DE2508119B1

DE2508119B1 - Verfahren und vorrichtung zum dosieren des leimauftrages auf eine laufende bahn, insbesondere wellpappenbahn

Info

Publication number: DE2508119B1
Application number: DE19752508119
Authority: DE
Inventors: Edmund Bradatsch; Johann Mainer; Hans Mosburger
Original assignee: BHS Bayerische Berg Hutten und Salzwerke AG
Current assignee: BHS Bayerische Berg Hutten und Salzwerke AG
Priority date: 1975-02-25
Filing date: 1975-02-25
Publication date: 1976-09-02
Also published as: FR2302144B1; DE2508119C2; FR2302144A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Dosieren des Leimauftrages auf eine laufende Bahn, insbesondere Wellpappenbahn, bei dem der Leim aus einem Leimbehälter, in den der Leim zufließt, über eine Leimauftragswalze dosiert auf die angepreßte Bahn übertragen wird und die überschüssige Leimmenge aus dem Leimbehälter über einen Überlauf abfließt, sowie eine Vorrichtung zur Ausführung dieses Verfahrens.

Der Leimauftrag auf eine fortlaufende Bahn, z. B. eine Wellpappenbahn, erfolgt bei bekannten Leim-Auftragswerken dadurch, daß eine Auftragswalze Leim aus einem Leimbehälter schöpft. Über eine Dosierwalze oder ein Dosierrakel wird die Leimfilmstärke auf der Auftragswalze feinfühlig eingestellt. Die zu beleimende Papierbahn läuft angedrückt über diese Auftragswalze hinweg. Von der Auftragswalze wird der Leim bei einer Wellpappenbahn auf die Wellenspitzen der Bahn aufgetragen. Mit der Auftragswalze wirkt ein Schaber zur Reinigung der Auftragswalze zusammen. Bei einer Dosierwalze arbeitet auch mit dieser ein Schaber zusammen. Ein Überlauf am Leimbehälter sichert ein gleichmäßiges Leimniveau in dem Leimauftragsbehälter.

Die auf der Auftragswalze befindliche Leimmenge ist abhängig vom eingestellten Leimspalt, von der Eigenschaft des verwendeten Leims (Viskosität, Feststoffgehalt), von der Oberflächenstruktur der Auftragswalze (Raster, glatt, verchromt), von der Rundlaufgenauigkeit und Zylindrizität der Auftragswalze und der Abquetschwalze sowie von der Umfangsgeschwindigkeit der beiden Walzen.
Die von der Auftragswalze auf die fortlaufende Bahn übertragene Leimmenge ist abhängig von der auf dieser Walze befindlichen Leimmenge, der Geschwindigkeitsdifferenz zwischen Bahn und Auftragswalze, den Leimeigenschaften und nicht zuletzt von den Eigenschaften des gefahrenen Papiers (Papierart, Feuchte, Temperatur) und vom Druck der Wellenspitzen auf die Auftragswalze.

Ist der Leimauftrag zu gering, wird die Verklebung mangelhaft. Bei zu hohem Leimauftrag steigt neben

dem Leimverbrauch auch der Energiebedarf bzw. wird die Produktionsgeschwindigkeit eingeschränkt, da das im Leim enthaltene Wasser verdampft werden muß. Es sollte daher immer nur die Leimmenge aufgetragen werden, die für eine ausreichende Verklebung erforderlieh ist.

Eine weitere wesentliche Einflußgröße für den Leimauftrag ist die Tatsache, daß aufgrund der physikalischen und geometrischen Gegebenheiten trotz konstantem Leimspalts der Leimauftrag sich mit zunehmender Produktionsgeschwindigkeit verändert.

Man versucht deshalb in der Praxis bei glatten Leimwalzen den Leimauftrag durch Verändern des Verhältnisses Leimwalzengeschwindigkeit zu Papiergeschwindigkeit in Abhängigkeit der Produktionsgeschwindigkeit konstant zu halten. Zum Beispiel wird dies durch einen Leimwerksantrieb mit zugeordnetem Substraktionsgetriebe realisiert. Die Auftragswalze wird über den Antrieb geschwindigkeitsproportional angetrieben, wobei der Motor für das Differential eine konstante Drehzahl subtrahiert.

