DE19647050C2 - Verfahren zur Veränderung einer Lage einer Warenbahn - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Veränderung einer Lage einer Bahn gemäß dem Oberbegriff der Ansprüche 1 und 3.

Es ist nicht einfach, eine beidseitig mehrfarbig bedruckte Papierbahn freischwebend durch einen Schwebetrockner zu bringen. Jedes Berühren von Bauteilen des Schwebetrockners verschmiert den frischen Druck und erzeugt Makulatur.

Da mit etwa einer Sekunde Verweilzeit im Schwebetrockner gerechnet werden muß, waren sie früher 3-6 m lang; heute sind sie häufig 10 m lang oder bei 15 m/s Bahngeschwindigkeit sogar schon 15 m lang. Zur Stabilisierung steht die freischwebende Bahn im Schwebetrockner unter erheblicher Papierbahnspannung. Außerdem sind die Blasdüsenrohre für das gasförmige Trockenmedium über der Papierbahn üblicherweise um eine halbe Teilung versetzt gegen die Blasdüsenrohre unter der Papierbahn angeordnet. Dadurch schwebt und durchläuft die Papierbahn eine langgestreckte etwa sinusförmige Schlangenform mit z. B. 40 Wellenbergen in 250 mm Abstand auf 10 m Länge.

Die Papierbahnwellung scheint bei Betrieb still zwischen den ortsfesten Blasrohren zu stehen, während die Papierelemente tatsächlich mit 5-15 m/s Geschwindigkeit die mit heißer Blasluft erzeugten Täler und Berge der Papierbahn im Trockner durchlaufen.

Die erforderliche Papierbahnspannung wird bei laufender Bahn mit großer Genauigkeit ständig aufrechterhalten. Dazu fördern hinter dem Schwebetrockner angeordnete Kühlwalzen durch entsprechende Voreilung etwas mehr Papier als die letzte Druckeinheit vor dem Schwebetrockner anliefert.

Im Idealfall läuft die Papierbahn durch die gesamte Trocknerlänge genau parallel zur Längsachse des Trockners.

Leider haben die bisher bekannten Heißluft-Schwebetrockner jedoch wegen ihrer großen Länge zum Teil erhebliche Probleme mit sogenannten seitlichen Bahnverlauf. Dieses komplexe Verhalten zeigt sich verschieden stark bei unterschiedlichen Bahngeschwindigkeiten, bei verschiedenen Papiergewichten, bei unterschiedlich gewählter Bahnspannung, bei unterschiedlicher Heißlufttemperatur je nach Papiergewicht bei Natur- oder gestrichenen Papieren, bei unterschiedlichen Drucksujets mit viel oder wenig Farbe, bei symmetrischer und unsymmetrischer Sujetverteilung bei mittig oder außermittig zur Trocknerlängsachse laufenden Bahnen verschiedenster Bahnbreiten usw.

An sich soll die Papierbahn bei mittigem Bahneinlauf in den Schwebetrockner auch genau mittig den Trockner verlassen. Häufig ist dies nicht der Fall - d. h. die Bahn läuft zwar aus dem letzten Druckwerk exakt kommend mittig in den Trockner ein, verläßt den Schwebetrockner jedoch quer zur Bahnlaufrichtung seitlich um 10 mm, 20 mm oder gar 50 mm verschoben in Richtung Bedienungs- oder Antriebsseite. Toleranzen von ±10 mm sind erlaubt und werden durch bekannte "Web aligner" nach Trocknung und Kühlung ausgeglichen. Größere Abweichungen führen zu Störungen im Bahnlauf und im Falzapparat zu Faltenbildungen und Verfalzungen, die Makulatur bedeuten.

Verläuft eine 1 m breite Bahn ±10 mm auf 10 m Länge, bedeutet dies nur ± ein Promille auf die Trocknerlänge bezogen, aber schon ± ein Prozent auf die Bahnbreite. Diese Genauigkeitsanforderungen machen Heatset-Schwebetrockner sehr teuer.

Die DE 39 05 472 A1 beschreibt einen Trockner, bei dem Schlitze einer Ableiteinrichtung einstellbar sind, um eine Lage einer Bahn zu steuern.

Aus der DE 26 44 618 A1 ist eine Vorrichtung zum Trocknen und schwebenden Führen einer Bahn mittels Blasstrahlen bekannt. Dabei hat die Bahn wellenförmigen Verlauf. Diese Blasstrahlen sind zur Verstärkung der Wellenbildung der Bahn veränderbar. Mittels dieser Veränderung der Wellenbildung soll eine Richtungsveränderung der Bahn erfolgen, so daß die Wellen der Bahn auf derjenigen Seite der Bahn größer sind, in deren Richtung die Bahn verläuft. Versuche zeigten aber, daß durch die Veränderung der Wellen der Bahn nicht die gewünschte Richtungsänderung bewirkt wird.

