DE19548302A1 - Spitzenschneider - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Spitzenschneider für eine Maschine zur Herstellung einer Bahn, insbeson­ dere einer Papier- oder Kartonbahn gemäß Oberbe­ griff des Anspruchs 1.

Spitzenschneider der hier angesprochenen Art sind bekannt. Sie dienen dazu, eine kontinuierliche Bahn, insbesondere eine Papier- oder Kartonbahn, in einem Randbereich so zu beschneiden, daß ein Über­ führstreifen ausgebildet wird, dessen Breite we­ sentlich geringer ist als die Gesamtbreite der Bahn. Der Überführstreifen dient dazu, das Einfä­ deln der Bahn in eine Herstellungsmaschine zu er­ leichtern. Erst wenn der Überführstreifen sicher durch wesentliche Teile oder die gesamte Maschine hindurchgeführt ist, wird der Spitzenschneider quer zum Bahnverlauf so verlagert, daß der Überführ­ streifen immer breiter wird und schließlich die ge­ samte Bahn durch die Maschine verläuft. Der abge­ schnittene Teil der Bahn, der Restbahnstreifen, wird in der Regel einer Wiederaufbearbeitung zuge­ führt.

Bei herkömmlichen Spitzenschneidern (WO-93/10307) stellt sich häufig ein hoher Verschleiß des die Bahn durch die Herstellungsmaschine hindurch­ führenden Transportbandes oder einer Walze ein, um die die Bahn gemeinsam mit dem Transportband mäan­ derförmig herumgeführt wird, und die von dem aus der Düseneinrichtung austretenden Strahl getroffen wird.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, einen Spitzen­ schneider zu schaffen, der diese Nachteile nicht aufweist.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Spitzenschneider vorgeschlagen, der die in Anspruch 1 genannten Merkmale aufweist. Dadurch, daß die Düseneinrich­ tung zur Abgabe eines unter Druck stehenden, auf die Bahn gerichteten Flüssigkeitsstrahles einen Dü­ senträger aufweist, der beweglich gelagert ist und der im Betrieb des Spitzenschneiders eine Relativ­ bewegung gegenüber der Düseneinrichtung ausführt, wird vermieden, daß ein nur schmaler Bereich des Transportbandes oder einer Walze mit dem Flüssig­ keitsstrahl beaufschlagt wird. Besonders vorteil­ haft ist, daß durch diese Bewegung des Düsenträgers auch eine Verschmutzung des Transportbandes bezie­ hungsweise eine Beschädigung der Walzenoberfläche durch aus der Bahn oder Walzenoberfläche herausge­ sprengte Partikel vermieden wird.

Besonders bevorzugt wird ein Ausführungsbeispiel eines Spitzenschneiders, das sich dadurch auszeich­ net, daß der Düsenträger um eine Drehachse in Rota­ tion versetzbar und mit einer Düse ausgestattet ist, die in einem Abstand zur Drehachse des Düsen­ trägers angeordnet ist. Eine Rotationsbewegung des Düsenträgers kann auf bekannte Weise ausgeführt werden, beispielsweise dadurch, daß der Düsenträger zusätzliche Öffnungen aufweist, durch die Flüssig­ keit unter Druck austritt, wobei ein Flüssigkeits­ strahl ausgebildet wird, der unter einem Winkel zur Drehachse des Düsenträgers verläuft und der eine Kraftkomponente entwickelt, aufgrund derer der Dü­ senträger in Rotation versetzt wird.

Bevorzugt wird weiterhin ein Ausführungsbeispiel des Spitzenschneiders, das sich dadurch auszeich­ net, daß die Drehgeschwindigkeit des Düsenträgers so an die Maschinengeschwindigkeit anpaßbar ist, daß die von der Bahn zurückgelegte Wegstrecke größer oder gleich ist als der doppelte Abstand der Düse von der Drehachse. Bei einer derartigen Ausge­ staltung wird mit Hilfe des Spitzenschneiders im Betrieb der Maschine zur Herstellung einer Bahn eine wellenförmige Schnittlinie ausgebildet, die in sich keine Überschneidungen aufweist und die eine abfallfreie Trennung des Überführstreifens von der restlichen Bahn ermöglicht.