Eine weitere Möglichkeit, um konstanten Leimauftrag zu erhalten, besteht darin, den Leimspalt abhängig von der Produktionsgeschwindigkeit zu verstellen.

Auch wird versucht, durch den Einsatz sogenannter Rasterwalzen mit konstantem Antrieb die Auftragsmenge über den gesamten Geschwindigkeitsbereich konstant zu halten, wobei das von der Rasterung aufgenommene Leimvolumen die Auftragsmenge ergibt, die noch bis zu einem gewissen Grad durch das Verändern des Anpreßwalzendruckes beeinflußt werden kann.

Alle bisher bekannten Lösungen ergeben nur angenähert einen konstanten Leimauftrag über den Produktionsgeschwindigkeitsbereich und berücksichtigen zudem so gravierende Einflüsse wie z. B. Viskositätsänderung, Papiersaugverhalten usw. überhaupt nicht. Auch kann bei allen diesen bekannten Leimauftragsverfahren eine gewünschte Leimauftragsmenge von vornherein durch Einstellungen am Leimwerk nicht festgelegt werden. Die bekannten Leimauftragswerke ermöglichen auch keine Messung des tatsächlichen Ist-Leimauftragswertes, so daß in der Regel ein überhöhter Leimauftrag erfolgt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Dosieren des Leimauftrages auf eine laufende Bahn sowie eine Vorrichtung zur Ausführung dieses Verfahrens zu schaffen, durch das es möglich wird, eine bestimmte Leimmenge vorzuwählen, und den gewünschten Leimauftrag unabhängig von den genannten Einflußgrößen konstant zu halten.

Die Erfindung löst diese Aufgabe dadurch, daß die Leimzuflußmenge zum Leimbehälter auf einen vorbestimmten Wert gehalten oder diese Zuflußmenge gemessen wird, daß die Leimüberlaufmenge festgestellt wird, daß die sich aus der Differenz von Leimzuflußmenge und Leimüberlaufmenge ergebende Ist-Leimauftragsmenge mit einer voreingestellten Soll-Leimauftragsmenge verglichen wird und abhängig von dem auftretenden Differenzwert eine die Ist-Leimauftragsmenge verändernde Größe selbsttätig beeinflußt wird.

Die Erfindung bietet den Vorteil, daß hierdurch ein Verfahren zum Leimauftrag und ein Leimauftragswerk geschaffen wird, das es ermöglicht, einmal den Leimauftrag bestimmende Größen vorzuwählen und den Leimauftrag auf die fortlaufende Bahn tatsächlich konstant zu halten. Das Verfahren und die Vorrichtung zeichnen sich außerdem durch besondere Einfachheit

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung wird nachfolgend an Hand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. In der Zeichnung zeigen

F i g. 1 eine schematische Darstellung der Vorrichtung zum Dosieren des Leimauftrages auf eine Wellpappenbahn;

Fig.2 eine schematische Ansicht einer geänderten Ausführungsform und

F i g. 3 eine Ansicht einer anderen Ausführungsform.

Die Vorrichtung zum Dosieren des Leimauftrages wird in Verbindung mit einer doppelseitigen Wellpappenbahn 1 beschrieben.

Wie üblich überführt eine in Pfeilrichtung I umlaufende Auftragswalze 2 den Leim 3 aus dem wannenartigen Leimbehälter 4 auf die herzustellende, noch einseitige Wellpappenbahn 1. Über eine Dosiervorrichtung, z. B. ein Dosierrakel 5, wird abhängig vom Spalt 6 des Rakels zur Auftragswalze 2 die Leimfilmstärke 7 auf der Auftragswalze 2 feinfühlig eingestellt.

Wie üblich könnte anstelle eines Dosierrakels 5 auch eine Dosierwalze (nicht dargestellt) eingesetzt werden.

Von der Auftragswalze 2 wird der Leim auf die Wellenspitzen der Bahn 1 aufgetragen. Die Bahn 1 wird dabei möglichst ohne Deformation der Wellen über eine Andrückwalze 8 an die Auftragswalze 2 angedrückt.

