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GEBIET DER
ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf Papierherstellmaschinen und
sie bezieht sich insbesondere auf ein Verfahren und ein Gerät zum Erzielen
eines kontinuierlichen Papierwickelprozesses unter Verwendung einer
Anzahl an Aufrollstationen an verschiedenen Orten entlang einer
Laufbahn einer laufenden Papierbahn, wobei eine Station stets darauf
vorbereitet ist, ein Wickeln bei Vollendung der Papierrolle an einer
anderen Station zu beginnen.
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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Bei
der Herstellung von verschiedenen Arten an Tissueerzeugnissen wie
beispielsweise Gesichtstissue, Toilettentissue, Papierhandtüchern und
dergleichen wird die getrocknete Tissuebahn oder das Blatt, das
von der Tissuemaschine kommt, anfänglich zu einer Stammrolle
gewickelt und vorübergehend zum
Zwecke eines weiteren Verarbeitens gespeichert. Einige Zeit danach
wird die Stammrolle abgewickelt und das Blatt wird zu einer Enderzeugnisform konvertiert.
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In
einem herkömmlichen
Trockenende einer Papierherstellmaschine wird die getrocknete Papierbahn
zu Rollen durch den Aufroller gewickelt. Der herkömmliche
Aufroller hat eine sich drehende Aufrollwelle, die durch ein Paar
an Primärarmen
gegen eine Aufrolltrommel gehalten wird, um einen Spalt auszubilden.
Das freie Ende von der kontinuierlichen Papierbahn in der Form eines
Aufführstreifens
wird in den Spalt eingeleitet. Die Papierbahn wird auf der Aufrollwelle
durch ein Unterdruckband oder Klebstoff angeheftet und wird auf
die Aufrollwelle gewickelt, wenn sie in den Spalt vorwärts gebracht
wird, um eine Rolle auszubilden. Wenn sie einmal teilweise gewickelt
ist, übertragen
die Primärarme
die Rolle zu einem Satz an Sekundärarmen, die den Aufwickelprozess
vollenden. Nachdem die Rolle vollendet worden ist, wird die kontinuierliche
Papierbahn abgetrennt, wobei der stromabwärtige Abschnitt von der Bahn
zu dem Endstückende
wird, das an der vollendeten Bahn gewickelt wird, und der stromaufwärtige Abschnitt
der neue Aufführstreifen
wird. Ein derartiger Aufroller ist beispielsweise in der Druckschrift EP-A-0
658 504 offenbart.
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Die
Vollendung der Rolle macht das Gerät frei, eine neue Aufrollwelle
zu empfangen. Ein Paar an Absenkarmen, die oberhalb von den Primärarmen und
der Aufrolltrommel positioniert sind, holen eine neue Aufrollwelle
von einem Stapel an Aufrollwellen heraus und senken die neue Aufrollwelle
zu den Primärarmen
ab. Die Primärarme
nehmen in greifender Weise die neue Aufrollwelle auf und halten
die neue Aufrollwelle gegen die Aufrolltrommel, um den Spalt auszubilden.
Der neue Aufführstreifen
wird in den Spalt vorwärts
gebracht, um eine neue Rolle zu beginnen.
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Die
Aufrollwechselverfahren werden im Allgemeinen durch ein Ballonblasen
unterstützt.
Ein Ballonblasen hat zur Folge, dass ein Durchhängen über die gesamte Breite des
Papiers erzeugt wird, indem die fertige Rolle etwas verlangsamt
wird. Mit der Hilfe von Druckluft wird die somit ausgebildete Faltung
dann in den Spalt zwischen der neuen Aufrollwelle und der Aufrolltrommel
gedrängt,
wobei danach die Papierbahn abgetrennt wird. Der Grad der Steuerung über der
Papierbahn bei der Ballonblasprozedur ist relativ gering, da die
Bahn nicht an irgendeiner Stütze
in dem Ballonabschnitt oder Aufblähabschnitt der Bahn gestützt ist.
Dieses Fehlen an Steuerung kann zu Problemen führen.
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Das
Patent
US 5 901 918 von
Klerelid et al ('918)
spricht dieses Fehlen an Steuerung an, indem eine Stütze für die Papierbahn
während
des Aufrollschaltens vorgesehen wird. Das in der Druckschrift '918 offenbarte Gerät hat einen
Aufroller mit einem Gewebelauf, der durch einen flexiblen Übertragungsriemen
definiert ist, der zwei Stützwalzen
spannt. Der flexible Übertragungsriemen
stützt
die Papierbahn und bewegt sie vorwärts. Die Bahn wird von dem Übertragungsriemen
zu einer Stammrolle übertragen,
wenn die Stammrolle gegen einen Abschnitt des flexiblen Riemens
gedrängt
wird. Ein Rollenschalten geschieht dann, wenn eine neue Rollenspule
zu einer Anfangswickelposition an der Bahn an einem anderen Abschnitt
des Riemens abgesenkt wird. Kein Ballonblasen wird verwendet und
die Papierbahn wird kontinuierlich gestützt. Jedoch sind Arme erforderlich,
um die neue Aufrollspule zu der Anfangswickelposition abzusenken,
und die neue Aufrollspule muss entlang des Übertragungsriemens von der
Anfangswickelposition zu einer Endwickelposition beim Voranschreiten
des Wickelns bewegt werden. Diese Bewegung der sich aufbauenden
Papierrolle verkompliziert die Steuerung der Spaltbelastung.
