DE60116936T2

DE60116936T2 - Doppelbeschichtungsanlage zur Herstellung von Wellenpappen und Verfahren zum Regeln dieser Anlage

Info

Publication number: DE60116936T2
Application number: DE60116936T
Authority: DE
Inventors: Ltd. Hiroshi łc/oMitsubishi Heavy Ind. Ishibuchi; Ltd. Hideo łc/oMitsubishi Heavy Ind. Okuhara; Ltd. Akihisa łc/oMitsubishi Heavy Ind. Fujita
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Machinery Systems Co Ltd
Priority date: 2000-09-22
Filing date: 2001-09-19
Publication date: 2006-09-14
Anticipated expiration: 2021-09-20
Also published as: EP1199151A2; AU763655B2; US20020036067A1; DE60116936D1; JP2002096410A; US6854496B2; AU7557601A; AU763655C; EP1199151B1; JP3492304B2; EP1199151A3

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1) Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Doppelbeschichtungsanlage zur Verwendung in einem Herstellungssystem einer gewellten Faserpappenlage sowie auf ein Verfahren zum Steuern einer solchen Doppelbeschichtungsanlage.
2) Beschreibung des Standes der Technik
Ein Herstellungssystem einer gewellten Faserpappenlage ist aus einer einseitigen Beschichtungsanlage (single facer) zum Bilden einer einseitig gewellten Faserpappenlage durch Zusammenkleben einer Kaschierungspappe und eines wellenförmig geriffelten Mediums sowie einer Doppelbeschichtungsanlage zum Bilden einer doppelt gewellten Faserpappenlage durch Zusammenkleben der einzelnen gewellten Faserpappenlage und einer vorderen Kaschierlage aufgebaut. Bei dem/der Doppelbeschichtungsanlage bzw. Wellpappen-Klebemaschine werden eine einzelne gewellte Faserpappenlage und eine vordere Kaschierungslage, die in einen übereinandergelagerten Zustand versetzt werden, in einem zwischen einem Heizmittel (beispielsweise einem Heizkasten) und einem Druckmittel (beispielsweise einem Zylinder) eingebrachten Zustand gefördert, wodurch die vorgenannte doppelt gewellte Faserpappenlage gebildet wird. Ein Klebemittel wird vorab auf die Wellenspitzen der einseitig gewellten Faserpappenlage aufgebracht, und die einseitig gewellte Faserpappenlage sowie die vordere Kaschierungslage werden durch Erwärmen und Pressen des Heizmittels bzw. des Pressmittels aneinandergeklebt, wodurch die doppelt gewellte Faserpappenlage gebildet wird.
Zur Verringerung eines Wellungs- oder Verbindungsfehlers der doppelt gewellten Faserpappenlage besteht die Notwendigkeit, den Feuchtigkeitsgehalt der doppelten gewellten Faserpappenlage auf einen geeigneten Wert einzustellen. Dieser Feuchtigkeitsgehalt variiert mit einer Druckkraft des vorgenannten Druckmittels. Dies liegt daran, dass bei zunehmender Druckkraft des Druckmittels die doppelt gewellte Faserpappenlage stärker gegen das Heizmittel gedrückt wird, um die Heizwirkung auf die doppelt gewellte Faserpappenlage zu erhöhen.
Aus diesem Grund stellt im Stand der Technik zur Optimierung des Feuchtigkeitsgehalts eine Bedienungskraft die Druckkraft des Druckmittels manuell je nach seiner/ihrer Wahrnehmung und Erfahrung ein. In Wirklichkeit ist jedoch eine solche manuelle Art mit Schwierigkeiten verbunden, einen Feuchtigkeitsgehalt, der mit dem Faserpappentyp, der Vorschubgeschwindigkeit oder dergleichen übereinstimmt, rasch und angemessen einzustellen, was zu einem Verbindungsfehler oder einer Verwerfung einer doppelt gewellten Faserpappenlage führt, die nicht außer acht gelassen werden können.
US-A-5244528 offenbart eine Wellpappen-Klebemaschine für die Herstellung einer Wellpappe, bei der eine einseitig gewellte Faserpappenlage und eine Kaschierungslage übereinandergelegt und zwischen einem Heizmittel und einem Druckmittel positioniert werden, um die doppelt gewellte Faserpappenlage zu bilden. Die Wellpappen-Klebemaschine ist mit einem Temperatursensor zum Abtasten der Temperatur der Faserpappenlage nahe dem Auslass der Wellpappen-Klebemaschine versehen. Zusätzliche Temperatur- und Feuchtigkeitssensoren sind am Einlass der Wellpappen-Klebemaschine und weiter stromauf in der Vorrichtung in dem Abschnitt vorgesehen, in dem die einzelne Faserpappenlage und Kaschierungslage bearbeitet werden. Im Betrieb erfasst der Temperatursensor die Temperatur der Faserpappenlage am Auslass der Wellpappen-Klebemaschine und liefert die erfasste Temperatur einem Prozessor, der wiederum den Druck auf die heißen Platten in der Wellpappen-Klebemaschine variieren oder verschiedene Niederhaltewalzen (hold down rolls) anheben oder absenken kann, um dadurch den Druck auf die Faserpappenlage zu variieren und die Wärmeübertragung auf die Bahn zu regulieren. In Abhängigkeit davon, ob die erfasste Temperatur oberhalb eines vorbestimmten Bereichs oder einer vorbestimmten Temperatur liegt, wird die Dampfzufuhr zu dem Heizmittel gedrosselt. Falls eine rasche oder signifikante Zunahme der Temperatur der Faserpappenlage erwünscht ist, geht die Steuerung außerdem zu einer Absenkung zusätzlicher Walzen über, um die Wärmeübertragung auf die Faserpappenlage zu erhöhen. Demgemäß misst diese vorbekannte Einrichtung nur die Temperatur am Auslass der Doppelbeschichtungsanlage bzw. Wellpappen-Klebemaschine und steuert die Wärmeübertragung auf die Faserpappenlage durch Variieren der durch die Heizmittel gelieferten Wärmemenge in Kombination mit einer selektiven zusätzlichen Druckbeaufschlagung, die durch die Druckmittel erfolgt, um die Wärmeübertragung auf die Faserpappenlage zu verstärken.
