DE60211331T3

DE60211331T3 - Schuhpressenband mit einem system zur erfassung von betriebsparametern

Info

Publication number: DE60211331T3
Application number: DE2002611331
Authority: DE
Inventors: J Eric Stephens City GUSTAFSON; Bertram Northboro STAUDENMAIER; S William Stephens City BUTTERFIELD
Original assignee: Stowe Woodward LLC
Current assignee: Stowe Woodward LLC
Priority date: 2001-06-01
Filing date: 2002-03-04
Publication date: 2009-12-17
Anticipated expiration: 2022-03-05
Also published as: US20020179270A1; NO20035346D0; EP1392917B1; EP1392917B2; DE60211331D1; US6752908B2; BR0209545A; CA2442055C; DE60211331T2; EP1392917A1; MXPA03010857A; ATE325923T1; CA2442055A1; WO2002099188A1; BR0209545B1

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf Pressen und im Spezielleren auf Schuhpressen.
Hintergrund der Erfindung
Bei dem herkömmlichen Verfahren der Langsiebmaschinen-Papierherstellung wird ein wässriger Brei bzw. eine Suspension von Zellulosefasern (bekannt als Papier-„Brei”) auf die obere Bahn eines Endlosbandes aus Drahtgewebe und/oder synthetischem Material aufgebracht, das zwischen zwei oder mehr Walzen läuft. Das Band, das oft als „Siebgewebe” bezeichnet wird, stellt eine Papierherstellungsoberfläche auf der Oberfläche seiner oberen Bahn bereit, die als Filter wirkt, um die Zellulosefasern des Papierbreis von dem wässrigen Medium zu trennen und dabei eine nasse Papierbahn auszubilden. Das wässrige Medium läuft allein durch Schwerkraft oder mit Hilfe eines Saugkastens oder mehrerer Saugkästen, die sich an der Unterseite der oberen Bahn (d. h. auf der „Maschinenseite”) des Gewebes befinden, durch Maschenöffnungen des Siebgewebes ab, die als Entwässerungslöcher bekannt sind.
Nach Verlassen des Ausbildungsabschnitts wird die Papierbahn zu einem Pressenabschnitt der Papiermaschine überführt, wo es die Walzenspalte eines Paars oder mehrerer Paare von Pressen (oftmals Presswalzen) durchlaufen muss, die mit einem anderen Gewebe bedeckt sind, das üblicherweise als „Pressfilz” bezeichnet wird. Der Druck von den Walzen entfernt zusätzliche Feuchtigkeit aus der Bahn; die Feuchtigkeitsentfernung wird oftmals durch das Vorhandensein einer „Fasermatten”-Schicht auf dem Pressfilz verbessert. Das Papier wird dann zur weiteren Entfernung von Feuchtigkeit in einen Trocknerabschnitt überführt. Nach dem Trocknen ist das Papier bereit für die Weiterverarbeitung und Verpackung.
In den letzten 25 oder 30 Jahren wurde eine ”Schuhpresse” für den Pressenabschnitt der Papiermaschine entwickelt. Eine Schuhpresse umfasst eine Walze oder einen ähnlichen Aufbau, die bzw. der ein Gegenstück zu einem ”Schuh” einer entgegengesetzten Walze oder eines entgegengesetzten Pressenaufbaus bildet; die Oberfläche des Schuhs ist etwas konkav und nähert sich in der Krümmung dem konvexen Profil der Gegenwalze. Diese Anordnung kann die Breite des Walzenspalts in der Richtung des Papiervorlaufs erhöhen, wodurch größere Wassermengen, die sich darin befinden, entfernt werden können.