Bei einer herzustellenden, einseitigen Wellpappe wird die Auftragswalze 2 zur Leimabgabe an die noch in den Zähnen der nicht dargestellten Wellungswalze liegende Wellenbahn angefahren, um auf die Wellenspitzen Leim aufzubringen.

Der übliche Schaber 9 dient zur Reinigung der Auftragswalze 2.

Wird anstelle eines Dosierrakels 5 eine Dosierwalze verwendet, arbeitet ein weiterer Schaber mit der Dosierwalze zusammen und sichert mit einen gleichmäßigen Leimauftrag.

Der Leimbehälter 4 besitzt auf einer Seite einen tieferliegenden Überlauf 10, durch den im Leimbehälter 4 ein gleichbleibendes Niveau gesichert wird.

Der Leim wird aus einem nicht dargestellten Reservoir der Leimaufbereitung über eine Leitung 12 der Dosierpumpe 13 zugeführt, während die überschüssige Leimmenge über die Rückleitung 14 zum Reservoir zurückfließt. Die Dosierpumpe 13, z. B. eine Zahnradpumpe, wird von einem Elektromotor 15 mit konstanter Drehzahl angetrieben. Die Pumpe 13 fördert eine konstante, vorbekannte Leimmenge in den Leimbehälter 4. Die dem Leimbehälter 4 zudosierte Leimmenge ist gleich der maximal möglichen Leimauftragsmenge für die Bahn 1 bei maximaler Bahngeschwindigkeit plus einer Leimüberlaufmenge. Die überlaufende Leimmenge verhindert auch bei minimalen Verbrauch an Leim ein Absetzen desselben im Behälter 4. Die überlaufende Leimmenge fließt aus einem tieferliegenden Behälterteil 16 über die Abflußleitung 17 durch einen Durchflußmesser 18 in den Zwischenbehälter 19. Aus diesem wird der Leim über eine Pumpe 20 in die Rückleitung 14 zurückgepumpt. Ein Niveauregler 21 welcher mit dem Leimniveau im Zwischenbehälter 19 zusammenarbeitet, steuert den elektrischen Antriebsmotor 22 der Pumpe 20.

Die nicht verbrauchte, den Durchflußmesser 18 durchsetzende Leimmenge, wird von diesem gemessen. Die Differenz zwischen der konstanten Leimzulaufmenge in dem Behälter 4, die an einem Regler 23

voreingestellt werden kann, und- der gemessenen Ablaufmenge ist die aus dem Leimbehälter 4 durch die Auftragswalze 2 entnommene und auf die Bahn 1 übertragene Leimmenge Q₅I- Diese Leimmenge Q_si wird mit der am Regler voreingestellten Leimmenge Qsow verglichen. Abweichungen werden durch Verändern der Stärke des Leimfilmes 7 auf der Auftragswalze 2 durch Ändern der Stellung des Rakels 5 ausgeregelt. Hierfür ist der Ausgang des Reglers 23 mit einem Stellmotor 24 verbunden, welcher den Spalt 6 zwischen Dosierrakel 5 und Auftragswalze 2 entsprechend verändert.

Es wäre aber auch möglich, den Spalt 6 zwischen Dosierrakel 5 und Auftragswalze 2 konstant zu halten und dafür den Regler 23 über einen variablen Antrieb, die Drehzahl der Leimauftragswalze 2 bei gleichbleibender Bahngeschwindigkeit und damit die Leimauftragsmenge auf die Bahn 1 zu verändern. Dabei wird der Leimauftrag auf die Bahn durch das Verhältnis von Umfangsgeschwindigkeit der Leimwalze zur Bahngeschwindigkeit ausgeregelt.

Die auf die Bahn 1 aufzutragende Leimmenge Qs₀Ii (l/min) läßt sich durch folgende Formel beschreiben:

™ = γ χ ABx V.

Hierin bedeuten:

γ = gewünschte Leimauftragsmenge in l/m²;
AB = Arbeitsbreite der Bahn in m;
V = Bahngeschwindigkeit in m/min.

Der Regler 23 weist von Hand bedienbare Einsteller für die gewünschte Auftragsmenge γ und die Bahnarbeitsbreite AB auf. Diese Werte werden an den Einstellern am Regler 23 von Hand voreingestellt. Das der Bahngeschwindigkeit V proportionale Signal wird von einem nicht dargestellten, mit der Bahn zusammenarbeitenden Tachogenerator geliefert.