Weitere Ausgestaltungen ergeben sich aus den übri­ gen Unteransprüchen.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeich­ nung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Prinzipskizze eines Spit­ zenschneiders in Seitenansicht und

Fig. 2 bis 4 verschiedene mit dem Spitzen­ schneider gemäß Fig. 1 her­ stellbare Schnittlinien.

Fig. 1 zeigt einen Ausschnitt aus einer Maschine 1 zur Herstellung einer Bahn. Im folgenden soll rein beispielhaft davon ausgegangen werden, daß es sich hier um eine Papierherstellungsmaschine handelt, die eine Anzahl von Walzen aufweist, um die die herzustellende Bahn, nämlich die Papierbahn 3 mit Hilfe eines Transportbandes, nämlich eines Trocken­ siebes 5 herumgeführt wird. Es sind hier beispiels­ weise zwei Trockenzylinder 7 und 9 angedeutet, de­ ren Mittelachsen auf einer gedachten Linie 11 ange­ deutet sind. Unterhalb dieser Linie 11 ist eine weitere Walze, beispielsweise ein Trockenzylinder angedeutet.

Zwischen den Trockenzylindern 7 und 9 ist ein Spit­ zenschneider 15 angeordnet, der eine Düseneinrich­ tung 17 aufweist, mit deren Hilfe ein hier nicht dargestellter Flüssigkeitsstrahl auf die Oberfläche der Papierbahn 3 gelenkt wird. Die Düseneinrichtung 17 ist an einem quer zu der durch einen Pfeil ange­ deuteten Förderrichtung der Bahn 3 verlaufenden Tragbalken 19 befestigt. Durch eine geeignete Rol­ leneinrichtung 21 ist die Düseneinrichtung 17 quer zur Bahn 3 verschieblich gelagert. Der Tragbalken 19 ist über einen Tragarm 23 schwenkbar an einem Lager 25 angebracht. Die Schwenkbewegung wird durch eine geeignete Antriebseinrichtung, die beispiels­ weise eine hydraulische oder pneumatische Zylinder­ einrichtung 27 umfaßt, bewirkt. In Fig. 1 ist mit durchgezogenen Linien die Arbeitsstellung des Spit­ zenschneiders 15 wiedergegeben. Mit Hilfe von ge­ strichelten Linien ist die zurückgezogene, von der Bahnoberfläche weggeschwenkte Ruheposition des Spitzenschneiders 15 dargestellt.

Die Düseneinrichtung 17 umfaßt einen Düsenträger 29, der eine hier nicht wiedergegebene Einzeldüse aufweist, mit deren Hilfe Flüssigkeit unter hohem Druck auf die Bahn 3 gelenkt wird. Im Betrieb des Spitzenschneiders 15 führt der beweglich gelagerte Düsenträger 29 gegenüber der Düseneinrichtung 17 eine Relativbewegung aus. Im Auftreffbereich des Flüssigkeitsstrahls auf der Bahn 3 ergibt sich eine Schnittlinie, die durch die Überlagerung der För­ derbewegung der Bahn 3 und der Relativbewegung des Düsenträgers 29 gegenüber der Düseneinrichtung 17 nicht geradlinig verläuft, sondern wellenförmig. Die Fördergeschwindigkeit der Bahn 3 beziehungs­ weise des Trockensiebes 5 wird auch als Maschinen­ geschwindigkeit v bezeichnet.

Bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel ist durch einen kreisbogenförmig gekrümmten Pfeil ange­ deutet, daß der Düsenträger 29 gegenüber der Düsen­ einrichtung 17 eine Rotationsbewegung um eine Drehachse 31 durchführt, so daß eine in einem Ab­ stand zur Drehachse 31 am Düsenträger 29 befestigte Einzeldüse einer Kreisbahn folgt.