Herkömmlicherweise wurden Endlosbänder oder Druckdecken bei Schuhpressenarbeitsabläufen eingesetzt. Das Band liegt über dem Schuh der Presse und berührt ihn; der Pressfilz wiederum liegt über dem Schuhpressenband, und die Papierbahn liegt über dem Pressfilz. Das Schuhpressenband und der Pressfilz durchlaufen den Walzenspalt und befördern dabei die Papierbahn durch den Walzenspalt. Der Pressfilz läuft über eine Gruppe von Rollen, die um den Schuh herum angeordnet sind. Bei älteren Ausführungsformen wurden die Schuhpressenbänder auch von Gruppen von Antriebswalzen angetrieben, die um den Schuh herum angeordnet waren. In einigen neueren Ausführungsformen ist das Schuhpressenband jedoch so an den Rändern kreisförmiger Kopfplatten angeklemmt oder anderweitig befestigt, die sich an jedem Ende des Schuhs befinden, dass die Drehung der Kopfplatten das Schuhpressenband sich drehen und den Walzenspalt durchlaufen lässt.
Aufgrund der Leistungsanforderungen sollte ein Schuhpressenband ausreichend flexibel sein, um die Antriebswalzen oder Kopfplatten zu um- und den Schuh zu durchlaufen zu können, und ausreichend strapazierfähig sein, um dem wiederholten Anlegen von Druck im Walzenspalt standhalten zu können. Wegen dieser Leistungsparameter sind die meisten Endlosbänder ganz oder vorwiegend aus einem Polymermaterial (oftmals Polyurethan) hergestellt. Viele Schuhpressenbänder umfassen auch Verstärkungsfasern oder ein Verstärkungsgewebe zwischen den oder eingebettet in die Polymerschichten. Auch können Schuhpressenbänder so ausgelegt sein, dass sie Wasser verstärkt aus der Papierbahn ausleiten. Dazu weisen einige Schuhpressenbänder Rillen oder Blindbohrungen in der an den Pressfilz angrenzenden Fläche auf, die dazu dienen, Wasser aus dem Papier auszuleiten, das aus dem Pressfilz austritt.
Wenn die Papierbahn durch den Walzenspalt befördert wird, kann es sehr wichtig sein, das Druckprofil zu kennen, dem die Papierbahn ausgesetzt ist. Eine Veränderung beim Anpressdruck kann sich auf die Wassermenge auswirken, die aus der Bahn abgezogen wird, was den endgültigen Blattfeuchtigkeitsgehalt, die Dicke und andere Eigenschaften beeinträchtigen kann. Übermäßiger Anpressdruck kann ein Quetschen oder Reißen der Bahn bewirken. Natürlich variiert in einer Schuhpresse der Druck typischerweise an verschiedenen Stellen im Walzenspalt sowohl entlang der als auch quer zur Richtung des Papiervorlaufs, und sich kann auch mit der Zeit verändern. Im Ergebnis wäre es wünschenswert, über ein zuverlässiges Verfahren und eine zuverlässige Vorrichtung verfügen zu können, um die Druckverteilung und -fläche des Walzenspalts in einer Schuhpresse zu bestimmen.
Andere Eigenschaften eines Schuhpressenbands können auch von Belang sein. Beispielsweise kann die Beanspruchung und Spannung, die das Band sowohl in der Maschinen- als auch Quermaschinenrichtung erfahrt, eine Information über die Verschleißfestigkeit und Maßhaltigkeit des Bands liefern. Zusätzlich kann das Temperaturprofil des Bands zum Aufspüren potentieller Problembereiche des Bands beitragen. Als solches wäre es wünschenswert, über ein zuverlässiges Verfahren und eine zuverlässige Vorrichtung verfügen zu können, um diese Eigenschaften eines Schuhpressenbandes zu bestimmen.
Die EP 838 549 und EP 922 806 offenbaren beispielhafte Schuhpressen mit typischen Schuhpressenbändern. Die WO 96/25288 offenbart eine Druckwalze mit einem Metallkern, der von einer Polymerabdeckung umgeben ist. Druck- oder Temperatursensoren können am Kern unter der Abdeckung angebracht werden, um Information über Betriebsbedingungen in dem durch die Walze gebildeten Walzenspalt zu liefern.