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Ein
anderer Nachteil des Rollenschaltens ist die Produktionsstillstandzeit
in Zusammenhang mit dem Aufrollschaltprozess. Die Herstellung von
großen
Jumborollen gestaltet die Häufigkeit
des Rollenschaltens minimal. Jedoch sind Jumborollen oder Großrollen
sogar noch schwieriger zu wickeln und zu handhaben aufgrund ihrer
Größe und ihres
Gewichts. Der Wickelprozess beginnt typischerweise dann, wenn ein
Kern mit einer Aufrolltrommel in Kontakt gebracht wird, die die
Papierbahn stützt.
Das Steuern der linearen Belastung bei der Papierbahn an dem Spalt
während
des Beginns des Wickelprozesses ist schwieriger gestaltet durch
die schweren Kernwellen der Jumborollen. Diese Schwierigkeiten setzen
sich fort, wenn die Rolle gewickelt wird und ihr Gewicht zunimmt,
da die Tissuepapierbahn fragil ist und gegenüber dem Spaltdruck empfindlich
ist. Herkömmliche
Aufroller machen ein kompliziertes Steuersystem erforderlich, um
die lineare Belastung zu steuern und um die Erfordernisse im Hinblick
auf die Tissuebahnqualität
zu erfüllen,
wenn Jumborollen gewickelt werden. Herstellverluste aufgrund dieser Schwierigkeiten
ergeben sich, da der Fehler beim Steuern der linearen Belastung
häufig
zu 200 bis 300 Meter an Tissuepapierbahn zu Beginn der Jumborolle
führt,
die keine Handelsqualität
haben.
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Daher
wäre es
von Vorteil, ein Aufrollgerät
zu haben, das stets die Papierbahn stützt und das jegliche Verzögerung,
die durch den Aufrollschaltprozess bewirkt wird, minimal gestaltet.
Es wäre
des Weiteren von Vorteil, ein Aufrollgerät zu haben, das kleinere Rollen
ohne zusätzliche
Produktionsstillstandszeit erzeugt.
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ZUSAMMENNFASSUNG DER ERFINDUNG
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Diese
und andere Aufgaben werden durch das Mehrrollengerät gemäß der vorliegenden
Erfindung erfüllt.
Die vorliegende Erfindung vermeidet Probleme im Hinblick auf die
Bahninstabilität
durch ein Stützen
der Papierbahn entlang ihrer gesamten Bahn durch das Gerät. Verzögerungen
bei der Herstellung der Stammrolle werden verringert durch ein Abwechseln
zwischen mehreren Aufrollgeräten,
so dass ein beliebiges Gerät
eine Papierbahn auf eine Stammrolle wickelt, während die anderen vollendete Stammrolle
für eine
neue leere Aufrollwelle austauschen. Die Verringerung im Hinblick
auf die Stillstandszeit aufgrund des Aufrollschaltens ermöglicht die
Herstellung von kleinen Rollen, die leichter zu wickeln und zu handhaben
sind.
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Eine
Papierbahnherstellmaschine hat eine Nasspartie mit einem Former
für ein
Formen einer nassen Bahn, eine Trockenpartie für einen Trocknen einer nassen
Bahn und das Mehrrollengerät
für ein Wickeln
der getrockneten Bahn zu vollendeten Rollen. Das Mehrrollengerät hat eine
Bahnstütze,
die die laufende Bahn entlang der Laufbahn stützt, die sich von einer ersten
vertikalen Höhe
zu einer zweiten vertikalen Höhe
erstreckt, wobei die beiden Höhen vertikal
beabstandet sind. Eine erste und eine zweite Aufrollstation befinden
sich jeweils bei der ersten und bei der zweiten vertikalen Höhe. Jede
Aufrollstation hat eine Aufrollvorrichtung, die dazu betreibbar
ist, einen Kern zu halten und drehbar anzutreiben, an dem die Bahn
gewickelt wird, um eine Rolle auszubilden. Die Aufrollvorrichtungen
sind des Weiteren betreibbar, um den Kern zu einem Eingriff mit
der Bahn an der Bahnstütze
zu bewegen, wodurch das Wickeln des Bahns auf den Kern gestartet
wird. Die Aufrollvorrichtungen sind außerdem betreibbar, um den Kern
von der Bahnstütze
weg zu bewegen, wenn die Rolle gänzlich
gewickelt ist, so dass die Bahn mit dem Wickeln an dem Kern beginnen
kann, der in der Aufrollvorrichtung der anderen Aufrollstation gehalten
wird. In dieser Weise wird die Bahn kontinuierlich abwechselnd in
einer Aufrollstation und dann in der anderen Aufrollstation gewickelt.
Dies erhöht
die Effizienz von dem Papierherstellprozess, indem die Stillstandszeit
während
des Aufrollschaltens beseitigt wird.
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Bei
einem anderen Ausführungsbeispiel
wird die kontinuierliche Bahn vor dem Wickeln in zwei Teilbreitenbahnabschnitte
geteilt. Jede Aufrollstation hat zwei Aufrollvorrichtungen, die
in der Breitenrichtung der Bahn beabstandet sind für ein gleichzeitiges
Wickeln der beiden Bahnabschnitte. Die kontinuierliche Bahn wird
abwechselnd bei den beiden Aufrollvorrichtungen der ersten Aufrollstation
und dann bei der zweiten Aufrollstation gewickelt. Die Teilbreitenbahnabschnitte
werden in vorteilhafter Weise auf separate Kerne und Wellen bei
jeder Station gewickelt, um kleine Rollen auszubilden, die leicht
bei dem zusätzlichen
stromabwärtigen
Behandeln zu handhaben sind. Die kleinen Rollen haben im Allgemeinen
leichtere Kerne und Wellen und können
sogar wellenlose Kerne auf Verbundbasis für eine weitere Verringerung
des Gewichtes und eine Zunahme der Aufrollgeschwindigkeit anwenden.
