DE10255734A1

DE10255734A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Überführen einer Materialbahn

Info

Publication number: DE10255734A1
Application number: DE2002155734
Authority: DE
Inventors: Andreas Meschenmoser
Original assignee: Voith Paper Patent GmbH
Current assignee: Voith Patent GmbH
Priority date: 2002-11-29
Filing date: 2002-11-29
Publication date: 2004-06-09

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Führen einer Materialbahn oder eines Streifens (2, 2') einer Materialbahn, insbesondere eines Aufführstreifens, in einer Maschine zur Behandlung der Materialbahn von einem ersten sich bewegenden Leitelement (1) zu einem zweiten sich bewegenden Leitelement (3) unter Einsatz mindestens eines die Materialbahn bzw. den Streifen der Materialbahn führenden Luftstrahls. Die Materialbahn bzw. der Streifen (2, 2') der Materialbahn wird durch das zweite Leitelement (3) angesaugt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Führen einer Materialbahn oder eines Streifens einer Materialbahn, insbesondere eines Aufführstreifens, in einer Maschine zur Behandlung der Materialbahn, von einem ersten sich bewegenden Leitelement zu einem zweiten sich bewegenden Leitelement unter Einsatz mindestens eines die Materialbahn bzw. den Streifen der Materialbahn führenden Luftstrahls.

Aus der DE 44 08 713 A1 sind ein Verfahren und eine dazugehörige Vorrichtung zum Führen einer geringgewichtigen, flexiblen Materialbahn oder zumindest eines Streifens einer Materialbahn in einer Maschine zur Behandlung der Materialbahn an und entlang eines Teils eines sich bewegenden Leitelements, insbesondere eines Streifens einer Papierbahn in einer Papiermaschine an und entlang eines Teils einer rotierenden Leitwalze, bekannt.

Gemäß dem bekannten Verfahren wird zwischen den in die Nähe des Leitelements gebrachten, zu führenden Teil der Materialbahn und das sich bewegende Leitelement ein die Materialbahn führender Luftstrahl eingeleitet, der eine höhere Geschwindigkeit als das Leitelement aufweist.

Hierbei wird der Coanda-Effekt ausgenutzt. Unter dem Coanda-Effekt wird die Eigenschaft eines Flüssigkeits- oder Gasstroms verstanden, sich an eine in der Nähe befindliche Wand anzulegen und an ihr entlangzuströmen. Wenn diese Wand von einem Zylinder gebildet wird, ist es unter Umständen sogar möglich, dass die Strömung einen Umschlingungswinkel von mehr als 180° erreicht. Dies ist damit erklärbar, dass die Strömung aus ihrer Umgebung Fluidelemente mitreißt, wodurch zwischen der Wand und der Strömung ein Unterdruckbereich entsteht, der wiederum die Strömung zu der Wand lenkt. Bei der bekannten Vorrichtung wird der Effekt ausgenutzt, dass die Strömung und damit die von ihr ausgehende Sogwirkung für den Transport der Materialbahn ausgenutzt werden. Sie ist daher auf den Transport von geringgewichtigen und flexiblen Materialbahnen beschränkt.

Dadurch, dass die Fliehkraft einer sich über die Oberfläche einer sich drehenden Walze bewegenden Materialbahn im Quadrat zur Geschwindigkeit der Walze steigt, ist das Anblasen einer Luftschicht auf die Materialbahn, um diese auf der Strecke einer Walze zu halten oder auf eine andere Walze zu überführen, nur begrenzt möglich, da sich nicht ein genügender Unterdruck erzeugen lässt.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zu schaffen, gemäß dem sich eine Materialbahn oder ein Streifen einer Materialbahn auf einfache und zuverlässige Weise von einem ersten Leitelement zu einem zweiten Leitelement überführen lässt.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass die Materialbahn bzw. der Streifen der Materialbahn durch das zweite Leitelement angesaugt wird.

Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht auch das Einziehen des Anfangs einer Materialbahn bei der Produktionsaufnahme, also beispielsweise, wenn nach einer Unterbrechung der Produktion in einer Papiermaschine wieder eine neue Papierbahn hergestellt werden soll. Dabei wird zunächst ein im Vergleich zur gesamten Breite der Papierbahn schmaler Papierstreifen, der sogenannte Aufführstreifen, über rotierende Walzen oder Bänder eingeleitet. Während nach dem Stand der Technik ausschließlich Blasrohre zum Überführen des Papierstreifens zum Einsatz kommen und dabei zusätzlich ein manueller Eingriff bei der Aufnahme der Produktion notwendig ist, wodurch eine gewisse Unfallgefahr besteht und wobei außerdem die Gefahr eines Batzenstaus, d. h. eines Staus infolge von unerwünschten Verdickungen der Papierbahn, und in Folge davon eines Maschinenschadens besteht, wird durch die Erfindung ein sicheres und automatisches Überführen der Materialbahn und insbesondere des Aufführstreifens von der Oberfläche einer Walze oder eines Bandes auf einen nachfolgenden, sich drehenden Teil der Papiermaschine gewährleistet.

Gegenüber dem Stand der Technik hat das erfindungsgemäße Verfahren den Vorteil, dass der Unterdruck zum Halten des Streifens der Papierbahn oder der Papierbahn über deren ganze Breite nicht durch die begrenzt hohe und rasch abnehmende Luftgeschwindigkeit an der Walzenoberfläche erzeugt wird, sondern über den konstanten Unterdruck in der Leitwalze bewirkt wird, auf die der Streifen oder die ganze Papierbahn überführt wird. Damit wird der Papierstreifen oder die Papierbahn auch bei höheren Maschinengeschwindigkeiten und bei höheren Flächengewichten des Papiers an der Walze gehalten.

Damit ist eine erfindungsgemäß ausgestattete Papiermaschine auch in der Lage, bei einer Maschinengeschwindigkeit von mehr als 1000 m/min zu arbeiten. Beliebig große Umschlingungswege an der Leitwalze sind entsprechend der Ausdehnung des Bereichs, in dem Luft angesaugt wird, möglich. Ferner besteht keine Unfallgefahr infolge eines manuellen Eingriffs, da das Überführen von dem einen Leitelement zu dem in Materiallaufrichtung nächsten Leitelement automatisch erfolgt. Dadurch werden insgesamt eine höhere Maschinenverfügbarkeit und eine höhere Produktivität ermöglicht.

Das Verfahren ist zwar in erster Linie für den Einsatz in Papiermaschinen konzipiert, es lässt sich jedoch auch für das Überführen von Kunststoff- oder Metallfolien oder von Textilgeweben einsetzen.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und aus der Beschreibung in Verbindung mit den Zeichnungen.

Von Vorteil ist, wenn die Materialbahn bzw. der Streifen der Materialbahn durch ein auf dem zweiten Leitelement aufgebrachtes luftdurchlässiges Band hindurch angesaugt wird. Dadurch wird die punktuelle Wirkung von Ansaugöffnungen in dem zweiten Leitelement, d. h. in der Saugwalze oder dem Saugband, auf eine Vielzahl von kapillaren Durchlässen verteilt und das Entstehen von Markierungen in der Materialbahn vermieden.

Besonders geeignet ist ein Verfahren, bei dem der Saugvorgang durch tangential oder unter einem spitzen Winkel zur Fläche der Materialbahn- strömende Druckluft unterstützt wird.

In einer Ausgestaltung des Verfahrens wird die Druckluft seitlich eines äußeren Randes der Materialbahn bzw. des Streifens der Materialbahn auf diese zuströmt.

In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens wird die Druckluft im Bereich zwischen mindestens einem der Leitelemente und der Fläche der Materialbahn bzw. des Streifens der Materialbahn eingeleitet. Hierbei ist von Vorteil, dass das Leitelement und der Luftstrahl beinahe die gleiche Bewegungsrichtung haben. Eine Neigung des Luftstrahls kann allerdings auch förderlich sein. Der vom Luftstrahl verursachte Unterdruck unterstützt das Ablösen der Materialbahn vom heranführenden Leitelement und führt zur Mitnahme desselben durch das nachfolgende Leitelement.