Zusammenfassung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung richtet sich auf ein Band für eine Schuhpresse nach Anspruch 1, das Betriebsparameter im Walzenspalt der Schuhpresse bestimmen kann. Die Schuhpresse umfasst: einen ersten Teil, einen zweiten Teil, ein im Wesentlichen zylindrisches Band; und eine Verarbeitungseinheit. Der erste Teil hat eine konvexe Andruckfläche. Der zweite Teil umfasst einen Schuh mit einer konkaven Andruckfläche, die zur konvexen Andruckfläche im Wesentlichen komplementär ist. Der zweite Teil umfasst darüber hinaus noch ein Paar im Wesentlichen kreisförmiger Kopfplatten, die drehbeweglich an seinen axial entgegengesetzten Enden angebracht sind. Das Band ist an den Kopfplatten befestigt, erstreckt sich zwischen diesen und dreht sich mit ihnen, so dass ein Teilabschnitt des Bands zwischen der konvexen und der konkaven Andruckfläche hindurchläuft. Das Band umfasst darin eingebettet ein Nachrichtenkabel oder Datenübertragungskabel mit einer Mehrzahl von Sensoren, die dazu ausgelegt sind, Signale im Ansprechen auf einen Betriebsparameter der Schuhpresse zu erzeugen. Die Verarbeitungseinheit steht mit dem Datenübertragungskabel in Verbindung und verarbeitet Signale, die von den Sensoren erzeugt werden. Somit stellen Signale, die von den Sensoren erzeugt und durch die Verarbeitungseinheit verarbeitet wurden, Zustände (insbesondere Druck, Walzenspaltbreite, Temperatur, Belastung und Spannung) im Walzenspalt der Schuhpresse dar, die angezeigt und von einer Bedienperson zur Kenntnis genommen werden können.
In einer Ausführungsform umfasst das Band: eine im Wesentlichen zylindrische innere Polymerschicht mit einer ersten Längsachse und einer radial inneren Fläche; eine im Wesentliche zylindrische äußere Polymerschicht mit einer zweiten Längsachse, die im Wesentlichen kollinear mit der ersten Achse ist, und einer radial äußeren Fläche; eine im Wesentlichen zylindrische Gewebeschicht, die sandwichartig zwischen der inneren und äußeren Polymerschicht eingeschlossen ist; und ein Nachrichten- oder Datenübertragungskabel mit einer Mehrzahl von Sensoren, die dazu ausgelegt sind, einen Betriebsparameter einer Schuhpresse zu erfassen. Die radial innere und die radial äußere Fläche bilden eine Banddicke, und die Abtastfaser erstreckt sich in der Banddicke. Vorzugsweise bestehen die innere und äußere Polymerschicht aus Polyurethan, und die Abtastfaser ist ein Lichtwellenleiter, der in einer Einzelspirale entlang des Verlaufs und Umfangs des Bands verläuft.
Kurze Beschreibung der Figuren
1 ist eine Stirnansicht einer Schuhpresse der vorliegenden Erfindung.
2 ist eine geschnittene Vorderansicht der unteren Walze und des Schuhpressenbands der Schuhpresse von 1.
3 ist eine perspektivische Ansicht des Schuhpressenbands von 1, wobei die äußere Polymerschicht entfernt ist, um die Abtastfaser zu enthüllen.
4 ist eine vergrößerte Stirnansicht der Walze und des Schuhpressenbands von 1, wobei ein daran angeschlossenes Datenerfassungssystem schematisch dargestellt ist.
5 ist eine alternative Ausführungsform eines Schuhpressenbands der vorliegenden Erfindung, wobei die äußere Polymerschicht entfernt ist, um die Abtastfaser zu enthüllen.
6 ist eine andere Ausführungsform eines Schuhpressenbands der vorliegenden Erfindung, wobei die äußere Polymerschicht entfernt ist, um die Abtastfaser zu enthüllen.
7 ist noch eine andere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei die äußere Polymerschicht entfernt ist, um die Abtastfaser zu enthüllen.
8 ist eine stark vergrößerte, geschnittene Stirnansicht des Schuhpressenbands von 1.
9 ist eine stark vergrößerte, geschnittene Draufsicht des Schuhpressenbands von 1, wobei Teile der äußeren Polymerschicht und Gewebeschicht entfernt sind.
10 ist eine alternative Ausführungsform eines Schuhpressenbands der vorliegenden Erfindung, das dazu ausgelegt ist, Spannung oder Belastung in der Maschinen- und Quermaschinenrichtung abzutasten.
