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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Behandlung einer gestrichenen
oder ungestrichenen Faserbahn, die mindestens einen Bandkreis aufweist,
wobei außerhalb
desselben mindestens ein Gegenelement vorgesehen ist, welches eine
Berührungsfläche mit
dem Band aufbaut, so dass das Band und das Gegenelement dazwischen
eine Behandlungszone für
eine Bahn entwickeln, wobei die zu behandelnde Bahn dort hindurchgeführt wird.
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In
den vorherigen Anmeldungen des Anmelders, zum Beispiel FI 20020159,
PCT/FI03/00066, PCT/FI03/00067 und PCT/FI03/00068 ist ein sogenannter
Metallbandkalander und seine verschiedenen Anwendungen und Ausführungsformen
beschrieben. Alle diese Lösungen
umfassen jedoch Konzepte, bei denen nur eine Faserbahn gleichzeitig behandelt
wird. In der Praxis stellt dies eine in gewissem Umfang begrenzte
Kapazität
für eine
einzelne Behandlungsvorrichtung dar. Insbesondere bei Verwendung
der Behandlungsvorrichtung als Online-Einheit wird es notwendig
sein, über
mehr als eine Behandlungsvorrichtung zum Beispiel pro Papiermaschinenlinie
zu verfügen.
Die Vorrichtung weist wahrscheinlich eine Laufgeschwindigkeit auf,
die niedriger als die einer Papiermaschine ist. Auf ähnliche
Weise ist dann, wenn die zu behandelnde Bahn für Walzen längsgeschnitten wird, die schmäler als
die Maschinenbreite sind, die Anzahl der für eine einzelne Papiermaschinenlinie
erforderlichen Behandlungseinheiten sogar höher. In der Praxis stellt dies
teure Investitionen in Ausrüstung
dar, um eine Fertigbearbeitungsbehandlung für eine Faserbahn durchzuführen.
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Anwendungen
in Bezug auf die erfindungsgemäße Vorrichtung
und das Verfahren umfassen in Verbindung mit den oben zitierten
Anwendungen zur Herstellung und Fertigbearbeitung einer Faserbahn beschriebene
Prozesse, insbesondere die sogenannte Metallbandkalandrierung. Andere
Behandlungsprozesse werden ebenfalls relevant sein, wie zum Beispiel
Pressen, Trocknen, Kondensationstrocknen, Auftragen eines trockenen Überzuges, Leimüberzug.
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Eine
bedeutende Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung
einer Behandlungsvorrichtung für
eine Faserbahn, die in Bezug auf die oben erwähnten Anwendungen verbessert
ist, die eine wesentlich erhöhte
Behandlungskapazität
für Faserbahnen
aufweist. Es wurde nun entdeckt, dass die Bandkreise und Gegenelemente
einer Vorrichtung wie oben beschrieben, so angeordnet werden können, dass
eine einzelne Vorrichtung zur gleichzeitigen Behandlung von mehr
als einer Faserbahn in der Lage ist.
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Zwecks
Erfüllung
dieser Aufgabe ist eine Behandlungsvorrichtung der Erfindung in
ihrer ersten Ausführungsform
dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung mit mindestens zwei
Bandkreisen versehen ist, so dass die Bandkreise und ein externes
Gegenelement dazwischen die Anzahl von Faserbahnbehandlungszonen
entwickeln, die zu der Anzahl von Bandkreisen passt, wobei die zu
behandelnden Bahnen dort hindurchgeführt werden.
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Gemäß einer
zweiten bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung besteht eine alternative Option darin, dass außerhalb
eines Bandkreises mindestens zwei Gegenoberflächen, zum Beispiel Thermowalzen
vorgesehen sind. Somit ist es unter Verwendung von nur einem Bandkreis
möglich,
mehrere unterschiedliche Behandlungszonen für eine Faserbahn bereitzustellen,
das heißt
eine gegen jedes separate Gegenelement.