Die Erfindung bezieht sich ebenfalls auf eine Vorrichtung zur Durchführung des oben beschriebenen Verfahrens.

Hierbei ist es die Aufgabe der Erfindung, eine auch zum Einführen einer Papierbahn in einer Papiermaschine geeignete Vorrichtung anzugeben.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch eine Vorrichtung, bei der eine Papierbahn oder das Aufführband einer Papierbahn von einer ersten rotierenden Leitwalze zu einer zweiten rotierenden Leitwalze überführbar ist, wobei im Bereich der Leitwalzen eine Blasdüsenvorrichtung zur Erzeugung von auf die Papierbahn bzw. auf den Streifen der Papierbahn strömender Druckluft angeordnet ist und wobei die zweite Leitwalze eine Saugvorrichtung aufweist.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung dieser Vorrichtung umfasst die zweite Leitwalze ein ortsfestes Innenteil und einen sich um dieses drehenden Walzenmantel. In dem Innenteil ist wenigstens ein Saugkasten angeordnet, der die Papierbahn ansaugt, wobei in dem sich drehenden Walzenmantel Bohrungen für den Durchtritt der angesaugten Luft angeordnet sind. Dieser ist vorteilhaft von einem luftdurchlässigen Band umgeben.

Mit Vorteil wird eine Blasdüsenvorrichtung eingesetzt, die mindestens eine seitlich einer Kante der Papierbahn bzw. des Streifens der Papierbahn angeordnete Blasdüse aufweist, aus der Druckluft parallel oder unter einem spitzen Winkel zur Lauffläche der Papierbahn bzw. des Streifens strömt.

Eine gezielte tangentiale oder nahezu tangentiale Luftzuführung wird in einer Ausgestaltung der Erfindung dadurch erreicht, dass die Blasdüsenvorrichtung einen Blasschuh umfasst, der im Bereich zwischen der Papierbahn bzw. dem Streifen der Papierbahn und der zweiten Leitwalze angeordnet ist.

Mit Vorteil ist der Blasschuh mit einer weiteren Luftaustrittsöffnung ausgestattet, aus der Luft tangential oder im wesentlichen tangential zur Manteloberfläche der zweiten Leitwalze herausströmt.

