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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zum Durchtrennen einer laufenden
Faserstoffbahn, insbesondere aus Papier oder Karton.
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Innerhalb
einer Maschine zur Herstellung und/oder Veredelung einer Faserstoffbahn
sind Trennverfahren zur Durchtrennung der mit hoher Geschwindigkeit
laufenden Faserstoffbahn oftmals notwendig.
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So
läuft infolge
eines Bahnabrisses oder einer sonstigen Havarie die Faserstoffbahn
nicht mehr kontinuierlich und gleichmäßig weiter, obwohl sie noch
unter gewisser Zugspannung steht.
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Dadurch
wickelt sich die abgerissene Bahn unkontrolliert um Maschinenteile,
packt sie sozusagen ein.
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Insbesondere
im Bereich von Streichmaschinen bzw. Auftragseinrichtungen zur Pigmentierung, Leimung
oder Stärkebehandlung
der Bahn, ist das sehr unerwünscht.
Insbesondere die mit einem Elastomerbezug versehenen Walzen können dadurch Schaden
nehmen.
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Außerdem kann
das Auftragsaggregat selbst, sowie die nachfolgenden kontaktlosen
Trocknungseinrichtungen, z.B. IR-Trockner, in Mitleidenschaft gezogen
werden.
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Um
dies zu vermeiden und zum Schutz der genannten Bauteile ist ein
schnell und zuverlässig funktionierendes
Trennverfahren notwendig.
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Es
erfolgt derzeit durch Bahnabschlag an den Stellen, wo der Schutz
von Bauteilen der Maschine erfolgen soll und zumeist mittels bahnbreiten
Messern.
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Zu
Verdeutlichung soll an dieser Stelle anhand der 1 dieser gegenwärtige Zustand erläutert werden.
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In
der 1 ist das Vorhandensein
von mindestens einer Schneideinrichtung A oder B, die jeweils mit
einem Messer 1 ausgerüstet
sind und jeweils vor und/oder nach einer Auftragseinrichtung 3 angeordnet
sind, gezeigt. Die Faserstoffbahn 4 läuft über Leitwalzen 5 und
im Bereich der Auftragseinrichtung über eine mit elastomerem Bezug
versehene Stützwalze 6.
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Das
Messer 1 ist so ausgebildet, um die Bahn durchschneiden
zu können.
In der Regel ist dazu das Messer 1 gezahnt und/oder mit
Einzel-Schneidspitzen versehen.
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Das
geradlinig sich über
die Bahnbreite erstreckende Messer sitzt entweder jeweils auf einer drehbaren
Traverse 7 oder kann auch in einer Linienführung haltern.
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Die
Betätigung
des Messers 1 erfolgt über pneumatische
oder hydraulische Stellelemente 8, wodurch das Messer 1 in
die unter Zugspannung stehende Bahn 4 eintauchen oder besser
gesagt, die Bahn 4 durchschneiden soll.
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Nachteilig
ist dabei, dass bei Bahnspannungsabfall die Bahn ausweicht und dadurch
eine sichere Schneidfunktion nicht gewährleistet ist.
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Innerhalb
der Bahnlaufstrecke zwischen zwei Fixpunkten, beispielsweise den
Leitwalzen 5, wirkt bei Vorhandensein von mehreren Schneideinrichtungen
nur die Schneideinrichtung A, da beim Bahnabschlagen mit dem Messer 1 der
Schneideinrichtung A die reduzierte Bahnspannung ein ordnungsgemäßes Durchschneiden
an einer anderen Stelle nicht mehr zulässt.
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Das
bedeutet, dass der Abschlag mittels Schneideinrichtung B nicht gleichzeitig
mit A erfolgt, weil beide Messer 1 nun nicht synchron in
die Bahn 4 eintauchen können.
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Die
Ursache ist offenbar darin zu sehen, dass die Resultierende aus
dem Bahnzug (Bahnspannung Fz) kleiner als die Festigkeit der Bahn 4 ist. Das
Durchhängen
bzw. das genannte Ausweichen der Bahn 4 ist in gestrichelter
Linie zur Verdeutlichung in 2 gezeigt.
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Ein
weiterer Nachteil sind die hohen Massenträgheitsmomente der relativ schweren,
gegenwärtig verwendeten
Schneideinrichtungen. Bei schnellen Maschinen, die heute mit 2000
m/min und mehr laufen, führt
das zu inakzeptablen Abschlagszeiten.
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Erwähnt sein
soll, dass die heutigen Faserstoffbahnen, insbesondere Papier- und
Kartonbahnen aus Wirtschaftlichkeitsgründen in großer Breite hergestellt werden.
Diese Breite beträgt
oftmals ca. 10m und mehr. Das erfordert deshalb eine angepasste
Breite der Herstellungsmaschine und des Auftragswerks sowie der
Schneideinrichtung mit entsprechend großer Schneidmesserlänge.
