DE102010028309B4

DE102010028309B4 - Siebband für eine Papier- oder Kartonmaschine

Info

Publication number: DE102010028309B4
Application number: DE201010028309
Authority: DE
Inventors: Patentinhaber gleich
Original assignee: Swen Müller
Current assignee: ANDRIC-MUELLER, SVETLANA, DE
Priority date: 2010-04-28
Filing date: 2010-04-28
Publication date: 2011-12-08
Anticipated expiration: 2030-04-29
Also published as: EP2383387A1; DE102010028309A1; EP2383387B1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Siebband für eine Papier- oder Kartonmaschine, wobei das Siebband eine Gewebebahn aus einem Kunststoff umfasst, wobei der Kunststoff für einen Laserstrahl transparent ist oder den Laserstrahl zumindest teilweise streut.

Description

Die Erfindung betrifft ein Siebband für eine Papier- oder Kartonmaschine.
In Papier- oder Kartonmaschinen werden umlaufende Gewebebahnen zum Transport der Rohpapierbahn verwendet. Unter einer Rohpapierbahn wird eine Bahn aus den Rohstoffen für das Papier verstanden. Im Laufe des Produktionsprozesses wird der Rohpapierbahn immer mehr Wasser durch Austrocknung entzogen, sodass am Ende des Produktionsprozesses aus der Rohpapierbahn eine Papierbahn entstanden ist. Zur Trocknung werden Gewebebahnen verwendet, die aus sogenannten Siebbändern bestehen. Ein Siebband ermöglicht also den Transport der Rohpapierbahn bei gleichzeitiger Trocknung der Rohpapierbahn, da durch die Löcher des Siebbands genügend Luft hindurchtritt, um eine Trocknung zu gewährleisten. Für die verschiedenen Trocknungsstufen innerhalb der Papier- oder Kartonmaschine werden Siebbänder mit verschieden großen Maschen oder Löchern verwendet. Je größer die Maschen oder Löcher sind, desto mehr Wasser kann verdunsten bzw. verdampfen. Um ein unregelmäßiges Trocknen der Rohpapierbahn zu vermeiden, werden zu Beginn des Produktionsprozesses engmaschige Siebbänder verwendet, wodurch ein gleichmäßiges Austrocknen der Rohpapierbahn erfolgt. Je trockener die Rohpapierbahn wird, desto größer werden die Löcher oder Maschen des Siebbands.
Im Laufe des Betriebes setzen sich in den Maschen oder Löchern der Gewebebahnen Ablagerungen ab. Diese Ablagerungen können zum Beispiel aus Papierfasern, Leim, sonstigen Bestandteilen der Rohpapierbahn oder anderen Verschmutzungen bestehen. Ein besonders großes Problem bei der Produktion stellen sogenannte Stickies dar. Diese Leimklumpen verstopfen die Maschen oder Löcher des Siebbands und verhindern so eine gleichmäßige Trocknung der Rohpapierbahn.
Daher ist eine regelmäßige Reinigung der Gewebebahn erforderlich. Hierfür werden zum Beispiel im Stand der Technik Bürsten, Wasser, Druckluft oder Trockeneis verwendet. Die DE 44 19 540 A1 beispielsweise schlägt die Reinigung einer umlaufenden Gewebebahn mit Druckluft, Wasser, Dampf oder Chemikalien vor. DE 10 2008 049 337 A1 schlägt eine Reinigung der Gewebebahn mit Hilfe von Trockeneis vor.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein verbessertes Siebband für eine Papier- oder Kartonmaschine zu schaffen.
Gelöst wird diese Aufgabe durch den in Anspruch 1 angegeben Gegenstand. Eine Ausführungsform der Erfindung ist in Anspruch 2 angegeben.
Die Erfindung betrifft ein Siebband für eine Papier- oder Kartonmaschine, wobei des Siebband eine Gewebebahn aus einem Kunststoff umfasst. Der Kunststoff ist für einen Laserstrahl transparent oder streut den Laserstrahl zumindest teilweise. Vorzugsweise ist der Kunststoff für den Laserstrahl eines CO₂-Lasers oder für den eines YAG-Lasers transparent oder streut dessen Wellenlänge zumindest teilweise. Diese Laser werden vorzugsweise erfindungsgemäß für die Reinigung der Gewebebahn bzw. des Siebbandes verwendet.