Soll die gewünschte Leimauftragsmenge in g/m² atro eingegeben werden, so muß dem Regler 23 zusätzlich über einen Einsteller ein Faktor K für den Feststoffanteil der Leimemulsion eingegeben werden.

Anstatt der Dosierpumpe 13 mit Antriebsmotor 15 kann ein weiterer Durchflußmesser ähnlich dem Durchflußmesser 18 vorgesehen werden. Die gemessene Leimzulaufmenge zum Behälter 4 wird dann dem Regler 23 fortlaufend anstelle des konstanten, voreingestellten Wertes für den Leimzulauf eingegeben.

Die geänderte Ausführungsform nach F i g. 2 entspricht, soweit gleiche Bezugszeichen für die Bauteile verwendet sind, der Ausführungsform nach F i g. 1.

Abweichend von der Ausführungsform nach F i g. 1 ist, daß die Antriebe der Pumpen 13 und 20 mit dem nicht dargestellten Antrieb der Auftragswalze 2 verbunden sind, was durch die strichlierte Linie 30 angedeutet ist. Hierdurch wird eine von der Drehzahl der Auftragswalze 2 und damit der Bahngeschwindigkeit abhängige Leimfördermenge erreicht. Die Differenz zwischen der voreingestellten Leimzulaufmenge und der voreingestellten Ablaufmenge ergibt die zu

ίο verbrauchende Leimauftragsmenge Qso\\. Wird von der Bahn 1 mehr oder weniger Leim abgenommen als Qs₀W entspricht, so läuft mehr oder weniger Leim über den Überlauf 10. Die daraus resultierende Änderung des Niveaus 31 des Leims im tieferen Behälterteil 16 bewirkt eine Änderung der Stärke des Leimfilmes 7 auf der Auftragswalze 2, indem der Niveauregler 32 über den Stellmotor 23 den Leimspalt 6 entsprechend verstellt. Die Eingabe von gewünschter Leimauftragsmenge γ und Bahnbreite AB erfolgt durch Änderung der Drehzahl der Pumpen 13 und 20 durch ein vorgeschaltetes Regelgetriebe, oder z. B. bei Kolbendosierpumpen durch Verstellung des Hubes. So kann z. B. die gewünschte Auftragsmenge über ein der Pumpe 13 vorgeschaltetes Regelgetriebe, die Bahnarbeitsbreite AB über eine Hubverstellung dieser Pumpe und der Faktor K über eine Hubverstellung der Pumpe 20 eingegeben werden.