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Es
ist Aufgabe der Erfindung ein verbessertes Bahntrennverfahren anzugeben,
welches auch bei reduzierter Bahnspannung zuverlässig funktioniert.
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Die
Aufgabe der Erfindung wird dadurch gelöst, dass die Faserstoffbahn,
anstelle sie durchzuschneiden, durchgerissen wird. Dazu wird die
Faserstoffbahn kurzzeitig mittels Reibschluss gehalten.
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Der
Erfinder hat erkannt, dass dadurch eine besser wirkende Bahnabtrennung,
vor allem bei reduzierter oder fehlender Bahnspannung, die sich
bei einem ungewollten Bahnabriss oder einer anderen Havarie einstellt,
möglich
ist.
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Die
bisher eingesetzten aufwändigen Schneideinrichtungen
mit speziell gezahnten Messern und alle Aktivitäten zur Beschleunigung dieser Messer
können
daher eingespart werden.
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Außerdem besteht
bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens
gleichzeitig eine Möglichkeit
des Schutzes verschiedener Bauteile oder Maschinenkomponenten innerhalb
der Bahn- Herstellungs- und/oder Veredelungsmaschine gegen Teile der abgerissenen
Bahn. So kann ungewollt abgerissenes Bahnmaterial beispielsweise
sowohl Auftragseinrichtungen, Streichwalzen und auch nachfolgende kontaktlose
Trockner zum Trocknen und/oder Umlenken einer frisch mit Auftragsmedium
versehenen Bahn nicht beaufschlagen, wodurch deren Funktionsfähigkeit
erhalten bleibt und ein Wiederanfahren der Maschine beträchtlich
erleichtert wird. Dasselbe gilt sinngemäß auch für andere Bauteile in anderen Bereichen
der Maschine.
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Erfindungsgemäß ist vorgesehen,
um das Durchtrennen, d.h. Durchreißen der Bahn bewerkstelligen
zu können,
die Bahn derart gehalten wird, indem sie an einer Stelle (Längsabschnitt)
ihres freien Bahnlaufes (Zug) zwischen zwei Flächen geklemmt wird.
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Diese
Flächen
wirken auf beide Bahnseiten, also auf die Bahnoberseite und Bahnunterseite,
wobei zumindest eine Fläche
gegen die andere in annähernd
senkrechter Richtung gedrückt
wird.
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Die
Flächen
sind Teil von Klemmelementen und aus den Werkstoffen Stahl, Gummi
oder Kunststoff herstellbar. Dabei können jeweils verschiedene Werkstoffarten
eine Kombination bilden oder gleiche Werkstoffarten gegeneinander
wirken. Die Klemmflächen
sind entweder einstückig
ausgebildet oder als Auflage auf die Klemmelemente aufgebracht.
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Besonders
vorteilhaft ist es, wenn diese Flächen zumindest bahnbreit ausgeführt sind.
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In
Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die besagten
Klemmflächen
so ausgebildet sind, dass diese zusätzlich eine Perforation der
Faserstoffbahn erlauben.
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Das
hat den Vorteil, dass das Durchreißen der Faserstoffbahn erleichtert
wird. Diese Maßnahme wird
dann zu ergreifen sein, wenn eine andere Faserstoffsorte mit ggf.
höherem
Flächengewicht
zu durchtrennen ist. An dieser Stelle soll erwähnt sein, dass die Perforation
punkt- oder linienförmig
erfolgen kann. An dieser Perforationslinie reißt dann die Bahn durch.
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Zweckmäßig ist
es, das Durchreißen
der Faserstoffbahn innerhalb eines Bahnzuges durchzuführen. Das
kann insbesondere in Bahnlaufrichtung gesehen, zwischen zwei die
Bahn führenden
Fixpunkten, beispielsweise Leit- bzw. Antiebswalzen, erfolgen.
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Besonders
vorteilhaft anwendbar ist die Anwendung des erfindungsgemäßen Trenn-Verfahrens vor oder
auch noch nach dem Auftragen eines flüssigen bis pastösen Mediums
auf eine oder beide Bahnseiten. Dadurch werden wie bereits erläutert, der sensible
Auftragsbereich und auch die nachfolgenden Trockner geschützt.
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Ein
solches Auftragen wird im Rahmen von online- oder offline-betriebenen
Streichmaschinen bei der Herstellung und Veredelung von Papier-
oder Kartonbahnen durchgeführt.
In diesen Streichmaschinen soll die durch die Maschine laufende
Bahn ein- oder beidseitig mit einer oder mehreren Schichten eines
Auftragsmediums, was beispielsweise in Flüssigkeit dispergierte Pigmentfarbe,
Stärke
oder Leim sein kann, versehen werden, vor allem um die spätere Bedruckbarkeit
von Papier oder Karton zu verbessern.
