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Die Erfindung betrifft eine Randspritzdüsen-Anordnung zur Anbringung im Bereich der Materialbahn eines endlosen Faservlieses an einer Papiermaschine oder dergleichen Zellstoffverarbeitungsvorrichtung, welche Anordnung mit wenigstens einem Träger versehen ist, an dessen einem Ende eine Düseneinrichtung vorgesehen ist, und mit einem Gehäuse, in welchem der wenigstens eine Träger bereichsweise aufgenommen und über wenigstens eine dem Träger zugeordnete Verstelleinrichtung relativ zu dem Gehäuse beweglich vorgesehen ist und mit einem Erfassungsmittel zur optischen Überwachung eines Austrittsbereichs der Düseneinrichtung des wenigstens einen Trägers.
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Die Anbringung von Düseneinrichtungen an der Materialbahn einer Papiermaschine zum Beschneiden der Materialbahn ist beispielsweise aus der
DE 103 14 296 A1 bekannt. Allgemein als Papiermaschinen verstanden und in der Folge teilweise auch einfach als Maschine bezeichnet werden sollen im folgenden auch Kartonmaschinen, Tissue-Maschinen und Zellstoffentwässerungs-Maschinen. Bei diesen wird ein endloses Faservlies, welches nach dem Entwässerungsprozess in der Siebpartie der Maschine noch feucht ist und unregelmäßige Kanten aufweist, mit so genannten Randspritzdüsen von Düseneinrichtungen der Randspritzdüsen-Anordnung kontinuierlich seitlich beschnitten.
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Die Düsen geben dazu einen oder mehrere in Laufrichtung nacheinander angeordnete Wasserstrahle mit einem gewissen Druck ab, die einen hohen Grad an Laminarität aufweisen, und erzeugen damit jeweils eine geradlinige saubere Furche im Faserstoff, wodurch definierte gerade Bahnkanten beidseitig (sogenannt führer- und triebseitig für eine der Bedienung und eine dem Antrieb zugeordnete Seite der Papiermaschine) erzeugt werden. Dies ist erforderlich, damit beim weiteren Lauf der sich ausbildenden Materialbahn in der Pressenpartie und der Trockenpartie die genannte Bahn nicht abreißen kann.
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Die Materialbahn wird nämlich in der Maschine bei hohen Geschwindigkeiten frei und unter einer jeweils erforderlichen Bannspannung bis zur Aufrollung geführt. Unregelmäßigkeiten der Kanten, wie Einrisse oder dergleichen Beschädigungen können leicht zum Abreißen der Bahn führen. Ein Abreißen der Materialbahn während der Produktion jedoch führt zum Ausfall der Produktion und ist dementsprechend mit einem beträchtlichen finanziellen Verlust verbunden, da es lange Zeit in Anspruch nimmt, bis die Bahn wieder aufgeführt ist und anschließend alle Kreisläufe und Systeme der Maschine wieder stabil arbeiten. Jeder Abriss stellt überdies einen den normalen Produktionsablauf destabilisierenden Faktor dar, da er zu einem nicht vorhersehbaren Zeitpunkt auftreten kann und durch diesen nicht nur die normalen Arbeitsabläufe gestört werden. So können in der Folge eines Abrisses weitere davon unabhängige Störungen des Prozesses auftreten, die ohne das Eintreten des Abrisses nicht entstanden wären, und die zu weiteren negativen Folgen führen können.
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Für den sicheren und kontinuierlichen Produktionsbetrieb einer solchen Maschine ist daher also die möglichst kontinuierliche und störungsfreie Funktion der genannten Randspritzdüsen unerlässlich. Die Randspritzdüsen sind an der sogenannten Siebpartie, auf welcher eine Fasersuspension zum Faservlies entwässert wird, führer- und triebseitig angebaut, erzeugen jeweils einen oder mehrere Wasserstrahle, die auch als Nadelstrahle bezeichnet werden, und müssen in Bezug auf Arbeitsdruck, Neigungswinkel zur Bahn, Ausrichtung der Strahle zueinander und seitliche Position in Bezug auf die Maschinen-Längsachse verstellt werden können.
