DE4108056A1 - Verfahren zur behebung von planlagestoerungen bei der herstellung von bahnen in papier- oder kartonmaschinen und vorrichtung zu seiner durchfuehrung - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren entsprechend dem Gattungsbegriff von Patentanspruch 1, sowie Vorrichtung zu seiner Durchführung mit einer im Maschinengestell angeordneten, quer zur Maschinenlaufrichtung ausgerichteten und senkrecht dazu beweglich gelagerten Brecherleiste.

Planlagestörungen treten bei schwereren Papier- bzw. Kartonbögen in Form von Rollneigung auf, wobei die Ränder eines Bogens nicht eben auf der Unterlage aufliegen. Man unterscheidet eine Krümmung der Bögen einerseits nach der Unterseite oder Oberseite hin und andererseits in Längs- oder Querrichtung. Vor allem die Krümmung zur Decke von Kartonbögen oder zur zu bedruckenden Seite von Papierbögen führt in den Weiterverarbeitungsmaschinen, insbesondere Druckmaschinen, zu Stoppern und damit zu Ausschuß.

Insbesondere bei Kartonsorten mit Flächengewichten von mehr als 200 g/m² ist zu beachten, daß sich eine Krümmung in Längsrichtung einstellt. Der an sich im Karton vorhandene Beitrag der Rollneigung in Querrichtung wird mit steigender Biegesteifigkeit kompensiert und tritt nicht in Erscheinung oder wird durch einwirken auf die Rollneigung in Längsrichtung in eine gewünschte Krümmung, d. h. eine Krümmung zur Unterlage hin, gelenkt.

Prinzipiell könnte ein Karton nur dann mit hoher Planstabilität, d. h. ohne nennenswerte Krümmung hergestellt werden, wenn seine mechanischen Eigenschaften und sein Feuchtdehnungsverhalten bezüglich seiner neutralen Ebene symmetrisch wäre. Davon kann aber dann in der Praxis nicht ausgegangen werden, wenn bei der Kartonherstellung nahezu 100% Altpapier eingesetzt wird. Ein aus Altpapier erzeugter Karton mit Decklage, Zwischenlage sowie Unterlage und ggf. einem ein- oder mehrfachen Strichauftrag hat über den Querschnitt des Kartons betrachtet, eine derart inhomogene Stoffzusammensetzung, daß eine ausgeprägte Rollneigung unvermeidbar ist.

Der mit der Kartonherstellung befaßte Fachmann kennt heute viele Einflußmöglichkeiten, wie sie beispielsweise in der Literaturstelle: "M. Jud, Betriebsschwierigkeiten an Fein-, Kraft- und Spezialpapiermaschinen und ihre Beseitigung, Güntter Staib-Verlag, 2. Auflage, 1982" aufgeführt werden. In erster Linie ist die unterschiedliche Feuchtedehnung von Deck- und Unterlage zu nennen, über die durch Trocknung oder Befeuchtung Einfluß auf Größe und Richtung der Krümmung möglich ist. Insbesondere stellt sich das bis heute nicht überwundene Problem, daß das Krümmungsverhalten des Kartons oder des Papiers bezüglich seiner Ursache während des Laufs der Maschine nicht festgestellt werden kann. Erst nach einem Stillstand, Übergang oder Abriß der Bahn können Proben vom Tambour entnommen werden und es können Maßnahmen bezüglich der Krümmung durch Änderung der Trockenleistung in der Nachtrockengruppe oder Befeuchtung an geeigneter Stelle der Bahnführung erfolgen. Die zu späte Möglichkeit des Maschinen-Personals auf die Krümmung Einfluß zu nehmen, ist der Grund dafür, daß nach wie vor die Hauptausschuß-Quelle auf das Krümmungsverhalten der Bahn zurückzuführen ist.

Bei der sogenannten "Laborkrümmung" wird von einem DIN-A4-Bogen die maximale Wölbung jeweils der langen Seite gemessen. Der Qualitätstoleranzbereich erstreckt sich z. B. von 0 = flach bis +10 mm zur Unterlage, womit die Krümmung bei Karton zur Unterlage hin definiert wird.