Anhand der Fig. 2 bis 4 werden Schnittlinien dargestellt, die sich bei Einsatz eines Spitzen­ schneiders 15 mit einem rotierenden Düsenträger 29 ergeben, sofern dieser mit einer einzigen Einzel­ düse 33 versehen ist, was in Fig. 2 angedeutet ist. Fig. 2 zeigt den Randbereich der Bahn 3, die, wie durch einen Pfeil angedeutet, an dem rotieren­ den Düsenträger 29 vorbeigeführt wird. Der Flüssig­ keitsstrahl 35, der auf die Oberfläche der Bahn 3 trifft, hinterläßt eine Schnittlinie, die geschlos­ sene Schlingen einschließt und etwa die Form einer Zykloide aufweist. Oberhalb der Schnittlinie liegt der Überführstreifen 37, der nach einem Bahnabriß oder bei Inbetriebnahme der Maschine zur Herstel­ lung einer Papierbahn durch die Maschine 1 hin­ durchgefädelt wird. Unterhalb der Schnittlinie liegt die Restbahn beziehungsweise Restpapierbahn 39, die einer Wiederaufbearbeitung zugeführt und beispielsweise in den Keller abgeleitet wird. Die innerhalb der geschlossenen Schlingen liegenden Pa­ pierbereiche 41 bilden Abfall, der möglicherweise unkontrolliert mit dem Trockensieb 5 durch die Ma­ schine zur Herstellung einer Bahn hindurchgeführt wird.

Die Rotationsgeschwindigkeit des Düsenträgers 29 wird daher vorzugsweise so an die Maschinenge­ schwindigkeit v angepaßt, daß die von der Bahn 3 in Pfeilrichtung zurückgelegte Wegstrecke s zumindest gleich ist wie der doppelte Abstand r der Einzel­ düse 33 von der Drehachse 31.

Die in Fig. 2 dargestellte Schnittlinie S zeigt einen Betriebsfall, in dem die Drehgeschwindigkeit des Düsenträgers 29 so klein ist, daß die von der Bahn 3 zurückgelegte Wegstrecke s kleiner ist als der doppelte Abstand r der Einzeldüse 33 von der Drehachse 31.

Fig. 3 zeigt den Grenzfall, bei dem die Maschinen­ geschwindigkeit v genau so groß ist, daß die wäh­ rend der Zeit t zurückgelegte Wegstrecke s der Bahn 3 gleichgroß ist wie der doppelte Abstand r.

Es zeigt sich, daß die Schnittlinie S annähernd die Form einer Zykloiden aufweist, die keinerlei ge­ schlossene Schlingen zeigt. Der Überführstreifen 37 wird also abfallfrei von der Restpapierbahn 39 ab­ getrennt.

Die für diesen Fall gegebene Grenzgeschwindigkeit läßt sich aus der Gleichung v = 2·r·n bestimmen, wobei mit n die Drehzahl des Düsenträgers 29 be­ zeichnet wird.

Beträgt der Abstand r der Einzeldüse 33 zur Drehachse 31 beispielsweise 25mm und wird für die Drehzahl des Düsenträgers 29 n = 2000/min ange­ setzt, so stellt sich heraus, daß die Maschinenge­ schwindigkeit v 100m/min betragen muß. Eine opti­ male Trennung zwischen Überführstreifen 37 und Restpapierbahn 39 wird dann erreicht, wenn die Ma­ schinengeschwindigkeit v größer ist als die hier definierte Grenzgeschwindigkeit, was für das hier gezeigte Zahlenbeispiel ohne weiteres möglich ist, insbesondere mit Papierherstellungsmaschinen, die Maschinengeschwindigkeiten von mehr als 1600 Me­ ter/min erreichen.

Eine optimale Schnittlinie S ist in Fig. 4 wieder­ gegeben.

Aus dem oben Gesagten wird deutlich, daß der Düsen­ träger 29 gegenüber der Düseneinrichtung 17 auch eine oszillierende Bewegung durchführen kann, bei der die Einzeldüse 33 gegenüber der Bahn 3 eine Pendelbewegung ausführt, die etwa auf einer Linie erfolgt, die quer zur Förderrichtung der Bahn 3 er­ folgt. Es ist auch möglich, daß der Düsenträger 29 gegenüber der Düseneinrichtung 17 eine Taumelbewe­ gung ausführt, bei der zusätzlich zu der beschrie­ benen Oszillationsbewegung ein Bewegungsanteil ge­ geben ist, bei dem sich der Düsenträger abwechselnd in Förderrichtung und gegen die Förderrichtung der Bahn 3 bewegt.