Die Reinigung durch Bestrahlung durch einen Laserstrahl ist vorteilhaft, da bei Reinigungsverfahren aus dem Stand der Technik durch eine komplizierte Mechanik ein hoher mechanischer Verschleiß auftritt und eine regelmäßige Wartung der Reinigungsvorrichtung nötig macht. Durch ein Reinigungsverfahren mittels eines Laserstrahls werden also ein niedriger Verschleiß und niedrigere Wartungsintervalle erreicht. Dies reduziert die für den Produktionsprozess notwendigen Kosten. Außerdem belastet ein Reinigungsverfahren mit Hilfe eines Laserstrahls in einem erheblich geringeren Maße die Umwelt, da keinerlei Wasser für den Reinigungsprozess benötigt wird.
Die Reinigung mit Hilfe des Laserstrahls erfolgt dadurch, dass der Laserstrahl von den Schmutzpartikeln zumindest teilweise absorbiert wird, sodass sich die Schmutzpartikel aufgrund der Energie des Laserstrahls erhitzen und verdampfen.
Nach einer Ausführungsform besteht die Gewebebahn aus einem Kunststoff oder einem Metall. Der Laserstrahl weist ferner eine Laserstrahlwellenlänge auf, für die der Kunststoff der Gewebebahn transparent ist. Unter transparent wird hier verstanden, dass mehr als 95% der Energie des Laserstrahls vom Kunststoff transmittiert, d. h. nicht absorbiert, wird. Vorzugsweise beträgt dieser Wert mehr als 99,5%.
Dies ist vorteilhaft, um ein Erhitzen der Gewebebahn durch den Laserstrahl zu verhindern. Ein Erhitzen der Gewebebahn konnte in ihrer Zerstörung resultieren. Bei einer Gewebebahn aus einem Metall ist dieser Aspekt zu vernachlässigen, da ein Metall die Hitze besser über die gesamte Gewebebahn verteilt und somit keine punktuelle Erhitzung der Gewebebahn stattfindet. Außerdem ist üblicherweise ein Metall resistenter gegenüber hohen Temperaturen als ein Kunststoff.
Nach Ausführungsformen streut der Kunststoff den Laserstrahl zumindest teilweise. Dies ist vorteilhaft, da so ebenfalls eins punktuelle Erhitzung der Gewebebahn verhindert wird. Durch die Streuung wird lediglich ein geringer Anteil der Energie des Laserstrahls auf den Kunststoff übertragen. Außerdem erfolgt durch die Streuung eine geringe Erwärmung der Gewebebahn auf einem größeren Bereich, da der Laserstrahl durch die Streuung nicht lediglich punktuell auf einen Punkt der Gewebebahn gerichtet ist.
Nach Ausführungsformen der Erfindung weist der Laserstrahl eine Laserstrahlenergie auf und der Kunststoff absorbiert weniger als 5% dieser Laserstrahlenergie. Vorzugsweise liegt dieser Wert unterhalb von 5 Promille. Dies ist ebenfalls vorteilhaft für eine geringe Erwärmung des Kunststoffs.
Nach Ausführungsformen wird die Gewebebahn in einer ersten Richtung über zumindest zwei Umlenkwalzen in der Papier- oder Kartonmaschine geführt. Mit anderen Worten umläuft die Gewebebahn in einer ersten Richtung über zumindest zwei Umlenkwalzen in der Papier- oder Kartonmaschine. Der Laserstrahl wird in einer zweiten Richtung über die Gewebebahn geführt. Die erste und zweite Richtung schließen einen Winkel ein. Dies ist gleichbedeutend damit, dass sich Richtungsvektoren der ersten und zweiten Richtung schneiden, woraus sich ergibt, dass die erste Richtung nicht gleich der zweiten Richtung ist. Der Laserstrahl wird also nicht in der Richtung über die Gewebebahn geführt, in der sich die Gewebebahn selbst bewegt, sondern schräg insbesondere senkrecht zur Bewegungsrichtung der Gewebebahn.