Ausführliche Beschreibung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung wird nun nachstehend umfassender beschrieben, wobei bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung aufgezeigt werden. Diese Erfindung lässt sich jedoch in verschiedenen Formen konkretisieren und sollte nicht als auf die hier dargelegten Ausführungsformen beschränkt aufgefasst werden. Vielmehr werden diese Ausführungsformen so bereitgestellt, dass diese Offenbarung gründlich und vollständig ist und den Umfang der Erfindung den Fachleuten auf dem Gebiet voll erschließt. In den Zeichnungen beziehen sich gleiche Bezugszahlen durchgehend auf gleiche Bestandteile. Die Dicken und Abmessungen einiger Bauteile können der Klarheit halber übertrieben sein.
Nun ist mit Bezug auf die 1 und 2 eine allgemein mit 20 bezeichnete Schuhpresse dargestellt. Die Schuhpresse 20 umfasst eine untere Walze 22 und eine obere Gegenwalze 24, die zwischen sich einen Walzenspalt 25 bilden, durch den eine Bahn oder ein Bogen wie eine Papierbahn 37 hindurchlaufen kann. Die untere und obere Walze 22, 24 bilden eine Achse A1 bzw. A2; die Achsen A1, A2 sind im Wesentlichen parallel zueinander und im Wesentlichen senkrecht zur Richtung MD (Maschinenrichtung), in der die Bahn 37 läuft. Wie in 1 zu sehen ist, befinden sich dargestellter und bevorzugter Weise Pressfilze 35, 36 zwischen der unteren und der oberen Walze 22, 24; die Pressfilze 35, 36 werden durch die untere und obere Walze 22, 24 um jeweilige Antriebsrollen 35a, 36a herum angetrieben. Die Bahn wird von und zwischen den Pressfilzen 35, 36 befördert.
Wieder mit Bezug auf die 1 und 2 umfasst die untere Walze 22 einen Ausleger 26, der sich parallel zur Achse A1 erstreckt. An jedem Ende umfasst der Ausleger 26 eine runde Welle 28, die in einen Bügel 30 eingreift und von diesem gehaltert ist. Ein Schuh 32 mit einer konkaven Andruckfläche 33 erstreckt sich vom Ausleger 26 nach oben. Der Schuh 32 ist derart am Ausleger 26 angebracht, dass er steuerbar nach oben gedrückt werden kann; das Drücken des Schuhs kann beispielsweise mit einem (nicht gezeigten) hydraulischen System erfolgen. Eine kreisförmige Kopfplatte 34 ist an jeder Welle 28 im Abstand vom Ende des Schuhs 26 drehbeweglich angebracht. Lager 35 ermöglichen es den Kopfplatten 34, sich an der Welle 28 zu drehen.
Ein im Wesentlichen zylindrisches Schuhpressenband 40 ist um den Umfang jeder Kopfplatte 34 herum so angebracht, dass seine Längsachse im Wesentlichen parallel zur Achse A1 ist. Das Schuhpressenband 40 ist so an den Kopfplatten 34 (durch Anklemmen o. dgl.) befestigt, dass, wenn sich die Kopfplatten 34 um die Wellen 28 drehen, sie auch das Schuhpressenband 40 in Drehung versetzen. Typischerweise misst das Schuhpressenband 40 ca. 40 bis 80 Zoll (1,02 bis 2,13 m) im Durchmesser und ca. 120 bis 480 Zoll (3,05 bis 12,2 m) in der Länge.
