DE10322515A1

DE10322515A1 - Bahnführungseinrichtung

Info

Publication number: DE10322515A1
Application number: DE10322515A
Authority: DE
Inventors: Roland Meyer; Peter Kahl
Original assignee: Voith Paper Patent GmbH
Current assignee: Voith Patent GmbH
Priority date: 2003-05-19
Filing date: 2003-05-19
Publication date: 2004-12-09
Also published as: EP1479818B1; EP1479818A1; ATE463615T1; DE502004010988D1

Abstract

Eine Bahnführungseinrichtung umfasst wenmigstens ein Leitelement zur berührungslosen Bahnführung in einer der Herstellung und/oder Behandlung einer Materialbahn, insbesondere Papier- oder Kartonbahn, dienende Maschine. Das Leitelement ist als rotierende, angetriebene Leitwalze ausgeführt, die außer von der Materialbahn auch von zumindest einem Siebband umschlungen ist. Die Leitwalze besitzt eine Leitfläche, die zumindest teilweise aus luftdurchlässigem porösen Material besteht, das mit Druckluft beaufschlagbar ist, um über die durch dieses poröse Material hindurchströmende Luft zwischen der Leitfläche und der bewegten Materialbahn ein Luftpolster zu bilden. Die Leitwalze ist vorzugsweise nach einer Presse einer Pressenanordnung oder Pressenpartie und/oder vor einem Lufttrockner, insbesondere Impingement-Trockner, angeordnet.

Description

Die Erfindung betrifft eine Bahnführungseinrichtung mit wenigstens einem Leitelement zur berührungslosen Bahnführung in einer der Herstellung und/oder Behandlung einer Materialbahn, insbesondere Papier- oder Kartonbahn, dienenden Maschine. Sie betrifft ferner eine Maschine zur Herstellung und/oder Behandlung einer Materialbahn, insbesondere Papier- oder Kartonbahn, mit wenigstens einer solchen Bahnführungseinrichtung.
Bisher wird die Materialbahn mittels Leitwalzen geführt, bei denen ein Kontakt zur Oberfläche sowie ein Antrieb zwingend erforderlich sind. Eine solche Bahnführung ist nun aber relativ aufwendig und teuer. Die Bahn muss von der Oberfläche solcher Leitwalzen abgezogen werden, wozu entsprechende Abziehkräfte aufzubringen sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Bahnführungseinrichtung sowie eine verbesserte Maschine der eingangs genannten Art zu schaffen, bei denen die zuvor genannten Nachteile beseitigt sind. Dabei soll insbesondere eine stabile faltenfreie und zuverlässige, berührungslose Bahnführung der nassen Bahn ohne Adhäsion erreicht werden.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Leitelement als rotierende, angetriebene Leitwalze ausgeführt ist, die außer von der Materialbahn auch von zumindest einem Siebband umschlungen ist und eine Leitfläche besitzt, die zumindest teilweise aus luftdurchlässigem porösen Material besteht, das mit Druckluft beaufschlagbar ist, um über die durch dieses poröse Material hindurchströmende Luft zwischen der Leitfläche und der bewegten Materialbahn ein Luftpolster zu bilden.

Der hohe Druckverlust an dem porösen Material erzeugt ein sehr gleichmäßiges Luftpolster, so dass die Materialbahn in einem relativ kleinen Abstand zur Oberfläche zuverlässig geführt wird. Dies bringt insbesondere einen faltenfreien Lauf mit sich. Der relativ hohe Innendruck verhindert jeglichen Bahnkontakt zur Oberfläche.

Die Bahnführungseinrichtung kann also insbesondere wenigstens eine angetriebene, zusätzlich von wenigstens einem Siebband umschlungene Leitwalze umfassen, die mit Druckluft versorgt wird und eine offene Oberfläche, jedoch mit hohem Druckverlust, besitzt, durch die von innen Luft durchgedrückt wird. Damit wird sowohl zeitlich als auch räumlich ein stabiles gleichmäßiges Luftpolster erzeugt, das die Bahn insbesondere nach einer Presse, vorzugsweise direkt nach einer solchen Presse, und/oder vor einem Impingement-Trockner ohne Kontakt zum Leitelement führt.

Bevorzugt umfasst die Leitwalze wenigstens eine Druckkammer, über die das poröse Material mit Druckluft beaufschlagbar ist. Dabei kann das poröse Material zumindest teilweise auf einem die Druckkammer enthaltenden, mit Luftdurchtrittsöffnungen versehenen Träger aufgebracht sein. Es sind jedoch beispielsweise insbesondere auch solche Ausführungen denkbar, bei denen das poröse Material zumindest einen Teil der Druckkammerwandung bildet.

Der Druck in der Druckkammer kann insbesondere größer als 0,5 bar sein, wobei er vorzugsweise größer als 1 bar ist.