US-A-5527408 offenbart eine Vorrichtung und ein Verfahren zum automatischen Steuern des Feuchtigkeitsgehalts einer Wellpappenlage, die mit Feuchtigkeitssensoren am Auslass einer Wellpappen-Klebemaschine versehen ist, um individuell den Feuchtigkeitsgehalt der oberen Kaschierlage und der unteren Kaschierlage der kombinierten Wellpappe zu erfassen. Ein Steuermittel vergleicht die von den Feuchtigkeitssensoren empfangenen Daten und vergleicht sie mit getrennten vorbestimmten Optimal-Feuchtigkeitswerten, die separat für die obere Kaschierlage und für die untere Kaschierlage aufgestellt wurden. Im Falle eines Unterschieds steuert das Steuermittel das Heiz- oder Pressmittel der Wellpappen-Klebemaschine nicht, sondern beeinflusst vielmehr die Größe der Verwerfung der oberen Kaschierlage und der unteren Kaschierlage, bevor diese am Eingang der Wellpappen-Klebemaschine einander überlagert werden.
EP-A-0936059 offenbart eine Wellpappen-Klebemaschine für die Herstellung von Wellpappe, die mit Feuchtigkeitsgehaltssensoren am Auslass einer Wellpappen-Klebemaschine versehen sind, um den Feuchtigkeitsgehalt der doppelten gewellten Faserlage zu erfassen. In einem Steuermittel wird der erfasste Feuchtigkeitsgehalt mit einem vorbestimmten Optimal-Feuchtigkeitsgehalt verglichen, und es wird ein Mangel an Feuchtigkeit in Bezug auf die Soll-Feuchtigkeit berechnet. Es wird jedoch infolge eines erfassten Unterschieds des Feuchtigkeitsgehalts eine Wasserzufuhr zu den Oberflächen der oberen und unteren Kaschierlagen eingestellt bzw. angepasst.
JP-A-1270963 offenbart für den Zweck der Reduzierung manueller Rechenoperationen von erforderlichen Änderungsmengen eines Dampfdrucks, wenn ein auf einer Papiermaschine herzustellender Papiertyp geändert werden muss, die Anwendung eines Rückkoppelungssteuerelements, bei dem ein Feuchtigkeitsgehalt des Papiers in einem Trocknerabschnitt mit einem vorbestimmten optimalen Feuchtigkeitsgehalt verglichen wird, und eine Rückkoppelungssteuerung für den Trocknungsdampfdruck auf der Basis einer vorbestimmten Differenz zwischen ihnen durchgeführt wird. Ein zusätzliches Vorsteuerelement ist zum Berechnen einer erforderlichen Änderungsmenge des Dampfdrucks aus einer aktuellen Steuermenge auf eine Soll-Steuermenge vorgesehen, wenn der Papiertyp geändert wird, und diese im Dampfdruck geänderte Menge der Steuermenge von dem Rückkoppelungs-Steuerelement hinzugefügt wird.
Abriss der Erfindung
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Wellpappen-Klebemaschine für die Herstellung von Wellpappe bereitzustellen, sowie ein Verfahren zum Steuern einer solchen Wellpappen-Klebemaschine, das in der Lage ist, den Feuchtigkeitsgehalt einer doppelt beschichten Wellpappenlage immer und rasch zu optimieren, um die Herstellung der Faserpappenlage mit geringeren Verbindungsfehlern und weniger Verwerfung herzustellen.
Zu diesem Zweck wird gemäß der vorliegenden Erfindung eine Doppelbeschichtungsanlage für die Herstellung von gewellter Faserpappe bereitgestellt, wie sie in Anspruch 1 definiert ist, und ein Verfahren zum Steuern einer solchen Doppelbeschichtungsanlage bzw. Wellpappen-Klebemaschine, wie es in Anspruch 16 definiert ist. Bevorzugte Ausführungsformen der Doppelbeschichtungsanlage sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.
Bei einer solchen Ausführungsform ist es angebracht, dass das Steuermittel in der Lage ist, eine Druckkraft des Druckmittels zu steuern, um die Wärmeaufnahmemenge zu steuern.
Alternativ ist es auch angebracht, dass das Steuermittel eine Heizmenge des Heizmittels steuern kann, um die Wärmeaufnahmemenge zu steuern. Ferner ist es auch angebracht, dass das Steuermittel ferner ein drittes Steuerelement zum Implementieren einer voreingestellten Steuerung während einer Auftragsänderung umfasst, um die Wärmeaufnahmesteuerung in Übereinstimmung mit der Auftragsänderung zu realisieren.
Darüber hinaus ist es auch angebracht, dass das Steuermittel ferner ein drittes Steuerelement umfasst, um eine voreingestellte Steuerung zu implementieren, wenn Vorschubgeschwindigkeiten der einseitig gewellten Faserpappenlage und der Kaschierungspappe geringer sind als eine vorbestimmte Geschwindigkeit, um die Wärmeaufnahmesteuerung in Übereinstimmung mit der Vorschubgeschwindigkeit, die niedriger ist als die vorbestimmte Geschwindigkeit, zu realisieren.