Ein Nachteil bei unterschiedlichem Beheizen der Nachtrockengruppe einer Papier- oder Kartonmaschine ist, daß das Leistungsvermögen der Maschine aufgrund nicht nutzbarer theoretischer Trockenleistung herabgesetzt wird. Dabei gibt die ermittelte Laborkrümmung vor, in welchem Verhältnis der Dampfdruck der oberen Trockenzylinder zu den unteren Trockenzylindern in der Nachtrockengruppe einzustellen ist. Bei vorgegebener Endfeuchte der Bahn folgt aus dem erforderlichen Stellbereich des Dampfdrucks der Trockenzylinder zueinander die Minderung der Gesamttrockenleistung der Nachtrockengruppe. Eine stark unterschiedliche Beheizung der Trockenzylinder führt zudem zur Faltenbildung der Kartonbahn mit häufigen Abrissen durch eingeschlagene Bahnränder vor allem im Einlauf einer im ON-LINE betriebenen Streichanlage.

Das Befeuchten der Bahn mittels Wassersprührohren hat einen ähnlichen, wenn auch weniger gut steuerbaren Einfluß auf die Rollneigung wie die Trocknung. Auch hier ergibt sich der Nachteil einer Leistungsminderung der Maschine, denn das zur Krümmung aufgebrachte Wasser muß zusätzlich wieder verdampft werden, um auch hier die geforderte Endfeuchte der Bahn zu erreichen. Weitere Nachteile der Befeuchtung mit Wasser bestehen darin, daß die Krümmungswirkung von der aufgebrachten Wassermenge und diese wiederum von

• - der nicht immer gesicherten Funktion des gleichmäßigen Sprühbildes einzelner Düsen und
• - der Saugfähigkeit des Bahnmaterials abhängig ist.

Letzteres gilt vor allem bei Kartonsorten unter 200 g/m² und Papieren mit der Auswirkung von verstärkt beuligen und querwelligen Erscheinungen von im Querschneider geschnittenen und zu Platten gestapelten Bögen.

Häufig wird die Korrektur von Planlagestörungen bei der Weiterverarbeitung der Tamboure in die Ausrüstung verlegt. Die Krümmung in Laufrichtung der Bahn kann beispielsweise durch Einsetzen von Brecherleisten, wie sie aus dem deutschen Gebrauchsmuster 87 13 445 bekannt sind, innerhalb eines Querschneiders verändert werden. Damit ist es möglich fehlerhafte Papierrollen tendenziell zu korrigieren. Die Brecherwirkung, d. h. der Abbau von Spannungen einer Bahnseite erfolgt dadurch, daß die Bahn unter Zugspannung über die mit einem kleinen Radius versehene Gleitfläche der Brecherleiste gezogen wird. Die Eintauchtiefe der Brecherleiste erfolgt dabei senkrecht zur Bahnlaufrichtung und wird nach der jeweils ermittelten Laborkrümmung gesteuert. Die Qualitätskontrolle entscheidet letztlich, ob die erzielte Planlage der zum Verkauf bestimmten Papier- oder Kartonbögen den Anforderungen genügt.

Die Korrektur von Planlagestörungen in der Ausrüstung hat folgende Nachteile:

• a) Die Produktivität der Papierverarbeitungsmaschinen wird verringert. Es muß für jede Veränderung der Laborkrümmung außerhalb des Qualitätstoleranzbereiches ein Gegensteuern erfolgen. Beispielsweise muß die Einstelltiefe einer Brecherleiste im Querschneider mit Mehrfachabwicklung, für jede neu aufgeführte Bahn, mehrfach nachgestellt werden, bis die Krümmung im Qualitätstoleranzbereich liegt, wobei der Ausschußanteil anwächst und die Rentabilität der Maschine sinkt.
• b) Auftretende Schwankungen der Bahnkrümmung während der Laufzeit eines Tambours können nicht direkt erfaßt werden. Auch hier muß vom fertigen Produkt aus eine rückwirkende Anpassung mit entsprechendem Ausschußanteil erfolgen.
• c) Der Arbeitsanteil des Personals in der Qualitätssicherung im Bereich der Ausrüstung steigt erheblich an. Trotzdem kann eine lückenlose Erfassung von Planlagestörungen einzelner Bögen in einer Palette kaum erreicht werden. Die Folge ist ein Anstieg von Reklamationen der Abnehmer, vor allem wegen Bogentransportproblemen in der Druckmaschine.