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Bei
einem wiederum anderen Ausführungsbeispiel
werden die Teilbreitenbahnabschnitte gleichzeitig bei der ersten
und zweiten Aufrollstation zu kleinen Rollen gewickelt. Jede Aufrollstation
hat eine erste und eine zweite Aufrollvorrichtung, die vertikal gestapelt
sind, wodurch jeder Bahnabschnitt kontinuierlich abwechselnd bei
der ersten und dann bei der zweiten Aufrollvorrichtung von jeder
Aufrollstation gewickelt wird.
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Das
Starten einer neuen Rolle wird vorzugsweise durch eine Abtrennvorrichtung
unterstützt,
die betreibbar ist, um die Bahn dann abzuschneiden, wenn die Rolle
in einer der Aufrollstationen vollendet ist, so dass die andere
Aufrollstation mit dem Wickeln der Bahn auf ihren Kern beginnen
kann. Die Abtrennvorrichtung kann mit einer Haftmittelauftrageinrichtung
kombiniert sein, die benachbart zu der Laufbahn der Bahn und stromaufwärtig von
den Aufrollstationen positioniert ist. Ein Signal löst die Haftmittelauftrageinrichtung
aus, um ein Haftmittel auf die Bahn aufzubringen, und die Abtrennvorrichtung
trennt die Bahn so ab, dass die Abtrennung stromabwärtig von dem
aufgebrachten Haftmittel ist.
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Die
Bahnstütze
bei einigen Ausführungsbeispielen
weist ein endlos tragendes Textilstück auf, das entlang der Laufbahn
durch eine Vielzahl an Walzen geführt wird, um die herum das
Textilstück
schleifenartig angeordnet ist. Dieses Textilstück kann ein Durchlufttrocknungsgewebe
sein, an dem die Bahn in der Trockenpartie getrocknet wird, oder
es kann ein separates Textilstück
sein, das die Bahn von der Trockenpartie empfängt. Alternativ kann die Bahnstütze einen
Foil oder eine Vielzahl an Foils aufweisen, um die Bahn an dieser
zu stützen.
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Das
Mehrrollengerät
hat viele Vorteile. Die Beseitigung der Stillstandszeit für das Rollenschalten ermöglicht eine
kontinuierliche Papierbahnherstellung und eine kosteneffektive Herstellung
von kleinen Rollen anstelle von Jumborollen. Kleine relativ leichte Rollen
verringern die Wickelprobleme und die Probleme beim stromabwärtigen Handhaben
in Zusammenhang mit schweren Jumborollen. Leichtere Aufrollwellen,
die bei kleineren Rollen verwendet werden, werden leichter durch
die Aufrollvorrichtung gesteuert, um die geeignete Bahnspannung
und die Spaltbelastung für
eine Herstellung einer Tissuepapierbahn in hoher Qualität zu halten.
Außerdem macht
das Mehrrollengerät
keine Absenkarme oder irgendwelche Mechanismen zum Bewegen der neuen
Aufrollwelle erforderlich, an der ein Wickeln von einer Anfangswickelposition
zu einer Endwickelposition begonnen wird, die zuvor durch die zuvor
gewickelte Rolle besetzt gewesen war. Dadurch werden die Vereinfachung
des Betriebs und auch die Steuerung der Spaltbelastung weiter verbessert.
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KUZRBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Nachdem
die vorliegende Erfindung allgemein beschrieben ist, wird nachstehend
auf die beigefügten
Zeichnungen Bezug genommen, die nicht unbedingt maßstäblich gezeichnet
sind.
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1 zeigt
eine schematische Darstellung einer Papiermaschine, die ein Mehrrollengerät gemäß der vorliegenden
Erfindung hat.
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2 zeigt
eine schematische Darstellung von dem in 1 dargestellten
Mehrrollengerät,
wobei ein Kernaustauschen bei der ersten Aufrollstation abgebildet
ist.
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3 zeigt
eine schematische Darstellung von dem in 1 gezeigten
Mehrrollengerät,
wobei die vollendete Stammrolle abgebildet ist, die für ein Wegheben
an der ersten Aufrollstation positioniert ist.
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4 zeigt
eine schematische Darstellung von dem in 1 gezeigten
Mehrrollengerät,
wobei das Anfangswickeln einer neuen Rolle bei der ersten Aufwickelstation
während
des Entfernens einer vollendeten Stammrolle bei der zweiten Aufrollstation abgebildet
ist.
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5 zeigt
eine schematische Darstellung von dem in 1 gezeigten
Mehrrollengerät,
wobei das Kernaustauschen bei der zweiten Aufrollstation abgebildet
ist.
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6 zeigt
eine schematische Darstellung von einem Mehrrollengerät, wobei
das Schalten zwischen dem Wickeln bei einer zweiten Aufrollstation zu
einem Wickeln bei einer ersten Aufrollstation abgebildet ist.
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7 zeigt
eine schematische Darstellung von dem in 6 gezeigten
Mehrrollengerät,
wobei die Anordnung eines neuen Kerns an der zweiten Aufrollstation
während
des Wickelns der Stammrolle bei der ersten Aufrollstation dargestellt
ist.
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8 zeigt
eine schematische Darstellung von dem in 6 gezeigten
Mehrrollengerät,
wobei ein Schalten zwischen dem Wickeln bei der ersten Aufrollstation
zu dem Wickeln zu der zweiten Aufrollstation abgebildet ist.
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9 zeigt
eine schematische Darstellung von einem sich nach hinten lehnenden
Mehrrollengerät.
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10 zeigt
eine schematische Darstellung von einem Mehrrollengerät mit drei
Aufrollstationen.