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Die
Erfindung ermöglicht
eine beträchtliche Erhöhung der
Gesamtbehandlungskapazität
für Faserbahnen
pro Vorrichtung. So wird zum Beispiel durch eine Behandlungsvorrichtung,
die zwei separate Behandlungszonen aufweist, die mittels eines Gegenelementes
und zweier Bandkreise aufgebaut wurden, die Behandlung von zwei
Faserbahnen mit derselben Geschwindigkeit ermöglicht, weshalb sie im Grunde
eine doppelte Behandlungskapazität
im Verhältnis
zu einer mit einer einzelnen Behandlungszone versehenen herkömmlichen
Behandlungsvorrichtung aufweist. Es ist auch möglich, dass eine Behandlungsvorrichtung
der Erfindung schmäler
als eine Faserbahnherstellungsmaschine, wie zum Beispiel eine Papiermaschine
bemessen ist, wobei sie zum Beispiel die Hälfte von deren Breite aufweist. Durch
die Behandlung zweier längsgeschnittener schmälerer Bahnen
ist es somit möglich,
den gesamten Durchsatz einer Papiermaschine weiter zu verarbeiten,
ohne die Gesamtkapazität
der Linie zu beeinträchtigen,
wobei weiterhin eine ziemlich hohe Laufgeschwindigkeit in der Behandlungsvorrichtung
aufrechterhalten wird. Somit wird es durch die Erfindung ermöglicht,
die Endproduktausgabekapazität
einer gesamten Papiermaschinenlinie zu erhöhen, und andererseits kostspielige
Investitionen zu verringern.
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Die
Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die dazugehörigen Zeichnungen
detaillierter beschrieben, wobei.
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1 in
einer schematischen Seitenansicht eine beispielhafte Realisierung
der Erfindung für
eine Vorrichtung darstellt, wobei die Vorrichtung auf ihren gegenüberliegenden
Seiten mittels zweier separater Bandkreise mit zwei separaten Behandlungszonen gegen
ein Gegenelement versehen ist.
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2 in
einer schematischen Seitenansicht eine zweite beispielhafte Realisierung
der Erfindung für
eine Vorrichtung darstellt, wobei gegen ein Gegenelement drei separate
Behandlungszonen mittels dreier Bandkreise vorgesehen sind.
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3 in
einer schematischen Seitenansicht eine Vorrichtung der Erfindung
in einer zweiten Ausführungsform
darstellt, wobei zwei separate Behandlungszonen für eine Faserbahn
mittels zweiter Gegenelemente und eines Bandkreises aufgebaut, und die
Behandlungszonen weiterhin mit zusätzlichen Walzenspalten mittels
einer Schuhwalze ausgebildet werden.
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4 in
einer schematischen Seitenansicht ein weiteres Konzept der Erfindung
darstellt, wobei die erfindungsgemäße Vorrichtung als Offline-Einheit verwendet
wird.
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5 in
einer schematischen Seitenansicht ein weiteres Konzept der Erfindung
darstellt, wobei die erfindungsgemäße Vorrichtung als Offline-Einheit verwendet
wird.
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6 in
einer schematischen Seitenansicht eine Anordnung der Erfindung darstellt,
wobei zwei mit weichen und harten Kalandrierungsoberflächen versehene
Vorrichtungseinheiten der Erfindung in Reihe geschaltet sind.
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7 in
einer schematischen Seitenansicht eine weitere Anordnung der Erfindung
darstellt, wobei die Einheiten von 1 und 3 in
Reihe geschaltet sind.
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In 1 ist
eine sehr bevorzugte Ausführungsform
der Erfindung dargestellt, wobei zwei Behandlungszonen für eine Faserbahn
W1, W2 auf den gegenüberliegenden
Seiten eines Gegenelementes 5 mittels zweier separater
Riemen bzw. Bänder 2a, 2b um
Führungsrollen 3 herum
aufgebaut sind.