Die Ausführungsform nach Fig.3 sieht eine Regelung des Leimauftrages wie bei der Ausführungsform nach Fig.2 vor. Um ein Absetzen des Leims im Behälter 4 zu verhindern, wird über die Pumpen 20, 40 eine konstante Leimmenge umgepumpt. Die Pumpe 40 fördert Leim in der angegebenen Pfeilrichtung in den Behälter 4. Die Pumpe 20 fördert dieselbe Leimmenge aus dem tief erliegenden Behälter 16 über den Abfluß 17 zur Rückleitung 14 zurück. Der Antrieb der Pumpen 20, 40 erfolgt über den Motor 22 mit konstanter Drehzahl. Der Antrieb der Dosierpumpe 13 ist wieder mit dem Antrieb der Auftragswalze 2 gekuppelt. Dies ist wieder durch die strichpunktierte Linie 30 angedeutet. Die gewünschte Leimauftragsmenge für die Bahn 1 wird über ein Regelgetriebe 50, welches der Pumpe 13 vorgeschaltet sein kann, eingestellt. Bei Einsatz einer Kolbendosierpumpe kann die Einstellung unter Wegfall des Regelgetriebes durch Hubverstellung vorgenommen werden. Bei Beibehaltung des Regelgetriebes 50 kann über die Hubverstellung die Arbeitsbreite der Bahn eingegeben werden.
Im einfachsten Fall wird nur eine Größe eingegeben, die aus einem Diagramm entnommen wird, das die anderen variablen γ, AB, Vund Kberücksichtigt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Dosieren des Leimauftrages auf eine laufende Bahn, insbesondere Wellpappenbahn, bei dem der Leim aus einem Leimbehälter, in den der Leim zufließt, über eine Leimauftragswalze dosiert auf die angepreßte Bahn übertragen wird und die überschüssige Leimmenge aus dem Leimbehälter über einen Überlauf abfließt, dadurch gekennzeichnet, daß die Leimzuflußmenge zum Leimbehälter (4) auf einem vorbestimmten Wert gehalten oder diese Zuflußmenge gemessen wird, daß die Leimüberlaufmenge festgestellt wird, daß die sich aus der Differenz von Leimzuflußmenge und Leimüberlaufmenge ergebende Ist-Leimauftragsmenge (Qiu) mit einer voreingestellten Soll-Leimauftragsmenge (Q^oii) verglichen wird und abhängig von dem auftretenden Differenzwert eine die Ist-Leimauftragsmenge verändernde Größe selbsttätig beeinflußt wird.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, mit einem Leimbehälter, der über einen Zulauf mit einer Leimzufuhrquelle verbunden ist, einem Überlauf für den überschüssigen Leim, einer in den Leimbehälter eintauchend umlaufenden Leimauftragswalze, an die die zu beleimende, laufende Bahn angedrückt ist und eines einstellbaren Dosierers für die Menge des auf die Bahn zu übertragenden Leims, dadurch gekennzeichnet, daß im Zulauf zum Leimbehälter (4) eine die Leimdurchflußmenge bestimmende Vorrichtung (13) angeordnet ist, daß nach dem Überlauf (10) des Leimbehälters eine die Leimabflußmenge bestimmende Vorrichtung (18, 32) angeordnet ist, daß diese die Leimabflußmenge bestimmende Vorrichtung mit einer selbsttätigen Steuervorrichtung (23, 24) verbunden ist, deren Ausgang mit einer Vorrichtung (5) zur Beeinflussung der Leimübertragsmenge für die Bahn (1) verbunden ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die den Leimdurchfluß im Zulauf des Leimbehälters (4) für die Leimauftragswalze (2) bestimmende Vorrichtung eine Förderpumpe (13) ist, die eine vorbestimmte konstante Leimmenge von solcher Größe in den Leimbehälter fördert, daß diese gleich ist der maximal möglichen Leimauftragsmenge auf die Bahn bei maximaler Bahngeschwindigkeit plus einer Leimüberlaufmenge.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die den Leimdurchfluß im Zulauf des Leimbehälters (4) bestimmende Vorrichtung eine Durchfluß-Meßvorrichtung ist, die mit der Steuervorrichtung (23) verbunden ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die nach dem Überlauf (10) angeordnete, die Leimabflußmenge bestimmende Vorrichtung eine Durchfluß-Meßvorrichtung (18) ist, deren Meßausgang mit der Steuervorrichtung (23) verbunden ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuervorrichtung (23) Handsteller für die Eingabe der Einstellwerte der gewünschten Leimauftragsmenge (γ), der Bahnbreite (AB) und der Bahngeschwindigkeit (V) aufweist und daß die Steuervorrichtung diese Einstellwerte als Faktoren des Produktwertes für den Sollwert (Qsoii) der aufzutragenden Leimmenge verarbeitet.

7. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ablauf des Leimbehälters (4) für die Auftragswalze (2) mit einem Zwischenbehälter

(19) verbunden ist, der über eine Pumpe (20) mit einer Ringleitung (12, 14) verbunden ist, an die ein Leimreservoir und die Pumpe (13) für den Leimzulauf zum Leimbehälter (4) für die Auftragswalze (2) angeschlossen ist und daß ein Niveauregler (21) im Zwischenbehälter den Antrieb (22) der Pumpe (20) steuert.

8. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 — 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Förderpumpe (13) für den Leimzufluß in den Leimbehälter, die Leimauftragswalze (2) und die Rückförderpumpe

(20) für den Leim in die Ringleitung (12, 14) antriebsmäßig verbunden sind.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Leimauftragswalze (2) über ein Regelgetriebe angetrieben ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Förderpumpe (13) für den Leimzufluß in den Leimbehälter (4) über ein Regelgetriebe (50) angetrieben ist.