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11 zeigt
eine schematische Darstellung von einem Mehrrollengerät, wobei
die Laufrichtung der Papierbahn relativ zu derjenigen von den 1 bis 10 umgekehrt
ist.
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12 zeigt
eine schematische Darstellung von einer Papierbahntrockenpartie,
die einen Glätttrockner
hat, der zum Zwecke des Umbaus umgangen worden ist.
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13 zeigt
eine schematische Darstellung von einer Papierbahntrockenpartie,
die ein Paar an gestapelten Durchlufttrocknern (TADs) hat.
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14 zeigt
eine schematische Darstellung von einer Papierbahntrockenpartie
mit einer verkürzten
Anordnung.
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15 zeigt
eine schematische Darstellung von einer Papierbahntrockenpartie
mit einer flachen Anordnung.
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16 zeigt
eine schematische Darstellung von einer Papierbahntrockenpartie,
die die Kombination aus einem Paar an TADs mit einem Glätttrockner hat.
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17 zeigt
eine schematische Darstellung von einer Papierbahntrockenpartie,
die einen Glättvortrockner
und einen End-TAD-Trockner hat.
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18 zeigt
eine schematische Darstellung von einer Papierbahntrockenpartie,
die einen herkömmlichen
Glätttrockner
und eine Vielzahl an Foils hat, die die Papierbahn stützen.
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19 zeigt
eine schematische Darstellung von einer Papierbahntrockenpartie,
die einen Glätttrockner
mit einem Trockenendsieb für
ein Befördern der
Bahn von dem Glätttrockner
zu dem Mehrrollengerät
hat.
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20A zeigt eine schematische Darstellung von einem
Mehrrollengerät;
wobei jede Aufrollstation ein Paar an benachbarten Aufrollvorrichtungen
zum Aufrollen von kleinen Rollen hat.
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20B zeigt eine Seitenansicht von dem Mehrrollengerät von 20A.
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21A zeigt eine schematische Ansicht von einem
Mehrrollengerät,
bei dem jede Aufrollstation ein Paar an vertikal gestapelten Aufrollvorrichtungen
für ein
Aufrollen von kleinen Rollen hat.
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21B zeigt eine Seitenansicht von dem Mehrrollengerät von 21A.
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DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG DER VORLIEGENDEN ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung ist nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen ausführlicher
beschrieben, in denen bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden
Erfindung gezeigt sind. Die vorliegende Erfindung kann jedoch in vielen
anderen Formen ausgeführt
werden und soll nicht auf die hierbei ausgeführten Ausführungsbeispiele beschränkt sein,
sondern vielmehr sind diese Ausführungsbeispiele
so dargelegt, dass diese Offenbarung gründlich und vollständig ist
und gänzlich den
Umfang der Erfindung Fachleuten übermittelt. Gleiche
Bezugszeichen beziehen sich durchweg auf gleiche Elemente.
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Ein
erstes Ausführungsbeispiel
eines Mehrrollengerätes 101 ist
in 1 als ein Teil einer Papiermaschine gezeigt, die
eine Bahnbildungspartie 132 und eine Trockenpartie 102 hat.
Die
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2 bis 8 zeigen
zwei Ausführungsbeispiele
von dem Mehrrollengerät 101 während verschiedener
Betriebsphasen. Die Bahnbildungspartie oder Formerpartie 132 hat
ein inneres Formergewebe 112, ein äußeres Formergewebe 125,
einen Stoffauflaufkasten 103 und eine Formerwalze 115.
Der Stoffauflaufkasten 103 lagert eine wässrige Suspension
aus Papierherstellfasern zwischen dem inneren Gewebe 112 und
dem äußeren Gewebe 125 ab, wenn
diese die Formerwalze 115 überschreiten. Das äußere Formergewebe 125 trennt
sich von dem inneren Formergewebe, nachdem die Gewebe von der Formerwalze 115 weggehen.
Die Papierbahn 108 wird dann an einer Unterseite von dem
inneren Formergewebe 112 befördert.
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Das
innere Formergewebe 112 weist außerdem ein Trocknungsgewebe
auf, das die Bahn 108 durch die Trockenpartie 102 trägt. Genauer
gesagt, wird die Papierbahn 108 an dem Former- und Trocknungsgewebe 112 durch
ein Paar an Durchlufttrocknern (TADs) getragen. Die TADs 104 haben
jeweils einen Trocknungszylinder 118, der teilweise durch eine
Haube 119 umgeben ist, die mit einem (nicht dargestellten)
Gebläse
verbunden ist. Das Gewebe 112 mit der an ihm gestützten Papierbahn 108 wird um
das Paar an Trocknungszylindern 118 herumgeführt. Die
Trocknungszylinder 118 haben Außenflächen, die gegenüber Luft
durchlässig
sind und das Durchtreten von Luft, wie dies durch Pfeile 120 gezeigt
ist, durch die Papierbahn 108, das Gewebe 112 und
durch die durchlässige
Außenfläche des
Trocknungszylinders ermöglichen.
Der Druck der Luft an der Papierbahn 108 sichert diese
an dem Gewebe 112 entgegen den Zentrifugalkräften. Die
Wahl von zwei TADs 104 ist nicht als Einschränkung gemeint, da
ein einzelner TADs mehrere TADs oder andere Trocknungsvorrichtungen
zum Trocknen der Papierbahn 108 verwendet werden kann/können.
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Das
Gewebe 112 bei diesem Ausführungsbeispiel stützt außerdem die
Bahn 108 durch das Mehrrollengerät 101. Somit läuft stromabwärtig von den
TAD-Einheiten ein Abschnitt der Schleife des Gewebes 112 nach
oben an einer ersten Aufrollstation vorbei, die eine erste Aufrollvorrichtung 110 bei
einer ersten Höhe
hat, und dann an einer zweiten Aufrollstation vorbei, die eine zweite
Aufrollvorrichtung 110' bei
einer zweiten höheren
Höhe hat.