Die Erfindung sieht ihre Aufgabe darin, ein Verfahren zur Verfügung zu stellen, das eine kontinuierliche Beeinflussung des Krümmungs-Ist-Wertes zur Behebung von Planlagestörungen bei der Herstellung von Bahnen in Papier- oder Kartonmaschinen ermöglicht, wobei eine einmal erreichte "Soll-Laborkrümmung" selbständig mit einer Regelung über einen Zeitraum von mehreren Stunden stabil gehalten werden kann und wobei die Trockenleistung der Nachtrockengruppe ausschließlich zur Bahntrocknung genutzt werden kann und daß ferner kein durch das Verfahren bedingter Biegesteifigkeitsverlust des Bahnmaterials eintritt.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine als Brecherleiste bekannte Vorrichtung zur mechanischen Behebung von Planlagestörungen dahingehend zu verbessern, daß ein störungsfreier Betrieb der Vorrichtung in der Papier- oder Kartonmaschine erfolgen kann und eine evtl. Staubentwicklung der Bahn weitgehend vermieden wird oder entstehender Staub unmittelbar abgeführt werden kann.

Die in einem längeren Zeitraum durchgeführten Messungen bei Kartonbahnen an einer unter praxisnahen Bedingungen laufenden Kartonmaschine hat ergeben, daß ein Anwachsen des Differenzwertes der Oberflächenfeuchten zueinander Mehrkrümmung zur Decke bedeutet, wobei es überraschenderweise nicht darauf ankommt, ob die Gesamtfeuchte der Bahn auf einem niedrigen oder hohen Niveau liegt, d. h. die Schwankungen der Gesamtfeuchte hat keinen Einfluß auf die Krümmung, maßgebend ist allein der Differenzwert der Oberflächenfeuchten. Dabei ist es nicht ausschlaggebend, welche Einzelfaktoren auf die Oberflächenfeuchte, z. B. der Decke, wie Mahlgrad, pH-Wert, Flächengewicht, Retention, Stoff- und Chemikalienrezeptur, Aschegehalt der Decke etc., Einfluß nehmen. Dasselbe gilt für die Unterlage und deren Oberflächenfeuchte.

Ausgehend von dieser Erkenntnis, schlägt die vorliegende Erfindung zur Lösung der Aufgabe bei einem Verfahren gemäß Patentanspruch 1 vor, daß vor der Aufwicklung der Papier- oder Kartonmaschine ein quer zur Laufrichtung der Bahn angeordnetes und senkrecht dazu bewegbares Leitelement auf die Bahnunterseite derart einwirkt, daß in Verbindung mit zwei voneinander beabstandeten Kartonleitwalzen, die sich in Laufrichtung der Kartonbahn gesehen vor und nach dem Leitelement befinden, eine dreimalige Richtungsänderung der Bahn bewirkt wird, wobei kontinuierlich oder intermittierend die Oberflächenfeuchte der vorbeilaufenden Bahnober- und Bahnunterseite gemessen wird und aus der Differenz der beiden gebildeten Meßwerte die Stellgröße für die Eintauchtiefe des Leitelements in die Bahnunterseite abgeleitet wird, wobei Positionsmelder die Eintauchtiefe anzeigen.

Vorteilhafte Ausführungsformen des Verfahrens sind in den Unteransprüchen 2 bis 6 angegeben.