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Mindestens
einige der Führungsrollen
sind zwecks Einstellung der Festigkeit und des Laufes der Bänder 2a und 2b nach
Wunsch verlagerbar ausgestaltet. Die Bänder 2a und 2b bewegen
sich um die außerhalb
derselben als Gegenelement angeordnete Walze 5 herum, so
dass die Bänder
und die Walze dazwischen zwei separate Bahnbehandlungszonen X1,
X2 entwickeln. Zu behandelnde Faserbahnen W1 und W2 bewegen sich
jeweils durch eine Behandlungszone, weshalb sie einem gewünschten Druckimpuls
und Thermoeffekt in Abhängigkeit
von der Zeit ausgesetzt sind.
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Die
Walze 5, wie auch eine Presswalze 6 innerhalb
des Bandkreises zum Aufbau eines möglichen zusätzlichen Walzenspaltes gegen
die Walze 5, kann durchbiegungskompensiert sein kann oder nicht
und ist aus einer Gruppe ausgewählt,
die besteht aus: einer Walze mit elastischer Oberfläche wie zum
Beispiel einer polymerbeschichteten Walze, einer gummibeschichteten
Walze oder einer Walze mit Elastomeroberfläche, einer Schuhwalze, einer
Thermowalze und einer Faserwalze.
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Die
in 1 dargestellte Vorrichtung kann zur gleichzeitigen
Behandlung zweier unterschiedlicher Bahnen W1, W2 verwendet werden.
Es ist auch vorstellbar, dass die Vorrichtung zur Behandlung nur einer
Faserbahn zum Beispiel so verwendet wird, dass die Bahn W1 entweder
nur durch die Zone X1 oder optional auf einanderfolgend durch die
Zonen X1 und X2 hindurchgeführt
wird, ohne dieselbe dazwischen aufzurollen.
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Die
in 2 dargestellte Vorrichtung weist drei Faserbahnbehandlungszonen
X1, X2, X3 auf, die gegen die Oberfläche eines Gegenelementes 5 auf
den gegenüberliegenden
Seiten des Gegenelementes mittels dreier separater Bandkreise 2a, 2b, 2c aufgebaut
sind. Somit bietet die Vorrichtung von 2 eine Möglichkeit
zur gleichzeitigen Behandlung von drei unterschiedlichen Faserbahnen
W1, W2 und W3. Es ist auch vorstellbar, dass die Vorrichtung von 2 auf ähnliche
Weise zur Behandlung von nur einer Bahn in mehr als einer oder sogar
in jeder der drei Behandlungszonen der Vorrichtung verwendet wird,
indem die Bahn aufeinanderfolgend durch die Behandlungszonen hindurchgeführt wird. Gemäß des in 2 dargestellten
Prinzips ist es möglich,
sogar mehr als drei Bandkreise gegen die Oberfläche des Gegenelementes 5 zu
positionieren. Es ist weiterhin vorstellbar, dass mindestens eine Presswalze 6 innerhalb
eines Bandkreises als zusätzliches
Belastungselement eingebunden wird.
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In 3 ist
eine zweite bevorzugte Realisierung für eine Vorrichtung der Erfindung
dargestellt, wobei zwei separate Behandlungszonen mittels eines
Bandkreises 2 mit zwei unterschiedlichen Gegenelementen 5a und 5b aufgebaut
sind, die außerhalb
desselben angeordnet sind, wobei die Faserbahn W1, W2 dadurch hindurchge führt wird.
Zusätzlich
zu dem Band 2 und der Walze 5 ist innerhalb des Bandkreises
eine Presswalze 4 zum Aufbringen einer zusätzlichen
Druckkraft auf die aktuell behandelte Bahn vorgesehen. Bei der in 3 dargestellten Ausführungsform
umfasst die Presswalze eine Schuhwalze. Die Presswalze kann zum
Pressen gegen nur eines der Gegenelemente und gegen beide Gegenelemente
angepasst werden, wie in 3 veranschaulicht. Es ist weiterhin
vorstellbar, zwischen den Gegenelementen 5a und 5b mindestens
eine zusätzliche
Presswalze 6 innerhalb des Bandkreises vorzusehen. Die
zusätzliche
Walze oder Walzen kann/können
zur Druckausübung
gegen beide Gegenelemente 5a und 5b oder gegen
nur eines der Gegenelemente angepasst sein.
