DE3719828C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Naßpressenpartie der dem Oberbegriff des Anspruchs 1 entsprechenden Art.

Eine solche Naßpressenpartie ist aus der Zeitschrift "Wochenblatt für Papierfabrikation" 7 (1976) S. 235-242 entnehmbar. Mittels der Schwenkeinrichtung werden der Lauf, d. h. die seitliche Lage des Filzes, und seine Längsspannung geregelt.

In der Naßpresse läuft die zu entwässernde Papierbahn mit dem Filz gemeinsam durch den von dem Walzenpaar gebildeten Preßspalt. Das aus der Papierbahn ausgepreßte Wasser geht in die Filzbahn über und wird aus dieser an einer anderern Stelle ihres endlosen Umlaufs zum Beispiel durch eine Saugwalze entfernt.

Das Walzenpaar mit den beiden Walzen, ihren an den Walzenzapfen angreifenden Führungen und dem zwischen den Walzen befindlichen elastisch nachgiebigen Filz bildet ein schwingungsfähiges System mit einer ganzen Reihe von Eigenschwingungen, die im Betrieb der Naßpresse angeregt werden können. Es treten dann Schwingungen im Bereich von etwa 20 bis 150 Hz auf, die sich in einem lauten Brummen der laufenden Naßpresse kundtun.

Besonders ausgeprägt können solche Erscheinungen werden, wenn mindestens eine der Walzen des Walzenpaars eine sogenannte durchbiegungssteuerbare Walze ist, die aus einem feststehenden Querhaupt und einer um dieses umlaufenden Hohlwalze besteht, die hydraulisch von innen an dem Querhaupt abgestützt ist. Durch die Mehrteiligkeit einer solchen Walze kommen zusätzliche Schwingungsfrei­ heitsgrade hinzu.

Die auftretenden Schwingungen stellen nicht nur eine akustische Umweltbelastung dar, d. h. sie sind nicht nur störend, sondern wirken sich auch auf das Arbeitser­ gebnis der Naßpresse negativ aus. Dies gilt besonders für die sogenannten Trampelschwingungen, die in der Verbindungsebene der Achsen der beiden Walzen des Walzenpaars erfolgen oder eine Komponente in dieser Ebene haben und bei denen die Walzen gegeneinander schwingen. Im Moment der größten Annäherung wird bei einer solchen Schwingung der Filz stark zusammengepreßt, während er in den übri­ gen Zeiten, wenn die Walzen voneinander wegschwingen, weniger stark gepreßt wird. Bei geeigneten geometrischen Verhältnissen können sich dadurch in dem Filz nach eini­ ger Betriebsdauer Markierungen ausbilden, die ihrerseits als Schwingungsanregung dienen und zu einer Verstärkung führen können, die zu einem dauerhaft in den Filz eingeprägtes quer zur Laufrichtung verlaufendes Linienmuster zur Folge haben. Längs der Linien ist der Filz komprimiert und von schlechterer Saugfähigkeit als in der Umgebung. Diese Ungleichmäßigkeiten machen sich auch in der behandelten Papierbahn als quer zur Laufrichtung angeordnetes Muster bemerkbar. Die Papierbahn wird entsprechend diesem Muster ungleichmäßig entwässert, und es bleibt das Muster auch nach vollständiger Trocknung des Papiers sichtbar. Die Schwingungen führen auf diese Weise zu einer vermin­ derten Papierqualität.

Außerdem hat der Filz beim Auftreten von Schwingun­ gen eine verringerte Standzeit, weil er nach Entstehung der durch die Schwingungen bedingten linienförmigen Ver­ härtungszonen dort seine Entwässerungswirkung nicht mehr voll entfalten kann. Der Filz muß also früher ausgewechselt werden als bei gleichmäßiger Beanspruchung. Durch das Entstehen der Markierungen erreicht die Standzeit also nicht die Werte, die von der Struktur des Filzes her an sich möglich wären.