Die Papierbahn 108 wird von dem Gewebe 112 zu
derjenigen Aufrollvorrichtung 110 oder 110' übertragen,
die gegenwärtig
die Bahn auf einen Kern 109 wickelt. Eine detailliertere
Beschreibung von dem Mehrrollengerät 101 ist nachstehend
dargelegt.
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Viele
Vorteile der vorliegenden Erfindung gehen aus der detaillierten
Beschreibung von dem Mehrrollengerät 101 hervor. Das
Mehrrollengerät
hat die erste Aufrollvorrichtung 110 und die zweite Aufrollvorrichtung 110', die bei verschiedenen
vertikalen Höhen
entlang eines Abschnittes der Schleife von dem Former- und Trocknungsgewebe 112 positioniert
sind, was ein kontinuierliches Wickeln der Papierbahn 108 ermöglicht,
da eine Vorrichtung aus dem Paar an Aufrollvorrichtungen mit der Bahnstützbaugruppe
ständig
in Eingriff steht. Die paarweise vorgesehenen Aufrollvorrichtungen 110 und 110' wechseln zwischen
den Wickel- und Kernschaltfunktionen ab, wie dies in den 2 bis 5 gezeigt
ist, um eine Unterbrechung des Wickelprozesses zu vermeiden.
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Jede
Aufrollvorrichtung 110, 110' hat ein Paar an Schlitten 122,
von denen jeder Schlitten entlang einer oder mehrerer Schlittenschienen 123 zu dem
Gewebe 112 hin und von diesem weg gleitet, und sie ist
so aufgebaut, dass einer der Kerne 109 bei einer Position
in der Nähe
von einem Paar an Papierrollenstützschienen 123 gestützt ist.
Das Paar an Schienen 123 für die zweite Aufrollvorrichtung 110' ist bei einer
höheren
Höhe als
jene für
die erste Aufrollvorrichtung 110 montiert. Der Unterschied
in der vertikalen Höhe
ordnet den Schlitten 122 von der ersten Aufrollvorrichtung 110 weiter
stromaufwärtig
entlang des Gewebes 112 als den Schlitten 122 von
der zweiten Aufrollvorrichtung 110' an. Jeder Schlitten 122 wird
zu dem Gewebe 112 hin und von diesem weg entlang der Schienen 133 durch
einen (nicht dargestellten) hydraulischen Aktuator angetrieben.
Zwei Führungswalzen 126 und 127 klammern
einen Gewebelauf 128 von dem Gewebe 112 ein, das
sich oberhalb und unterhalb von der ersten und der zweiten Aufrollvorrichtung
erstreckt.
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Die
Bahn 108 wird durch das Gewebe 112 entlang des
Gewebelaufs 128 zwischen den beiden Stützwalzen 126 und 127 gestützt und
sie wird auf eine Rolle 111 gewickelt, die durch eine der
Aufrollvorrichtungen drehbar gestützt ist. Der Kern 109 kann
zu dem Gewebe 112 hin und von diesem weg durch den Schlitten 122 bewegt
werden. Wenn sich die Stammrolle 111 aufbaut, wird der
Kern 109 kontinuierlich von dem Gewebe weg bewegt, um den
zunehmenden Durchmesser der Rolle auszugleichen. Die Bewegung des
Schlittens 122 kann außerdem gesteuert
werden, um eine Spaltbelastung zwischen der Papierrolle und dem
Gewebe 112 zu steuern. Ein geeignetes Verfahren zum Steuern
der Spaltbelastung in dieser Art und Weise ist in dem US Patent
5 901 918 beschrieben.
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Ein
kontinuierliches Wickeln wird erreicht durch einen abwechselnden
Aufrollerbetrieb zwischen der ersten und der zweiten Aufrollvorrichtung 110 und 110'. Die 2 und 3 zeigen
die zweite Aufrollvorrichtung 110', die eine vollendete Stammrolle 111 hat
und die für
das Schalten bereit ist. Der Schaltprozess wird durch die Endstückabtrenneinrichtung 106 unterstützt, die
zwei Düsen
hat, eine zum Sprühen
eines Wasserstrahls und eine andere zum Sprühen eines Klebmittelstrahls über einen Querschnitt
der laufenden Bahn 108. Wenn die Stammrolle 111 einmal
in der Nähe
der Vollendung ist, signalisiert die Steuereinrichtung der Endstückabtrenneinrichtung 106,
einen Abschnitt der Papierbahn 108 quer zu ihrer Laufrichtung
unter Verwendung des Wasserstrahls abzuschneiden. Gleichzeitig oder
kurz danach. sprüht
die Klebstoffdüse
einen Klebstoffstrahl geringfügig
stromaufwärtig
von dem abgetrennten Rand der Papierbahn 108. In vorteilhafter
Weise sind die Wasserdüse
und die Klebstoffdüse
für ein
Durchlaufen in der Maschinenquerrichtung entlang der Breite der
Papierbahn 108 montiert und können vorzugsweise bei dem gleichen
(nicht dargestellten) Durchlaufmechanismus montiert sein.
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Die
erste Aufrollvorrichtung 110 bewegt einen neuen Kern 109 zu
einem Kontakt mit der Papierbahn 108 an dem Gewebe 112 nach
vorn, bevor die Klebstofflinie auf die Papierbahn 108 aufgetragen ist
oder bevor die Klebstofflinie die erste Aufrollvorrichtung erreicht.
