DE3501555A1

DE3501555A1 - Automatische entwellungsvorrichtung fuer papierbahnen

Info

Publication number: DE3501555A1
Application number: DE19853501555
Authority: DE
Inventors: Kenneth Gordon South Egremont Mass. Fry; Arthur Theodore West Stephentown N.Y. Karis
Original assignee: Beloit Corp
Current assignee: Beloit Technologies Inc
Priority date: 1984-01-31
Filing date: 1985-01-18
Publication date: 1985-08-08
Also published as: CA1244845A; ES8605737A1; IT1183135B; GB2153794B; PH21742A; FI844590A0; FI844590L; FI77630B; GB2153794A; IN163353B; JPS60161856A; MX166976B; DE3501555C2; KR870001628B1; KR850005531A; GB8501512D0; FI77630C; US4539072A; BR8500185A; ES539952A0

Description

Patentanwalt E. O. VETTER. Bahnhof-Straße 30. D-8900 Augsburg, Bur.deai«publm noutscniana

BELOIT CORPORATION

P.O.Box 350

Beloit, Wisconsin 53511

USA

Unser AZ PA 332 DE 11. Januar 1985

Automatische Entwellungsvorrichtung für Papierbahnen

Die Erfindung betrifft eine automatische Entwellungsvorrichtung für Papierbahnen, insbesondere eine automatische Doppelstangen-Entwellungsvorrichtung.

Aus einer Papiermaschine in Rollen ankommendes Papier kann verschiedene Arten von Wellungen haben. Diese Wellungen können in einer nachfolgenden, beispielsweise das Papier zu Papierbögen verarbeitende Maschine Staus und andere Unterbrechungen hervorrufen.

Die Kernwellung ist eine der häufigstens Wellungsarten. Sie entsteht, wenn das Papier innerhalb der Rolle Feuchtigkeit verliert und um einen Kern von geringem Durchmesser gewickelt ist. Das Papier nimmt die Form des Kerns und der Papierlagen um den Kern an. Infolgedessen würde die Menge der in Maschinenrichtung verlaufenden Wellung zunehmen, je weiter das Papier abgewickelt wird und man näher zum Kern kommt. Diese variable Wellung ist sehr schwer vorherzusehen und im Falle von schwerem Papier ändert sich der Durchmesser der sich abwickelnden Rolle so

schnell, daß eine Bedienungsperson in Schwierigkeiten kommt, die Entwellungsstange jeweils um den genauen Betrag und zur richtigen Zeit einzustellen.Andere Wellungsarten,

beispielsweise in Quermaschinenrichtung, können nur schwer ausgeglichen werden, ohne gleichzeitig andere Wellungen in den Papierbögen zu erzeugen.

Bei der Herstellung von Papierbögen werden bisher zwei Arten von Papierbögen verwendet, nämlich eine Stangenart und eine Rollenart. Die Rollenart wird dort verwendet, wo ein Reibungsabrieb nicht akzeptiert werden kann. Die scharfkantige Stange wirkt nicht anders als das Ziehen eines Papierbogens über eine Tischkante zur Erzeugung einer Wellung. Jedoch versucht man bei der Herstellung von Papierbögen eine vorhandene Wellung durch Abbiegen des Papierbogens in die entgegengesetzte Richtung aufzuheben. Da sich die Größe der Wellung mit zunehmendem Abwickeln der Rolle verändert, müssen von einer Bedienungsperson von einer entfernten Stelle während der gesamten Laufzeit der Rolle Einstellungen vorgenommen werden, was eine konstante überwachung durch die Bedienungsperson erfordert.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Konstruktions- und Benutzungsvereinfachung sowie einen besseren Wirkungsgrad zu schaffen. Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch eine Vorrichtung gelöst, welche eine Wellung in einem Papier dadurch neutralisiert, daß sie das Papier zuerst in der einen und dann in der entgegengesetzen Richtung biegt. Dies erfolgt auf eine kontinuierliche Weise und erfordert keine Einstellungen während des Abwickelvorganges.

Gemäß der Erfindung sind

zwei Papierrollen vorgesehen, die ziemlich nahe beieinander angeordnet sind. Die Papierbahn bewegt sich über die eine und unter der anderen der Rollen in einer üblichen S-Umschlingungsform. Um jede Rolle dreht sich eine von einer Luftlagerung getragene Entwellungsstange mit kleinem Durchmesser. Die Stangen sind alle in verschiedenem Ausmaß in die laufende Papierbahn hinein eingestelltem

eine in einer Richtung vorherrschende Wellung zu kompensieren. Die Luftlagerung dient zur Unterstützung der im Durchmesser nur kleinen rotierenden Stange über die gesamte Breite. Diese rotierende Stange kann dann für alle Papierqualitäten und Papiersorten verwendet werden, da sie keine Abreibung des Papiers verursacht.