Es besteht also ein starkes Interesse daran, das Auftreten der durch die Markierungen im Filz selbstver­ stärkenden Schwingungen in einer Naßpresse zu unterbinden.

Es ist bereits bekannt, die Anregung von Schwingungen durch Markierungen in der Filzbahn durch die sogenannte Filverspannung zu unterdrücken. Mit Hilfe einer schwenk­ bar gelagerten Spannwalze wird der Filz in seiner Ebene parallelogrammförmig verspannt, so daß sich bildende Markierungen nicht mehr quer zur Laufrichtung des Filzes verlaufen, sondern in einem gewissen Winkel und den Preßspalt nicht mehr auf seiner ganzen Länge gleichzeitig erreichen. Dadurch wird die Anregungswirkung der in den Preßspalt einlaufenden Markierung weitgehend zunichte gemacht.

Bei der Verschwenkung der Spannwalze wird der Filz nicht etwa einseitig gelängt, was zu einer Zerstörung des Filzes und insbesondere zu einem seitlichen Verlaufen desselben führen würde. Der Filz wird vielmehr nur in seiner Ebene einer Scherbeanspruchung unterworfen, wobei die Auswirkungen der an einem Rand erfolgenden Verlagerung der Spannwalze durch eine entsprechende Verlagerung am anderen Rand oder sonstige Maßnahmen ausgeglichen werden müssen.

Bei dieser aus der Praxis bekannten Methode erfolgt die Verschwenkung der Spannwalze durch eine Spindel von Hand. Der Maschinenführer erkennt am Geräusch der laufenden Naßpresse aus Erfahrung, wann ein Eingriff erforderlich ist. Er betätigt dann die Spindel und ver­ schwenkt die Spannwalze um eine gewisse Strecke, bis die Geräuschentwicklung zurückgeht. Nach einigen Stunden oder Tagen hat sich der Filz in seiner neuen Verspannungslage eingelaufen und beginnen sich erneut Markierungen zu bilden, die die entsprechenden Eigenschwingungen der Walzenanordnung anregen und zu einem Anstieg der Schwingungen führen. Dann ist ein erneuter Eingriff fällig. Dabei dürfen natürlich die Verstellungen zur Änderung der Filzverspannung die seitliche Lage des laufenden Filzes und dessen Längsspannung nicht beeinträchtigen.

Um auf diese Weise einen ordnungsgemäßen Betrieb der Naßpresse aufrechtzuerhalten, bedarf es ständiger Überwachung und einer entsprechend großen Erfahrung des Maschinenführers.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei der gattungsgemäßen Naßpressenpartie eine von der ständigen Aufmerksamkeit und der Qualität des Maschinenführers unabhängige Schwingungsunterdrückung zu ermöglichen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß in einem ersten Aspekt durch die in Anspruch 1 wiedergegebenen Merkmale gelöst.

Es ist hierdurch erreicht, daß die Schwingungsunter­ drückung automatisch erzielt werden kann, indem die Steu­ ereinrichtung den Schwenkwinkel und damit die parallelogrammförmige Filzverspannung ständig verändert. Es wird, ohne auf die tatsächlich in einem bestimmten Augenblick vorliegende Schwingungssituation Rücksicht zu nehmen, nach einem bestimmten zeitlichen Muster eine Veränderung des Schwenkwinkels der Spannwalze herbeigefügt, damit sich die schwingungsanregenden Markierungen im Filz nicht zu deutlich ausprägen können. Filzlauf und -spannung bleiben hierbei unverändert.

Dies kann im einzelnen in der in Anspruch 2 wieder­ gegebenen Weise verwirklicht werden. Der Schwenkwinkel wird hierbei stufenweise in einer Richtung bis zu einem Grenzwinkel vergrößert, um dann in gleichen oder ähnli­ chen Stufen wieder bis zu einem entgegengesetzten Grenz­ winkel zurückgefahren zu werden.