Wesentlich ist in allen Fällen, daß die Hin- und Herbewegung der Einzeldüse 33 beziehungsweise des Düsenträgers 29 so auf die Maschinengeschwindigkeit abgestimmt ist, daß die Schnittlinie S keine ge­ schlossenen Schlingen aufweist, wie sie anhand von Fig. 2 erläutert wurden.

In Fig. 2 wurde dargestellt, daß der Spitzen­ schneider 15 einen Flüssigkeitsstrahl auf einen Be­ reich der Bahn abgibt, der zwischen zwei Walzen liegt, hier zwischen dem Trockenzylinder 9 und der Bahnleitwalze 13. Der Flüssigkeitsstrahl 35 durch­ schlägt die Papierbahn 3 und tritt durch das Troc­ kensieb 5 hindurch. Aus der Papierbahn heraus­ gerissene Faserteilchen und Partikel werden von dem Flüssigkeitsstrahl 35 durch das Trockensieb hin­ durchgetragen. Die mechanische Belastung des Troc­ kensiebes wird auf ein Minimum reduziert, da nicht immer der gleiche Bereich des umlaufenden, endlosen Trockensiebes von dem Flüssigkeitsstrahl getroffen wird. Dies wird dadurch sichergestellt, daß die Schnittlinie mehr oder weniger wellenförmig im Übergangsbereich zwischen dem Überführstreifen 37 und der Restpapierbahn 39 verläuft.

Um die mechanische Belastung des Trockensiebes 5 auf ein Minimum zu reduzieren, bei gleichzeitiger Gewährleistung einer optimalen Schneidleistung des Spitzenschneiders 15, wird der Flüssigkeitsstrahl 35, sofern er auf die vom Trockensieb 5 gestützte Bahn 3 trifft, mit einem Druck von 100 bar bis 800 bar, vorzugsweise von 200 bar bis 500 bar erzeugt. Gerade bei einem Druckbereich von 200 bar bis 500 bar hat sich gezeigt, daß sich eine sichere Tren­ nung zwischen Überführstreifen 37 und Restbahn 39 ergibt und daß Beschädigungen des Trockensiebes 5 praktisch ausgeschlossen werden können, zumindest, wenn die Maschine läuft, also das Trockensieb be­ wegt wird, und wenn sich der Düsenträger dreht.

Es ist in Abweichung zur Darstellung in Fig. 1 auch möglich, den Spitzenschneider 15 so anzuord­ nen, daß er auf die Bahn 3 in einem Bereich ein­ wirkt, in dem diese auf einer Walze, sei es auf ei­ nem Trockenzylinder 7 oder 9 oder auf einer Bahn­ leitwalze 13 aufliegt. Hier kann der Druck, unter dem der Flüssigkeitsstrahl 35 aus der Einzeldüse 33 austritt, in einem Bereich von 100 bar bis 2000 bar liegen, vorzugsweise wird ein Druck von 500 bar bis 1500 bar gewählt.

Vorzugsweise ist der Spitzenschneider 15 so ausge­ bildet, daß der Druck, unter dem der Flüssigkeits­ strahl 35 aus der Einzeldüse 33 austritt, in Abhän­ gigkeit von der Auftreffstelle auf die Bahn 3 und in Abhängigkeit von deren Flächengewicht ein­ stellbar ist. Damit ist sichergestellt, daß der Spitzenschneider 15 universell einsetzbar ist.

Schließlich sei noch darauf hingewiesen, daß durch den wellenförmigen Verlauf der Schnittlinie S die Verschmutzung des Trockensiebes 5 beziehungsweise der Oberfläche der Walzen 7, 9 oder 13 auf ein Mi­ nimum reduziert wird. Außerdem wird die mechanische und erodierende Belastung der vom Strahl getroffe­ nen Teile wesentlich vermindert. Durch die Relativ­ bewegung des Düsenträgers ergibt sich außer der ho­ hen Schneidleistung eine günstige Reinigungswirkung des Flüssigkeitsstrahles.