Die DE 29 41 282 A1 beschreibt eine Blasdüse eines Schwebetrockners bei der eine Luftströmung mit einer Komponente quer zur Transportrichtung einer Bahn erzeugt wird.

Diese Querkomponenten der Luftströmung werden nicht zur Veränderung einer Lage der Bahn benutzt, sondern es soll sich eine gleichmäßigere Trocknung der Bahn ergeben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Veränderung einer Lage einer Bahn zu schaffen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des kennzeichnenden Teiles der Ansprüche 1 und 3 gelöst.

Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, daß die bekannten Bahnverlaufprobleme gelöst werden. Mit diesem Schwebetrockner ist der Bahnauslauf vom Trockner gegenüber dem Bahneinlauf seitlich korrigierbar ist. Der Trockner muß nicht abgekühlt sein, um Korrekturen bzw. Anpassungen an veränderte Produktionsbedingungen durchführen zu können. Der Drucker soll einen auftretenden seitlichen Bahnverlauf manuell auf "Null" zurückführen können oder der seitliche Bahnverlauf soll gemessen und automatisch über eine Regelstrecke korrigiert werden.

Durch Beaufschlagen einer Bahn mit einer durch die Luftströmung erzeugte Kraftkomponente in Richtung einer Seitenkante der Bahn wird eine Richtungsänderung der Bahn bewirkt. Eine Resultierende aller auf die Bahn wirkender Kräfte weist also eine Komponente in Richtung einer Seitenkante der Bahn auf. In Abhängigkeit einer Größe dieser Komponente wird eine Richtungsänderung der Bahn in Richtung derjenigen Seitenkante, in die die Komponente zeigt, bewirkt.

Eine derartige Kraftkomponente in Richtung einer Seitenkante zu erzeugen, ist beispielsweise durch Erzeugen einer Luftströmung in Richtung dieser Seitenkante möglich. Diese Luftströmung kann durch ein Druckgefälle im Trockner von einer ersten zu einer zweiten Seitenkante erzeugt werden. Auch ist es möglich Geschwindigkeit und/oder Richtung und/oder Menge eines auf die Bahn wirkenden gasförmigen Mediums zum Trocknen, z. B. Luft, zu verändern. Die auf die Bahn wirkende Geschwindigkeit der Blasstrahlen kann beispielsweise mittels Veränderung des Druckes oder mittels Veränderung eines Abstandes zwischen Düsenöffnung und Bahn erfolgen.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird im folgenden anhand eines in der Zeichnung dargestellten Schwebetrockners näher beschrieben.

Es zeigen

Fig. 1 eine schematische Seitenansicht eines Schwebetrockners;

Fig. 2 eine schematische Ansicht eines unausgelenkten Schwebetrockners in Transportrichtung "T" einer Bahn;

Fig. 3 einen Verlauf der Bahn im Schwebetrockner nach Fig. 2;

Fig. 4 eine schematische Ansicht des ausgelenkten Schwebetrockners gemäß Fig. 2;

Fig. 5 einen Verlauf der Bahn im Schwebetrockner nach Fig. 4;

Fig. 6 eine schematische Ansicht des ausgelenkten Schwebetrockners gemäß Fig. 2;

Fig. 7 einen Verlauf der Bahn im Schwebetrockner nach Fig. 6;

Fig. 8 eine schematische Ansicht eines zweiten Ausführungsbeispieles eines Schwebetrockners;

Fig. 9 eine schematische Draufsicht auf einen Verlauf der Bahn im Bereich des Schwebetrockners.

Fig. 1 zeigt in Seitenansicht eine an sich bekannte Wellenform der laufenden Bahn 1, z. B. einer Papierbahn, im Schwebetrockner 2, erzeugt durch mit Blasdüsen 3 versehene Blasdüsenrohre 4, 6. Die oberhalb und unterhalb der Bahn 1 angeordneten Blasdüsenrohre 4, 6 sind parallel versetzt zueinander und quer zur Transportrichtung "T" der Bahn an einer oberen 7 und unteren 8 Kammer befestigt. Dadurch läuft die Bahn 1 wellenförmig durch den Schwebetrockner 2.