Im Allgemeinen zur gleichen Zeit bewegt die zweite Aufrollvorrichtung 110' die annähernd vollendete
Stammrolle 111 von dem Gewebe 112 weg. Wenn die
Papierbahn 108 die Vorwärtsbewegung
fortsetzt, wird der Abschnitt von der Papierbahn, der stromabwärtig von
dem Schnitt ist, zu dem Endstückende
von der gegenwärtigen
Stammrolle 111. Dieser stromabwärtige Abschnitt setzt das Wickeln
bis zur Vollendung an jener Stammrolle durch die zweite Aufrollvorrichtung 110' fort. Der Abschnitt von
der Papierbahn, der sich stromaufwärtig von dem Schnitt befindet,
der die Klebstofflinie enthält,
bewegt sich entlang des Gewebes 112 nach vorn, bis er auf die
Außenseitenfläche von
dem Kern 109 stößt, der gegenwärtig durch
die erste Aufrollvorrichtung 110 gehalten wird. Die Klebstofflinie
bewirkt, dass der stromaufwärtige
Abschnitt von der Papierbahn an dem Kern 109 der zweiten
Aufrollvorrichtung 110' anhaftet,
wodurch eine neue Stammrolle 111' begonnen wird, wie dies in 4 gezeigt
ist.
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Die
vollendete Stammrolle 111 bei der zweiten Aufrollvorrichtung 110' wird vorzugsweise
entlang der Führungsschienen 123 durch
den Schlitten 122 zu einem Aufnahmeort gerollt, wobei die
Bewegung und die Position von der Rolle unter Kontrolle gehalten
werden. Alternativ kann die Rolle 111 von dem Schlitten
weg gestoßen
werden, um entlang der Führungslinien 123 zu
rollen. Die vollendete Stammrolle 111 kann von den Schienen 123 in
einer beliebigen geeigneten Art und Weise (beispielsweise durch
die Anwendung eines Laufkrans) für
eine weitere Verteilung angehoben werden.
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Wie
dies in 5 gezeigt ist, ist die Situation an
sich umgekehrt dahingehend, dass ein neuer Kern 109 zu
einer Position in Kontakt mit dem Gewebe 112 an der zweiten
Aufrollvorrichtung 110' vorwärts gebracht
wird. Der neue Kern 109 wird auf den Schlitten 122 von
der zweiten Aufrollvorrichtung 110' geladen und zu dem Gewebe 112 hin
vorwärts
gebracht. Inzwischen setzt die erste Aufrollvorrichtung 110 das Wickeln
von dem Kern 109 zu einer Stammrolle 111 unter
Verwendung der ersten Aufrollvorrichtung 110 fort. Wenn
die Stammrolle 111 einmal sich der Vollendung an der ersten
Aufrollvorrichtung 110 nähert, wird die Endstückabtrenneinrichtung 106 ausgelöst (wie
dies bei einem anderen Ausführungsbeispiel
in 8 gezeigt ist). Die Papierbahn 108 wird
durch die Endstückabtrenneinrichtung 106 abgetrennt
und klebt, wobei der stromabwärtige
Abschnitt zu dem Endstückende
der Stammrolle 111 bei der ersten Aufrollvorrichtung 110 wird
und der stromaufwärtige
Abschnitt (mit der Klebmittellinie) an dem Kern 109 anhaftet,
der durch die zweite Aufrollvorrichtung 110' gehalten wird. Bevor das Aufwickeln
bei der zweiten Aufrollvorrichtung 110' beginnt, hat die erste Aufrollvorrichtung 110 ihren
Wegstoßvorgang
ausgeführt. In
dieser Weise kann das Mehrrollengerät 101' den Wickelprozess uneingeschränkt und
ohne Unterbrechung fortsetzen. Es ergibt sich keine Verzögerung während des
Schaltens von vollendeten Rollen zu neuen Kernen. Darüber hinaus
wird die Papierbahn stets an dem Gewebe 112 während des
Wickelns gestützt.
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Es
ist zu beachten, dass Variationen für den Beginn einer neuen Rolle 111' über die
Anwendung der Endstückabtrenneinrichtung 106 hinaus
möglich sind.
Bei einem Ausführungsbeispiel
wird die Bahn 108 abgetrennt, indem die gänzlich gewickelte
Rolle von dem Gewebe 112 weggestoßen wird, um eine schnell auferlegte
Zugkraft auf die Bahn zu verursachen. Ein oder mehrere Luftstrahlen
dienen dazu, die Papierbahn zu dem neuen Kern zurück zu blasen, nachdem
sie durch die Wegstoßprozedur
abgetrennt worden ist. Die Papierbahn wird dann durch einen Unterdrucksaugvorgang
von innerhalb des Kerns gefangen. Bei einem anderen Ausführungsbeispiel kann
ein Klebstoff direkt auf den neuen Kern so aufgetragen werden, dass
ein Kontakt mit der Papierbahn das Aufrollen beginnt und gleichzeitig
die Bahn reißt,
wodurch das Vollenden der alten Stammrolle ermöglicht wird.
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Ein
Bereich von anderen Ausführungsbeispielen
des Mehrrollengerätes 101 ist
ebenfalls möglich.
Die dem Mehrroller 101 der vorliegenden Erfindung innewohnende
Flexibilität
ist von Bedeutung aufgrund der Tatsache, dass bei vielen Situationen dieser
bei einer zuvor existierenden Papiermaschine nachgerüstet werden
kann. Papiermaschinen werden häufig
auf Bestellung gebaut, um die vom Anwender erwünschte Papierart und Qualität zu erfüllen. Außerdem arbeitet
jeder Anwender unter einmaligen Raum- und Kostenzwängen, die
teilweise den Entwurf der Papiermaschine diktieren (beispielsweise
welche Abschnitte der Maschine oberhalb oder unterhalb einer Bodenhöhe 200 sind).