Wie in 1 gezeigt ist, sind die untere und obere Walze 22, 24 in Bezug aufeinander so angeordnet, dass die obere Walze 24 das Schuhpressenband 40 von einer zylindrischen Gestaltung abweichen und sich der Auslegung der Andruckfläche 33 des Schuhs 32 anpassen lässt. Die Andruckfläche 33 des Schuhs 32 ist so geformt, dass sie zum konvexen Profil der oberen Walze 24 im Wesentlichen komplementär ist, mit dem Ergebnis, dass der Walzenspalt 25 eine erhebliche Breite hat und in der Maschinenrichtung MD verlängert ist (siehe 2, worin die Breite des Walzenspalts 25 mit α bezeichnet ist; dieses Maß beträgt typischerweise ca. 8 bis 12 Zoll). Der Schuh 32 wie auch die obere Walze 24 können eingestellt werden, um die Größenordnung und Verteilung des Drucks im Walzenspalt 25 zu regeln; insbesondere kann der Schuh 32 um eine zur Achse A1 parallele Achse drehbar sein, wodurch der Druck entlang der Richtung des Bahnvorlaufs MD eingestellt werden kann. Wenn sich das Schuhpressenband 40 mit den Kopfplatten 34 dreht, werden Teile davon durch die Kontaktfläche 24a der oberen Walze 24 abgelenkt und berühren die Kontaktfläche 33 des Schuhs 32.
Fachleuten auf diesem Gebiet wird klar sein, dass sich die vorliegende Erfindung auch für Schuhpressen mit anderen Auslegungen eignet. Beispielsweise kann die untere Walze 22 eine feststehende Welle und einen hydraulischen Schuh umfassen (wie denjenigen, der von Voith Sulzer Papiermaschinen GmbH, Heidenheim, Deutschland unter der Handelsbezeichnung FLEXONIP erhältlich ist), oder durch einen Schuh allein ersetzt werden, wobei das Schuhpressenband dann durch eine Gruppe von Antriebsrollen über den Schuh geführt wird. Die obere Walze 24 kann hydraulisch unterstützt sein (wie es bei der vorstehend erwähnten FLEXONIP-Presse der Fall ist), kann einen einstellbaren konvexen Schuh umfassen (wie denjenigen, der von Voith Sulzer Papiermaschinen GmbH, Heidenheim, Deutschland unter der Handelsbezeichnung INTENSA erhältlich ist), oder kann ganz ohne Einstellbarkeit auskommen. Auch lassen sich der obere und untere Teil so ausrichten, dass die konkave Andruckfläche des Schuhs durch den oberen Teil der Schuhpresse und die konvexe Andruckfläche durch den unteren Teil der Schuhpresse bereitgestellt wird. Diese und andere Auslegungen geeigneter Schuhpressen sind im Joint Textbook Committee of the Paper Industry, Pulp and Paper Manufacture, Band 7, 267–70 (dritte Ausgabe, 1991) beschrieben und dargestellt. Alternative Auslegungen sollten einen Schuh mit einer konkaven Andruckfläche, die einstellbar ist, und einen Gegenaufbau (wie eine Walze oder einen entgegengesetzten konvexen Schuh) umfassen, die einen Spalt bilden, durch den ein Schuhpressenband hindurchläuft.
Nun umfasst mit Bezug auf die 3 und 4 die Schuhpresse 20 eine Sensorgruppe 50, die Betriebsparameter im Walzenspalt 25 erfassen kann. Die Sensorgruppe 50 umfasst eine Faser 52, die im Schuhpressenband 40 angeordnet ist. Die Faser 52 weist eine Reihe von Sensoren 54 entlang ihres Verlaufs auf, die so ausgelegt sind, dass sie auf einen entscheidenden oder mehrere entscheidende Betriebsparameter im Walzenspalt 25 ansprechen, wie Größenordnung und Verteilung von Druck, Temperatur, Belastung, Spannung und Walzenspaltbreite, und Signale erzeugen, die im Verhältnis zu etwa einem solchen Druck stehen. Den Fachleuten auf diesem Gebiet wird klar sein, dass es sich bei der Faser 52 um jede Art von Nachrichten- oder Datenübertragungskabel handeln kann, in dem Information, die von den Sensoren 54 generiert wird, übertragen werden kann.