Bei einer Bauart des Schwebetrockners 2 hängt die obere Kammer 7 mit den Blasdüsenrohren 4 fest montiert zwischen Tragsäulen 9, 11. Die untere Kammer 8 mit den Blasdüsenrohren 6 ist beweglich mittels Rollen 12 in den Tragsäulen 9, 11 geführt und kann von einer Betriebsposition "B" in eine Wartungsposition "W" parallel abgesenkt werden. In geschlossener Betriebsposition "B" liegen Anschläge 13 der unteren Kammer 8 an festen Anschlägen 14 und in Zentrierzapfen 16.

Fig. 2 zeigt eine Ansicht des Schwebetrockners 2 gemäß Fig. 1 in unausgelenkter Stellung. Die oberen und unteren Blasdüsenrohre 4, 6 sind üblicherweise fest an die zugehörigen Kammern 7, 8 montiert und liegen parallel zueinander. Die Bahn 1 liegt - mit parallelen Wellenbergen und -tälern - parallel dazwischen.

Fig. 3 stellt den Verlauf der Bahn 1 mit gleichhohen, in sich parallelen Wellenbergen und Tälern dar, die von den parallel liegenden Blasdüsen 3 gemäß Fig. 1 und Fig. 2 erzwungen werden.

In Fig. 4 ist in der unteren Kammer 8 um ihre sich in Transportrichtung "T" erstreckende Längsachse 17 senkrecht zur Transportrichtung etwas geschwenkt. Über die gesamte Länge des Schwebetrockners 2 ist dadurch ein Abstand a1 zwischen den Blasdüsen 3 am Ende der Blasdüsenrohre 4, 6 auf einer Bedienungsseite 18 kleiner als ein Abstand a2 zwischen den Blasdüsen 3 am Ende der Blasdüsenrohre 4, 6 auf einer Antriebsseite 19. Bei gleichem Druck und gleicher Menge eines gasartigen Trocknungsmediums, z. B. Luft, entsteht somit eine Luftströmung von der Bedienungsseite 18 zu der Antriebsseite 19. Dadurch wirkt eine Kraftkomponente in Richtung Antriebsseite 19. Die Bahn 1 verläuft dadurch über die Länge des Schwebetrockners 2 seitlich in Richtung Antriebsseite 19 gemäß Fig. 5. Verstellbare Keile 21, 22 auf der Antriebsseite 19 und auf der Bedienungsseite 18, die mit den Anschlägen 13 der unteren Kammer 8 und den Anschlägen 14 der oberen Kammer 7 zusammenwirken, justieren stufenlos die gewünschte Schwenkstellung der Blasdüsenrohre 4, 6.

Fig. 7 zeigt einen seitlichen Verlauf der Bahn 1 zur Bedienungsseite 18, wenn ein Abstand a3 der Blasdüsen 3 der oberen und unteren Kammer 4, 6 auf der Bedienungsseite 18 größer als ein Abstand a4 auf der Antriebsseite 19 ist gemäß Fig. 6.

Anstelle der unteren Kammer 8 in Fig. 1, 2, 4 und 6 kann die obere Kammer 7 oder können auch untere 8 und obere 7 Kammer um die Längsachse 17, d. h. Transportrichtung "T", schwenkbar sein.

Fig. 8 zeigt, daß das Schwenken einer oberen 7, unteren 8 oder beider Kammern nicht um die Längsachse 17 in einer Mitte des Schwebetrockners 2 der Fig. 4 und Fig. 6 erfolgen muß. Gekippt werden kann auch generell um irgendeine Längsachse des Schwebetrockners 23 mit den Kammern 24, 26. Besonders geeignet als Schwenkachse ist eine Längskante, z. B. auf Antriebsseite 19, auf die die bewegliche Kammer 26 beim Schließen aufsetzt. Dann genügt an der Längskante auf der Bedienungsseite 18 ein Satz variabler Anschläge 27 in z. B. 2 m Abstand für ein stufenloses oder gestuftes Verstellen des Abstandes der unteren Kammer 26 über die gesamte Trocknerlänge zwecks gewünschter Schrägstellung aller Blasrohre 6 der unteren Kammer 26 relativ zur oberen Kammer 24 für einen optimalen Bahnlauf im Schwebetrockner 23. Die Anschläge 27 können beispielsweise Gewindebolzen 28 sein, die über Schneckenräder 29 mittels Schnecken 31 über ein Handrad 32 von außen einzeln oder zentral oder motorisch verstellbar sind.