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In
weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass über wenigstens
einen Abrisssensor und einen an diesen gekoppelten Regler einschließlich Stellglied
die gewünschte
Klemmbewegung der Flächen
ausgelöst
und dadurch das "kontrollierte" und sichere Durchreißen der
Bahn erreicht wird.
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Deshalb
ist auch ein automatisiertes Betreiben der Baueinheit besonders
sinnvoll.
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Die
Erfindung soll nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert werden:
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Die 3 und 4 zeigen: das erfindungsgemäße Trennverfahren
in verschiedenen Varianten
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Die
Beschreibung der 1 und 2 (prior art) erfolgte schon
in der Beschreibungseinleitung und soll daher an dieser Stelle nicht
wiederholt werden.
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Zum
besseren Verständnis
sind gleiche Bauteile in allen Figuren mit demselben Bezugszeichen versehen.
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In
der 3 ist ein erfindungsgemäßes Trennen
schematisch dargestellt.
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Eine
im Beispiel gewählte
laufende Papierbahn 4 weist ein Flächengewicht von gleich/kleiner 250
g/m2 auf. Die Bahn 4 läuft in Laufrichtung
L über Leitwalzen
5 im freien Zug einer Streichstation S zu. Diese besteht aus einer
die Bahn stützenden
Gegen- oder Stützwalze 6 und
der Auftragseinrichtung 3. Die Auftragseinrichtung 3 besteht
hier aus dem Auftragsaggregat 3a (beispielsweise eine Düse oder
Düsenreihe)
und einem Rakelelement 3b zur Vergleichmäßigung des
aufgebrachten Mediums oder der Dosierung auf ein gewünschtes
Strichgewicht.
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In 3 ist mit BR ist ein ungewollter
Bahnabriss, der zumeist im Walzenspalt 3c oder am Rakelelement 3b,
insbesondere einer Streichklinge, gekennzeichnet. Ein derartiger
ungewollter Bahnriss impliziert eine Reduzierung der Bahnspannung.
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Damit
nun diese Bahn 4 nicht die Walze 6 und/oder die
Auftragseinrichtung 3 „einpacken" kann wird eine Bahnabtrennung vorgenommen.
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Dazu
wird die Bahn 4 innerhalb eines freien Bahnzuges Bz mittels
Flächen 10 und 11,
die jeweils Teil von Klemmelementen 13 sind, festgehalten
und eingeklemmt, so dass hinter der gewählten Klemmstelle 15 auch
bei geringerer oder auch gänzlich
fehlender Bahnspannung die Bahn 4 in kontrollierter Weise
durchreißt.
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3 zeigt eine Variante, bei
das Klemmelement 13 mit Fläche 10 ortfest gelagert
ist, wogegen das Element mit der Fläche 11 senkrecht (siehe
Pfeil) sich auf die der Bahnunterseite 4b zugeordnete Fläche 10 zwecks
Klemmung der Bahn 4 zubewegt. Im gewählten Beispiel sind beide Flächen 10 und 11 eben
ausgebildet und bestehen aus Gummi. Die Flächen 10 und 11 können eine,
dem besseren Reibschluss dienende, leicht profilierte Oberfläche aufweisen.
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Die 4 zeigt dagegen veränderte Klemmelemente 13 mit
Flächen 10' und 11'.
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Das
Element mit der Fläche 10', welches im Beispiel
der Bahnunterseite 4b zugeordnet ist, dient quasi als Matrize.
Es weist eine linienförmige,
durchgehende Öffnung
oder einer Vielzahl an punktuellen Öffnungen 13a auf.
In diese einzige Öffnung
oder in die Vielzahl an Öffnungen 13a kann
ein adäquates Gegenstück mit der
Fläche 11' von der Bahnoberseite 4a her
eingreifen, wenn die Fläche 11' in die Bahn 4 eintaucht
und gegen Fläche 10' in Pfeilrichtung
bewegt wird.
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Die
Fläche 11' ist dazu und
vor allem zum Zwecke der Perforierung der Papierbahn 4 in
Querrichtung als durchgängige
Spitze ausgebildet oder weist wieder eine Vielzahl an punktuellen
Spitzen 13b auf.
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Eine
weitere Möglichkeit
besteht auch darin, das beide Flächen 10' und 11' gleichermaßen gegeneinander
bewegt werden.
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An
der Perforierung reißt
dann die Bahn 4 in kontrolliertem Maße durch, was vor allem bei
Papiersorten mit höherer
flächenbezogenen
Masse von Vorteil ist.
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Über wenigstens
einen Abrisssensor 20 und einen an diesen gekoppelten Regler 21 einschließlich Stellglied 22 wird
in einer möglichen
automatisierten Variante die gewünschte
Klemmung an der Klemmstelle 15 mittels Flächen 10 und 11 oder
das Perforieren mittels der Fächen 10' und 11' ausgelöst.
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Diese
Möglichkeit
ist stellvertretend für
beide Ausführungen
gemäß 3 und 4 nur in 3 eingezeichnet.