Vorhandene Maschinen können
eine beliebige Anzahl an Trocknern bei sich ändernden Aufbauarten haben
und noch von einem kontinuierlichen Wickeln Nutzen ziehen, wie es
durch den Mehrroller 101 ausgeführt wird. Die nachstehend dargelegte
Beschreibung von alternativen Ausführungsbeispielen soll lediglich
die Flexibilität
der vorliegenden Erfindung veranschaulichen und diese in keiner
Weise einschränken.
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Die 6 bis 8 zeigen
ein anderes Ausführungsbeispiel
von dem Mehrrollengerät 101,
bei dem das Gewebe 112 sich horizontal von der oberen Führungswalze 127 nach
außen
erstreckt. 6 zeigt die Vollendung der Stammrolle 111 bei
der zweiten Aufrollvorrichtung 110'. 7 zeigt
das Herausstoßen
der vollendeten Stammrolle 111 und das Austauschen des
Kerns 109 an der zweiten Aufrollvorrichtung 110', während das
Wickeln der neuen Rolle 111' bei
der ersten Aufrollvorrichtung 110 fortgesetzt wird. 8 zeigt
den Eingriff des Kerns 109 mit dem Gewebe 112 bei
der zweiten Aufrollvorrichtung 110', wenn das Wickeln der Stammrolle 111 bei
der ersten Aufrollvorrichtung 110 vollendet ist.
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9 zeigt
ein Ausführungsbeispiel
von dem Mehrrollengerät 101,
bei dem der Gewebelauf 128 sich nach hinten lehnt. Bei
diesem Ausführungsbeispiel
sind die erste und die zweite Aufrollvorrichtung 110 und 110' annähernd vertikal
ausgerichtet. Dadurch wird der horizontale Raum verringert, der
für das
Mehrrollengerät 101 erforderlich
ist. Es ist hierbei zu beachten, dass der Gewebelauf 128 auch
vertikal oder geringfügig
nach vorn gelehnt sein kann und noch eine annähernd vertikale Ausrichtung
erreicht.
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10 zeigt
ein Ausführungsbeispiel,
bei dem der Mehrroller 101 eine zusätzliche dritte Aufrollvorrichtung 110'' aufweist. Die erste Aufrollvorrichtung 110,
die zweite Aufrollvorrichtung 110' und die dritte Aufrollvorrichtung 110'' sind sämtlich vertikal gestapelt bei
unterschiedlichen vertikalen Höhen.
Ein Vorteil ist, dass dadurch größere Zykluszeiten
für eine
vorgegebene Aufrollvorrichtung ermöglicht werden, was mehr Zeit
für das
Herausstoßen
und Entfernen der Stammrollen 111 und/oder das Austauschen von
neuen Kernen 109 ermöglicht.
Ein anderer Vorteil ist, dass die Wartung an einer beliebigen der
Aufrollvorrichtungen 110, 110' und 110'' ausgeführt werden
kann, während
die anderen ihren normalen Betrieb fortsetzen.
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11 zeigt
in schematischer Weise ein anderes Ausführungsbeispiel, bei dem die
Laufrichtung von dem Gewebe 112 und der Papierbahn 108 umgekehrt
ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel
ist die obere oder die zweite Aufrollvorrichtung 110' stromaufwärtig von
der unteren oder ersten Aufrollvorrichtung 110. 12 zeigt
ein anderes Ausführungsbeispiel,
bei dem eine zuvor existierende Trockenpartie 102 nachgerüstet worden
ist, um einen Glätttrockner 129 zu
umgehen und ein Durchlufttrocknen zu ersetzen. Es ist außerdem zu
beachten, dass dieses Ausführungsbeispiel
ein separates inneres Formergewebe 130 hat, von dem die
Bahn 108 zu dem Trocknungsgewebe 112 übertragen
wird.
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13 zeigt
in schematischer Weise ein Ausführungsbeispiel,
bei dem die TADs 104 gestapelt sind anstelle von benachbarten
TADs, was die Grundfläche
der Trockenpartie 102 vermindert. Der obere TAD 104 ist
eine Hinausströmungseinheit,
die durch die Pfeile 120 dargestellt ist. Die Papierbahn 108 durch
den oberen TAD ist an der Innenseite von dem Gewebe 112 an
dem Trocknungszylinder 118. Der untere TAD ist eine Hineinströmungseinheit,
die das Gewebe 112 zwischen der Bahn und dem Trocknungszylinder 118 hat.
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14 zeigt
ein Ausführungsbeispiel
mit einer Anordnung, die durch die Anwendung des nach hinten gelehnten
Gewebelaufs 128 für
den Mehrroller 101 ähnlich
wie bei 9 verkürzt ist, jedoch bei einem steileren
Winkel, so dass ein Teil von dem Mehrroller direkt oberhalb der
Trockenpartie 102 ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist das Mehrrollengerät 101 oberhalb
angeordnet und durch den Hauptboden 200 gestützt. Die
TADs 104 befinden sich unterhalb des Hauptbodens 200.
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15 zeigt
ein Ausführungsbeispiel,
das zwei Hinausströmungs-TADs 104 anwendet,
deren Hauben 119 eher oberhalb als unterhalb der Trocknungszylinder 118 sind.
Dieses Ausführungsbeispiel beseitigt
in vorteilhafter weise die Erfordernis eines Raumes unterhalb von
dem Hauptboden 200. Die Formerpartie oder Bahnbildungspartie 132,
die TADs 104 und das Mehrrollengerät 101 sind sämtlich oberhalb
von dem Hauptboden 200 angeordnet, und sind durch diesen
gestützt.