Nachstehend wird die Erfindung in einem Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnungen näher erläutert. Diese zeigen:
1 eine Presswalze und eine Leitwalze, jeweils abschnittweise, mit einem Papierstreifen in einer seitlichen Ansicht,
2 die Papierbahn mit der Leitwalze gemäß 1 in der Draufsicht.
Über eine als erste Leitwalze dienende Presswalze 1 (1) wird ein Aufführband oder Papierstreifen 2 (1, 2) geführt, der den Anfang einer Papierbahn bildet. Der Papierstreifen 2 wird von der Manteloberfläche der Presswalze 1 abgelöst und zu einer zweiten Leitwalze 3 überführt.
Die Überführung wird unterstützt durch seitlich des Papierstreifens 2 angebrachte Luft- oder Blasdüsen 4, 5, die verschiebbar auf einem Traggestell 6 befestigt sind. Das Traggestell 6 weist auch eine (hier nicht dargestellte) Leitung zur Zuführung von Druckluft für die Luftdüsen 4, 5 auf. Das Traggestell 6 ist seinerseits über einen seitlichen Haltearm 7 mit einem Träger 8 verbunden, der ebenfalls über eine seitliche Haltevorrichtung 9 an der Stuhlung der Papiermaschine befestigt ist.
Ebenfalls an dem Träger 8 ist ein Blasschuh 10 angeordnet, der in einen Spalt zwischen der Presswalze 1 und der Leitwalze 3 hineinragt. Der Blasschuh 10 weist auf seiner der Presswalze 1 zugewandten Seite eine Luftaustrittsöffnung 11 auf, die sich wenigstens im wesentlichen über die Breite des Papierstreifens 2 erstreckt. Oder es ist eine Mehrzahl von neben einander angeordneten Luftaustrittsöffnungen 11 vorhanden, die sich wenigstens teilweise über die Breite des Papierstreifens erstrecken.
Unter einem vorzugsweise flachen Winkel, bezogen auf den Papierstreifen 2, tritt aus der Luftaustrittsöffnung 11 Blasluft heraus, um den Papierstreifen 2 bei hoher Luftaustrittsgeschwindigkeit unter Erzeugung eines Luftstroms 12 anzusaugen und an dem Blasschuh 10 weiterzuführen.
Auf der der Leitwalze 3 zugewandten Seite weist der Blasschuh 10 eine weitere Luftaustrittsöffnung 13 auf, die ebenso aufgebaut ist wie die Luftaustrittsöffnung 11. Auch in diesem Fall können anstelle einer einzigen Luftaustrittsöffnung 13 mehrere nebeneinanderliegende Luftaustrittsöffnungen 13 vorhanden sein. Die Luftaustrittsöffnung 13 dient dazu, einen Luftüberschuss aus der Luftaustrittsöffnung 11 abzusaugen und gegen die mit der Leitwalze 3 mitgeschleppte Luftgrenzschicht auszublasen und um diese zurückzuhalten.
Aufgrund der quer zur Bahnlaufrichtung verschiebbaren Anordnung der Luftdüsen 4, 5 auf dem Traggestell 6 lassen sich diese bezüglich des Blasschuhs 10 verstellen, um eine entsprechend der Breite des Papierstreifens 2 angepasste Luftzuführung zu ermöglichen. Dadurch lassen sich die Luftdüsen 4, 5 und der Blasschuh 10 während der laufenden Produktion einer gegenüber der Breite des Papierstreifens 2 sehr viel breiteren Papierbahn weit auseinander anordnen, während sie beim Einzug eines Papierstreifens 2 näher zusammen angeordnet sind. Auch lässt sich während des Anfahrens der Produktion und während der allmählichen Verbreiterung des Papierstreifens 2 zur vollen Breite der Papierbahn der Abstand der Luftdüsen 4, 5 bezüglich der seitlichen Kanten des Papierstreifens bzw. der Papierbahn kontinuierlich ohne Unterbrechung der Produktion anpassen. In 2 sind zwei Papierstreifen 2, 2' unterschiedlicher Breite dargestellt.
Die Luftaustrittsöffnungen 11, 13 des Blasschuhs 10 sind vorzugsweise mit separaten Drosseln einstellbar und werden durch ein gemeinsames Ventil, etwa ein Magnetventil, gesteuert.
Die im Bereich der Seitenkanten des Papierstreifens 2 zum Abschlagen des Papierstreifens 2 von der Manteloberfläche der Presswalze 1 dienenden Hinterlüftungs- oder Luftdüsen 4, 5 besitzen vorzugsweise ein eigenes Magnetventil, das beim Aufführvorgang mit einer vorzugsweise geringen Zeitverzögerung auf den Zeitpunkt des Öffnens der Luftaustrittsöffnungen 11, 13 am Blasschuh öffnet.
Die Leitwalze 3 weist einen sich in Richtung eines Pfeils A drehenden Walzenmantel 14 mit (in 1 nur abschnittweise dargestellten) Luftdurchtrittsbohrungen 15 auf. Diese sind entweder nur am stirnseitigen Rand der Leitwalze 3 angeordnet oder verteilen sich über die gesamte Breite der Mantelfläche der Leitwalze 3. Der Walzenmantel 14 wird von einem luftdurchlässigen Band 16 umgeben, das dafür sorgt, dass die Luft gleichmäßig durch die Mantelwand der Leitwalze 3 hindurchtritt und auf dem Papierstreifen 2 oder der Papierbahn keine Markierungen entsprechend den Luftdurchtrittsbohrungen 15 auftreten. Je nach Größe der Bohrungen 15 und je nach Stärke und Stabilität der Papierbahn kann das Band 16 jedoch auch weggelassen werden.
Unterhalb des Walzenmantels 14 ist beispielsweise ein ortsfester (hier nicht dargestellter) Saugkasten angeordnet, der Luft mit einem Unterdruck von vorzugsweise mehr als 10 mbar ansaugt. Der Saugkasten bestimmt durch seine Breite die Breite einer sogenannten Vakuumzone der Leitwalze 3.
Zum Überführen des Aufführ- oder Papierstreifens 2 von der Presswalze 1 auf die Leitwalze 3 wird dieser von einem Luftimpuls schlagartig aufgerissen und dadurch von der glatten Mantelfläche der Presswalze 1 abgeschält. Der neu gebildete Anfang des Papierstreifens 2 wird nun direkt von dem Luftstrom des Blasschuhs 10 erfasst, an diesem entlang geführt und an die mindestens an ihrem Rand besaugte Leitwalze 3 übergeben.

