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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zur Einfädelung einer Papier- oder Kartonbahn,
gemäß der in dem
Oberbegriff des beigefügten
Anspruches 1 festgelegten Art. Die Erfindung betrifft auch eine
Einfädelungsvorrichtung
gemäß dem Oberbegriff
des beigefügten
Anspruches 9.
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Bei
aktuellen Papier-/Kartonmaschinen wird die Einfädelung durch das Abschneiden
eines schmaleren Endes oder Einführungsstreifens
von der Kante einer Bahn durchgeführt. Dieses Ende wird durch
die Maschine über
die gesamte Strecke zu dem Aufroller mittels Einfädelungsvorrichtungen (zum
Beispiel Blasplatten, Seile oder ein Saugband) befördert. Das
Ende kann auch an einem näher
an der Mitte der Bahn befindlichen Punkt durch so genanntes Doppelabschneiden
getrennt werden. Allen Verfahren ist abgesehen von der Trennstelle
dasselbe Prinzip gemeinsam, dass das Papier zuerst in Form eines
schmaleren Endes übergeben
wird, wobei es danach ausgebreitet wird, um eine Bahn mit voller
Bahnbreite auszubilden. Die Einfädelung
erfolgt in einem Abschnitt auf einmal, wenn freie Züge in der
Maschine vorhanden sind, wobei das Ende in Form eines schmalen Streifens
zu einem zuvor festgelegten Haltepunkt geführt, und die Bahn danach in die
volle Bahnbreite ausgebreitet wird. Von dem Haltepunkt wird ein
schmaler Streifen zu dem nachfolgenden Haltepunkt befördert. Auf
diese Weise ist es möglich,
die Einfädelung
in kurzen Bereichen von der Presse den gesamten Weg bis zu dem Aufroller über den
Trockenabschnitt zu führen,
wobei die Distanz nicht zu groß wird
und die Bahn immer noch leicht regelbar ist.
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Verschiedene
Vorrichtungen zum Abschneiden und Regeln des Endes sind zum Beispiel
in dem FI-Patent 62695 (entspricht dem U.S.-Patent 4501643), U.S.-Patent
4692215, U.S.-Patent 4014740, FI-Patent 63800 (entspricht U.S.-Patent 4566944)
und in dem FI-Patent 59833 (entspricht U.S.-Patent 4429819) offenbart.
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Die
Einfädelung
ist entlang der so genannten freien Läufe am problematischsten, in
denen das Ende/die Bahn nicht über
ihre gesamte Wegstrecke unterstützt
wird. So enthält
zum Beispiel bei einer Papierbahn die Einfädelung von dem Trockenabschnitt durch
einen Maschinenkalander oder einen Weichkalander hindurch den gesamten
Weg zu dem Aufroller relativ lange freie Läufe. In den freien Läufen wird
die Bewegung des Endes von einem Haltepunkt zu einem anderen (zum
Beispiel Kalanderwalzenspalt – Aufrollerwalzenspalt)
mittels eines Geschwindigkeitsunterschiedes, das heißt Zugunterschied
zwischen den Punkten auf eine solche Art und Weise geregelt, dass
der letztere Walzenspalt in Bewegungsrichtung des Endes/der Bahn
eine höhere
Geschwin digkeit aufweist, wobei das Ende durch einen ausreichenden
Unterschied straff gehalten wird. Ein Problem besteht bei dieser
so genannten Geschwindigkeitsregelung darin, dass sie von der Bahn
und ihren Eigenschaften unabhängig
ist. Im Allgemeinen wird der Geschwindigkeitsunterschied manuell
von den Personen eingestellt, welche die Maschine auf der Grundlage
einer visuellen Vorstellung der Spannung der Bahn/des Endes bedienen.
Oftmals werden die Veränderungen
bei dem Geschwindigkeitsunterschied ziemlich bedeutend und treten
schnell auf, wobei das Risiko eines Risses des Endes/der Bahn steigt,
und Produktionszeit verloren geht (siehe Pulp & Paper International „Driving
ahead in the paper Industry" /
Fortschritt in der Papierindustrie), von Peter Worland, Dezember
1998).