Der spezifische Volumenstrom im porösen Material liegt zweckmäßigerweise in einem Bereich von etwa 10 bis etwa 5000 Nm³/h·m².

Der Loch- oder Porenabstand bzw. der Abstand der Austrittsöffnungen des luftdurchlässigen porösen Materials ist bevorzugt kleiner als 1 mm.

Das poröse Material ist insbesondere so beschaffen, dass keine Einzelstrahlen, sondern statt dessen ein sehr gleichmäßiges Luftpolster erzeugt wird, wodurch eine sehr gute Bahnführung sichergestellt ist, die insbesondere auch bei Löchern, Rissen oder Bändeln in jedem Fall kontaktfrei bleibt. Bei einer bevorzugten praktischen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Bahnführungseinrichtung ist die mittlere Größe der Austrittsöffnungen, Poren und/oder Löcher des porösen Materials kleiner als 0,2 mm und vorzugsweise kleiner als 0,1 mm.

Bevorzugt ist das poröse Material so gewählt, dass sich ein hoher Druckverlust von Innen zur Umgebung ergibt, wodurch ein sehr gleichmäßiges Luftpolster erzeugt wird. Bei einer zweckmäßigen praktischen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Bahnführungseinrichtung ist der Druckverlust insbesondere von der von der bewegten Materialbahn abgewandten Seite zur der Materialbahn zugewandten Seite des porösen Materials größer als 0,2 bar und vorzugsweise größer als 0,8 bar.

Die Dicke des zwischen der Leitfläche und der bewegten Materialbahn gebildeten Luftpolsters und damit der Bahnabstand zur Oberfläche ist zweckmäßigerweise geringer als 5 mm und vorzugsweise geringer als 3 mm.

Die Leitwalze kann beispielsweise einen Durchmesser in einem Bereich von etwa 100 bis etwa 2500 mm und vorzugsweise in einem Bereich von etwa 500 bis etwa 1500 mm besitzen.

Das die Leitwalze umschlingende Siebband kann zwischen der Leitwalze und der Materialbahn oder auf der von der Leitwalze abgewandten Seite der Materialbahn geführt sein, d.h. außen liegen.

Bei einer bevorzugten praktischen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Bahnführungseinrichtung ist die Leitwalze in Querrichtung und/oder in Maschinenlaufrichtung aus mehreren einzelnen Segmenten zusammengesetzt.

Dabei kann zumindest einem Teil der Segmente eine gemeinsame Druckluftversorgung zugeordnet sein. Die Segmenten können jedoch auch zumindest teilweise über getrennte Druckluftversorgungen versorgt werden.

Bei einer bevorzugten praktischen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Bahnführungseinrichtung ist über einzelne getrennte Segmente und/oder Segmentgruppen in Maschinenlaufrichtung und/oder in Querrichtung eine zonenweise getrennte Druckluftbeaufschlagung vorgesehen. In Maschinenlaufrichtung bzw. Querrichtung kann also eine spezielle zonenweise Druckabstufung erfolgen.

Wie bereits erwähnt, kann die erfindungsgemäße Bahnführungseinrichtung insbesondere in einer Maschine zur Herstellung und/oder Behandlung einer Materialbahn, insbesondere Papier- oder Kartonbahn, einge setzt werden. Dabei ist die rotierende, angetriebene Leitwalze dieser Bahnführungseinrichtung außer von der Materialbahn bevorzugt auch von zumindest einem Siebband umschlungen.

Gemäß einer bevorzugten praktischen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Maschine ist nach einer Presse einer Pressenanordnung oder Pressenpartie, vorzugsweise direkt nach einer solchen Presse, wenigstens eine entsprechende, d.h. erfindungsgemäße Bahnführungseinrichtung vorgesehen. Eine entsprechende Bahnführungseinrichtung bzw. Leitwalze kann also insbesondere als Ersatz für eine herkömmliche Papierleitwalze nach einer Presse, d.h. in einem Bereich noch sehr feuchter, empfindlicher Bahn vorgesehen sein. Dies bringt den Vorteil mit sich, dass die Bahn nicht mehr abgezogen werden muss.