In weiterer Ausbildung der Erfindung wird ein geschlossener Regelkreis für die automatische Korrektur etwaigen Bahnverlaufes eingeführt. Beispielsweise befinden sich beim Trockner 33 nach Fig. 9 zwischen Trocknerende 38 und Kühlwalzen 39 Fotozellen 42, die die Papierbahnseitenkanten auf Bedienungsseite 18 und Antriebsseite 19 überwachen. Läuft die Bahn 1 aus der Mittellage, wird über einen Rechner oder dgl. eine Korrekturkippung des beweglichen Blaskastens oder Blasrahmens ausgelöst und, die Bahn 1 so automatisch in der Mittellage gehalten.

Das erfindungsgemäße Verfahren korrigiert oder kompensiert ein im Schwebetrockner 2, 33 vorhandenes oder entstehendes Bahnverlaufen automatisch. In vorteilhafter Weise werden langwierige Justagen bei Trocknermängeln vermieden. Der Drucker wird entlastet von einer Überwachungsaufgabe. Es ist möglich, schnellere, d. h. noch längere Trockner zu bauen, weil etwaiges Bahnverlaufen mit der erfindungsgemäßen Anordnung korrigierbar ist.

Eine weitere Ausbildung der Erfindung sieht die Veränderung der auf die Bahn 1 wirkender Reibungskräfte zwecks Korrektur des Bahnverlaufes im Trockner dadurch vor, daß die gesamten Blasluftrohre nicht quer zu einer Trocknerlängsachse kippbar, sondern wie bisher bekannt fest im Unter- und Oberkasten angeordnet sind. Alle oder auch einzelne Rohre, z. B. am Trockneranfang, sind jedoch in Trocknermitte verschlossen. Die Rohre werden auf Bedienungsseite 18 und Antriebsseite 19 getrennt mit Luft versorgt. Die getrennte Luftversorgung ist nach Luftmenge und Luftdruck feinregelbar. Auch mit dieser Methode kann die Komponente der Reibungskräfte quer zur Transportrichtung "T" in Richtung Antriebs- und Bedienungsseite gleich oder verschieden groß gemacht werden für geraden oder leicht gekrümmten Papierlauf im Trockner. Die Blasrohre können auch in mehr als zwei Kammern mit getrennter Luftversorgung aufgeteilt werden.

Auch hier kann ein geschlossener Regelkreis mit Fotozellen oder dgl. zur automatischen Bahnkantenlagenfeststellung verwendet werden. Ein Rechner sorgt für richtige Luftmenge und Druck auf Bedienungs- und Antriebsseite des Trockners, so daß die Bahn am Trocknerende auf Mitte gesteuert bleibt oder seitlich dorthin geregelt wird, wo der Drucker sie zum optimalen Falzapparateinlauf haben will.

Allen Ausführungsbeispielen ist gemeinsam, daß die Richtungsänderung der Bahn 1 durch Veränderung der auf die Bahn 1 wirkenden Reibungskräfte erfolgt, so daß eine Komponente einer Resultierenden aller auf die Bahn 1 wirkenden Reibungskräfte in Richtung der gewünschten Richtungsänderung der Bahn 1 weist.

Claims (3)

1. Verfahren zur Veränderung einer Lage einer Warenbahn (1) quer zur Transportrichtung (T) in einem Schwebetrockner (2; 23; 33), wobei die Warenbahn (1) mit aus oberhalb und unterhalb der Warenbahn angeordneten Blasdüsen (3) austretenden Blasstrahlen beaufschlagt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen Blasdüsen (3) und Warenbahn (1) auf der in Richtung der gewählten Lageveränderung liegenden Seite (18; 19) des Trockners (2; 23; 33) derart verändert wird, daß dieser Abstand größer ist als auf der gegenüberliegenden Seite (18; 19).

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Ist-Lage der Warenbahn (1) nach Austritt aus dem Schwebetrockner (2; 23; 33) ermittelt wird, daß eine Abweichung dieser Ist-Lage von einer Soll-Lage der Warenbahn (1) als Maß zur Veränderung des Abstandes der Blasdüsen (3) zur Warenbahn (1) herangezogen wird.

3. Verfahren zur Veränderung einer Lage einer Warenbahn (1) quer zur Transportrichtung (T) in einem Schwebetrockner (2; 23; 33), wobei die Warenbahn (1) mit aus oberhalb und unterhalb der Warenbahn angeordneten Blasdüsen (3) austretenden Blasstrahlen beaufschlagt wird, dadurch gekennzeichnet, daß zur Lageveränderung der Bahn (1) ein Druck des Trocknungsmediums der Blasdüsen (3) derart verändert wird, daß im Betrieb des Schwebetrockners (2; 23; 33) dieser Druck auf der in Richtung der gewählten Lageveränderung liegenden Seite (18; 19) des Trockners (2; 23; 33) niedriger ist als auf der gegenüberliegenden Seite (18; 19).