Außerdem ist es auch möglich, dass ein Temperatursensor als Feuchtigkeitsgehalt-Erfassungsmittel eingesetzt wird, oder dass ein Feuchtigkeitssensor als Feuchtigkeitsgehalt-Erfassungsmittel verwendet wird.
Bei der oben beschriebenen Konfiguration ist es auch angebracht, dass die Doppelbeschichtungsanlage ferner Abtastmittel zum Verschieben des Feuchtigkeitsgehalt-Erfassungsmittels umfasst, um die doppelt gewellte Faserpappenlage in ihrer Breitenrichtung abzutasten, sowie Zeit-Durchschnittsbildungsmittel zum Bilden eines zeitlichen Durchschnitts der Ausgaben des Feuchtigkeitsgehalt-Erfassungsmittels, das durch das Abtastmittel beim Abtasten verschoben wird.
Alternativ ist es auch angebracht, dass mehrere der Feuchtigkeitsgehalt-Erfassungsmittel sich in einem vorbestimmten Intervall in einer Breitenrichtung der doppelt gewellten Faserpappenlage befinden, und das Breitenrichtungs-Durchschnittsbildungsmittel zusätzlich vorgesehen sind, um Ausgaben der mehreren Feuchtigkeitsgehalt-Erfassungsmittel zu mitteln.
Die so aufgebaute Doppelbeschichtungsanlage bzw. Wellpappen-Klebemaschine für ein Wellpappen-Herstellungssystem kann den Vorteil der Optimierung des Feuchtigkeitsgehalts der doppelt beschichteten Wellpappenlage durch die Wärmeaufnahmesteuerung bieten, um eine Wellpappenlage hoher Qualität mit geringeren Verbindungsfehlern und geringerer Verwerfung jederzeit stabil herzustellen.
Da ein mit einer Vorschubgeschwindigkeit, einem Faserpappentyp, einem Basisgewicht und anderen übereinstimmender optimaler Feuchtigkeitsgehalt durch die Wärmeaufnahmesteuerung eingestellt werden kann, werden zusätzlich der Wirkungsgrad des Betriebs verbessert und Arbeitskräfte eingespart.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Es zeigen:
1 eine Darstellung eines Aufbaus einer Doppelbeschichtungsanlage bzw. Wellpappen-Klebemaschine gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
2 ein Ablaufdiagramm zur Darstellung eines Beispiels der Steuerung (in einem Controller auszuführende Prozedur) für die Doppelbeschichtungsanlage gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung,
3 eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen einer Druckkraft und einer Temperatur einer doppelt beschichteten Faserpappenlage in der Doppelbeschichtungsanlage gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung, und
4 eine Darstellung eines Aufbaus einer Doppelbeschichtungsanlage gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung.
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
Nachstehend werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung mit Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Die Beschreibung beginnt bei einer Doppelbeschichtungsanlage zur Verwendung in einem Herstellungssystem von Wellpappenlagen gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung.
1 zeigt einen Aufbau einer Doppelbeschichtungsanlage für ein System zur Herstellung einer Wellpappenlage gemäß dieser Ausführungsform.
Diese Doppelbeschichtungsanlage dient zum Verkleben einer einseitig gewellten Faserpappenlage 1, die von einer (nicht dargestellten) Einfachbeschichtungsanlage gebildet wird, und einer vorderen Kaschierlage 2, und besteht aus einer Heizwalze 3 zum Vorwärmen der vorderen Kaschierlage 2, einem Heizkasten (Heizmittel) 4, einem Druckband (Tuchband) 5, welches über dem Heizkasten 4 umläuft, mehreren Druckzylindern (Druckmitteln) 6, die in gegenüberliegender Beziehung an einer oberen Oberfläche des Heizkastens 4 in einem Zustand angeordnet sind, in dem das Druckband 5 dazwischen eingefügt ist.
Der Heizkasten 4 wird durch Dampf beheizt, und der Druckzylinder wird durch Luftdruck betätigt, wobei eine Druckstange 6b am oberen Abschnitt einer Kolbenstange 6a jedes der Druckzylinder 6 angesetzt ist, um auf die Rückseite des Druckbandes 5 zu drücken.
Unmittelbar bevor die einseitig gewellte Faserpappenlage 1 in die Doppelbeschichtungsanlage eingespeist wird, wird ein Klebemittel auf die Wellungsspitzen derselben durch eine Beklebungsvorrichtung (nicht dargestellt) aufgebracht. Diese einseitig gewellte Faserpappenlage 1 mit darauf aufgebrachtem Klebstoff und die von der Heizwalze 3 vorgewärmte vordere Kaschierpappenlage 2 werden zwischen den in einen Heizzustand versetzten Heizkasten 4 und das Druckband 5 eingebracht und dann gefördert, während sie in einem übereinandergelagerten Zustand gepresst werden.
D.h., das Druckband 5 wird in einem Zustand bewegt, in dem seine Druckfläche durch die Druckstangen 6b der Druckzylinder 6 gedrückt wird, und daher werden die einseitig gewellte Faserpappenlage 1 und die vordere Kaschierpappenlage 2 in 1 nach rechts gefördert, während sie gegen die obere Oberflächenseite des Heizkastens 4 gedrückt werden. Die einseitig gewellte Faserpappenlage 1 und die vordere Kaschierpappenlage 2 werden durch den Heizkasten beim Pressen und Fördern erhitzt, d.h. sie werden während des Fördervorgangs aneinandergeklebt. Infolgedessen werden sie als doppelt gewellte Faserpappenlage 7 von einem hinteren Endabschnitt eines von dem Druckband 5 und dem Heizkasten 4 festgelegten Lagen-Förderwegs ausgegeben.