Die Kombination der erfindungsgemäßen Merkmale ergibt einen Regelkreis, wobei die Differenz der Oberflächenfeuchte Decke zu Unterlage, beispielsweise eines Kartons, als Regel-Ist-Wert dient. Das Stellglied ist hier ein auf die Bahnunterseite einwirkendes Leitelement, welches mit zwei im Durchmesser verhältnismäßig großen Leitwalzen eine dreimalige Richtungsänderung der Bahn bewirkt, d. h. der Umschlingsungswinkel der Bahn wächst aufgrund der Geometrie ungefähr proportional mit der Eintauchtiefe des Leitelementes an. Damit steht ein mechanisches Stellglied zur Verfügung, mit dem unter gleichbleibenden Bedingungen eine Änderung des Krümmungs-Ist-Wertes erfolgen kann ohne besondere Maßnahmen beispielsweise bei der Trocknung vornehmen zu müssen. Die sich während des Produktionsablaufs ändernde Oberflächenfeuchtedifferenz gibt vor, wie weit die momentane vom Positionsmelder angezeigte Eintauchtiefe des Leitelementes geändert werden muß, um schließlich die erforderliche Krümmungsänderung zu bewirken. Die neu anzusteuernde Eintauchtiefe des Leitelementes kann manuell erfolgen, wozu dann als Positionsmelder eine optische Anzeige der Eintauchtiefe genügt. Vorzugsweise erfolgt das Positionieren des Leitelementes automatisch, wozu dann als Positionsmelder ein Wegaufnehmer, beispielsweise ein induktiver Wegaufnehmer, zur Überwachung und Rückmeldung der momentanen Eintauchtiefe des Leitelementes erforderlich ist.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren konnte die Leistungskapazität einer Kartonmaschine um bis zu 10% gesteigert werden, ohne daß die an den Tambourproben ermittelte Krümmung aus dem vorgegebene Qualitätstoleranzbereich abwich. Zusätzlich wurde festgestellt, daß ein durch die Eintauchtiefe des Leitelementes erzielter Umschlingungswinkel der Bahn über das Leitelement bis zu 60 Grad keinen Einfluß auf die für den Karton erforderliche Biegesteifigkeit hat, wie nachfolgend in Beispiel 2 für unterschiedlich schwere Kartonmaterialien gezeigt wird.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren hatte sich als besonders vorteilhaft erwiesen, das Leitelement in Bahnlaufrichtung mit- oder gegenläufig rotieren zu lassen, wobei die Umfangsgeschwindigkeit des Leitelementes kleiner als 1% der Bahngeschwindigkeit gewählt wird. Durch die Rotation des Leitelementes wird die Friktion vermindert und das Herausreißen von Bahnbestandteilen, das zu dem gefürchteten Stauben fuhren kann, vermieden. Zusätzlich wird durch die Rotation des Leitelementes ein einseitiger Verschleiß desselben verhindert.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführung der Erfindung wird das Leitelement gekühlt. Die Kühlung des Leitelementes kann dabei mittels Wasser oder Luft erfolgen.

Zur genauen Messung der Oberflächenfeuchte hat sich die, von einer Flächengewichtsmessung unabhängige Infrarot-Reflexionssensormessung als besonders geeignet gezeigt. Hierzu wird eine Multifilter-Technik benutzt, die zusätzliche Wellenlängenbereiche verwendet und die Absorption der zellstoffspezifischen Resonanzfrequenz auswertet, so daß der Sensor gleichzeitig Wassergewicht und Fasergewicht mißt. Die Messung ermöglicht eine direkte Anzeige bei einem Meßbereich von 0-40% für den absoluten Feuchteanteil. Ab etwa 80 bis 100 g/m² Papiergewicht wird ausschließlich die Oberflächenfeuchte gemessen.

Zur Messung der exakt gleichen Profilstellen werden die Sensoren oberhalb und unterhalb der Bahn gegenüberliegend angeordnet.

Eine Vorrichtung zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist in Patentanspruch 7 und bevorzugte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen 8 bis 12 angegeben.

Eine Brecherleiste ist zwischen zwei voneinander beabstandeten Leitwalzen, die zur Abstützung der vorbeilaufenden Bahn dienen, angeordnet. Die Brecherleiste weist einen mit einem Drehantrieb versehenen Rundstab auf und ist mit dem Rundstab voran in den Zwischenraum, der von zwei voneinander beabstandeten Leitwalzen gebildet ist, hineinbewegbar. Hierzu sind Mittel zum wiederholbaren Einstellen von Positionen senkrecht zur Laufrichtung der Bahn vorgesehen.

Die beiden mit der Brecherleiste zusammenwirkenden Leitwalzen sind vorteilhaft so angeordnet, daß die Bahnführung vor und nach den Leitwalzen sich nicht verändert, unabhängig, welche Stellung die Brecherleiste zwischen den Leitwalzen einnimmt. Die zu bedruckende, sich gegen die Leitwalzen abstützende Bahnoberfläche wird dadurch geschont, daß die Umfangsgeschwindigkeit der Leitwalzen mittels eigenem Antrieb mit der Bahngeschwindigkeit synchronisiert ist.

Je kleiner der Achsabstand beider Leitwalzen zueinander ist, desto größer wirkt sich die Eintauchtiefe der Brecherleiste auf einen verhältnismäßig stärker anwachsenden Umschlingungswinkel der Bahn über den Rundstab aus. Der Achsabstand der Leitwalzen ist aus geometrischen Gründen jedoch mindestens 1,2× größer als ihr Außendurchmesser.

Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Durchmesser des Rundstabes mindestens um das 40fache kleiner als der Durchmesser der Leitwalzen. Bei der gewählten Geometrie ergibt sich bereits bei geringer Eintauchtiefe des Rundstabes eine Beeinflussung auf die Krümmung der Bahn mit dem Vorteil, daß ein ausreichender Stellbereich der Brecherleiste bezüglich der Krümmung zur Verfügung steht, ohne daß damit ein signifikanter Biegesteifigkeitsverlust der Bahn auftritt, wie es in Beispiel 2 und 3 gezeigt wird. Ein weiterer Vorteil der gewählten Geometrie ergibt sich in einem annähernd linearen Zusammenhang zwischen Eintauchtiefe und Umschlingung der Bahn über den Rundstab.

Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist die Brecherleiste eine aus gleitfähigem Material hergestellte Aufnahme zur Abstützung und Führung des Rundstabes auf. Die sich vorzugsweise über die ganze Breite der Bahn erstreckende Aufnahme stützt dabei den in ihr rotierenden Rundstab gleichmäßig, ohne daß sich der Rundstab durchbiegen kann, ab.

Eine weitere Ausführungsform der Erfindung weist in Längsrichtung im Boden der Aufnahme, also quer über die ganze Bahnbreite, eine Nut auf, die an ihren Enden mit wenigstens einem Kühlwasserzu- und -abfuhrkanal versehen ist. Der rotierende Rundstab liegt auf der Nut auf und wird ständig durch das durch die Nut hindurchgeführte Kühlwasser benetzt. Gleichzeitig werden an dem Rundstab anhaftende, aus der Bahn gerissene Partikel, abgeführt.

Handelt es sich dagegen um eine Bahn mit dichter durch Pigmentierung oder Leimung geschlossener Unterlagenseite oder eine bezüglich Feuchtigkeit sehr empfindliche Bahnunterlage besteht bei einer anderen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung die Möglichkeit, das Kühlwasser durch den aus einem dickwandigen Rohr bestehenden Rundstab hindurch zu leiten.

Beispiel 1

Durchführung des Verfahrens in einer Kartonmaschine unter Einsatz einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, wie in Fig. 3 gezeigt. Ausgangsmaterial war ein aus Altpapier hergestellter 3lagiger Karton mit 3fach gestrichener Decklage. Die Kartonbahn wies in der Kartonmaschine vor der Aufwicklung folgende Meßwerte auf:

Bahnbreite:|3,65 m
Bahngeschwindigkeit:	450 m/min
Flächengewicht inkl. Strichauftrag:	220 g/m³
Gesamtfeuchte:	8,5 bis 9%
Oberflächenfeuchte Decke:	9,4%
Oberflächenfeuchte Unterlage:	6,6%

Die gemessenen absoluten Feuchteanteile der Kartonbahn entsprechen den jeweiligen Mittelwerten, die von den Meßpositionen, Führerseite, Mitte und Triebseite auf der Kartonmaschine entnommen wurden.

Angaben zur erfindungsgemäßen Vorrichtung:

Rundstab:
Durchmesser 10 mm
	Drehzahl 40 UpM, Drehrichtung gleich Bahnlaufrichtung
	Wasserkühlung (Einlaßtemperatur 15°C, Auslaßtemperatur 18°C)

Leitwalzen:
Durchmesser 500 mm
	Achsabstand 640 mm
	Umfangsgeschwindigkeit mit Bahngeschwindigkeit synchronisiert

Stellbereich des Rundstabes:
von 0 mm ohne Bahnkontakt
	bis 150 mm max. Eintauchtiefe T

Die Kartonmaschine produzierte bei annähernd max. Trockenleistung, wobei die Einstellung der Dampfdrücke der oberen Trockenzylinder zu den unteren Trockenzylindern mit 3,5 bar nahezu gleich und auf hohem Niveau lagen.

Die nach Stillstand, Übergang und Abriß angesteuerte Soll-Laborkrümmung von +3 mm ergab unter gegebenen Bedingungen eine Eintauchtiefe T des Rundstabes von 12 cm.

Änderte sich die Oberflächenfeuchtedifferenz, wobei die Oberflächenfeuchte der Deckseite immer höher als die der Unterseite ist, um mehr als 0,5%-Punkte, z. B. nahm sie zu, mußte der Rundstab hierbei um 1 cm tiefer in die Bahnunterseite eintauchen. Bei gegebener Geometrie ergab das eine Zunahme des Umschlingungswinkels (2×α) der Bahn über den Rundstab von ca. 4 Grad.