Die Erfindung verwirklicht sich in einem weiteren Aspekt in einer Naßpressenpartie nach Anspruch 3.

Hierbei wird die Filzverspannung nicht nach einem starren zeitlichen Schema vorgenommen, sondern richtet sich ein Eingriff nach den Ergebnissen der Messung der Schwingungsintensität. Wenn diese nicht zunimmt, erfolgt auch keine Änderung des Schwenkwinkels der Spannwalze.

Als Meßeinrichtung für die Schwingungsintensität empfiehlt sich nach Anspruch 4 ein Beschleunigungsauf­ nehmer, der nach Anspruch 5 bei durchbiegungssteuerbaren Walzen der schon erwähnten Art mit feststehendem Querhaupt und darum umlaufender Hohlwalze auf den aus der Hohlwalze an den beiden Enden hervorstehenden Enden des Querhaupts angebracht sein kann, weil dort die auftretenden Beschleunigungen am größten und die Messung dementsprechend am empfindlichsten ist.

Im einzelnen ist die Steuereinrichtung vorteilhaft in der in Anspruch 6 angegebenen Weise ausgebildet.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch dargestellt.

Fig. 1 zeigt eine Seitenansicht einer erfindungs­ gemäßen Naßpressenpartie;

Fig. 2 zeigt eine Teilansicht von oben nach der Linie IV-IV in Fig. 1;

Fig. 3 zeigt eine vergrößerte Teilansicht des Preßspalts;

Fig. 4 zeigt eine schematische Ansicht der Steuer­ einrichtung, teilweise im Schnitt nach der Linie III-III in Fig. 1.

Die in Fig. 1 als Ganzes mit 100 bezeichnete Naß­ pressenpartie umfaßt ein einen Preßspalt 1 bildendes Walzen­ paar 10 aus einer Oberwalze 2 und einer Unterwalze 3. Die Walzen 2 und/oder 3 sind durchbiegungsgesteuert, d.h. sie bestehen aus einem feststehenden Querhaupt und einer darum umlaufenden Hohlwalze, die von innen hydrau­ lisch an dem Querhaupt abgestützt ist. An den aus der Hohlwalze hervorstehenden Enden ist das Querhaupt an Schwingen oder sonstigen Führungseinrichtungen im Maschinenständer gelagert. Diese Einzelheiten sind in Fig. 1 nicht dargestellt.

Durch den Preßspalt 1 laufen die zu entwässernde Papierbahn 4 sowie der endlos umlaufende bahnförmige Filz 5, der mindestens so breit ist wie die Papierbahn 4. Der Filz 5 läuft in der aus Fig. 1 ersichtlichen Weise über Leit- und Umlenkwalzen 6, 7, 8, 9, von denen die Leit- und Umlenkwalzen 6, 7 etwa in gleicher Höhe neben der Ober­ walze 2 angeordnet sind und dazu führen, daß der Filz 5 die Oberwalze 2 in einem Winkel von etwa 140° umschlingt. Die Leit- und Umlenkwalzen 8, 9 sind etwas oberhalb des Walzenpaars 10 angeordnet. Der Filz 5 verläuft zwischen den Leit- und Umlenkwalzen 8, 9 über eine Spannwalze 20, die so angeordnet ist, daß das auf die Spannwalze 20 zu­ laufende Trum 5′ des Filzes 5 und das von der Spannwalze 20 ablaufende Trum 5′′ einen Winkel von etwa 25° mitein­ ander bilden. Die Spannwalze 20 ist in einer Ebene 11 verschwenkbar, die durch die Achse der Spannwalze 20 geht und innerhalb des durch die Trume 5′, 5′′ des Filzes 5 gebildeten spitzen Winkels liegt. Wie aus Fig. 2 er­ sichtlich ist, ist die Spannwalze 20 an einem Ende auf einem Schwenkzapfen 12 feststehend gelagert, während das andere Ende der Spannwalze durch eine Spindel 13 in der Ebene 11 in der aus Fig. 2 ersichtlichen Weise verlager­ bar ist. Zum Antrieb der Spindel dient der Elektromotor 14, der die ansteuerbare Stelleinrichtung bildet.