Hierbei besteht zum Verringern einer Verwerfung oder eines Verbindungsfehlers der doppelt gewellten Faserpappenlage 7 eine Notwendigkeit, den Feuchtigkeitsgehalt der doppelt gewellten Faserpappenlage 7, welche den Lagenweg durchläuft, in geeigneter Weise einzustellen.
Der Feuchtigkeitsgehalt der doppelt gewellten Faserpappenlage 7 zeigt Übereinstimmung in Hinblick auf die Temperatur der Lage 7 und nimmt ab, wenn die Temperatur höher wird. Außerdem variiert die Temperatur der doppelt gewellten Faserpappenlage 7 entsprechend der Druckkraft des vorgenannten Druckzylinders 6. Dies liegt daran, dass bei zunehmender Druckkraft der Druckzylinder 6 die doppelt gewellte Faserpappenlage 7 stärker gegen die obere Oberfläche des Heizkastens 4 gedrückt wird, wodurch die Heizwirkung auf die doppelt gewellte Faserpappenlage 7 erhöht wird.
Daher wird bei der in 1 gezeigten Ausführungsform die Temperatur der doppelt gewellten Faserpappenlage 7, die von dem hinteren Endabschnitt des Lagen-Förderwegs als mit einem Feuchtigkeitsgehalt der doppelt gewellten Faserpappenlage 7 in Korrelation stehender Parameter durch einen Temperatursensor (Feuchtigkeitsgehalt-Erfassungsmittel) 8 erfasst, und das Erfassungsergebnis wird an einen Controller (Steuermittel) 9 übermittelt. Dieser Controller 9 implementiert eine Prozedur, die nachstehend beschrieben wird, um eine Wärmemenge (Wärmeaufnahmemenge), welche die doppelt gewellte Faserpappenlage 7 aufnimmt, zu steuern. Diese Steuerung wird als Wärmeaufnahmesteuerung bezeichnet. Diese Wärmeaufnahmesteuerung ermöglicht eine Steuerung der doppelt gewellten Faserpappenlage 7, die den vorgenannten Lagen-Förderweg durchläuft, konkreter gesagt, die Temperatur auf der Seite der Kaschierpappenlage 2, auf eine Optimaltemperatur, die einem optimalen Feuchtigkeitsgehalt der doppelt gewellten Faserpappenlage entspricht. Bei dieser Ausführungsform wird die Wärmeaufnahmesteuerung durch Steuern der Druckzylinder 6 durchgeführt.
2 zeigt ein Beispiel einer Steuerprozedur, die durch den Controller zu implementieren ist. Nachstehend wird eine Beschreibung dieser Prozedur unter Bezugnahme auf 2 gegeben.
[Schritt 100]
Bei einem Schritt 100 wird die jeweilige Information, die eine Vorschubgeschwindigkeit, einen Faserpappentyp, ein Basisgewicht (Gewicht der Faserpappe pro Quadratmeter) und eine Wellung der vorgenannten doppelt gewellten Faserpappenlage 7 angibt, von einer Host-Verwaltungseinheit (nicht gezeigt) eingegeben.
[Schritt 101]
Bei einem Schritt 101 wird eine Optimaltemperatur der doppelt gewellten Faserpappenlage 7 auf der Basis der bei Schritt 100 eingegebenen Information eingestellt. Diese Optimaltemperatur ist eine Temperatur, die keinen Verbindungsfehler und keine Verwerfung der doppelt gewellten Faserpappenlage 7 verursacht, und ist vorab durch Experimente, Simulationen oder dergleichen erhältlich.
Der Controller 9 speichert vorab in einem Speicher (nicht dargestellt) eine Optimaltemperatur, die mit dem Inhalt der vorgenannten Information als Solltemperatur übereinstimmt, und auf der Basis der eingegebenen Information und der in dem Speicher gespeicherten Inhalte stellt er die Solltemperatur (eingestellte Temperatur) entsprechend der Information ein.
[Schritt 102]
Bei Schritt 102 wird eine von dem Temperatursensor 8 erfasste Temperatur als tatsächlich gemessene Temperatur der doppelt gewellten Faserpappenlage 7 eingegeben.
[Schritt 103]
Bei Schritt 103 wird eine Entscheidung getroffen, ob ein Auftragsänderungssignal von der vorgenannten Host-Verwaltungseinheit ausgegeben wird oder nicht. Dieses Auftragsänderungssignal wird in dem Fall der Bildung einer doppelt gewellten Faserpappenlage gemäß einer unterschiedlichen Spezifikation ausgegeben, und zu diesem Zeitpunkt findet die Änderung der Vorschubgeschwindigkeit, des Faserpappentyps und anderer Faktoren statt.
[Schritt 104]
Im Fall einer Nicht-Ausgabe des Auftragsänderungssignals wird bei Schritt 104 ermittelt, ob die Vorschubgeschwindigkeit der doppelt gewellten Faserpappenlage 7 (Vorschubgeschwindigkeit der einfach gewellten Faserpappenlage 1 und der Kaschierpappenlage 2) eine vorbestimmte Geschwindigkeit überschritten hat oder nicht.
[Schritt 105]
Wenn die doppelt gewellte Faserpappenlage 7 mit einer höheren Vorschubgeschwindigkeit als der vorbestimmten Geschwindigkeit durchläuft, wird bei Schritt 105 ermittelt, ob die Abweichung zwischen der vorgenannten Solltemperatur und der tatsächlich gemessenen Temperatur unter Δt liegt.