Mit dieser Regelung konnte die Krümmung über einen Zeitraum von mehr als 3 Std. stabil gehalten werden. Aufgrund von Trendberechnungen werden feuchtigkeitsunabhängige Einflüsse auf die Krümmung durch Soll-Wert-Änderungen des Regelkreises, d. h. Anpassung der mittleren Oberflächenfeuchtedifferenz in bezug auf die Eintauchtiefe T, im Abstand von 2 bis 3 Std. kompensiert.

Beispiel 2

Versuche mit der in Beispiel 1 genannten Vorrichtung ergaben, wie Fig. 1 zeigt, keine nennenswerten Änderungen in bezug auf die Biegesteifigkeit der geprüften Bahnmaterialien bis zu einer Eintauchtiefe von 15 cm. Bei den untersuchten Bahnmaterialien handelte es sich um ein- und mehrlagige Kartons von 230 bis 425 g/m². Das Diagramm zeigt den Einfluß der Biegesteifigkeit der Bahnmaterialien, ausgedrückt als geometrisches Mittel der Wurzel aus Längs- und Quermessung √, auf die Eintauchtiefe des Rundstabes.

Beispiel 3

In Fig. 2 ist die Krümmung in mm angegeben, wobei (minus) ein Rollen des DIN-A4-Bogens zur Decke und (plus) ein Rollen zur Unterlage kennzeichnet. Die Eintauchtiefe des Rundstabes ist, wie in den vorherigen Beispielen, in cm angegeben.

Die eingetragenen Linienzüge zeigen den Einfluß der Krümmung auf die Eintauchtiefe des Rundstabes. Es wird deutlich, daß oberhalb einer Eintauchtiefe von 15 cm bei allen untersuchten Proben die Krümmung über dem max. zulässigen Wert von +10 mm liegen. Demnach war eine größere Eintauchtiefe des Rundstabes in die Bahnunterseite zur Korrektur der Planlage bei den gegebenen Bahnmaterialien nicht erforderlich, d. h. in Verbindung mit Beispiel 2 hat sich gezeigt, daß ein Einfluß der Biegesteifigkeit im Stellbereich der Eintauchtiefe des Rundstabes nicht erfolgte.

Die nachfolgenden Figuren dienen der näheren Erklärung der Erfindung. Es zeigen:

Fig. 1 und 2 Diagramme zu den in den Beispielen 2 und 3 beschriebenen Wirkung der Eintauchtiefe des Leitelementes auf die Krümmung und Biegesteifigkeit;

Fig. 3 die Auswirkung der Eintauchtiefe der Brecherleiste auf den Umschlingungswinkel der Bahn für eine bestimmte Geometrie.

Fig. 4 die Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in schematischer Darstellung, angeordnet in einer Kartonmaschine, sowie Wirkablauf des erfindungsgemäßen Regelkreises;

Fig. 5 eine Vorderansicht im Teilschnitt der in Fig. 3 gezeigten Einzelheit IV, dargestellt über die Arbeitsbreite der Kartonmaschine;

Fig. 6 und 7 in vergrößerter isometrischer Darstellung Teilstücke der Aufnahme mit darin gelagerten Rundstäben, Fig. 6 zeigt den in Fig. 5 gezeigten Schnittverlauf V;

Fig. 8 ein Leitelement als Luftbürste in vergrößerter, isometrischer Darstellung.

Fig. 4 zeigt schematisch die Führung der Kartonbahn (9) rückläufig vom Aufwickelsystem (21) einer Kartonmaschine. Unmittelbar vor dem Aufwickelsystem (21) ist eine Oberflächenfeuchte-Meßvorrichtung mit einem Infrarot-Sensor (7) für die Decke und einem weiteren Infrarot-Sensor (8) für die Unterseite der Kartonbahn (9) angeordnet. Diese Sensoren sind, vorzugsweise mit weiteren Sensoren, wie sie heute beim Qualitätsleitsystem üblich sind, in einem ggf. mit Traversiereinrichtung ausgebauten Meßrahmen (22) installiert.