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Die
Vorrichtung von 3 kann auch zur Behandlung nur
einer Bahn durch Organisieren eines aufeinanderfolgenden Durchgangs
der Bahn durch mehrere Zonen verwendet werden.
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Es
ist kennzeichnend für
die Erfindung, dass die in den Ausgestaltungen von 1, 2 und 3 enthaltenen
Presszonen X1, X2, X3 unabhängig
voneinander gesteuert werden können.
Durch die unabhängige
Einstellung innerhalb verschiedener Behandlungszonen agierender
Prozessparameter, insbesondere des Zustandes eines Bandkreises und eines
Gegenelementes, ist es möglich,
eine genaue Kontrolle über
Prozessfolgen zu erreichen, die sich auf jeder Seite der Bahn ergibt
(insbesondere Einseitigkeit). Bei einer aufeinanderfolgenden Behandlung können jeweils
die Parameter jeder Behandlungszone zur Auswahl bevorzugter Behandlungsbedingungen
genau nach Wunsch verwendet werden, die für diesen bestimmten Behandlungsprozess
einer Faserbahn erforderlich sind.
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Ein
weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, dass die Vorrichtungseinheiten
von 1, 2 und 3 insbesondere
dann, wenn sie als Offline-Einheiten verwendet werden, auf besonders geeignete
Art und Weise für
die gleichzeitige Behandlung mehrerer Faserbahnen ausgestaltet werden
können
und somit eine beträchtliche
Erhöhung bei
der Produktionsmenge bieten. Daher ist die erfindungsgemäße Lösung zur
Verringerung der Anzahl notwendiger Offline-Kalander in der Lage.
Wenn zum Beispiel die normale Anforderung für eine Hochgeschwindigkeitspapiermaschine 3–4 Offline-Verarbeitungseinheiten
beträgt,
werden eine oder zwei Einheiten bei der erfindungsgemäßen Lösung genügen. Die
Online-Lösung
ist auch möglich,
wobei in diesem Fall eine von zwei unterschiedlichen Papiermaschinen
kommende Bahn gleichzeitig in einer einzelnen Behandlungsvorrichtung
behandelt werden wird.
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Es
ist weiterhin vorstellbar, dass bei dem Prozess der Behandlung einer
Faserbahn in einer oder mehreren Zonen X1, X2 oder X3 die Zonen
in der Nähe
derselben mit einer Wirkstoffzufuhrvorrichtung wie zum Beispiel
einer Streicheinrichtung, einer Leimpresse oder einer Wasserbefeuchtungsvorrichtung
versehen sind. Insbesondere bei dem Prozess der aufeinanderfolgenden
Behandlung einer und derselben Bahn ohne Zwischenaufwickeln in einer
der Zonen X1, X2 oder X3 kann die Zufuhrvorrichtung stromaufwärts, zwischen,
oder stromabwärts
der Zonen auf bevorzugte Art und Weise vorgesehen sein. Die Zufuhrvorrichtung
kann auch eine Profilierungsfunktion ausführen.
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In
den Fällen
von 1–3 kann
die Behandlung einer Faserbahn weiterhin durch weitere, auf die
Faserbahn angewandte Prozesse, wie zum Beispiel Befeuchten, Trocknen,
Erwärmen
oder Kühlen
der Faserbahn begleitet sein.
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In 4 ist
eine beispielhafte Ausführungsform
der Erfindung dargestellt, wobei eine einzelne Vorrichtung der Erfindung
als eine Online-Einheit verwendet wird. Von einer Papiermaschine
werden die aufgewickelten Rollen zu einer Behandlungsvorrichtung
befördert.