Beispielhafte Sensoren 54 umfassen faseroptische Sensoren, piezoelektrische Sensoren, piezoresistive Sensoren, Dehnungsmessungssensoren und dergleichen, wobei faseroptische Sensoren bevorzugt sind. Klar sollten geeignete Sensoren ausreichend robust sein, um den Betriebsdrücken und anderen Umgebungsbedingungen standzuhalten, die während des Betriebs des Schuhpressenbands 40 herrschen, und ausreichend empfindlich sein, um genau auf Grundlage dieser Betriebsbedingungen anzusprechen. Auch sollte die Faser 52 oder ein anderes Nachrichten- oder Datenübertragungskabel so ausgelegt sein, das sie bzw. es zum ausgewählten Sensortyp kompatibel ist; beispielsweise sollte die Faser 52, wenn faseroptische Sensoren verwendet werden, eine optische Faser sein. Bevorzugte faseroptische Sensoren umfassen Sensoren von der Mikrobiegungsart, wobei besonders bevorzugte Sensoren in der US-Patentanmeldung Nr. 09/489,768 beschrieben sind. Solche Sensoren werden typischerweise alle 5 bis 7 Zoll (12,7 bis 43,2 cm) am Umfang des Bands eingebaut, so dass ein beispielhaftes Schuhpressenband 40 mit einem Umfang von 190 Zoll (4,83 m) zwischen ca. 10 und 40 Sensoren 54 aufweisen kann. Dargestellter und bevorzugter Weise sind die Sensoren 54 im Wesentlichen im gleichen Abstand voneinander entlang des Verlaufs der Faser 52 angeordnet, aber es lassen sich auch andere Auslegungen einsetzen, wie etwa diejenigen, bei denen Sensoren in einem Bereich oder mehreren Bereichen von besonderem Interesse konzentriert sind.
Die Faser 52 ist betriebsbereit an eine Verarbeitungseinheit 56 angeschlossen, die an der Außenfläche einer der Kopfplatten 34 angebracht ist. Die Verarbeitungseinheit 56 empfängt Signale, die von den Sensoren 54 erzeugt werden, wenn sie den Walzenspalt 25 durchlaufen. Die Verarbeitungseinheit 56 umfasst einen Signalsender 58, der mit einem entfernt von der Schuhpresse 20 installierten Signalempfänger 62 in Verbindung steht. Der Signalempfänger 62 ist über Festverdrahtung an einen PC 64 oder eine andere Datenverarbeitungsvorrichtung (wie ein dezentrales Steuerungssystem einer Papierfabrik) angeschlossen, der bzw. die Signale vom Sender 58 zu leicht verständlicher Nutzinformation verarbeiten kann. Bevorzugt sollte eine drahtlose Kommunikationsart wie HF-Zeichengabe zur Übertragung der Daten von der Verarbeitungseinheit 56 zum Empfänger 62 verwendet werden. Geeignete beispielhafte Verarbeitungseinheiten sind im dem an Moore erteilten US-Patent Nr. 5,562,027 erörtert; andere beispielhafte Verarbeitungseinheiten umfassen elektrische Kontakte der Schleifringart.
Wie in 4 dargestellt ist, kann die Faser 52 im Schuhpressenband 40 in einer spiralförmigen Auslegung angeordnet sein, wenn sie sich entlang der Achse A1 erstreckt. Die Einzelspirale (d. h. die Faser umläuft im Wesentlichen einen Umfang des Bands 40, wenn sie das Band 40 entlang läuft) der Faser 52 bringt jeden Sensor 54 an eine Stelle, die weder axial noch umfänglich mit irgendeinem anderen Sensor 54 ausgerichtet ist. Eine solche Lageeinstellung kann sicherstellen, dass sich jeweils immer nur ein Sensor 54 im Walzenspalt 25 befindet, und so die Übertragung und der Empfang von Daten vereinfacht werden kann (d. h. es ist kein Multiplexer zur Datenerfassung und -verarbeitung notwendig).