Auf der rechten Seite der Fig. 4 befindet sich die im Maschinengestell (1) angeordnete Vorrichtung zur mechanischen Behebung von Planlagestörungen. Die durch Linearführungen (28) senkrecht zur Bahnlaufrichtung (2) verschiebbar gelagerte Brecherleiste (3) ist in zwei Positionen dargestellt. Die untere, strichpunktiert gezeichnete Position zeigt bei vollständig abgesenktem Hubzylinder (12), daß die Kartonbahn (9) keinen Kontakt mit der Brecherleiste (3), sowie den Leitwalzen (5; 6) hat. Die zweite Position entspricht der einer möglichen Stellung der Brecherleiste (3) mit der Eintauchtiefe T, wobei die Kartonbahn (9) einer dreimaligen Richtungsänderung unterliegt. Bei gegebener Arbeitsbreite, also maximaler Bahnbreite der Kartonmaschine von 3,65 m weisen die Leitwalzen (5; 6) beispielsweise einen Außendurchmesser D von 500 mm auf und ihr Achsabstand beträgt 640 mm. Daraus ergibt sich ein enger Zwischenraum (10), in dem die Brecherleiste (3) mittig hinein verfahrbar ist. Der Umschlingungswinkel (2×α) der Kartonbahn (9) über die Brecherleiste (3) steigt dabei gemäß Fig. 3 annähernd proportional mit zunehmender Eintauchtiefe T an, wobei α den Ablaufwinkel der Kartonbahn (9) von der Leitwalze (6) zur Bahnlaufrichtung (2) angibt.

Die Meßsignalverarbeitung findet im Übertragungsglied (Ü) statt. Die Verbindungen der Signalübertragung sind durch gestrichelte Linien dargestellt. Der aus der Oberflächenfeuchtemessung der Infrarot-Sensoren (7; 8) ermittelte Differenzwert x_e1 ergibt den Regel-Ist-Wert. Die im Übertragungsglied (Ü) durch nicht feuchteabhängige Störgrößen Z_i bereinigte und aus der Abweichung der Soll-Laborkrümmung in Korrelation zu x_e1 hergeleitete Stellgröße x_a1 ergibt sich die eingestellte Eintauchtiefe T der Brecherleiste (3). Die momentane Position x_e2 der Brecherleiste (3) wird durch den Positionsmelder (11) angezeigt.

Die beiden Leitwalzen (5; 6) weisen jeweils einen mit der Bahngeschwindigkeit synchron drehenden Antrieb (20) auf, damit keine Strichbeschädigung auf der Decke der Kartonbahn (9) entsteht.

Die Fig. 5 und 6 zeigen den oberen Teil der Brecherleiste (3) über die Arbeitsbreite (AB) der Kartonmaschine mit dem auf ihr gelagerten und mittels Drehantrieb (13) gekoppelten Rundstab (4). Der Rundstab (4) weist in bezug zum vorgenannten Beispiel einen Durchmesser d von 10 mm auf, d. h. 50fach kleiner als der Durchmesser D der gegenüberliegenden Leitwalzen (5; 6). Die beispielsweise aus Gußeisen hergestellte Aufnahme (14) führt den Rundstab (4) in einer durch Fräsen oder Räumen hergestellten 10 mm breiten und 5 mm tiefen Nut. Auf dem Boden der Nut ist in der Mitte eine zweite Nut (17) mit einer Breite und Tiefe von 5 mm eingebracht. Der hart verchromte und polierte Rundstab (4) stützt sich auf die leicht gebrochenen oder abgerundeten Kanten (24) der Nut (17) ab und wird auf den Stirnseiten der Aufnahme (14) durch ein an sich bekanntes Festlager (15) und Loslager (16) gehalten, welche gleichzeitig die Aufnahme stirnseitig abdichten. Die auf dem Nutboden eingebrachte Nut (17) dient zur Kühlung des Rundstabes (4), in dem kaltes Brunnenwasser 15°C auf der Führerseite durch Kanal (18) zugeführt und auf der Triebseite durch Kanal (19) abgesaugt wird. Das Absaugen des Kühlwassers verhindert ein Verstopfen des Kanals (19) durch abgestreifte Fasern.

Wird dagegen, wie in Fig. 7 gezeigt, ein dickwandiges Rohr als Rundstab (25) verwendet, kann das Kühlwasser an den Enden durch Drehdurchführungen zu- und abgeführt werden. Der Drehantrieb des Rundstabes (25) muß dann seitlich angeordnet werden und das Antreiben des Rundstabes (25) erfolgt beispielsweise mittels Zahnriementrieb.