Versuche haben gezeigt, daß mit einem kurzen Zug zwischen die Bahn tragenden Rollen und durch Einsetzen einer im Durchmesser kleinen Stange in die entgegengesetzten Seiten der Bahn zwischen den Rollen, die Bahn ausreichend ausgelenkt wird, um in die Entwellungsvorrichtung gelangende Wellungen zu neutralisieren.

Eine alternative Ausführungsform der Erfindung beinhaltet zwei als Kühlrollen ausgebildete Rollen, um eine bestimmte Menge Feuchtigkeit auf eine bestimmte Seite des Papierbogens aufzubringen, da eine Bahn sich normalerweise zu der zuletzt zu trocknenden Seite hin wellt. Eine weitere Ausführungsform der Erfindung, welche für schwierige Wellungsprobleme verwendet werden kann, beinhaltet zusätzlich einen hochintensiven Trockner auf beiden Papierbahnseiten. Trocknerrollen und Kühlrollen können auf einer oder auf beiden Seiten eines Papierbogens oder einer Papierbahn angewendet werden, wobei jedoch diese Komponenten nur bei schwierigen Wellungsproblemen Anwendung finden. Zur weiteren Steigerung können Dampf oder Wasser zum Befeuchten der Papierbahn verwendet werden, sowie als zusätzliches Merkmal zur Verringerung der Statik.

Mehrere Ausführungsformen der Erfindung werden im folgenden mit Bezug auf Zeichnungen als Beispiele beschrieben: Darin zeigen
Fig. 1 eine schematische Seitenansicht einer Entwellungs-

vorrichtung mit den Prinzipien der Erfindung, welche eine Vielzahl von Entwellern beinhaltet, Fig. 2 eine vergrößerte Seitenansicht einer Entwellungsstange und einer zugehörigen Konstruktion, und Fig. 3 eine schematische Ansicht einer weiteren Ausführungsform einer Entwellungsvorrichtung nach der Erfindung.

Fig. 1 zeigt eine automatische Entwellungsvorrichtung 10 mit einer Vielzahl von Entwellungseinrichtungen 12. Jede der Entwellungseinrichtung 12 enthält eine erste Rolle 14, über welche eine Papierbahn 16 läuft. Eine zweite Rolle ist stromabwärts der ersten Rolle 14 angeordnet. Die Papierbahn läuft über die erste Rolle 14 und unter der zweiten Rolle 18 hindurch in S-förmigem Umschlingungsverlauf. Eine weiter stromabwärts angeordnete dritte Rolle 20 ändert die Richtung der Papierbahn 16 und lenkt sie in Richtung zur nächsten Stufe innerhalb des Papierherstellungsprozesses .

Zwischen den beiden Rollen 14 und 18 sind zwei Entwellungsstangen oder Stäbe 22 und 24 angeordnet, die jeweils von einem Arm 26 bzw. 28 getragen werden, die schwenkbar an den Achsen der oberen Rolle 14 bzw. der unteren Rolle 18 angelenkt sind. Entfernte Enden der Arme 26 und 28 sind jeweils mit einer Einstellvorrichtung 30 bzw. 32 verbunden, welche einstellbar sind, um die Arme 26 oder 28 zu schwenken.

Es hat sich gezeigt, daß die Entwellung verbessert wird, wenn die beiden Rollen 14 und 18 nicht mehr als 45,72 cm voneinander entfernt angeordnet werden. Auch sollten die Entwellungsstangen 22 und 24 einen verhältsnismäßig kleinen Durchmesser haben, vorzugsweise im Bereich zwischen 64 mm bis 127 mm abhängig von der Anwendung. Die Kombi-

nation des kurzen Zuges zwischen den Rollen 14 und 18 und der kleinen Durchmesser der Stangen 22 und 24 reicht für die meisten Anwendungsfälle aus, um die Papierbahn so zu biegen und auszulenken, daß eine in ihr vorhandene Wellung beseitigt wird. Nachfolgend werden zusätzliche Mittel zum automatischen Entfernen von Wellungen bei schwierigen Wellungssituationen beschrieben.