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Ein
Ziel der Erfindung besteht in der Einführung eines Verfahrens und
einer Vorrichtung, mittels welcher die Einfädelung einer Papier- oder Kartonbahn
auf zuverlässigere
Art und Weise durchgeführt werden
kann, und das Risiko eines Bahnrisses verringert wird. Um diesen
Zweck zu erreichen, ist das Einfädelungsverfahren
gemäß der Erfindung
in erster Linie durch das gekennzeichnet, was in dem kennzeichnenden
Teil des beigefügten
Anspruches 1 präsentiert
wird.
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Der
Erfindungsgedanke besteht darin, die Einfädelung in den freien Läufen mittels
Spannungsregelung durchzuführen,
wobei die Lauffähigkeit/Spannung
des Streifens und der eine Unterbreite aufweisenden Bahn wenn notwendig
innerhalb der Grenzwerte der Festigkeit der selben reguliert werden kann,
wodurch unnötige
Risse vermieden werden.
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Die
Vorrichtung gemäß der Erfindung
ist durch das gekennzeichnet, was in dem kennzeichnenden Teil des
beigefügten
Anspruches 9 präsentiert
wird.
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Es
sind Vorrichtungen zum Messen des Bahnspannungsprofils bekannt,
mit welchen es möglich
ist, das Spannungsprofil einer Bahn mit voller Bahnbreite während des
Laufes zu messen. Diese Technik kann auch bei der Spannungsregelung
entlang des freien Laufes durch die Messung der Bahnspannung von
einem Ende angewandt werden, welches schmaler als die Bahn mit voller
Bahnbreite ist. Somit ist es möglich,
einen Durchschnittswert von lokalen Messpunkten zu errechnen, wobei
der Durchschnittswert als Messwert der Spannungsregelung verwendet
wird. Die Einfädelung
kann, wenn notwendig, auch innerhalb der Grenzwerte der örtlichen Spannungswerte
(min und max) durchgeführt
werden.
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Nachfolgend
wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen
näher beschrieben,
wobei
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1 eine
Seitenansicht der Vorrichtung darstellt,
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2 das
Betriebsprinzip der in der Vorrichtung verwendeten Messvorrichtung
darstellt, und
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3 ein
Schaubild ist, welches die Bahnspannung in verschiedenen Stufen
des Verfahrens darstellt.
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In 1 ist
eine Seitenansicht einer in einem Abschnitt der Papier- oder Kartonmaschine
positionierten Vorrichtung dargestellt. In 1 ist ein
typischer Abschnitt einer Papier- oder Kartonmaschine dargestellt,
die freie Läufe
enthält,
wobei sich die Bahn in diesem Abschnitt von dem Trockenbereich D durch
einen Kalander C, in diesem Fall ein Weichkalander mit 2 Walzenspalten,
zu dem Aufroller R bewegt. Auf der Wegstrecke der Papier- oder Kartonbahn
ist eine geeignete Anzahl von Messvorrichtungen 1 vorhanden,
die zur Messung der Bahnspannung mindestens von dem Ende angeordnet
sind, welches schmaler als die Bahn W mit voller Bahnbreite ist.
Das Ende ist ein Teil, der gewöhnlich
eine Breite von maximal 50 cm aufweist, von der Kante einer Bahn
mit voller Bahnbreite oder von der Mitte derselben mittels eines
Abschneidverfahrens getrennt wird, wobei der Teil zuerst über den
auf die Trennstelle folgenden Maschinenabschnitt geführt wird,
bevor er zwecks Ausbildung einer Bahn mit voller Bahnbreite ausgebreitet
wird. Bei dieser Anmeldung gilt die Aufmerksamkeit nicht den Abschneide-
und Führungsverfahren
für das
Ende, wobei es möglich
ist, in diesem Bereich gut bekannte Lösungen anzuwenden.
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Die
Messvorrichtungen 1 messen die Bahnspannung von dem sich
vorbei bewegenden Teil ununterbrochen in Übereinstimmung mit dem Onlineprinzip.
Die Messvorrichtung 1 ist mit einer Datenverarbeitungseinheit 7 verbunden,
die von der Messvorrichtung gegebene Informationen enthält, einen
Vergleich mit einem zuvor festgelegten Zielwert durchführt und
die Regelungseinrichtung steuert, welche die Spannung beeinflusst,
insbesondere um die Wirkung der vor und nach der Messvorrichtung 1 angeordneten
Haltepunkte zu regulieren. Somit ist es möglich, zum Beispiel den Geschwindigkeitsunterschied
oder Drehmomentunterschied zwischen den Haltepunkten, das heißt die Faktoren
zu regeln, durch die Spannung in dem Ende erreicht werden kann.