[Schritte 106 und 107]
Wenn die Abweichung unter Δt liegt, wird bei Schritt 106 und 107 die Druckkraft des vorgenannten Druckzylinders 6 in Rückkoppelung gesteuert, so dass die tatsächlich gemessene Temperatur der Solltemperatur gleichkommt. D.h., ein Luftdruck-Regelventil 10 zum Zuführen von Druckluft zu jedem der Druckzylinder 6 wird in Rückkoppelung auf der Basis der vorgenannten Temperaturabweichung gesteuert bzw. geregelt. Danach kehrt der Funktionsablauf zu dem Schritt 103 zurück.
[Schritte 108 und 109]
Wenn die vorgenannte Temperaturabweichung Δt überschreitet, wird bei Schritt 108 und 109 die Vorsteuerung implementiert, um diese Temperaturabweichung zu beseitigen.
Die Beziehung zwischen der Druckkraft des Druckzylinders 6 und der Temperatur der gewellten Faserpappe 7 (konkreter ausgedrückt, der Temperatur der vorderen Kaschierpappe der Lage 7) ist im Voraus durch Simulationen oder tatsächliche Messungen erhältlich. 3 ist eine Veranschaulichung eines Beispiels dieser Beziehung, bei dem eine Vorschubgeschwindigkeit der gewellten Faserpappenlage 7 als Parameter verwendet wird.
Eine erforderliche Änderungsmenge der Druckkraft zum Variieren der Temperatur der doppelt gewellten Faserpappenlage 7 um 1°C wird aus der vorgenannten Beziehung ermittelt. Daher wird die Änderungsmenge der Druckkraft zum raschen Verringern der Temperaturabweichung so berechnet, dass das Luftdruck-Regelventil 10 derart gesteuert wird, dass die Druckkraft des Druckzylinders 6 entsprechend der Änderungsmenge variiert. Die vorgenannte Vorsteuerung stellt eine solche Steuerung dar.
Die vorgenannte Beziehung gemäß 3 ist für einen Faserpappentyp und eine Wellung gültig. Demgemäß wird im Fall einer Anwendung eines unterschiedlichen Faserpappentyps und einer unterschiedlichen Wellung die Beziehung zwischen der Druckkraft und der Temperatur in diesem Fall ebenfalls vorher durch tatsächliche Messungen oder dergleichen eingestellt, und wird auch vorab in dem Speicher (nicht dargestellt) gespeichert.
Nach der Implementierung dieser Vorsteuerung kehrt der Funktionsablauf zu dem Schritt 103 zurück.
[Schritte 110 und 111]
Wenn die Vorschubgeschwindigkeit der doppelt gewellten Faserpappenlage 7 niedriger ist als eine vorbestimmte Geschwindigkeit (beispielsweise 200 Fuß/min) wird die Aufheizzeit der doppelt gewellten Faserpappenlage 7 durch den Heizkasten 4 länger. In diesem Fall besteht bei der vorgenannten Rückkoppelungssteuerung oder Vorsteuerung eine Möglichkeit, dass die Genauigkeit der Temperatursteuerung der doppelt gewellten Faserpappenlage 7 wegen einer exzessiven Steuerung oder dergleichen abnimmt.
Aus diesem Grund wird bei Schritt 110 und 11 eine voreingestellte Steuerung an dem Druckzylinder 6 implementiert, wenn die Vorschubgeschwindigkeit der doppelt gewellten Faserpappenlage 7 niedriger ist als eine vorbestimmte Geschwindigkeit. D.h., eine gewünschte Druckkraft wird auf der Basis von Simulationen oder Experimenten voreingestellt, und das Luftdruck-Regelventil 10 wird so gesteuert, dass es diese voreingestellte Soll-Druckkraft herstellt. Um die Steuergeschwindigkeit zu erhöhen, wird die Soll-Druckkraft so eingestellt, dass eine Steuerungsvariable größer wird als bei der Vorsteuerung.
Übrigens wird die voreinzustellende Soll-Druckkraft natürlich unter Berücksichtigung eines Faserpappentyps, eines Basisgewichts und einer Wellung voreingestellt.
Nach der Implementierung der vorgenannten voreingestellten Steuerung kehrt der Funktionsablauf zu dem Schritt 103 zurück.
[Schritt 112]
Die Auftragsänderung erfordert eine Änderung einiger oder aller (Parameter), nämlich der Vorschubgeschwindigkeit, des Faserpappentyps, des Basisgewichts und der Wellung der doppelt gewellten Faserpappenlage 7. Demgemäß wird bei Schritt 112 die vorgenannte Information wieder bei einer Eingabe eines Auftragsänderungssignals eingegeben.
[Schritte 113 und 114]
Bei Schritt 113 und 114 wird die Temperatur der doppelt gewellten Faserpappenlage 7 voreingestellt gesteuert. In diesem Fall werden mehrere gewünschte Druckkräfte, die den Vorschubgeschwindigkeiten, den Faserpappentypen, den Basisgewichten und Wellungen entsprechen, anhand von Simulationen, Experimenten oder dergleichen voreingestellt. Außerdem wird eine Soll-Druckkraft, die mit der Geschwindigkeit, dem Faserpappentyp, dem Basisgewicht und der Wellung, die im Schritt 112 eingegeben wurden, aus diesen Soll-Druckkräften ausgewählt, und das vorgenannte Luftdruckregelventil 10 wird so gesteuert, dass es diese gewünschte bzw. Soll-Druckkraft herstellt.
Übrigens wird die Temperatur der doppelt gewellten Faserpappenlage 7 bei einer Auftragsänderung stark variiert. Dementsprechend wird die vorgenannte Soll-Druckkraft in geeigneter Weise auf einen Wert voreingestellt, durch den die Temperatur der doppelt gewellten Faserpappenlage 7 rasch bis zu einer geeigneten (Optimal-) Temperatur variiert (ansteigt oder fällt).