Es ist auch möglich,
dass die Rollen an diesem Punkt bereits auf eine schmälere Breite längsgeschnitten
wurden. Die Faserbahnen werden von Abwickeleinrichtungen AR1, AR2
abgewickelt, von welchen jede Bahn durch eine Behandlungszone in
der Behandlungsvorrichtung getragen wird, wobei die Bahnen dann
mit Umrollern KR1, KR2 wieder aufgewickelt werden.
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Somit
läuft bei
diesem Beispiel die Behandlung von zwei Faserbahnen gleichzeitig,
und nur einmal, und vollkommen unabhängig von der Papiermaschine
ab. In einem besonders bevorzugten Fall werden die Bandkreise und
die Walze beide erwärmt,
um die Behandlung beider Oberflächen
einer Bahn in einer Zone zu ermöglichen.
Insbesondere bei Verwendung als Offline-Einheit ist eine einzelne
Vorrichtung der Erfindung leicht für die gleichzeitige Behandlung mehrerer
Faserbahnen anpassbar, was eine beträchtliche Erhöhung des
Produktionsvolumens zum Ergebnis hat. Insbesondere bei Modernisierungsprozessen
für Papier-
und Kartonmaschinen kann sich dies als besonders vorteilhafte Lösung erweisen.
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Es
ist auch möglich,
die einzelne Verarbeitungsvorrichtung von 4 dieser
Ausführungsform der
Erfindung für
nur eine Faserbahn zu verwenden, wobei die Bahn aufeinanderfolgend
durch beide Behandlungszonen hindurchgeführt wird, oder auch so, dass
die Bahn nur durch eine Behandlungszone hindurchgeführt wird.
Weiterhin kann die Faserbahn zuerst von einer Abwickeleinrichtung
AR1 abgewickelt, und dann durch eine erste Behandlungszone der Vorrichtung
zu einem Umroller KR2 getragen werden. Die vollkommen aufgewickelte
Rolle kann weiter zu der Position einer Abwickeleinrichtung AR2 übertragen
werden, von wo aus die Bahn weiter zu einer zweiten Behandlungszone
der Vorrichtung und weiter zu einem Umroller KR1 befördert wird,
während sich die
nächste
Faserbahnrolle bereits im Prozess des Abwickelns von der Abwickeleinrichtung
AR1 befindet, um dieselbe in der ersten Behandlungszone der Vorrichtung
zu verarbeiten. Diese Verarbeitungsfolge ist insbesondere dann vorteilhaft,
wenn die Bandkreise und die Walze aus Materialien unterschiedlicher
Art (hart und weich) hergestellt sind, und/oder unterschiedliche
Temperaturen aufweisen, wobei eine symmetrische Behandlung für die Bahn gewünscht wird.
Daher ist die Wirkung einer einzelnen Behandlungszone in ihrer Art
einseitig, wobei mit der Anordnung beide Oberflächen einer Bahn einer gleichen
Behandlung unterzogen werden können. Somit
wird die Behandlung einer Papierbahn ununterbrochen in einem Durchsatzprinzip
mit der Folge AR1 → KR2 → AR2 → KR1 fortgeführt.
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Bei
dem in 5 dargestellten erfindungsgemäßen Konzept wird die erfindungsgemäße Vorrichtung
auf ähnliche
Weise als Offline-Einheit verwendet. Hierbei werden die Faserbahnen
auch von Abwickeleinrichtungen AR1, AR2 zu einer Behandlungsvorrichtung
entladen und nach der Behandlung auf Umroller KR1, KR2 aufgewickelt.
Dort sind die Aufwickler weiterhin so angeordnet, dass die Rollen zur
Behandlung und nach der Behandlung von der Verarbeitungseinheit
entlang der Verarbeitungslinie einer Papiermühle entladen werden können. Dies
ist schematisch mittels Pfeilen dargestellt.