Die Normallage der Spannwalze 20 ist in Fig. 2 strichpunktiert angedeutet. Hierbei liegt die Achse der Spannwalze 20 senkrecht zur Längsrichtung des Filzes 5.

Eine verspannte Lage ist in Fig. 2 in ausgezogenen Linien dargestellt. Hierbei ist das rechte Ende der Spann­ walze 20 um den Winkel α nach unten verlagert. Damit der Filz 5 dennoch in der Mitte der Spannwalze 20 bleibt und nicht seitlich von ihr herabläuft, ist an einer anderen Stelle der Umlaufbahn des Filzes 5 eine Steuerwalze 15 vorgesehen, die der durch die Verschwenkung der Spannwalze 20 sich erge­ benden Tendenz zum Ablaufen entgegenwirkt.

Die Spannwalze 20 kann auch in die andere Richtung verschwenkt werden, die in Fig. 2 strichdoppelpunktiert angedeutet ist.

Bei einer Verlagerung der Spannwalze 20 in die in Fig. 2 ausgezogen wiedergegebene Stellung erfolgt eine parallelogrammförmige Verformung des Filzes 5 in der aus Fig. 2 ersichtlichen Weise. Markierungen 16, die vorher genau quer zum Filz sich erstreckten, verlaufen nunmehr in der wiedergegebenen Weise schräg. Bei einer etwa 6 m langen Spannwalze 20 und einem entsprechend breiten Filz 5 und einer Verlagerung des rechten Endes der Spannwalze 20 an der Spindel 13 um etwa 100 mm in der einen oder anderen Richtung ergeben sich Verlagerungen der Markierungen 16 an einem Rand gegenüber dem anderen Rand von etwa 50 cm und mehr, d.h. durch relativ geringfügige Verlagerungen des rechten Endes der Spannwalze 20 können recht erhebliche Schrägstellungen der Markierungen 16 erreicht werden.

In Fig. 3 sind die Verhältnisse im Preßspalt 1 ver­ größert dargestellt. Bei den Walzen 2 und 3 möge in dem dargestellten Augenblick eine Schwingung angeregt sein, die im Preßspalt zu einer Gegeneinanderbewegung der Wal­ zen 2, 3 im Sinne der Pfeile 17 führt. Dadurch ergibt sich eine Kompressionsstelle im Filz 5, der beim Fortgang der Schwingung weniger komprimierte Bereiche nachfolgen. Die Kompressionsstelle ergibt in dem Filz Markierungen 16 in bestimmten Abständen, die sich aus der Frequenz der Schwin­ gung errechnen lassen. Die Markierungen verlaufen quer zur Längsrichtung des Filzes 5 und laufen nach Zurücklegung eines Umlaufs des Filzes in der aus Fig. 3 ersichtlichen Weise wieder in den Preßspalt ein, und zwar in einem Rhythmus, der genau der Eigenschwingung der Walzen 2, 3 im Sinne der Pfeile 17 entspricht. Die Eigenschwingungen der Walzen 2, 3 werden auf diese Weise, nachdem die Mar­ kierungen 16 einmal gebildet sind, genau in der richtigen Frequenz zusätzlich angeregt und somit verstärkt. Von we­ sentlicher Bedeutung ist hierbei aber, daß die Markierun­ gen 16 auf ihrer ganzen Länge gleichzeitig in den Preß­ spalt 1 einlaufen.

Wenn aber die Markierungen 16 nicht auf ihrer ganzen Länge gleichzeitig in den Preßspalt 1 einlaufen, ist die Anregungswirkung der Markierungen 16 praktisch nicht mehr vorhanden. Aus diesem Grund wird die Schrägstellung der Markierungen 16 gemäß Fig. 2 erzeugt.