Von Vorteil ist insbesondere auch, wenn vor einem Lufttrockner, vorzugsweise einem Impingement-Trockner, wenigstens eine entsprechende Bahnführungseinrichtung vorgesehen ist. Dabei kann die entsprechende Bahnzuführungseinrichtung bzw. Leitwalze insbesondere direkt vor einem solchen Luft- bzw. Impingement-Trockner vorgesehen sein. Dabei ergeben sich insbesondere bei einem Impingement-Trockner direkt nach der Presse, mit dazwischen liegender erfindungsgemäßer Leitwalze, Bauraum-Vorteile.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert; in dieser zeigen:
1 eine schematische Längsschnittsdarstellung einer Leitwalze, die in Querrichtung in zumindest zwei Zonen oder Segmente unterteilt ist, wobei im vorliegenden Fall die verschiedenen Segmente mit gleichem Druck beaufschlagt sind,
2 eine mit der Ausführung gemäß 1 vergleichbare Ausführungsform der Leitwalze, wobei im vorliegenden Fall die verschiedenen Segmente jedoch mit unterschiedlichem Druck beaufschlagt sind, und
3 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform, bei der eine z.B. nach einer Presse und vor einem Impingement-Trockner angeordnete Leitwalze zusätzlich von einem Sieb umschlungen ist.
Die 1 und 2 zeigen in schematischer Darstellung vergleichbare beispielhafte Ausführungsformen eines der berührungslosen Bahnführung dienenden, als rotierende, angetriebene Leitwalze 10 ausgeführten Leitelements einer Bahnführungseinrichtung, die insbesondere in einer der Herstellung und/oder Behandlung einer Materialbahn, insbesondere Papier- oder Kartonbahn, dienenden Maschine einsetzbar ist. Dabei ist diese Leitwalze 10 bevorzugt nach einer Presse einer Pressenanordnung und/oder vor einem Lufttrockner, insbesondere Impingement-Trockner, vorgesehen, wobei sie außer von der Materialbahn bevorzugt auch von einem Siebband 40 umschlungen ist (vgl. auch 3).
Die Leitwalze 10 besitzt eine Leitfläche 12, die aus luftdurchlässigem porösen Material 14 besteht, das von innen her mit Druckluft beaufschlagbar ist, um über die durch das poröse Material 14 hindurchströmende Luft 16 und der bewegten Materialbahn ein Luftpolster 18 zu bilden.
Die Leitwalze 10 umfasst wenigstens eine Druckkammer 20, über die das poröse Material 14 mit Druckluft beaufschlagbar ist.
Die Leitwalze 10 kann, wie dargestellt, beispielsweise einen die Druckkammer 20 enthaltenden, mit zumindest einer und vorzugsweise mehreren Luftdurchtrittsöffnungen 22 versehenen Träger 24 umfassen, auf dem das poröse Material 14 aufgebracht ist. Im vorliegenden Fall ist dieser vorzugsweise walzenförmige Träger 24 in Umfangsrichtung vollständig von porösem Material 14 umgeben. Die Wandung der Druckkammer 20 kann jedoch auch lediglich über einen Teil ihres Umfangs mit Luftdurchtrittsöffnungen 22 versehen sein, so dass das Luftpolster 18 nur über einem Teil des Umfangs der Leitwalze 10 erzeugt wird. Zweckmäßigerweise wird das Luftpolster 18 zumindest in dem Bereich erzeugt, in dem die Materialbahn die Leitwalze 10 umschlingt.
Wie anhand der 1 und 2 zu erkennen ist, kann die Leitwalze 10 bzw. deren Druckkammer in Querrichtung in zumindest zwei Zonen oder Segmente 20', 20'' unterteilt sein, über die das poröse Material 14 in Querrichtung ggf. getrennt mit Druckluft beaufschlagbar ist. In der in der 1 wiedergegebenen Phase sind die Zonen 20', 20'' zumindest zeitweise mit gleichem Druck beaufschlagt. Dagegen zeigt die 2 die gleiche Leitwalze 10 in einer Phase, in der die Zonen oder Segmente 20', 20'' gerade mit unterschiedlichem Druck beaufschlagt werden.
Der Druck kann also je nach den jeweiligen Anforderungen über die Breite, d.h. in Querrichtung in der gewünschten Weise variiert werden.
3 zeigt in schematischer Darstellung eine z.B. vor einem Impingement-Trockner 38 angeordnete Leitwalze 10, die zusätzlich von einem Siebband 40 umschlungen ist, das anschließend zusammen mit der Mate rialbahn 28 durch den Trockner 38 geführt wird. Der Impingement-Trockner 38 kann insbesondere direkt nach einer Presse einer Pressenanordnung oder Pressenpartie angeordnet sein, wobei die erfindungsgemäße Leitwalze 10 dann zwischen der Presse und dem Luft- bzw. Impingement-Trockner angeordnet ist.