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In
den Fällen
von 4 und 5 ist es ebenfalls vorstellbar,
begleitend mit der Behandlung einer Faserbahn weitere Behandlungsprozesse durchzuführen, wie
zum Beispiel Streichen, Befeuchten, Trocknen, Erwärmen oder
Kühlen
der Faserbahn. Die Behandlung wird stromabwärts der Abwickeleinrichtungen
AR1, AR2 und/oder stromaufwärts der
Umroller KR1, KR2 ausgeführt.
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Die
Presszonen in einer Vorrichtung der Erfindung können von der Art hart-hart
(das heißt
Metallband – harte
Walze) oder hart-weich (hartes Band – weiche Walze oder umgekehrt)
sein. Zusätzlich können Einheiten
der Erfindung auch wie gewünscht in
Reihe geschaltet sein. Das Konzept von 6 umfasst
zwei Einheiten, wie in 1 dargestellt, die in Reihe
miteinander verbunden sind. Dort sind die Einheiten optional mit
weichen und harten Kalandrierungsoberflächen versehen, zum Beispiel
so, dass die erste Einheit eine harte Walze und ein weiches Band,
und die zweite Einheit eine weiche Walze und ein hartes Band aufweist.
Andererseits umfasst die Anordnung von 7 Einheiten
wie in 1 und 3 dargestellt, die in Reihe
miteinander verbunden sind, zum Beispiel so, dass die erste Einheit
weiche Walzen aufweist (5a, 5b; auf der rechten
Seite in 7) und ein hartes Band (2c)
und die zweite Einheit auch eine weiche Walze (5c) und
harte Bänder (2a und 2b)
aufweist. In den Fällen
von 6 und 7 können
stromaufwärts
von, zwischen oder stromabwärts der
Einheiten weitere Bahnbehandlungsstellglieder (Befeuchten, Trocknen,
Erwärmen
oder Kühlen)
vorgesehen sein.
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Es
ist auch wesentlich zu erkennen, dass die zu behandelnden Faserbahnen
nicht genau gleich sein müssen,
wobei ein und dieselbe Vorrichtung der Erfindung oder Kombinationen
derselben, die in Reihe geschaltet sind, zur gleichzeitigen Behandlung von
Faserbahnen unterschiedlicher Arten verwendet werden kann.
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Zusammenfassung
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Vorrichtung
und Verfahren zur Behandlung einer gestrichenen oder ungestrichenen
Faserbahn
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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Behandlung
einer gestrichenen oder ungestrichenen Faserbahn, die mindestens
einen Bandkreis (2a) umfasst, wobei außerhalb desselben mindestens
ein Gegenelement (5) vorgesehen ist, welches eine Berührungsfläche mit
dem Band aufbaut, so dass das Band (2a) und das Gegenelement
(5) dazwischen eine Behandlungszone für eine Bahn (W1) entwickeln,
wobei die zu behandelnde Bahn dort hindurchgeführt wird. Die Vorrichtung weist
mindestens einen zusätzlichen
Bandkreis (2b) auf, so dass das zusätzliche Band (2b)
und das Gegenelement (5) dazwischen eine zweite Behandlungszone
für eine
Faserbahn entwickeln, wobei eine zweite zu behandelnde Bahn (W2)
dort hindurchgeführt
wird, wodurch eine einzelne Vorrichtung zur gleichzeitigen Behandlung
von mindestens zwei separaten Faserbahnen (W1, W2) in der Lage ist.
Der Verfahren umfasst die Verwendung eines zweiten Bandes (2b),
welches so angepasst ist, dass es sich kreisförmig um ein anderes Führungselement
(3b) herumbewegt, so dass das Band und das Gegenelement
(5) dazwischen eine zweite Behandlungszone für eine Faserbahn
entwickeln, wobei eine zweite Faserbahn (W2) dort hindurchgeführt wird,
wodurch eine einzelne Vorrichtung zur gleichzeitigen Behandlung
von zwei separaten Faserbahnen (W1, W2) in der Lage ist.