In der Praxis genügt
es, die Geschwindigkeit oder das Drehmoment des letzteren Haltepunktes, das
heißt
des nach dem Messpunkt in Bewegungsrichtung der Bahn angeordneten
Haltepunktes zu regeln, wenn die Werte des vorangegangenen Haltepunktes
konstant gehalten werden. Der Haltepunkt kann in dem Walzenspalt
zwischen einer die Wegstrecke der Bahn führenden Rolle und einem gegen dieselbe
positionierten anderen Bauteil, wie zum Beispiel einer zweiten Walze,
ausgebildet sein. In 1 wird so der Geschwindigkeitsunterschied
zwischen dem Walzenspalt des Kalanders C und dem Aufroller R geregelt.
Der Haltepunkt kann jedoch ein sich bewegendes Bauteil anderer Art
sein, welches mit dem Ende in Kontakt steht und durch welches es
möglich ist,
Traktion auf dem Ende zu erreichen, zum Beispiel ein sich bewegendes
Saugband, welches als Einfädelungsvorrichtung
wirkt, die das Band nach vorne befördert, und an dessen Oberfläche das
Ende mittels durch das Band wirkendem Unterdruck anhaftet. Die Geschwindigkeit
eines solchen Bandes kann reguliert werden, um die Spannung zu regeln.
Auf ähnliche
Art und Weise kann es sich bei dem Haltepunkt um eine Einfädelungsvorrichtung
anderer Art, wie zum Beispiel um Einfädelungsseile, -bänder oder dergleichen
handeln, deren Geschwindigkeit zwecks Beeinflussung der Spannung
reguliert werden kann.
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In
2 ist
das Messprinzip schematisch veranschaulicht. Bei dem Verfahren wird
das Prinzip der Messung eines variablen Druckes angewandt, welches
von dem Spannungsprofilmessgerät
bekannt, und in der Veröffentlichung
US 5052233 präsentiert
ist. Wenn die Bahn T über
die gekrümmte feste
Oberfläche
der Messvorrichtung
1 geführt wird, erzeugt die von dem
Ende beförderte
Luft ein Luftpolster zwischen dem Ende und der Messvorrichtung
1.
Dieser Druck kann mittels der sich auf die Oberfläche öffnenden
Messöffnungen
3 gemessen
werden.
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Innerhalb
der Vorrichtung 1 ist ein mit dem Druck des Polsters, der
proportional zu der Spannung ist, und über die Messöffnung 3 übertragen wird,
in Verbindung stehender Druckwandler 4 vorhanden. Der Druckwandler 4 ist
mit der Steuerelektronik 5 verbunden, um ein elektrisches
Signal, welches proportional zu dem Druck ist, entlang einer Leitung 6 zu
der Datenverarbeitungseinheit 7 zu übertragen. Mittels der Datenverarbeitungseinheit 7 ist
es möglich,
das Eintreffen von Signalen von unterschiedlichen Punkten zu regeln,
die den verschiedenen Öffnungen 3 und Wandlern 4 entsprechen.
Die Datenverarbeitungseinheit 7 verarbeitet die Spannungsinformationen,
um einen optimalen Zugunterschied in dem Abschnitt einzustellen,
in dem die Messvorrichtung 1 positioniert ist. Die Messöffnungen 3 sind
an dem Ende T in Querrichtung über
das Ende innerhalb eines geeigneten Abstandes ausgerichtet.
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Wenn
das Ende über
den offenen Abschnitt übertragen
wurde, in dem die Messvorrichtung 1 positioniert ist, ist
es möglich,
den für
die Geschwindigkeitsregelung des Abschnittes verantwortlichen Antrieb
auf die Spannungsregelung entsprechend dem Ergebnis der Spannungsmessung
des Endes T umzuschalten. In 3 ist ein
mögliches
Verfahren als Schaubild dargestellt. Die Umschaltung auf den Spannungsregelungsmodus
kann von dem Zeitpunkt ausgehend erfolgen, an dem die Messvorrichtung 1 die
Bahnspannung des Endes T erkennt, die einen gegebenen Minimalwert,
das heißt
einen Schwellenwert der Bahnspannung (durchbrochene Linie „min" in dem Schaubild) überschreitet.