Die Gewebebahn wird auf einem ersten Weg in der ersten Richtung zum Transport einer Rohpapierbahn genutzt. Auf einem zweiten Weg in der ersten Richtung wird die Gewebebahn zum Ausgangspunkt des ersten Weges zurückgeführt. Vorzugsweise verläuft der erste Weg in der ersten Richtung oberhalb des zweiten Wegs in der ersten Richtung. Am Ende des ersten Weges wird die Rohpapierbahn auf eine andere Gewebebahn oder eine andere Vorrichtung innerhalb der Papier- oder Kartonmaschine weitergeleitet. Die Gewebebahn weist am Ende des ersten Weges eine Umlenkwalze auf, die die Richtung des Umlaufs der Gewebebahn ändert. Diese geänderte Richtung kann dabei eine dritte Richtung oder auch weiterhin die erste Richtung sein. Wenn es die erste Richtung bleibt, verläuft der zweite Weg entgegengesetzt zum ersten Weg. Mit anderen Worten ist der erste Weg eine positive Wegstrecke in der ersten Richtung und der zweite Weg eine negative Wegstrecke in der ersten Richtung. Wenn die Umlenkwalze die Gewebebahn in eine dritte Richtung umlenkt, ist die dritte Richtung nicht gleich der ersten und der zweiten Richtung. Die dritte Richtung schließt also mit der ersten und mit der zweiten Richtung einen Winkel ein. Richtungsvektoren der dritten Richtung schneiden sich also mit Richtungsvektoren der ersten und der zweiten Richtung.
Auf dem zweiten Weg wird die Gewebebahn mit dem Laser an einer Umlenkwalze bestrahlt. Dies muss nicht notwendiger Weise die Umlenkwalze am Ende des ersten Weges sein, sondern kann auch jede weitere Umlenkwalze der Vielzahl von Umlenkwalzen im Umlauf der Gewebebahn sein. Einzige Bedingung ist, dass die Umlenkwalze sich auf dem zweiten Weg befindet, da sich die Rohpapierbahn nicht mehr auf der Gewebebahn befinden darf. Die Bestrahlung mit dem Laserstrahl an einer Umlenkwalze ist vorteilhaft, da das Gewebe der Gewebebahn an einer Umlenkwalze geweitet wird, sodass der Schmutz besser von der Gewebebahn gelöst werden kann. Die Bestrahlung der Gewebebahn mit dem Laserstrahl findet in dem Bereich der Umlenkwalze statt, in dem die Gewebebahn eine Krümmung aufweist.
Die Bewegung des Laserstrahls in der zweiten Richtung erfolgt indem der Laserstrahl auf einen Spiegel gerichtet wird, der den Laserstrahl wiederum auf die Gewebebahn umlenkt. Der Spiegel wird dann in der zweiten Richtung über der Gewebebahn verfahren, sodass dadurch auch der Laserstrahl sich in der zweiten Richtung über die Gewebebahn bewegt.
Nach Ausführungsformen erfolgt die Reinigung der umlaufenden Gewebebahn dadurch, dass Verunreinigungen auf der Gewebebahn die Energie des Laserstrahls zumindest teilweise absorbieren und verdampfen.
Nach Ausführungsformen ist die umlaufende Gewebebahn ein Siebband der Papier- oder Kartonmaschine.
Nach Ausführungsformen wird der Laserstrahl durch ein Rohrleitungssystem mit Spiegeln zur Gewebebahn geleitet. Der Laserstrahl wird somit nicht durch Staub oder andere Verunreinigungen gestört. Außerdem ist es so möglich, den Laser zur Erzeugung des Laserstrahls in hinreichend großer Entfernung zum Rest der Papier- oder Kartonmaschine zu positionieren. Dies ist vorteilhaft, um eine Beschädigung der empfindlichen Lasertechnologie zu vermeiden. Der Laser wird vorzugsweise in einem sicheren Schrank aufbewahrt, wie er etwa auch für Computerserver oder ähnliche elektronische Geräte vorgesehen ist. So wird eine Verschmutzung und etwaige Beschädigung des Lasers verhindert.