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Überwiegend werden hierbei Verstelleinrichtungen eingesetzt, mittels derer die Randspritzdüsen positioniert werden können. Solche Verstelleinrichtungen bestehen im Wesentlichen aus einer jeweils an der Führer- und der Triebseite der Maschine angebauten Düsenhalterung, mit der das wasserführende Rohr, welches an seinem Ende die Randspritz-Düse trägt, gehalten wird. Sie umfassen weiter jeweils einen Wasseranschluss und die erforderlichen Verstellelemente für die Einstellung der Düsenposition im Verhältnis zur Längsachse der Maschine, sowie der Neigung der Düsen. Die erwähnten Verstelleinrichtungen müssen aus Platz- und Zugänglichkeitsgründen möglichst klein sein und sie müssen leicht abgebaut werden können, um eine Wartung ohne Zeit- und Produktionsverluste zu gestatten.
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Eine der Haupt-Ursachen von Störungen, die die Arbeit der Randspritzdüsen betreffen, und die damit die Produktion der Maschine beeinträchtigen, ist darin zu erkennen, dass an den Randspritzdüsen und den Verstelleinrichtungen üblicherweise oft Ablagerungen von Papierstoff (Faser-Füllstoff-Wasser-Gemisch) auftreten, da immer ein gewisses Maß von Fasernebel an dem Punkt erzeugt wird, wo das Faservlies mit den Strahlen der Düsen beaufschlagt wird. Die Menge dieses Fasernebels wird hierbei ganz überwiegend durch die Höhe des Arbeitsdrucks, den Neigungswinkel des jeweiligen Strahls zur Bahn, sowie die Ausrichtung der Strahle zueinander beeinflusst.
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Solche Stoffablagerungen beeinträchtigen einerseits die Verstell-Funktion, andererseits kann es, wenn sich permanent Faser- und Füllstoffpartikel zusammen mit Wasser an der Düse ablagern, durch Tropfen und Batzen, die von der Düse herunter auf die Bahn fallen, zu Störungen im Bereich der Bahnkanten kommen, die einen Abriss der Bahn zur Folge haben.
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Es ist erforderlich, dass neben möglichst optimaler Justierung der Düsenverstellung und des Arbeitsdrucks eine regelmäßige vorbeugende Überwachung stattfindet, die den störungsfreien Betrieb sichert, und die es erlaubt, die Düsen während des Laufs der Maschine – falls nötig – zu wechseln, bzw. die Düsen zu reinigen, bevor ein kritischer Betriebszustand eintritt. Die erwähnte Überwachung wird dabei durch regelmäßige visuelle Inspektion der Düsen seitens des Bedienungspersonals gewährleistet. Es ist auch bekannt, diese Überwachung an den Maschinen durch ein Video-Überwachungs-Kamerasystem zu unterstützen, wobei dessen Kameras an Führer und Triebseite der Maschine an verschiedenen Stellen der Anlage, an denen Abrisse der Bahn auftreten können, angeordnet werden.
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Der Zweck der Anordnung der erwähnten Kameras besteht allgemein darin, Ursachen von auftretenden Abrissen der Materialbahn zu erkennen. Diejenigen Kameras, die zur Überwachung der Funktion von Randspritzdüsen positioniert werden, gestatten es beispielsweise, Anomalien in der Abgabe des Wasserstrahls oder der Wasserstrahle, sowie auch Ablagerung von Stoffpartikeln an der oder den Düsen zu erkennen, und sie gestatten es dadurch, die Anzahl von Abrissen zu reduzieren. Zur Erfassung jeweils einer Randspritzdüse werden hierfür Kameras mit einem gewissen Abstand zu der Düse direkt an der Maschine angeordnet, zusätzlich kann zur Aufhellung des Aufnahmefeldes auch eine Beleuchtungseinrichtung an der Maschine vorgesehen sein.
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Die hierbei verwendeten Anordnungen von Kameras haben den Nachteil, dass die Optiken der Überwachungs-Kameras ebenso wie die genannten Beleuchtungseinrichtungen durch in der Umgebung vorhandenen und sich ablagernden Fasernebel verschmutzen, womit die Funktion der jeweiligen Überwachungs-Kamera je nach Grad der Verschmutzung eingeschränkt oder völlig gestört wird.