Alternative Ausführungsformen für die Faser 52 umfassen diejenigen, bei denen sich die Faser nur axial erstreckt (siehe Faser 52a in 5), sich die Faser nur umfänglich erstreckt (siehe Faser 52b in 6), und sich die Faser in einem gewissermaßen zufälligen Muster erstreckt (siehe Faser 52c in 7). Es sollte auch klar sein, dass, obwohl die Sensoren 54 an den Fasern 52a, 52b, 52b entlang des Verlaufs des Walzenspalts und des Umfangs des Schuhpressenbands 40 im Wesentlichen gleich beabstandet sind, auch Sensoren Verwendung finden können, die axial und/oder umfänglich ungleichmäßig beabstandet sind. Den Fachleuten auf diesem Gebiet wird klar sein, dass sich auch andere Auslegungen der Faser zum Gebrauch mit der vorliegenden Erfindung eignen können. Darüber hinaus wird den Fachleuten auf diesem Gebiet auch klar sein, dass mehrere Fasern oder Nachrichtenkabel verwendet werden können, die Sensoren enthalten (siehe 10). Die Sensoren können in Multiplexschaltung an eine Einzelfaser oder ein Einzelkabel angeschlossen sein, oder mehrere Sensoren einer gemeinsamen Art (zum Beispiel Umfangsbelastungssensoren) können mit einem Kabel und Sensoren einer anderen Art (zum Beispiel Axialbelastungssensoren) mit einem zweiten Kabel verbunden sein.
Nun umfasst mit Bezug auf die 8 und 9 das Schuhpressenband 40 dargestellter und bevorzugter Weise eine innere Schicht 42 (die typischerweise aus einem Polymer wie Polyurethan besteht), eine Gewebe- oder Siebschicht 44, und eine äußere Schicht 46 (wie die innere Schicht 42 besteht auch die äußere Schicht 46 typischerweise aus einem Polymer wie Polyurethan). Typischerweise ist das Material, aus dem die innere und äußere Schicht 42, 46 besteht, dasselbe, muss es aber nicht sein. Bei einem beispielhaften Material zur Verwendung bei der inneren und äußeren Schicht 42, 46 handelt es sich um ein Polyurethanmaterial, das einen Pusey-und-Jones-Härtewert zwischen ca. 5 und 15 hat. Die innere Schicht 42 hat vorzugsweise ein Dickenmaß zwischen ca. 0,025 und 0,100 Zoll (0,635 und 2,54 mm), und die äußere Schicht 46 hat vorzugsweise ein Dickenmaß zwischen ca. 0,025 und 0,250 Zoll (0,635 und 6,35 mm). Es kann auch wünschenswert sein, dass die äußere Schicht 46 Rillen, Blindbohrungen oder andere Ausnehmungen umfasst, um während des Betriebs Wasser aus der Papierbahn und dem Pressfilz auszuleiten; beispielhafte Strukturen sind in dem an Kiuchi erteilten US-Patent Nr. 4,559,258 und dem an Matuschcyzk erteilten US-Patent dargestellt, deren Offenbarungen hier durch Bezugnahme in ihrer Gänze mitaufgenommen werden.
Die Gewebeschicht 44 ist im Schuhpressenband 40 enthalten, um eine Verstärkung in der Maschinen- und Quermaschinenrichtung bereitzustellen. So wie die Gewebeschicht 44 hier verwendet wird, soll sie sowohl gewirkte Gewebe (wie die in dem an Stigberg erteilten US-Patent Nr. 5,196,092 dargestellten) als auch Verstärkungsstrukturen mit sich umfänglich erstreckenden Teilen (die mit sich axial erstreckenden Teilen einhergehen können oder auch nicht) umfassen, wie die Konstruktionen, die in dem an Jermo erteilten US-Patent Nr. 5,525,194 beschrieben und dargestellt sind.
In einer dargestellten Auslegung, welche nicht Teil der beanspruchten Erfindung ist, liegt die Faser 52 über der Gewebeschicht 44 (typischerweise derart, dass die Faser 52 etwas in die äußere Schicht 46 eingebettet ist). In den beanspruchten Ausführungsformen ist die Faser 52 mit der Gewebeschicht 44 verwebt. Beispielsweise kann die Faser 52 über und unter Garnen in der Gewebeschicht 44 in einem Rapportmuster so verlaufen, dass die Sensoren 54 dem Walzenspalt in derselben Tiefe unter der Außenfläche der äußeren Schicht 46 zugeführt werden. In manchen Ausführungsformen kann die Faser 52 im Webmuster der Gewebeschicht 44 sogar ein Garn oder mehrere Garne ersetzen oder begleiten.