[Schritt 115]
Bei Schritt 115 wird auf der Basis eines Auftragsänderungssignals eine Entscheidung getroffen, ob die Auftragsänderung zu einem Abschluss kommt oder nicht. Falls sich der Arbeitsgang inmitten der Auftragsänderung befindet, setzt sich die vorgenannte voreingestellte Steuerung fort, und falls die Auftragsänderung zu einem Abschluss kommt, kehrt der Funktionsablauf zu dem Schritt 100 zurück. Wenn bei der oben beschriebenen Prozedur die vorgenannte Temperaturabweichung gleich oder größer Δt ist, wird die Vorsteuerung implementiert, so dass die Temperatur der doppelt gewellten Faserpappenlage 7 sich einer Solltemperatur annähert, und wenn die vorgenannte Temperaturabweichung unter Δt liegt, wird die Rückkoppelungssteuerung durchgeführt, so dass die Temperatur der doppelt gewellten Faserpappenlage 7 sich mit hoher Geschwindigkeit bis zu der Solltemperatur hin entwickelt.
Außerdem wird, wenn die Vorschubgeschwindigkeit der doppelt gewellten Faserpappenlage 7 niedriger ist als eine vorbestimmte Geschwindigkeit, die voreingestellte Steuerung implementiert, um ein stabiles Temperatursteuerungsergebnis zu liefern, beispielsweise wird bei einer Auftragsänderung ohne Phasenverschiebung die vorher eingestellte Steuerung durchgeführt, um die Temperatur der doppelt gewellten Faserpappenlage 7 bis zu einer angebrachten Temperatur rasch zu variieren (zu steigern oder zu senken); daher kann nach der Auftragsänderung die Temperatur der doppelt gewellten Faserpappenlage 7 reibungslos in Rückkoppelung oder vorwärts gesteuert werden.
Bei der oben beschriebenen Steuerung wird die Temperatur der doppelt gewellten Faserpappenlage 7 zu jeder Zeit angebracht beibehalten, d.h., der Feuchtigkeitsgehalt der doppelt gewellten Faserpappenlage 7 wird immer in einem angebrachten Zustand gehalten, womit der Verbindungsfehler oder die Verwerfung des Lagenmaterials 7 vermieden wird und dessen Qualität verbessert wird.
An zweiter Stelle wird nachstehend eine Beschreibung einer Doppelbeschichtungsanlage zur Verwendung in einem Herstellungssystem einer gewellten Faserpappenlage gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung gegeben.
4 ist eine Darstellung eines Aufbaus, der so gestaltet ist, dass eine Heiztemperatur des Heizkastens 4 zum Einstellen der Temperatur der doppelt gewellten Faserpappenlage 7 auf eine geeignete Temperatur gesteuert wird.
Bei der oben beschriebenen ersten Ausführungsform basierte die Wärmeaufnahmemengen-Steuerung einer doppelt gewellten Faserpappenlage auf der Steuerung einer Druckgröße, in dieser Ausführungsform aber umfasst die Wärmeaufnahmemengen-Steuerung die Steuerung einer Wärmemenge eines Heizmittels, d.h., die Implementierung einer Temperatursteuerungsprozedur basierend auf der in 2 gezeigten Prozedur, um ein solenoidbetätigtes Dampfdruckregelventil 11 zu steuern, welches dem Heizkasten 4 Dampf liefert.
D.h., in den Schritten 106 und 107 in 2 wird das solenoidbetätigte Dampfdruckregelventil 11 in Rückkoppelung gesteuert, um die vorgenannte Temperaturabweichung auf Null zu reduzieren. Außerdem kann die Beziehung zwischen einem Druck von dem Heizkasten zuzuführendem Dampf (Dampfzuführmenge) und einer Temperatur der doppelt gewellten Faserpappenlage 7 vorab durch Experimente oder Simulationen ermittelt werden, und folglich kann eine erforderliche Änderungsmenge des Dampfdrucks zum Annähern der Temperatur der doppelt gewellten Faserpappenlage 7 an eine Solltemperatur auf der Basis dieser Beziehung und der Temperaturabweichung erhalten werden. Somit wird bei den Schritten 108 und 109 in 2 das Dampfdruckregelventil 11 so vorgesteuert, dass der vorgenannte Dampfdruck sich um die vorgenannte erforderliche Änderungsgröße verschiebt.
Da darüberhinaus eine Optimaltemperatur der doppelt gewellten Faserpappenlage, die für eine Auftragsänderung geeignet ist, oder wenn die Vorschubgeschwindigkeit der doppelt gewellten Faserpappenlage 7 niedriger ist als ein eingestellter Wert, auch vorher durch Experimente oder Simulationen ermittelt werden kann, wird in den Schritten 110, 111 und 113, 114 in 2 das Dampfdrucksteuerregelventil 11 so vorgeregelt, dass Dampf mit einem Druck (voreingestellter Wert) zur Herstellung der vorgenannten Optimaltemperatur dem Heizkasten 4 zugeführt wird.
Bei jeder der oben beschriebenen Ausführungsformen ist das Feuchtigkeitsgehalt-Erfassungsmittel zwar mit einem Temperatursensor gebaut, es ist aber auch möglich, dass ein Feuchtigkeitssensor anstelle des Temperatursensors angewandt wird. D.h., bei jeder der oben beschriebenen Ausführungsformen wird eine Temperatur der doppelt gewellten Faserpappenlage 7 als mit einem Feuchtigkeitsgehalt korrelierender Parameter erfasst, und zwar unter Verwendung des Temperatursensors 8, es ist aber auch möglich, dass der Feuchtigkeitsgehalt durch den Feuchtigkeitssensor erfasst wird, und die gleiche Steuerung wie die oben erwähnte implementiert wird. In diesem Fall wird als physikalische Größe statt der Temperatur in 2 die Feuchtigkeit verwendet.