Claims

Verfahren zum Führen einer Materialbahn oder eines Streifens (2, 2') einer Materialbahn, insbesondere eines Aufführstreifens, in einer Maschine zur Behandlung der Materialbahn, von einem ersten sich bewegenden Leitelement (1) zu einem zweiten sich bewegenden Leitelement (3) unter Einsatz mindestens eines die Materialbahn bzw. den Streifen der Materialbahn führenden Luftstrahls, dadurch gekennzeichnet, dass die Materialbahn bzw. der Streifen (2, 2') der Materialbahn durch das zweite Leitelement (3) angesaugt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Presswalze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Materialbahn bzw. der Streifen (2, 2') der Materialbahn durch ein auf dem zweiten Leitelement (3) aufgebrachtes luftdurchlässiges Band (16) hindurch angesaugt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Saugvorgang durch tangential oder unter einem spitzen Winkel zur Fläche der Materialbahn bzw. des Streifens (2, 2') der Materialbahn strömende Druckluft unterstützt wird.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass dass die Druckluft seitlich eines äußeren Randes der Materialbahn bzw. des Streifens (2, 2') der Materialbahn auf diese zuströmt.
Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckluft im Bereich zwischen mindestens einem der Leitelemente (1, 3) und der Fläche der Materialbahn bzw. des Streifens (2, 2') der Materialbahn strömt.
Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6 zum Führen ein Führen einer Papierbahn oder eines Streifens (2, 2') einer Papierbahn, insbesondere eines Aufführstreifens, in einer Papiermaschine von einer ersten rotierenden Leitwalze (1) zu einer zweiten rotierenden Leitwalze (3), wobei im Bereich der Leitwalzen (1, 3) eine Blasdüsenvorrichtung (4, 5; 10) zur Erzeugung von auf die Papierbahn bzw. auf den Streifen (2, 2') der Papierbahn strömender Druckluft angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Leitwalze (3) eine Saugvorrichtung aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Leitwalze (3) zumindest im Bereich des Aufführstreifens besaugt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Leitwalze (3) einen sich um einen ortsfesten Saugkasten drehenden Walzenmantel (14) aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Leitwalze (3) von einem luftdurchlässigen Band (16) umgeben ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Blasdüsenvorrichtung mindestens eine seitlich einer Kante der Papierbahn bzw. des Streifens (2, 2') der Papierbahn angeordnete Blasdüse (4, 5) aufweist, aus der Druckluft parallel oder unter einem spitzen Winkel zur Lauffläche der Papierbahn bzw. des Streifens (2, 2') strömt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Blasdüsenvorrichtung einen Blasschuh (10) umfasst, der im Bereich zwischen der Papierbahn bzw. dem Streifen (2, 2') der Papierbahn und der zweiten Leitwalze (3) angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Blasschuh (10) eine erste Luftaustrittsöffnung (11) aufweist, aus der Luft parallel oder im wesentlichen parallel zu der Papierbahn bzw. dem Streifen (2, 2') der Papierbahn ausströmt, und eine zweite Luftaustrittsöffnung (13), aus der Luft tangential oder im wesentlichen tangential zur Manteloberfläche der zweiten Leitwalze (3) ausströmt.