Der Laserstrahl des Lasers wird von diesem sicheren Ort aus durch ein Rohrleitungssystem zur Gewebebahn geleitet. Im Rohrleitungssystem befinden sich Spiegel zur Umleitung des Laserstrahls. Das Rohrleitungssystem kann also über mehrere Kurven, Ecken oder Umlenkungen verfügen. Am Ende des Rohrleitungssystems tritt der Laserstrahl aus dem Rohrleitungssystem heraus auf einen letzten Spiegel, der den Laserstrahl auf die Gewebebahn lenkt. Der Laserstrahl tritt also in einer Richtung parallel zur Ebene der Gewebebahn aus dem Rohrleitungssystem heraus und wird erst durch den letzten Spiegel auf die Gewebebahn gelenkt. Dieser letzte Spiegel wird vorzugsweise kontinuierlich mit Druckluft beaufschlagt, wodurch eine Verschmutzung des Spiegels mit Staub oder anderen Partikeln verhindert wird. Der letzte Spiegel ist in der zweiten Richtung beweglich, wodurch ein Bewegen des Laserstrahls in der zweiten Richtung auf der Gewebebahn ermöglicht wird.
Nach Ausführungsformen ist der Bereich der Gewebebahn, in dem die Bestrahlung mit dem Laserstrahl stattfindet, von einem Gehäuse umgeben. Das Gehäuse weist dabei eine Öffnung für das Rohrleitungssystem auf. Der Laserstrahl wird also durch das Rohrleitungssystem durch die Öffnung des Gehäuses auf die Gewebebahn geleitet, wo dann durch die Energie des Laserstrahls die Verdampfung der Verschmutzungen stattfindet. Die bei der Verdampfung auftretenden Gase werden von einer Absaugvorrichtung abgesaugt, sodass die Umgebung nicht mit diesen Gasen belastet wird. Außerdem ist ein solches Gehäuse vorteilhaft, um Brandschutzrichtlinien einzuhalten.
Nach Ausführungsformen wird der Laserstrahl durch einen Lichtwellenleiter zur Gewebebahn geleitet. Dieser Lichtwellenleiter kann zum Beispiel ein Glasfaserkabel sein. Bei diesen Ausführungsformen kann das Ende des Lichtwellenleiters, an dem der Laserstrahl austritt, auf die Gewebebahn gerichtet sein, sodass der Laserstrahl direkt auf die Gewebebahn trifft. Alternativ kann auch hier ein letzter Spiegel verwendet werden, der analog zum oben ausgeführten letzten Spiegel ausgebildet ist. Wenn der Laserstrahl direkt aus dem Lichtwellenleiter auf die Gewebebahn trifft, ist das Ende des Lichtwellenleiters, an dem der Laserstrahl aus dem Lichtwellenleiter heraustritt, in der zweiten Richtung beweglich, sodass der Laserstrahl in der zweiten Richtung auf der Gewebebahn beweglich ist.
Nach Ausführungsformen wird der Laserstrahl vor dem Auftreffen auf die Gewebebahn aufgeweitet. Dies kann beispielsweise mit einer optischen Linse passieren. Eine adaptive optische Linse kann so ausgebildet sein, dass verschiedene Aufweitungen des Laserstrahls ermöglicht werden. Eine Aufwertung des Laserstrahls ist vorteilhaft, um einen größeren Bereich der Gewebebahn zu säubern und um punktuelle grolle Hitzen zu vermeiden. Die Aufweitung kann entweder direkt vor der Gewebebahn, also nach dem letzten Spiegel, oder nach Austritt aus dem Lichtwellenleiter oder dem Rohrleitungssystem vor Auftreffen auf dem letzten Spiegel erfolgen. Alternativ kann die Aufwertung auch noch im Rohrleitungssystem erfolgen.
Nach Ausführungsformen erzeugt der Laser in einem ersten Modus einen kontinuierlichen Laserstrahl und in einem zweiten Modus einen gepulsten Laserstrahl. Dadurch ergibt sich ein Laser mit mehreren Parameter, die in Abhängigkeit von der Gewebebahn und den auftretenden Verschmutzungen auf der Gewebebahn einstellbar sind. Diese Parameter sind:

• der Modus des Lasers;
• die Intensität oder Energie des Laserstrahls;
• der Grad der Aufwertung des Laserstrahls;
• die Geschwindigkeit des Laserstrahls in der zweiten Richtung; und
• der Winkel zwischen Laserstrahl und Gewebebahn.

Wenn beispielsweise hartnäckige Verschmutzungen ein Problem sind, kann die Energie des Laserstrahls erhöht werden. Der Grad der Aufweitung kann dazu verwendet werden, einen größeren Bereich zu säubern oder aber bei einer Verkleinerung der Aufwertung einen kleineren Bereich gründlicher zu säubern. Die Geschwindigkeit des Laserstrahls kann erhöht wenden, wenn eine großflächige Reinigung der Gewebebahn gewünscht ist. Eine Verkleinerung der Geschwindigkeit resultiert in einer gründlicheren Reinigung. Der Winkel zwischen Laserstrahl und Gewebebahn kann ebenfalls variiert werden, um auf die Art der Verschmutzungen zu reagieren. Für Verschmutzungen wie zum Beispiel Leimklumpen kann beispielsweise ein anderer Auftreffwinkel des Laserstrahls vorteilhaft als für Verunreinigungen mit Papierfasern. Der Winkel lässt sich über den Neigungswinkel des letzten Spiegels oder über die Neigung des Glasfaserkabelendes erreichen.
Dadurch, dass sich der Laserstrahl in einer zweiten Richtung und die Gewebebahn in einer ersten Richtung bewegt, entsteht eine Zickzacklinie auf der Gewebebahn. Wenn der Laserstrahl von einer ersten Position an einem Ende der Gewebebahn in der zweiten Richtung zum anderen Ende der Gewebebahn verfahren wird, bewegt sich die Gewebebahn in dieser Zeit in die erste Richtung, wodurch ein schräger Verlauf des Laserstrahls auf der Gewebebahn entsteht. Wenn der Laserstrahl nun an dem anderen Ende der Gewebebahn angelangt ist, wird er wiederum in die zweite Richtung aber mit negativer Wegstrecke zurück zum Ausgangspunkt verfahren. Da sich während dieses Weges auch die Gewebebahn weiterhin In der ersten Richtung bewegt, beschreibt der Laserstrahl wiederum eine schräge Linie auf der Gewebebahn. So entsteht das angesprochene Zickzackmuster.
Nach Ausführungsformen der Erfindung absorbiert der Kunststoff weniger als 5% der Energie des Laserstrahls. Vorzugsweise liegt dieser Wert unterhalb von 5 Promille.
Im Weiteren werden zur Verdeutlichung von Ausführungsformen der Erfindung mit einem Laserstrahl bereinigte Gewebebahnen gezeigt. Es zeigen:
eine Kunststoffgewebebahn, die in einem mittleren Bereich mit Hilfe eines Laserstrahls gereinigt wurde;
eine Kunststoffgewebebahn, die am Randbereich mit Hilfe eines Laserstrahls gereinigt wurde; und
eine Kunststoffgewebebahn, die mit Hilfe eines gepulsten Laserstrahls gereinigt wurde.
zeigt eine verschmutzte Kunststoffgewebebahn 100, die in einem mittleren Bereich 102 mit Hilfe eines Laserstrahls gereinigt wurde. im mittleren Bereich 102 ist deutlich der gesäuberte Bereich 104 zu erkennen, der sich durch seine Farbe vom restlichen Kunststoffgewebe der Kunststoffgewebebahn 100 unterscheidet.
zeigt eine verschmutzte Kunststoffgewebebahn 200, die im Randbereich einen gesäuberten Bereich 202 aufweist.
Gut zu erkennen ist hier die aufgeweitete Strahlweite des Laserstrahls. Sie entspricht der Breite 204. Der Verlauf des Laserstrahls auf der Kunststoffgewebebahn entspricht nicht der Bewegung des Laserstrahls innerhalb der Papier- oder Kartonmaschine, da sich die Gewebebahn gleichzeitig in eine andere Richtung bewegt. Wie bereits oben beschrieben bewegt sich die Gewebebahn in einer ersten Richtung und der Laserstrahl in einer zweiten Richtung. Die erste Richtung ist in durch Pfeil 206 gekennzeichnet und die zweite Richtung durch Pfeil 208. Je nach den Geschwindigkeiten der Bewegung der Gewebebahn und des Lasers in der ersten Richtung 208 und der zweiten Richtung 208 ergibt sich die effektive Richtung 210 des Laserstrahls auf der Gewebebahn 200.
zeigt eine verschmutzte Kunststoffgewebebahn 300, die mit einem gepulsten Laserstrahl der Breite 302 gesäubert wurde. Die vielen teilweisen Säuberungen 104 der Kunststoffgewebebahn 300 entstehen dadurch, dass der Laser immer nur für eine gewisse Zeit angeschaltet war und danach wieder ausgeschaltet wurde, wobei keine Reinigung der Kunststoffgewebebahn während eines ausgeschalteten Lasers stattgefunden hat. Daher befinden sich zwischen den gesäuberten Bereichen 304 ungesäuberte Bereiche 306. Auch in ist, ähnlich wie in , der Laserstrahl effektiv auf der Gewebebahn in einer effektiven Richtung 308 verschoben worden. Dies resultiert daraus, dass die Gewebebahn in die erste Richtung 310 und der Laserstrahl in die zweite Richtung 312 bewegt wurde.
Bezugszeichenliste

100: Kunststoffgewebebahn
102: mittlerer Bereich
104: gesäuberter Bereich
200: Kunststoffgewebebahn
202: gesäuberter Bereich
204: Breite
206: erste Richtung
208: zweite Richtung
210: effektive Richtung
300: Kunststoffgewebebahn
302: Breite
304: gesäuberter Bereich
306: ungesäuberter Bereich
308: effektive Richtung
310: erste Richtung
312: zweite Richtung

Claims

Siebband für eine Papier- oder Kartonmaschine, wobei das Siebband eine Gewebebahn aus einem Kunststoff umfasst, wobei der Kunststoff für einen Laserstrahl transparent ist oder den Laserstrahl zumindest teilweise streut.
Siebband nach Anspruch 1, wobei der Kunststoff weniger als 5% der Energie des Laserstrahls absorbiert.