Die Entwellungseinrichtung ist mehr im Detail in Fig. 2 dargestellt, woraus ersichtlich ist, daß die Entwellungsstange 22 in einem Luftlager 34 gelagert ist, welches die nur einen kleinen Durchmesser aufweisende Entwellungsstange über die volle Breite unterstützt. Ferner erlaubt es der Entwellungsstange 22 im Lager zu rotieren, wobei jegliche unerwünschte Abreibung zwischen der Entwellungsstange 22 und der Papierbahn 16 vermieden wird. Eine Leitung 36 versorgt das Luftlager 34 mit Luft.

Die Arme 26 und 28 sind doppelarmige Hebel und jeweils im Wesentlichen gleich ausgebildet, sodaß die Beschreibung eines Armes für beide ausreichend ist. Der Arm 26 sitzt schwenkbar auf einem Schwenkzapfen 36, der in einem Lager 38 aufgenommen wird. Die Entwellungsstange 22 ist an einem ersten Ende 40 des Armes 26 angebracht. Eine besondere Montageanordnung zeigt Figur 2, in welcher das Luftlager 34 in einem Lagerblock 42 gehalten wird, der an dem ersten Ende 40 des Armes 26 durch eine einstellbare Montageeinrichtung 44 befestigt ist. Diese einstellbare Einrichtung enthält vorzugsweise eine Stellschraube 46, welche an ihren beiden Enden von Flanschen 48 und 50 ortsfest festgehalten wird, die sich vom einen Ende 40 des Armes 26 wegerstrecken. Die Stellschraube

ist durch eine Gewindebohrung 53 eines Ansatzes 52 des Montageblocks 42 hindurchgeschraubt, derart, daß sich der Ansatz 52 ungefähr in der Mitte der Stellschraube befindet. Durch Drehen der Stellschraube wird der Montageblock, seitlich zum Arm 26 bewegt, wodurch die Querposition der Entwellungsstange 22 eingestellt wird, wie dies durch die strichpunktiert gezeichnete Stellung 22a dargestellt ist. Alternativ hierzu könnte der Montageblock 42 auch starr am Ende 40 des Armes 26 befestigt sein.

Die Einstellvorrichtung 30 für den Arm enthält ein Doppelgelenk-Zwischenstück 54, welches mit einem ersten Ende 55 an einem zweiten Ende 56 des Armes 26 schwenkbar angebracht ist. Das Zwischenstück 54 ist an einem zweiten Ende mit einer Gewindespindel 58 schwenkbar verbunden, die entweder von Hand oder automatisch, beispielsweise durch einen Antriebsmotor 60, drehbar sein kann, der über bekannte Antriebsmittel 64 ein Getriebe oder eine axial feststehende Mutter 62 antreibt.

Wenn die einzustellenden Teile durch Drehen der axial feststehenden Mutter 62 eingestellt werden, wird die Gewindespindel 58 relativ zur Mutter 62 vor- oder zurückbewegt, wobei das zweite Ende 56 des Armes 26 jeweils in gleicher Richtung mitbewegt wird, während das erste Ende 40 und damit auch die Entwellungsstange 22 jeweils in entgegengesetzter Richtung bewegt werden. Die Entwellungsstange 22 ist in Figur 2 in strichpunktierten Linien bei 22b in einer weiter in die Papierbahn 16 hineingerollten Stellung dargestellt. Die Entwellungsstange 22 kann also mehr oder weniger weit in die Bahn 16 hinein eingestellt werden, je nach Erfordernis bei der betreffenden Anwendung. Eine glei-

ehe Vorrichtung dient zum Verschwenken des Armes 28, welcher die zweite Entwellungsstange 24 trägt. Die beiden Entwellungsstangen und ihre Montage- und Einstellvorrichtungen sind identisch.

In besonderer Ausführungsform der Erfindung kann die Entwellung der Papierbahn 16 gesteigert werden, insbeondere bei schwierigen Wellungsproblemen mit der Bahn, indem die obere und die untere Rolle 14 und 18 als Kühlrollen ausgebildet werden, wie dies in Figur 1 gezeigt ist. Bei dieser Ausführungsform ist eine Kaltwasserquelle 66 über Leitungen 68 und 70 an das Innere der Rollen 14 bzw. 18 angeschlossen. Ferner sind Entleerungsleitungen 72 und 74 vorgesehen, sodaß durch die Rollen 14 und 18 ein kontinuierlicher Strom an Kaltwasser hindurchfließt. Durch die Verwendung von Kühlrollen wird einer bestimmten Seite der Papierbahn eine bestimmte Feuchtigkeitsmenge zugeführt, wenn sie über die gekühlte Rolle läuft. Dies ist von Vorteil, da eine Papierbahn sich normalerweise zu der zuletzt zu trocknenden Bahnseite hin wellt.