Falls dabei, wenn die Positionierung des vorgenannten Temperatursensors 8 oder Feuchtigkeitsensors (Feuchtigkeitsgehalt-Erfassungsmittels) feststehend ist, eine Vorbelastung bei einer Temperaturverteilung oder einer Feuchtigkeitsverteilung der doppelt gewellten Faserpappenlage 7 auftritt, besteht eine Möglichkeit, dass es bei der Erfassung einer korrekten Temperatur oder Feuchtigkeit zu Schwierigkeiten kommt.
Demgemäß wird bei jeder der oben beschriebenen Ausführungsformen der vorgenannte Temperatursensor 8 oder ein Feuchtigkeitssensor durch ein Abtastmittel (nicht gezeigt) verschoben, um die doppelt gewellte Faserpappenlage 7 in ihrer Breitenrichtung (Richtung senkrecht zu der Papieroberfläche von 1) so abzutasten, dass der Zeit-Durchschnittswert der bei der Abtastung erfassten Temperaturen oder Feuchtigkeiten als tatsächlich gemessener Temperaturwert oder tatsächlich gemessener Feuchtigkeitsgehalt der doppelt gewellten Faserpappenlage 7 benutzt wird. In diesem Fall wird die Berechnung für die zeitliche Mittelung in dem Controller 9 vorgenommen.
In diesem Zusammenhang ist es auch möglich, dass mehrere Temperatursensoren oder Feuchtigkeitsensoren, die jeweils dem vorgenannten Temperatursensor 8 oder Feuchtigkeitssensor äquivalent sind, in einem vorbestimmten Intervall in der Breitenrichtung der doppelt gewellten Faserpappenlage 7 angeordnet sind bzw. werden, so dass der Mittelwert der Temperaturen oder Feuchtigkeiten, der durch diese Temperatursensoren 8 oder Feuchtigkeitssensoren erfasst wird, als tatsächlich gemessene Temperatur oder tatsächlich gemessene Feuchtigkeit der doppelt gewellten Faserpappenlage 7 verwendet wird.

Claims

Doppelbeschichtungsanlage (Wellpappen-Klebemaschine) zur Herstellung einer gewellten Faserpappe, die im Betrieb eine einseitig gewellte Faserpappenlage (1) und eine Kaschierungspappe (2) fördert, die einseitig gewellte Faserpappenlage (1) und die Kaschierungspappe (2) in eine übereinanderliegende Position bringt und die übereinandergelegte Faserpappenlage (1) und Kaschierungspappe (2) zwischen Heizmittel (4) und Pressmittel (6) zum Formen einer doppelseitig gewellten Faserpappenlage (7) positioniert, wobei die Doppelbeschichtungsanlage umfasst: Feuchtigkeitsgehalt-Erfassungsmittel (8) zum Erfassen eines Feuchtigkeitsgehalts oder eines Parameters, der mit dem Feuchtigkeitsgehalt korreliert ist, der doppelseitig gewellten Faserpappenlage (7) nach der Behandlung durch das Heizmittel (4), und Steuermittel (9) zum Steuern einer Wärmeaufnahmemenge der doppelseitig gewellten Faserpappenlage (7) auf der Basis des Erfassungsergebnisses von dem Feuchtigkeitsgehalt-Erfassungsmittel (8) derart, dass der Feuchtigkeitsgehalt der doppelseitig gewellten Faserpappenlage (7) sich einem vorbestimmten optimalen Feuchtigkeitsgehalt annähert, wobei das Steuermittel (9) umfasst: ein Entscheidungsmittel zum Ermitteln, ob ein Unterschied zwischen dem vorbestimmten optimalen Feuchtigkeitsgehalt und dem von dem Feuchtigkeitsgehalt-Erfassungsmittel (8) erfassten Feuchtigkeitsgehalt unter einem vorbestimmten Wert liegt oder nicht, ein erstes Steuerelement (106, 107) zum Steuern der Wärmeaufnahmemenge durch Rückkoppelungssteuerung (2feed bach control") in Übereinstimmung damit, dass das Entscheidungsmittel ermittelt hat, dass die Differenz unter dem vorbestimmten Wert liegt, und ein zweites Steuerelement (108, 109) zum Steuern der Wärmeaufnahmemenge durch Vorsteuerung („feed-forward control") in Übereinstimmung damit, dass das Entscheidungsmittel ermittelt hat, ob die Differenz gleich oder höher ist als der vorbestimmte Wert.
Doppelbeschichtungsanlage nach Anspruch 1, wobei das Steuermittel (9) die Wärmeaufnahmemenge durch Steuern einer Druckkraft des Pressmittels (6) steuern kann.
Doppelbeschichtungsanlage nach Anspruch 2, wobei das zweite Steuerelement (108, 109) einen Speicher zum Speichern einer vorbestimmten Beziehung zwischen dem Feuchtigkeitsgehalt und der Druckkraft des Pressmittels (6) oder einer vorbestimmten Beziehung zwischen dem Parameter, der zu dem Feuchtigkeitsgehalt korreliert ist, und der Druckkraft umfasst und eine Änderungsgröße der Druckkraft auf der Basis der gespeicherten Beziehung einstellen kann.