Der Spitzenschneider kann auch in Betrieb genommen werden, wenn das Trockensieb in Bewegung ist und noch keine Papierbahn durch die Maschine läuft. Er kann dann auch zur Reinigung des Siebes eingesetzt werden und dazu über die Breite des Siebes hin- und herbewegt werden. Während der Reinigung des Siebes kann der Druck der Reinigungsflüssigkeit um 200 bar bis 300 bar gesenkt werden. Es kann eine geeignete Druckumschaltungseinrichtung vorgesehen werden. Denkbar ist es auch, zwei oder mehrere Düsen mit gleichem Durchmesser vorzusehen, die mit einer Ver­ sorgungsleitung gekoppelt sind.

Claims (10)

1. Spitzenschneider für eine Maschine zur Herstellung einer Bahn, insbesondere einer Papier- oder Kartonbahn, mit einer Düseneinrichtung zur Abgabe eines unter Druck stehenden, auf die Bahn gerichteten Flüssigkeitsstrahles, gekennzeichnet durch einen gegenüber der Düseneinrichtung (17) be­ weglich gelagerten Düsenträger (29), der im Betrieb des Spitzenschneiders (15) eine Relativbewegung ge­ genüber der Düseneinrichtung (17) ausführt.

2. Spitzenschneider nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Düsenträger (29) um eine Drehachse (31) in Rotation versetzbar ist und eine im Abstand (r) zur Drehachse (31) des Düsenträgers (29) angeordnete Düse (33) aufweist.

3. Spitzenschneider nach Anspruch 1 oder 2, da­ durch gekennzeichnet, daß die Drehgeschwindigkeit des Düsenträgers (29) so an die Maschinengeschwin­ digkeit (v) anpaßbar ist, daß die von der Bahn (3) zurückgelegte Wegstrecke (s) größer oder gleich ist als der doppelte Abstand (r) der Düse (33) zur Drehachse (31).

4. Spitzenschneider nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Düsenträger (29) im Bereich des Spitzenschneiders (15) eine oszillierende oder taumelnde Bewegung ge­ genüber der Düseneinrichtung (17) durchführt.

5. Spitzenschneider nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsen­ einrichtung (17) einen im wesentlichen quer zur Förderrichtung der Bahn (3) verlaufenden Tragbalken (19) aufweist, an dem zumindest der Düsenträger (29) verschieblich angebracht ist.

6. Spitzenschneider nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsenein­ richtung (17) so ausgebildet ist, daß der Flüssig­ keitsstrahl (35) auf einen Abschnitt der Bahn (3) trifft, der von einem Transportband (Trockensieb (5)) gestützt wird.

7. Spitzenschneider nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsenein­ richtung (17) so ausgebildet ist, daß der Flüssig­ keitsstrahl (35) auf einen Abschnitt der Bahn (3) trifft, der auf einer Walze (Trockenzylinder (7,9), Bahnleitwalze (13)) aufliegt.

8. Spitzenschneider nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck, unter dem der Flüssigkeitsstrahl (35) aus der Düse (33) austritt, in Abhängigkeit von der Auftreff­ stelle auf der Bahn (3) einstellbar ist.

9. Spitzenschneider nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck im Bereich von 100 bar bis 2000 bar liegt und vorzugs­ weise 500 bar bis 1500 bar beträgt, wenn der Flüs­ sigkeitsstrahl (35) auf die Bahn (3) auftrifft, während diese auf einer Walze (Trockenzylinder (7,9), Bahnleitwalze (13)) aufliegt.

10. Spitzenschneider nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck im Bereich von 100 bar bis 800 bar liegt und vorzugs­ weise 200 bar bis 500 bar beträgt, wenn der Flüs­ sigkeitsstrahl (35) auf die Bahn (3) auftrifft, während diese von einem Transportband (Trockensieb (5)) gestützt wird.