Wenn die Spannwalze 20 in eine der in Fig. 2 ange­ deuteten Schwenklagen verschwenkt worden und dadurch eine Schrägstellung der Markierungen 16 erreicht worden ist, bilden sich nach einiger Zeit neue, genau quer zum Filz 5 verlaufende Markierungen durch auf irgendeine Weise doch wieder erfolgte Anregung der Eigenschwingungen der Walzen 2, 3 in Richtung der Pfeile 17. Diese Schwingungen ver­ stärken sich durch die Anregung der neugebildeten quer verlaufenden Markierungen schnell. Es muß also nach eini­ ger Zeit das neugebildete quer zum Filz 5 verlaufende Mar­ kierungsmuster erneut schräggestellt werden.

Diese wiederholte Schrägstellung erfolgt bei der Naßpressenpartie 100 selbsttätig. Zwei alternative Ausführungs­ formen sind in Fig. 4 wiedergegeben.

Bei der strichpunktiert angedeuteten Ausführungs­ form ist die Steuereinrichtung 30 ein einfacher Zeitschal­ ter, der nach einem bestimmten zeitlichen Programm, zum Beispiel in gleichmäßigen zeitlichen Abständen, den Motor 14 für kurze Zeit einschaltet, wodurch mittels der Spin­ del 13 das eine Ende der Spannwalze 20 um einen bestimmten Betrag verschwenkt wird. Die Verschwenkung erfolgt zu­ nächst stets in gleichbleibender Richtung. Mit dem ver­ schwenkbaren Ende der Spannwalze 20 werden Kontaktstücke 18 mitbewegt. Wenn diese feststehende Kontakte 19, 21 er­ reichen, liegt ein Grenzwinkel der Verschwenkung vor und wird die Drehrichtung des Motors 14 umgekehrt. Die näch­ sten Verschwenkungsschritte erfolgen also in der entgegen­ gesetzten Richtung. Auf diese Weise pendelt das verschwenk­ bare Ende der Spannwalze 20 zwischen den feststehenden Kon­ takten 19, 21 hin und her und verändert sich der Verspan­ nungszustand des Filzes 5, d.h. die Lage der jeweils ge­ bildeten Markierungen 16, immer wieder.

Bei der in Fig. 4 in ausgezogenen Linien dargestell­ ten als Ganzes mit 40 bezeichneten Steuereinrichtung ist kein feststehendes zeitliches Programm vorhanden, sondern richtet sich die Betätigung des Motors 14 nach dem in einem bestimmten Zeitpunkt tatsächlich vorhandenen Schwin­ gungszustand.

Auf dem Ende 22 des Querhauptes der Oberwalze 2 ist in dem Ausführungsbeispiel ein Beschleunigungsaufnehmer 23 angebracht, dessen Signal in einem Meßverstärker 24 ver­ stärkt, in einem Bandpaßfilter 25 ausgesiebt und in einem Gleichrichter 26 gleichgerichtet wird. Das gleichgerich­ tete Signal wird auf eine speicherprogrammierbare Steue­ rung 27 gegeben, die außerdem aus einer Gleichspannungs­ quelle 28 eine über ein Potentiometer 29 einstellbare Gleichspannung erhält, die einen bestimmten Sollwert dar­ stellt. Überschreitet das Signal des Beschleunigungsauf­ nehmers 23 diesen Sollwert, der eine bestimmte Grenz- Schwingungsintensität repräsentiert, so schaltet die spei­ cherprogrammierbare Steuerung 27 den Motor 14 für eine be­ stimmte Zeit ein, wodurch eine Verlagerung des Endes der Spannwalze 20 um einen bestimmten Winkelschritt erfolgt. Wie auch bei der Steuerung 30 läuft der Motor 14 während der Einschaltzeit mit gleichbleibender Geschwindigkeit. An den durch die feststehenden Kontakte 19, 21 bestimmten Grenzwinkelstellungen erfolgt die Umkehrung der Schritt­ richtung.