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16 zeigt
ein Ausführungsbeispiel
mit einer Kombination aus TADs 104, die unterhalb des Hauptbodens 200 angeordnet
sind, und ein Glätttrockner 129,
der oberhalb des Hauptbodens angeordnet ist. Nachdem sie von dem
Glätttrockner 129 gekreppt
worden ist, wird die Bahn 108 durch ein Stütztextilstück 112' aufgenommen,
das die Bahn durch das Mehrrollengerät 101 trägt, das
unterhalb von dem Hauptboden 200 angeordnet ist.
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17 zeigt
eine Maschine, die zwei TADs 104 hat, die unterhalb des
Hauptbodens 200 angeordnet sind, und einen Glätttrockner 129 hat,
der oberhalb des Hauptbodens angeordnet ist, wobei er einen Vortrocknungsbetrieb
ausführt.
Das Endtrocknen wird durch einen zusätzlichen TAD 104 ausgeführt, dessen
Trocknungsgewebe 112 die Bahn durch das Mehrrollengerät trägt. Die
zweite Aufrollvorrichtung 110' ist ebenfalls oberhalb des Hauptbodens 200 angeordnet,
während
die erste Aufrollvorrichtung 110 unterhalb des Hauptbodens
angeordnet ist.
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18 zeigt
ein Ausführungsbeispiel,
bei dem die Bahn 10 durch das Mehrrollengerät 101 durch
eine Vielzahl an Foils 131 gestützt ist. 19 zeigt
ein Ausführungsbeispiel,
das demjenigen von 16 ähnlich ist, wobei es jedoch
lediglich einen Glätttrockner
für das
Trocknen der Bahn hat.
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Bei
einem anderen Ausführungsbeispiel
wird die Tissuepapierbahn 108, die in vielen Fällen 5 bis 6 Meter
breit sein kann, in der Mitte vor dem Aufrollen geschnitten, um
zwei kleine Rollen 111A und 111B zu erzeugen,
die ungefähr
die Hälfte
der ursprünglichen Breite
der Papierbahn haben. Zwei separate Teilbreitenabschnitte 108A und 108B werden
gleichzeitig auf separate Kerne 109A beziehungsweise 109B gewickelt,
um die kleinen Rollen 111A und 111B auszubilden.
In dem Ausführungsbeispiel,
das in den 20A und 20B gezeigt
ist, hat die erste Aufrollstation ein Paar an Kleinrollenaufrollvorrichtungen 210,
die bei unterschiedlichen vertikalen Höhen positioniert sind und in
der Maschinenquerrichtung beabstandet sind. Die zweite Aufrollstation
hat ein anderes Paar an Kleinrollenaufrollvorrichtungen 210', die bei einem
Aufbau positioniert sind, der demjenigen der ersten Aufrollstation ähnlich ist.
Der benachbarte Aufbau ermöglicht
das gleichzeitige Wickeln der Teilbahnabschnitte 108A und 108B in
der gleichen Aufrollstation. Ein kontinuierliches Wickeln wird erzielt, indem
zwischen jedem Paar an Kleinrollenaufrollvorrichtungen 210 und 210' abgewechselt
wird.
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Bei
einem anderen Teilbahnausführungsbeispiel,
das in den 21A und 21B gezeigt
ist, hat die erste Aufrollstation zwei abwechselnd betreibbare Aufrollvorrichtungen 210 für ein Wickeln
von einem der Teilbreitenbahnabschnitte, und die zweite Aufrollstation
hat zwei abwechselnd betreibbare Aufrollvorrichtungen 210' für ein Wickeln
von dem anderen Bahnabschnitt. Der vertikale Stapelaufbau ermöglicht das gleichzeitige
Wickeln der Teilbahnabschnitte 108A und 108B in
verschiedenen Aufrollstationen. Ein kontinuierliches Wickeln wird
erzielt, indem zwischen den Kleinrollenaufrollvorrichtungen von
jedem Paar an Aufrollvorrichtungen 210, 210' abgewechselt
wird. Im Allgemeinen sind kleinere Rollen leichter bei stromabwärtigen Vorgängen als
die schwereren Jumborollen zu handhaben. Die Spaltbelastungen sind
bei kleinen Rollen leichter zu handhaben, was zu der Erzeugung von
Tissuepapier in hoher Qualität
beiträgt.
Die kleineren Rollen ermöglichen
außerdem
die Anwendung von wellenlosen Kernen auf Verbundbasis.
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Es
ist zu beachten, dass zusätzliche
Ausführungsbeispiele
der vorliegenden Erfindung, bei denen die Anordnung der vorstehend
aufgeführten
Ausführungsbeispiele
umgekehrt ist oder in Spiegelbildform ausgeführt ist, ebenfalls möglich sind.
Obgleich die Herstellung von Tissuepapierbahnen bevorzugt wird,
kann das Mehrrollengerät
der vorliegenden Erfindung auch bei anderen Papiersorten angewendet werden.
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Auf
viele Abwandlungen und andere Ausführungsbeispiele der vorliegenden
Erfindung werden Fachleute kommen, die von der vorliegenden Erfindung
angesprochen werden, wobei sie den Nutzen der Lehren haben, die
in den vorstehend dargelegten Beschreibungen und zugehörigen Zeichnungen
aufgeführt
sind. Daher sollte verständlich
sein, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die offenbarten spezifischen
Ausführungsbeispiele
beschränkt
ist und dass Abwandlungen und andere Ausführungsbeispiele innerhalb des
Umfangs der beigefügten
Ansprüche
umfasst sein sollen. Obwohl spezifische Ausdrücke hierbei angewendet sind,
sind diese im allgemeinen und beschreibenden Sinne lediglich angewendet
und nicht aus Gründen
der Einschränkung.