Doppelbeschichtungsanlage nach Anspruch 3, wobei der Speicher mehrere der vorbestimmten Beziehungen speichern kann und das zweite Steuerelement eine spezifische Beziehung unter den mehreren gespeicherten Beziehungen auf der Basis einer Zuführgeschwindigkeit der gewellten Faserpappenlage (7) und/oder des Faserpappentyps und/oder der Wellung auswählen kann und die Änderungsgröße der Druckkraft auf der Basis der ausgewählten Beziehung einstellen kann.
Doppelbeschichtungsanlage nach Anspruch 1, wobei das Steuermittel (9) die Wärmeaufnahmemenge durch Steuern einer Heizmenge des Heizmittels (4) steuern kann.
Doppelbeschichtungsanlage nach Anspruch 5, wobei das zweite Steuerelement (108, 109) einen Speicher zum Speichern einer vorbestimmten Beziehung zwischen dem Feuchtigkeitsgehalt und der Wärmemenge des Heizmittels (4) oder einer vorbestimmten Beziehung zwischen dem Parameter, der zu dem Feuchtigkeitsgehalt korreliert ist, und der Wärmemenge umfasst und eine Änderungsgröße der Wärmemenge auf der Basis der gespeicherten Beziehung einstellen kann.
Doppelbeschichtungsanlage nach Anspruch 6, wobei der Speicher mehrere der vorbestimmten Beziehungen speichern kann und das zweite Steuerelement eine spezifische Beziehung unter den mehreren gespeicherten Beziehungen auf der Basis einer Vorschubgeschwindigkeit der gewellten Faserpappenlage (7) und/oder eines Faserpappentyps und/oder einer Wellung auswählen kann und die Änderungsgröße der Wärmemenge auf der Basis der ausgewählten Beziehung einstellen kann.
Doppelbeschichtungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das Steuermittel (9) ferner ein drittes Steuerelement zum Durchführen einer voreingestellten Steuerung („preset control") bei einer Auftragsänderung aufweist, um eine Wärmeaufnahmesteuerung gemäß der Auftragsänderung auszuführen.
Doppelbeschichtungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei das Steuermittel (9) ferner ein viertes Steuerelement aufweist, um eine voreingestellte Steuerung („preset control") durchzuführen, wenn die Zuführgeschwindigkeiten der einseitig gewellten Faserpappenlage (1) und der Kaschierungspappe (2) niedriger sind als eine vorbestimmte Geschwindigkeit, um eine Wärmeaufnahmesteuerung gemäß der Zuführgeschwindigkeit durchzuführen, die niedriger ist als die vorbestimmte Geschwindigkeit.
Doppelbeschichtungsanlage nach Anspruch 9, wobei das vierte Steuerelement eine größere Änderungsgröße als die von dem zweiten Steuerelement eingestellte Änderungsgröße einstellen kann.
Doppelbeschichtungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei ein Temperatursensor als Feuchtigkeitsgehalt-Erfassungsmittel (8) verwendet wird.
Doppelbeschichtungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei ein Feuchtigkeitssensor als Feuchtigkeitsgehalt-Erfassungsmittel (8) verwendet wird.
Doppelbeschichtungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 12, ferner mit einem Abtastmittel zum Verschieben des Feuchtigkeitsgehalt-Erfassungsmittels (8), um die doppelseitig gewellte Faserpappenlage (7) in ihrer Breitenrichtung abzutasten, sowie Zeit-Durchschnittsbildungsmittel zum Bilden eines zeitlichen Durchschnitts von Ausgaben des Feuchtigkeitsgehalt-Erfassungsmittels (8), das von dem Abtastmittel in der Abtastung verschoben (scanning-shifted) wird.
Doppelbeschichtungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei mehrere der Feuchtigkeitsgehalt-Erfassungsmittel (8) in einem vorbestimmten Intervall in einer Breitenrichtung der doppelseitig gewellten Faserpappenlage (7) angeordnet sind, und ein Breitenrichtung-Durchschnittsbildungsmittel zusätzlich vorgesehen ist, um Ausgaben der mehreren Feuchtigkeitsgehalt-Erfassungsmittel (8) zu mitteln.
Doppelbeschichtungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei das Steuermittel den optimalen Feuchtigkeitsgehalt auf der Basis einer Zuführgeschwindigkeit und/oder eines Faserpappentyps und/oder eines Basisgewichts und/oder eines Wellungstyps einstellen kann.
Verfahren zum Steuern einer Doppelbeschichtungsanlage (Wellpappen-Klebemaschine) zur Herstellung einer gewellten Faserpappenlage, die im Betrieb eine einseitig gewellte Faserpappenlage (1) und eine Kaschierungspappe (2) fördert, die einseitig gewellte Faserpappenlage (1) und die Kaschierungspappe (2) in eine übereinanderliegende Position bringt und die übereinandergelegte Faserpappenlage (1) und Kaschierungspappe (2) zwischen Heizmittel (4) und Pressmittel (6) zum Formen einer doppelseitig gewellten Faserpappenlage (7) positioniert, wobei das Verfahren umfasst: einen ersten Schritt des Steuerns der Wärmeaufnahmemenge durch Rückkoppelungssteuerung („feedback control"), wenn ein Unterschied zwischen einem vorbestimmten optimalen Feuchtigkeitsgehalt und einem erfassten Feuchtigkeitsgehalt oder einem Parameter, der mit dem Feuchtigkeitsgehalt korreliert, der doppelseitig gewellten Faserpappenlage (7) nach der Behandlung durch das Heizmittel (4) unter einem vorbestimmten Wert liegt, und einen zweiten Schritt des Steuerns der Wärmeaufnahmemenge durch Vorsteuerung („feed-forward control"), wenn der Unterschied gleich oder größer ist als der vorbestimmte Wert.