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Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Randspritzdüsen-Anordnung zur Verfügung zu stellen, die durch eine weniger anfällige Überwachung der Randspritzdüsen einen störungsfreieren Produktionsablauf der Papiermaschine gewährleistet.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Randspritzdüsen-Anordnung der eingangs genannten Art, bei welcher das Erfassungsmittel im Inneren des Gehäuses angeordnet ist und den Austrittsbereich der Düseneinrichtung durch eine Gehäuseöffnung hindurch erfasst. Diese Anordnung bildet also eine geschlossene Baugruppe, bei welcher das Erfassungsmittel selbst geschützt ist, und erlaubt als diese gleichzeitig den störungsfreien Betrieb und die Überwachung von Randspritzdüsen in Bezug auf Funktion und Sauberkeit. Durch eine mögliche Mustererkennung bei der Auswertung der Signale des Erfassungsmittels, beispielsweise eine Grauwertanalyse der aufgenommenen Bilder, kann z. B. eine Alarmfunktion bei Verschmutzung der Randspritzdüse durch Stoffablagerungen ausgelöst werden, bevor als Konsequenz der Ablagerungen ein Abriss der Materialbahn auftreten kann. Durch die integrierte Bauweise befindet sich die Überwachungs-Kamera überdies sehr nah am Objekt, was eine deutlich verbesserte Bildqualität gegenüber üblichen Überwachungssystemen zur Folge hat. Weiterhin kann eine regelmäßige Wartung und Reinigung der Düsen-Tragrohre und der Düsen erfolgen, ohne dass eine Neu-Einstellung für das Erfassungsmittel vorgenommen werden muss. Das Erfassungsmittel kann beispielsweise durch eine Video-Überwachungs-Kamera gebildet sein.
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Bei einer Weiterbildung der erfindungsgemäßen Randspritzdüsen-Anordnung kann das Gehäuse mit einem Anschluss versehen sein, über welchen das Gehäuseinnere mit einem gegenüber der außerhalb des Gehäuses herrschenden Atmosphäre unter erhöhtem Druck stehenden Gas, insbesondere mit Druckluft, beaufschlagbar ist. Durch die Gehäuseöffnung nimmt das Erfassungsmittel die Bilder des Erfassungsbereichs um die jeweilige Randspritzdüse auf, während durch die Gehäuseöffnung stetig das unter Druck stehende Gas ausströmt, wodurch diese Öffnung immer frei bleibt und nicht von außen mit Faserstoff verschmutzt und blockiert werden kann. Überdies wird durch diese Innen-Belüftung ein hohes Maß an Funktionssicherheit für die Verstelleinrichtung erreicht. Da die Belüftung auch als Kühlung wirkt, wird die Betriebssicherheit des Erfassungsmittels und weiterer in dem Gehäuse angeordneter Einrichtungen, etwa einer Beleuchtungseinrichtung erhöht. Schließlich verhindert der Überdruck innerhalb des Gehäuses das Eindringen von Feuchtigkeit durch die Dichtungen, welche den Durchgriff des oder der Träger an dem Gehäuse abdichten.
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Um in dem Erfassungsbereich des Erfassungsmittels stets optimale Lichtverhältnisse vorzufinden kann es bei einer anderen Ausführung der Randspritzdüsen-Anordnung vorgesehen sein, dass die Gehäusewand einen transparenten Bereich aufweist, durch welchen der Austrittsbereich der Düseneinrichtung mittels einer im Gehäuseinneren angeordneten Beleuchtungseinrichtung beleuchtbar ist. Der transparente Bereich kann beispielsweise als Fenster ausgebildet sein.
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Eine die Beleuchtungssituation im Erfassungsbereich sicherstellende Weiterbildung der Anordnung kann darin bestehen, in der Umgebung des transparenten Bereichs der Gehäusewand in dieser eine Austrittsöffnung vorzusehen, welche den transparenten Bereich mit aus dem Gehäuse austretendem Gas beaufschlagt. Bei Verwendung von Druckluft als Gas kann durch eine als Düse vorgesehene Austrittsöffnung ein Luftfilm erzeugt werden, der den transparenten Bereich der Gehäusewand des Gehäuses im Bereich der eingebauten Beleuchtungseinheit frei von Ablagerungen hält.