Fig. 1 beinhaltet eine weitere Ausführungsform nach der Erfindung, gemäß welcher auf einer oder auf beiden Bahnseiten Trockner 76 bzw. 78 zur Trocknung der Papierbahn 16 angeordnet werden, wenn diese ebenso wie Kühlrollen gewünscht werden oder erforderlich sind, besonders bei schwierigen Wellungssituationen.

Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung nach Figur 3 ist eine Feuchtigkeitsquelle vorgesehen, welche die Form einer Wasserquelle oder Dampfquelle haben kann und welche über Leitungen 82 und 84 mit Düsen 86 und 88 verbunden ist, die auf entgegengesetzten Seiten einer Pa-

pierbahn 16a angeordnet sind. Auf diese Weise können eine oder beide Seiten der Papierbahn beim Einführen in die Entwellungsvorrichtung je nach Bedarf befeuchtet werden. Dampf und Wasser unterstützt nicht nur die Entwellung der Papierbögen, sondern verringert auch die Statik bzw. statische elektrische Aufladung.

Bei dieser Ausführungsform der Erfindung werden anstelle rotierender Stangen poröse stationäre Entwellungsstangen 90 und 92 verwendet.. Diese Entwellungsstangen 90 und 92 sind an eine nicht dargestellte Druckluftquelle angeschlossen. Aus öffnungen 94, die in den Entwellungsstangen gebildet sind, entweicht Luft und diese Luft bildet zwischen den Entwellungsstangen 90 und 9 2 und der Papierbahn 16a ein Luftkissen. Dadurch kann sich die Papierbahn 16a ohne "Abrieb über die Entwellungsstangen bewegen.

Eine nach den Prinzipien der Erfindung konstruierte Entwellungsvorrichtung kann auch in Kombination Kühlrollen, hochintensive Trockner und Feuchtigkeitssprühdüsen beinhalten, in einer Weise, daß entweder jedes einzelne oder eine Kombination dieser Teile in Abhängigkeit von den Eigenschaften der entsprechenden Papierbahn verwendet werden kann, welche durch die Entwellungsvorrichtung hindurchgeführt wird.

Somit ist ersichtlich, daß durch die vorstehend offenbarte und beschriebene Erfindung eine durch die Vorrichtung hindurchgehende band- oder blattförmige Papierbahn automatisch entwellt wird, indem die Papierbahn zuerst in der einen und dann in einer entgegengesetzten Richtung um ein Paar von im Durchmesser kleinen Entwellungsstangen

gebogen wird. Die Doppelbiegung dient zur Neutralisierung von Wellungen in Papierbahnen in einer kontinuierlichen Weise, ohne daß während des Abwickelvorganges Einstellungen erforderlich sind. Die Entwellungsstangen 22 und 24 werden in den Bewegungsweg der Papierbahn hinein eingestellt, jede auf einen unterschiedlichen Grad, um dadurch eine vorherrschende Wellung in einer Richtung zu kompensieren, in Abhängigkeit der besonderen Wellung der zu neutralisierenden Rolle. Wenn die ursprüngliche Einstellung der Entwellungsrollen 22 und 24 einmal vorgenommen ist, braucht normalerweise während des Abwickeins der betreffenden Papierbahnrolle keine weitere Einstellung mehr vorgenommen zu werden.

Aus vorgehender Beschreibung ist ersichtlich, daß die Erfindung mit verschiedenen Änderungen und Abweichungen von den vorstehend beschriebenen beispielsweisen Ausführungsformen ausgeführt werden kann. Diese Abwandlungen der praktischen Ausführungsform der Erfindung fallen alle unter den Schutz des Patents.

Claims

Patentanwalt E. O. VETTER, Bahnhof-Straße 30, D-890D Ajjgsburg.-bupdesr-epubM ÜOLlschland BELOIT CORPORATION P.O.Box 350 Beloit, Wisconsin 53 511 USA Unser AZ PA 332 DE 11. Januar 1985 Patentansprüche