Die Erfassung des Meßwertes des Beschleunigungsauf­ nehmers 23 erfolgt in der Praxis als Mittelwert der Be­ schleunigung über einen bestimmten kurzen Zeitraum, zum Beispiel eine Sekunde. Die speicherprogrammierbare Steu­ erung 27 fragt diesen Mittelwert in gewissen längeren Zeit­ abständen, zum Beispiel zehn Minuten, ab. Nur wenn bei einer solchen Abfrage der Mittelwert über dem Sollwert liegt, greift die Steuereinrichtung 40 ein und führt eine Verlagerung der Spannwalze 20 herbei.

Claims (6)

1. Naßpressenpartie in einer Papiermaschine
mit einem Walzenpaar, welches einen Preßspalt bil­ det, durch den die Papierbahn geführt ist,
mit einem bandförmigen, über Leit- und Umlenkwalzen endlos umlaufenden, ebenfalls durch den Preßspalt geführ­ ten Filz,
mit einer von dem Filz teilweise umschlungenen Spannwalze und
mit einer Schwenkeinrichtung, mittels der die Spannwalze in einer durch ihre Achse gehenden, innerhalb des durch das auf die Spannwalze zulaufenden und das von ihr ablaufenden Trums des Filzes gegebenen Winkelbereichs gelegenen Ebene durch eine Stelleinrichtung verschwenkbar ist, und
mit einer der Stelleinrichtung zugeordneten Steuereinrichtung für die Änderung des Schwenkwinkels,
dadurch gekennzeichnet, daß mittels der Steuereinrichtung (30) der Schwenkwinkel (α) nach einem festen zeitlichen Programm schrittweise änderbar ist.

2. Naßpressenpartie nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Schwenkwinkel (α) in gleichen Winkel­ schritten gleichsinnig bis zur Erreichung eines Grenzwin­ kels änderbar ist und bei erreichtem Grenzwinkel die schrittweise Änderung des Schwenkwinkels in der Gegenrichtung erfolgt.

4. Naßpressenpartie in einer Papiermaschine
mit einem Walzenpaar, welches einen Preßspalt bildet, durch den die Papierbahn geführt ist,
mit einem bandförmigen, über Leit- und Umlenkwalzen endlos umlaufenden, ebenfalls durch den Preßspalt geführten Filz,
mit einer von dem Filz teilweise umschlungenen Spannwalze und
mit einer Schwenkeinrichtung, mittels der die Spannwalze in einer durch ihre Achse gehenden, innerhalb des durch das auf die Spannwalze zulaufenden und das von ihr ablaufenden Trums des Filzes gegebenen Winkelbereichs gelegenen Ebene durch eine Stelleinrichtung verschwenkbar ist, und
mit einer der Stelleinrichtung zugeordneten Steuereinrichtung für die Änderung des Schwenkwinkels,
dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einer der Walzen (2, 3) des Walzenpaars (10) eine Meßeinrichtung für die Schwingungsintensität der Walzen (2, 3) zugeordnet ist, mittels deren die Schwenkeinrichtung (13, 14) in Abhängigkeit von den Signalen der Meßeinrichtung steuerbar ist.

4. Naßpressenpartie nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Meßeinrichtung ein Beschleunigungsauf­ nehmer (23) ist.

5. Naßpressenpartie nach Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Beschleunigungsaufnehmer (23) bei einer durchbiegungssteuerbaren Walze (2) auf dem Ende (22) des stillstehenden Querhaupts angebracht ist.

6. Naßpressenpartie nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß mittels der Steuereinrichtung (40) in zeitlichen Abständen ein Mittelwert der Beschleunigung über einen Zeitraum gebildet und bei Überschreitung eines in die Steuereinrichtung (40) eingebbaren Sollwertes die Schwenkeinrichtung (13, 14) in Betrieb setzbar ist.