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In einer zweckmäßigen Ausführung der Randspritzdüsen-Anordnung ist der Träger rohrförmig, insbesondere mit einem kreisrundem Querschnitt, vorgesehen und entlang seiner sowie um seine Längsachse bewegbar. Eine effizientere Arbeitsweise kann bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Randspritzdüsen-Anordnung erreicht werden, die eine Mehrzahl von Trägern mit jeweils zugeordneter Verstelleinrichtung aufweist. Ein gut handhabbare Ausführung kann dabei etwa zwei Träger in einem gemeinsamen Gehäuse aufnehmen.
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Bei einer die Verstellung und exakte Positionierung der Randspritzdüsen erleichternden Weiterbildung der Randspritzdüsen-Anordnung kann es vorgesehen sein, dass die Träger über eine oder eine Mehrzahl von Verstelleinrichtungen einzeln, zu mehreren oder allen gemeinsam synchron bewegbar sind.
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Weitere vorteilhafte Ausführungen der erfindungsgemäßen Randspritzdüsen-Anordnung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen in der Zeichnung näher erläutert. Hierbei zeigen in teilweise schematisierter Form die
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1 eine perspektivische Ansicht der einer Materialbahn zugewandten Seite eines ersten Ausführungsbeispiels der Randspritzdüsen-Anordnung mit einem Träger und innerhalb des Gehäuses angeordnetem Erfassungsmittel;
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2 eine perspektivische Ansicht der einer Bedienperson zugewandten Seite des Ausführungsbeispiels aus der 1;
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3 eine perspektivische Ansicht der einer Materialbahn zugewandten Seite eines ersten Ausführungsbeispiels der Randspritzdüsen-Anordnung mit zwei Trägern und innerhalb des Gehäuses angeordnetem Erfassungsmittel;
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4 eine perspektivische Ansicht der einer Bedienperson zugewandten Seite des Ausführungsbeispiels aus der 1.
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Die 1 bis 4 zeigen jeweils eine im Ganzen mit 1 bezeichnete Randspritzdüsen-Anordnung zur Anbringung im Bereich einer nicht dargestellten Materialbahn eines endlosen Faservlieses an einer ebenfalls nicht dargestellten Papiermaschine. Die Randspritzdüsen-Anordnungen 1 weisen jeweils ein quaderförmiges Gehäuse 2 auf und sind in der 1 und 2 mit einem Träger 3 versehen, während in den 3 und 4 jeweils zwei Träger 3 zu erkennen sind, die das Gehäuse 2 an mit Dichtungen 6 abgedichteten Öffnungen 5 durchgreifen. An dem der Materialbahn zugewandten Ende des jeweiligen Trägers 3 ist jeweils eine um etwa 90° gegenüber der Längsachse des Trägers 3 in Richtung der Materialbahn abgewinkelte Düseneinrichtung 4 vorgesehen, durch welche ein Nadelwasserstrahl in Richtung der Materialbahn austritt, wobei der Wasseranschluss der Träger 3 jeweils durch die Pfeile 7 angedeutet ist. Die Träger 3 sind rohrförmig mit kreisrundem Querschnitt ausgebildet und bezüglich des Gehäuses 2 entlang und um ihre Längsachsen in jeweils beide möglichen Richtungen beweglich, was durch die geraden und gekrümmten Doppelpfeile 8, 9 angedeutet ist. Die translatorische Einzelbewegung der Träger 3 kann jeweils anhand der in den 2 und 4 erkennbaren, einer bzw. mehreren Verstelleinrichtungen 11 zugeordneten Handhaben 10 erreicht werden, die die erwähnte Bewegung über eine nicht gezeigte Trapezgewinde-Spindel und einer entsprechenden Mutter an den jeweiligen Träger 3 übertragen. Weitere Verstellelemente der Verstelleinrichtungen 11 sind in den Figuren nicht gezeigt. Diese können beispielsweise die Neigung der Düseneinrichtung 4 aus einer zu der Materialbahn senkrechten Ebene verstellen. Ebenso ist der Abspreizwinkel der Düseneinrichtung von dem Träger 3 verstellbar vorgesehen, ohne dass es in den Figuren ersichtlich ist.
