bahnzugprofil 1 das Bahnzugprofil darstellt, das die
Bahn ohne Beeinflussung aufweist. Ein Mittelwert des Bahnzugprofils 1 ist
mit 4 bezeichnet. Man erkennt, dass der Bahnzug sowohl
an Rändern als auch in der Mitte der Bahn größer
als Null ist. Allerdings ist der Bahnzug in Randbereichen 5, 6 kleiner
als der Mittelwert 4. Im mittleren Bereich 7 der
Bahn ist der Bahnzug höher als der Mittelwert 4.
Das Bahnzugprofil 1 ist also recht ungleichförmig
und weist insbesondere relativ schlaffe Ränder auf.
-
Durch
Steuerung einer Bahnzugprofileinstellwalze lässt sich das
Bahnzugprofil nun vergleichmäßigen. Das Bahnzugprofil 2 ist
bereits durch Steuerung zu erreichen. Die Bahnzugunterschiede zwischen
den Randbereichen 5, 6 und dem Mittelbereich 7 sind
bereits weit weniger ausgeprägt als beim Bahnzugprofil 1.
Diese Beeinflussung des Bahnzugprofils erfolgt z. B. dadurch, dass
eine Durchbiegung einer Bahnzugprofileinstellwalze verringert wird.
Dadurch vermindert sich ein Bahnzug im mittleren Bereich 7,
wobei gleichzeitig der Bahnzug in den Randbereichen 5, 6 erhöht
wird.
-
Eine
weitere Verbesserung zeigt das Bahnzugprofil 3, was durch
eine Regelung des Bahnzugprofils erreicht wird. Sowohl in den Randbereichen 5, 6 als
auch im Mittelbereich 7 entspricht der Bahnzug nahezu dem
Mittelwert 4. Ein derartig ebenes Bahnzugprofil ermöglicht
ein sehr gutes Wickelergebnis und einen guten Bahnlauf.
-
In 2 sind
Bahnzugprofile 8, 9, 10 dargestellt,
wobei der Bahnzug in den Randbereichen 5, 6 oberhalb
des Mittelwerts 4 und im mittleren Bereich 7 unterhalb
des Mittelwerts 4 liegt. Die Ränder der Bahn sind
also überspannt, während die Mitte relativ lose
ist. Eine Verbesserung des Bahnzugprofils 8, 9, 10 lässt
sich nun z. B. dadurch erreichen, dass eine Durchbiegung der Bahnzugprofileinstellwalze
vergrößert wird. Durch eine einfache Steuerung
des Bahnzugprofils lässt sich so zumindest schon das gleichmäßigere
Bahnzugprofil 9 erreichen. Die Abweichungen vom Mittelwert 4 in
den Randbereichen 5, 6 und auch im mittleren Bereich 7 sind
bereits geringer. Durch eine Regelung lässt sich das nahezu
ebene Bahnzugprofil 10 erzielen. Die Abweichungen des Bahnzugs
in den Randbereichen 5, 6 und im mittleren Bereich 7 vom
Mittelwert 4 sind nur noch minimal. Damit werden ein verbesserter
Bahnlauf und eine geringe Zahl an Abrissen gewährleistet.
Gleichzeitig lässt sich eine Bahn mit einem derartig ebenen
Bahnzugprofil gut aufwickeln.
-
Während
bisher nur das Niveau des Bahnzugprofils geändert wurde,
erfolgt nun eine gezielte Beeinflussung des Bahnzugprofils. Der
Bahnzug wird in losen Bereichen erhöht und in straffen
Bereichen erniedrigt, so dass ein ebenes Bahnzugprofil erreichbar
ist. Dadurch verbessert sich das Führen der Bahn, insbesondere
der Bahnlauf. Dabei verringert sich die Häufigkeit von
Abrissen. Gleichzeitig verbessert sich ein Wickelergebnis.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste
der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert
erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information
des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen
Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt
keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- - DE 10359113
A1 [0003]
- - EP 1514817 A1 [0004, 0004]