Dieser zuvor festgelegte Wert ist von der Festigkeit der betroffenen
Papier-/Kartonqualität
abhängig,
so dass die Umschaltung innerhalb der durch die Festigkeit des Endes festgelegten
Grenzwerte erfolgen kann und kein Reißen des Endes eintritt. Bei
der Spannungsregelung wird die Spannung des Endes T auf dem gegebenen eingestellten
Wert oder innerhalb eines gegebenen Bereiches aufrechterhalten.
Der Antrieb des nach dem Messpunkt folgenden Haltepunktes, zum Beispiel
der Antrieb des Aufrollzylinders, verbleibt in dem Spannungsregulierungsmodus,
wobei es sich um seine normale Betriebsart handelt. Wenn sich das Ende
T für eine
Weile unter der Steuerung der Einfädelungsspannung bewegt hat,
kann die Bahn auf bekannte Art und Weise mittels diagonalem Schneiden ausgebreitet
werden, wobei danach der Produktionslauf der Bahn mit voller Bahnbreite
begonnen werden kann. In 3 ist eine Art und Weise dargestellt,
in der die Einfädelungsspannung
geregelt werden kann, entsprechend welcher ein separates Einfädelungsspannungsniveau
verwendet wird, welches niedriger als die Spannung in dem Produktionslauf ist,
wodurch eine erfolgreiche Einfädelung
sichergestellt wird, da die Qualität der Bahn nicht notwendigerweise
derjenigen entspricht, die in einem ununterbrochenen Lauf in dieser
Stufe erforderlich ist, wobei entsprechend 3 in der
letzten Stufe die allmähliche
Erhöhung
auf die aktuelle Bahnspannung nach der Aktion des Ausbreitens der
Bahn in ihre volle Bahnbreite enthalten ist. Entsprechend 3 beträgt die Einfädelungsspannung
annähernd
150 N/m und die Laufspannung annähernd
300 N/m, wobei es sich bei diesen Werten nur um Beispiele handelt,
und die in jeder Situation verwendeten Werte von der Papier- oder
Kartonqualität
abhängig
sind.
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Mittels
des betroffenen Verfahrens ist es möglich, zum Beispiel eine seillose
Einfädelung
zu erleichtern, indem die Spannung des Endes und später die
Spannung der Bahn innerhalb des jeweiligen Abschnittes auf ein optimales
Niveau reguliert wird. Die Erfindung ist jedoch nicht nur auf die
seillose Einfädelung
begrenzt, sondern kann auch in Verbindung mit Einfädelungsseilen
oder anderen, speziell zur Einfädelung
vorgesehenen Einfädelungsbauteilen verwendet
werden. Durch diese wird das Ende an den nachfolgenden Haltepunkt übergeben,
von den Seilen freigegeben, und die Bewegung des Endes wird auf ähnliche
Art und Weise wie oben beschrieben stabilisiert.
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Im
Prinzip muss die Messvorrichtung nur in dem Bereich des Endes T
in Querrichtung, das heißt nur
innerhalb des Bereiches der Wegstrecke der Bahn mit voller Bahnbreite
positioniert werden. Die Messvorrichtung kann jedoch auch ein Messbalken mit
voller Breite sein, wobei dieser zum Messen der durchschnittlichen
Spannung und des Spannungsprofils während des Laufes verwendet
werden kann, und nur die Messöffnungen 3 und
entsprechenden Umwandler 4 durch die Positionierung des
Endes T verwendet werden, wenn die Spannung des Endes gemessen wird.
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Die
Erfindung ist nicht auf das in den Ausführungsformen präsentierte
Spannungsmessprinzip begrenzt, sondern kann innerhalb des in den
Ansprüchen
präsentierten
erfindungsgemäßen Gedankens abgeändert werden.
Auf ähnliche
Weise ist das Verfahren zusätzlich
zur Verwendung bei einer Papier- oder Kartonmaschine zur Verwendung
bei allen Behandlungsmaschinen für
Bahnen geeignet, wobei ein schmaleres Einfädelungsende vor dem Vorbeibewegen einer
Papier- oder Kartonbahn mit voller Breite entlang eines gegebenen
Weges befördert
wird, zum Beispiel in Fertigbearbeitungsmaschinen wie zum Beispiel
Streichmaschinen.