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Unterhalb der Durchgriffe der Träger 3 durch das jeweilige Gehäuse 2 ist in dessen Innerem jeweils ein Erfassungsmittel 12 in Form einer Kamera zu erkennen, welches den Austrittsbereich der Düseneinrichtungen 4 der Träger 3 überwacht, wofür an der der Düseneinrichtung 4 zugewandten Gehäusewand 16 eine kleine Gehäuseöffnung 13 angeordnet ist, durch welche die optische Erfassung stattfindet. Oberhalb des Erfassungsmittels 12 ist eine Beleuchtungseinrichtung 13 mit zwei starken Strahlern zu erkennen, die das Erfassungsfeld des Erfassungsmittels 12 durch den transparenten Bereich 13 der Gehäusewand 16 hindurch beleuchten können.
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ZU erkennen ist insbesondere in den 2 und 4 weiter, dass das Gehäuse 2 zur Druckbeaufschlagung mit einem Gas jeweils über einen Gasanschluss 17 verfügt, über welchen das Innere des Gehäuses 2 unter einen leichten Überdruck gesetzt ist, was das Eindringen von Feuchtigkeit durch die Dichtungen verhindert. Das Gas kann aus dem Gehäuseinneren unter anderem über die Gehäuseöffnung 13 wieder ausströmen, durch welche das Erfassungsmittel Bilder von dem Austrittsbereich der Düseneinrichtung 4 aufnimmt. Durch das Ausströmen des Gases durch diese Öffnung 13 bleibt dieselbe immer frei und kann nicht von außen mit Faserstoff verschmutzt und blockiert werden. Das durchströmende Gas kühlt dabei gleichzeitig die Überwachungskamera als Erfassungsmittel 2 und die zugehörige Beleuchtungseinrichtung 14. Weiter verfügt das Gehäuse 2 auch über Signalanschlüsse 18, um die innerhalb des Gehäuses 2 vorgesehenen Einrichtungen betreiben und ermittelte Daten gegebenenfalls weiterleiten zu können. Schließlich ist auch erkennbar, dass die Gehäuse jeweils mit einem Schnellbefestigungsmittel 19 in Form einer Schwalbenschwanzführung versehen sind, um schnell und einfach positioniert werden zu können.
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Es findet also ein Gasaustritt durch diejenige Öffnung 13 statt, die sich vor der Optik einer Überwachungs-Kamera befindet, wodurch bewirkt wird, dass keine Verschmutzung von außen deren Sichtfeld beeinträchtigen kann. Durch einen weiteren geeignet gestalteten, nicht gezeigten Gasaustritt kann eine kontinuierliche Sauberhaltung für den Lichtaustritt der Beleuchtungseinrichtung 14 erreicht werden. Durch die Bauweise und -größe der beschriebenen Randspritzdüsen-Anordnung ist ein hohes Maß an Zugänglichkeit, freier Übersicht und Arbeitssicherheit bei deren Bedienung gegeben.
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Demnach betrifft die vorstehend beschriebene Erfindung eine Randspritzdüsen-Anordnung 1 zur Anbringung im Bereich der Materialbahn eines endlosen Faservlieses an einer Papiermaschine oder dergleichen Zellstoffverarbeitungs-vorrichtung, welche Anordnung 1 mit wenigstens einem Träger 3 versehen ist, an dessen einem Ende eine Düseneinrichtung 4 vorgesehen ist, und mit einem Gehäuse 2, in welchem der wenigstens eine Träger 3 bereichsweise aufgenommen und über wenigstens eine dem Träger 3 zugeordnete Verstelleinrichtung 11 relativ zu dem Gehäuse 2 beweglich vorgesehen ist, und mit einem Erfassungsmittel 12 zur optischen Überwachung eines Austrittsbereichs der Düseneinrichtung 4 des wenigstens einen Trägers 3. Um eine Randspritzdüsen-Anordnung 1 zur Verfügung zu haben, die durch eine weniger anfällige Überwachung der Randspritzdüsen einen störungsfreieren Produktionsablauf der Papiermaschine gewährleistet, ist das Erfassungsmittel 12 im Inneren des Gehäuses 2 angeordnet und erfasst den Austrittsbereich der Düseneinrichtung 4 durch eine Gehäuseöffnung 13 hindurch.