10: Leitelement, Leitwalze
12: Leitfläche
14: poröses Material
16: durchströmende Luft
18: Luftpolster
20: Druckkammer
20': Zone, Segment
20'': Zone, Segment
22: Luftdurchtrittsöffnung
24: Träger
28: Materialbahn
38: Impingement-Trockner
40: Siebband

Claims

Bahnführungseinrichtung mit wenigstens einem Leitelement (10) zur berührungslosen Bahnführung in einer der Herstellung und/oder Behandlung einer Materialbahn (28), insbesondere Papier- oder Kartonbahn, dienenden Maschine, dadurch gekennzeichnet, dass das Leitelement als rotierende, angetriebene Leitwalze (10) ausgeführt ist, die außer von der Materialbahn (28) auch von zumindest einem Siebband (40) umschlungen ist und eine Leitfläche (12) besitzt, die zumindest teilweise aus luftdurchlässigem porösen Material (14) besteht, das mit Druckluft beaufschlagbar ist, um über die durch dieses poröse Material (14) hindurchströmende Luft (16) zwischen der Leitfläche (12) und der bewegten Materialbahn (28) ein Luftpolster (18) zu bilden.
Bahnführungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitwalze (10) wenigstens eine Druckkammer (20) umfasst, über die das poröse Material (14) mit Druckluft beaufschlagbar ist.
Bahnführungseinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das poröse Material (14) zumindest teilweise auf einem die Druckkammer (20) enthaltenden, mit Luftdurchtrittsöffnungen (22) versehenen Träger (24) aufgebracht ist.
Bahnführungseinrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das poröse Material (14) zumindest einen Teil der Druckkammerwandung bildet.
Bahnführungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Druck in der Druckkammer (20) größer als 0,5 bar und vorzugsweise größer als 1 bar ist.
Bahnführungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der spezifische Volumenstrom im porösen Material in einem Bereich von etwa 10 bis etwa 5000 N·m³/h·m² liegt.
Bahnführungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Loch- oder Porenabstand bzw. der Abstand der Austrittsöffnungen des luftdurchlässigen porösen Materials (14) kleiner als 1 mm ist.
Bahnführungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mittlere Größe der Austrittsöffnungen, Poren und/oder Löcher des porösen Materials (14) kleiner als 0,2 mm und vorzugsweise kleiner als 0,1 mm ist.
Bahnführungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckverlust von der von der bewegten Materialbahn (28) abgewandten Seite zur der Materialbahn (28) zugewandten Seite des porösen Materials (14) größer als 0,2 bar und vorzugsweise größer als 0,8 bar beträgt.
Bahnführungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke des zwischen der Leitfläche (12) und der bewegten Materialbahn (28) gebildeten Luftpolsters (18) geringer als 5 mm und vorzugsweise geringer als 3 mm ist.
Bahnführungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitwalze (10) einen Durchmesser in einem Bereich von etwa 100 bis etwa 2500 mm und vorzugsweise in einem Bereich von etwa 500 mm bis etwa 1500 mm besitzt.
Bahnführungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das bewegte Band (40), insbesondere Siebband, zwischen der Leitwalze (10) und der Materialbahn (28) geführt ist.
Bahnführungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das bewegte Band (40), insbesondere Siebband, auf der von der Leitwalze (10) abgewandten Seite der Materialbahn (28) geführt ist.
Bahnführungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitwalze (10) in Querrichtung und/oder in Maschinenlaufrichtung (L) aus mehreren einzelnen Segmenten (20', 20'') zusammengesetzt ist.
Bahnführungseinrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einem Teil der Segmente (20', 20'') eine gemeinsame Druckluftversorgung zugeordnet ist.
Bahnführungseinrichtung nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass den Segmenten (20', 20'') zumindest teilweise getrennte Druckluftversorgungen zugeordnet sind.
Bahnführungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass über einzelne getrennte Segmente (20', 20'') und/oder Segmentgruppen in Maschinenlaufrichtung (L) und/oder in Querrichtung eine zonenweise getrennte Druckluftbeaufschlagung vorgesehen ist.
Maschine zur Herstellung und/oder Behandlung einer Materialbahn (28), insbesondere Papier- oder Kartonbahn, mit wenigstens einer Bahnführungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
Maschine nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die rotierende, angetriebene Leitwalze (10) der Bahnführungseinrichtung außer von der Materialbahn (28) auch von zumindest einem Siebband (40) umschlungen ist.
Maschine nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass nach einer Presse einer Pressenanordnung oder Pressenpartie wenigstens eine entsprechende Bahnführungseinrichtung vorgesehen ist.
Maschine nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Bahnführungseinrichtung direkt nach der Presse vorgesehen ist.
Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass vor einem Lufttrockner wenigstens eine entsprechende Bahnführungseinrichtung vorgesehen ist.
Maschine nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass direkt vor dem Lufttrockner wenigstens eine entsprechende Bahnführungseinrichtung vorgesehen ist.
Maschine nach Anspruch 22 oder 23, dadurch gekennzeichnet, dass vor einem Impingement-Trockner (38) wenigstens eine entsprechende Bahnführungseinrichtung vorgesehen ist.
Maschine nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass direkt vor dem Impingement-Trockner (38) wenigstens eine entsprechende Bahnführungseinrichtung vorgesehen ist.