1. Automatische Entwellungsvorrichtung für eine Papierbahn, gekennzeichnet durch eine erste Rolle (14) zum Führen der Papierbahn,

eine stromabwärts der ersten Rolle angeordnete ä

zweite Rolle (16) zum Führen der Papierbahn, und \

ein Paar Entwellungsstangen (22, 24), welche vorzugsweise gleichzeitig in entgegengesetzte Seiten der sich zwischen den beiden Rollen erstreckenden Papierbahn einstellbar sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet, daß die Entwellungsstangen (22, 24) unabhängig voneinander in unterschiedlichem Maße in die Papierbahn hinein einstellbar sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennz eichnet, daß die Entwellungsstangen (22, 24) drehbar derart angebracht sind, daß sie sich zusammen mit der Bewegung der Papierbahn drehen und dadurch die Abriebwirkung zwischen diesen Entv/ellungsstangen und der Papierbahn vermindert ist·

4. Vorrichtung nach einem der Anprüche 1 bis 3, dadurch geke ri.n zeichnet,

daß die Entwellungs stangen (22, 24) über ihre vorzugsweise gesamte Länge durch Luftlager (34) getragen werden.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß gekühlte Flüssigkeit wahlweise durch mindestens eine der Rollen (22, 24) hindurchgeleitet und dadurch einer ausgewählten bestimmten Seite der Papierbahn Feuchtigkeit zugeführt wird.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5,

"* dadurch gekennzeichnet, daß

β auf mindestens einer. Seite der Papierbahn strom

abwärts der zweiten der beiden Rollen (22, 24) mindestens ein hochintensiver Trockner (76, 78) zur Entfernung von Feuchtigkeit von einer ausgewählten Seite der Papierbahn angeordnet ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet,

daß Feuchtigkeitssprühdüsen (86, 88) auf mindestens einer Seite der Papierbahn stromaufwärts der Entwellungsstangen (92, 94) zur Zuführung von Feuchtigkeit auf mindestens eine ausgewählte Seite der Papierbahn angeordnet sind.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet,

daß die Rollen (14, 18) nicht mehr als 46 cm voneinander entfernt angeordnet sind.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Entwellungsstangen (22, 24) einen Durchmesser im Bereich zwischen 64 mm bis 127 mm haben.

10. Automatische Entwellungsvorrichtung für eine Papierbahn, gekennzeichnet durch eine erste Rolle (14) zur Führung der Papierbahn, eine stromabwärts der ersten Rolle angeordnete zweite Rolle (18) zur Führung der Papierbahn, wobei die beiden Rollen nicht mehr als mit einem Abstand von ungefähr 46 cm voneinander entfernt angeordnet sind, und durch ein Paar Entwellungsstangen (22, 24; 92, 94), welche gleichzeitig und unabhängig voneinander in entgegengesetzte Seiten der Papierbahn hinein einstellbar sind, welche sich zwischen den beiden Rollen erstreckt, wobei die Entwellungsstangen drehbar so gelagert sind, daß sie sich zusammen mit der Papier- a bahn drehen und dadurch zwischen diesen Entwellungsstangen und der Papierbahn keine oder nur eine verminderte Abriebswirkung auftritt, und diese Entwellungsstangen einen Durchmesser im Bereich zwischen ungefähr 64 ram bis 127 mm haben.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß eine gekühlte Flüssigkeit wahlweise durch mindestens eine der Rollen (14, 18) hindurchgeleitet und damit mindestens einer ausgewählten Seite der Papierbahn Feuchtigkeit hinzugefügt wird.

12. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein hochintensiver Trockner (76, 78) auf mindestens einer

Seite der Papierbahn stromabwärts der zweiten Rolle (18) zum Feuchtigkeitsentzug von einer ausgewählten Seite der Papierbahn angeordnet ist.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Feuchtigkeitssprühdüse auf mindestens einer Seite der Papierbahn stromaufwärts der Entwellungsstangen (92, 94) zur Beigabe von Feuchtigkeit auf mindestens eine Seite der Papierbahn angeordnet ist.

14. Verfahren zum Entfernen von Wellungen aus einer Papierbahn, gekennzeichnet durch folgende VerfahrenschritteJ Führen der Papierbahn über eine erste Rolle und unter einer zweiten Rolle in S-förmiger Umschlingung, und, wenn die Papierbahn zwischen den beiden Rollen verläuft, zuerst Biegen der Papierbahn in eine Richtung um eine Stange und anschließend Biegen dieser Papierbahn in entgegengesetzter' Richtung um eine zweite Stange.

15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch g e kennz eichnet, daß mindestens eine der Rollen gekühlt wird.

16. Verfahren nach Anspruch 14 und 15, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Seite der Papierbahn mit einem hochintensiven Trockner getrocknet wird, nachdem sie um die Stangen gebogen wurde.

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17. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Seite der Papierbahn mit Feuchtigkeit besprüht wird, bevor sie um die Stangen gebogen wird.