Die in Fig. 8 gezeigte Luftbürste (23) ersetzt den Rundstab (4; 25) einschließlich Aufnahme (14) und ist in dieser Ausführung direkt auf der Brecherleiste angeordnet. Die aus dem Innenraum (26) durch die Augenlidern ähnliche Öffnungen (27) sowohl entgegen wie in Bewegungsrichtung der Bahn geblasene Luft bewirkt, daß die Bahn etwa 2 mm über der gekrümmten Fläche schwebt, d. h. die Bahn gleitet berührungslos über die Rundung (29), wobei die Bahnunterseite gestaucht und die Bahnoberseite gedehnt wird, ohne daß ein Abrieb der Bahn und damit das gefürchtete Stauben auftritt.

Claims (12)

1. Verfahren zur Behebung von Planlagestörungen bei der Herstellung von Bahnen in Papier- oder Kartonmaschinen, dadurch gekennzeichnet, daß vor der Aufwicklung ein quer zur Laufrichtung der Bahn angeordnetes und senkrecht dazu bewegbares Leitelement auf die Bahnunterseite derart einwirkt, daß in Verbindung mit zwei voneinander beabstandeten Kartonleitwalzen, die sich, in Laufrichtung der Kartonbahn gesehen vor und nach dem Leitelement befinden, eine dreimalige Richtungsänderung der Bahn bewirken und wobei kontinuierlich oder intermittierend die Oberflächenfeuchte der vorbeilaufenden Bahnober- und Bahnunterseite gemessen wird und aus der Differenz der beiden gebildeten Meßwerte die Stellgröße für die Eintauchtiefe des Leitelements in die Bahnunterseite abgeleitet wird, wobei Positionsmelder die Eintauchtiefe anzeigen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein als Rundstab geformtes Leitelement in Laufrichtung der Bahn mit einer Umfangsgeschwindigkeit, die <1% der Bahngeschwindigkeit ist, mit- oder gegenläufig rotiert.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Leitelement gekühlt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächenfeuchtemessung mittels zwei einander gegenüberliegenden Infrarot-Reflexions-Sensoren durchgeführt wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Überwachung der Eintauchtiefe des Leitelementes mittels Wegaufnehmer vorgenommen wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Leitelement als Luftbürste arbeitet, über die die Bahn berührungslos gleitet.

7. Vorrichtung zur mechanischen Behebung von Planlagestörungen für Papier- und Kartonmaschinen mit einer im Maschinengestell (1) angeordneten, quer zur Maschinenlaufrichtung ausgerichteten und senkrecht dazu beweglich gelagerten Brecherleiste (3) mit einem auf ihr gelagerten dünnen Rundstab (4), der als Gleitfläche dient, dadurch gekennzeichnet, daß die Brecherleiste (3) zwischen zwei voneinander beabstandeten Leitwalzen (5; 6), die zur Abstützung der vorbeilaufenden Bahn (9) dienen, angeordnet ist, und daß die Brecherleiste (3) voran mit dem Rundstab (4; 25) in den Zwischenraum (10) der Leitwalzen (5; 6) hineinbewegbar ist, wobei die Brecherleiste (3) Mittel (11) zum wiederholbaren Einstellen von Positionen senkrecht zur Laufrichtung der Bahn (9) aufweist und daß ferner der Rundstab (4; 25) mit einem Drehantrieb (13) versehen ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Rundstab (4; 25) einen Durchmesser d aufweist, der mindestens um das 40fache kleiner als der Durchmesser D einer der gegenüberliegenden Leitwalzen (5; 6) ist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Brecherleiste (3) eine aus gleitfähigem Material hergestellte Aufnahme (14) zur Abstützung und Führung des Rundstabes (4; 25) aufweist und daß der Rundstab (4; 25) an den Stirnseiten der Brecherleiste (3) mittels an sich bekannter Lager gehalten ist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß in Längsrichtung im Boden der Aufnahme (14) eine Nut (17) mit Zu- und Abfuhrkanälen (18; 19) für Kühlwasser angeordnet ist.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Rundstab (25) aus einem dickwandigen Rohr besteht und an seinen beiden Enden Drehdurchführungen aufweist, die mit einem Kühlwasserkreislauf verbunden sind.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche des Rundstabes (4; 25) hart verchromt und poliert ist.