Das Schuhpressenband 40 kann auf jede zum Aufbau von Schuhpressenbändern bekannte Weise, wie Gießen, Formen, Strangpressen o. dgl. aufgebaut werden. In einer Ausführungsform kann das Schuhpressenband 40 über einem Dorn gegossen werden, der ein entfernbares oder erodierfähiges Material enthält, wie dasjenige, das in dem an Lombardi et al. erteilten US-Patent Nr. 6,070,107 beschrieben ist. Das Entfernen des erodierfähigen Materials nach dem Aufbau des Schuhpressenbands 40 (beispielsweise durch Auflösen des Materials in einem geeigneten Lösungsmittel) kann einen Zwischenraum zwischen dem Schuhpressenband 40 und dem Dorn bilden, wodurch das Abnehmen des Schuhpressenbands 40 von diesem erleichtert wird.
Ein Schuhpressenband 40, das eine wie vorstehend beschriebene Sensorgruppe umfasst, kann Echtzeitinformation über Betriebsparameter im Walzenspalt bereitstellen, wie Größenordnung und Verteilung von Druck, Walzenspaltbreite, Belastung, Spannung und Temperatur. Eine solche Information kann eine Bedienperson in die Lage versetzen, die Schuhpresse 20 wie gewünscht für den bevorstehenden Papierherstellungsvorgang einzustellen. Beispielsweise kann es wünschenswert sein, den Schuh 32 so einzustellen, dass der Druck im Walzenspalt 25 in einer bestimmten Größenordnung verharrt. Als weiteres Beispiel kann es wünschenswert sein, den Schuh 32 so einzustellen, dass der im Walzenspalt 25 herrschende Spitzendruck sich eher am ”nachgeordneten” Ende des Walzenspalts 25 und nicht in der Mitte befindet, da dies die Qualität von darin ausgebildetem Papier verbessern kann.
Es wird auch darüber nachgedacht, dass sich ein Band der vorliegenden Erfindung für andere Einsätze eignen kann. Diese können beispielsweise Satinierbänder für Papiermaschinen umfassen.
Das Vorstehende ist für die vorliegende Erfindung veranschaulichend und sollte nicht als diese einschränkend aufgefasst werden. Obwohl beispielhafte Ausführungsformen dieser Erfindung beschrieben wurden, wird den Fachleuten auf diesem Gebiet schnell klar sein, dass viele Abwandlungen bei den beispielhaften Ausführungsformen möglich sind, ohne dass dabei materiell von den neuartigen Lehren und Vorteilen dieser Erfindung abgewichen würde. Dementsprechend sollen alle solchen Abwandlungen in den Rahmen dieser wie in den Ansprüchen definierten Erfindung mit aufgenommen werden.

Claims

Band für eine Schuhpresse (20), Folgendes umfassend: eine im Wesentlichen zylindrische Polymerschicht (40) mit einer ersten Längsachse, einer radial inneren Fläche und einer radial äußeren Fläche, wobei die radial innere und die radial äußere Fläche eine Banddicke festlegen, ein Nachrichtenkabel (52) mit einer Mehrzahl von Sensoren (54), die dazu ausgelegt sind, einen Betriebsparameter der Schuhpresse zu erfassen, wobei das Nachrichtenkabel (52) sich in der Banddicke erstreckt und darin eingebettet ist, wobei das Band ferner eine Gewebeschicht (44) umfasst, die zwischen der radial inneren und der radial äußeren Fläche angeordnet ist, wobei die Gewebeschicht (44) mehrere sich umlaufend erstreckende Verstärkungsteile umfasst, und wobei das Nachrichtenkabel (52) mit der Gewebeschicht (44) verwebt ist.
Band nach Anspruch 1, wobei die Polymerschicht (40) Polyurethan umfasst.
Band nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Polyurethan einen Pusey-und-Jones-Härtewert zwischen ca. 4 und 120 hat.
Band nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die äußere Fläche mehrere Ausnehmungen zum Entweichen von Wasser umfasst.
Band nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Nachrichtenkabel (52) in einer Einzelspirale im Band angeordnet ist.
Band nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei sich das Nachrichtenkabel (52) axial an einer einzelnen Umfangsstelle über das Band erstreckt.
Band nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei sich das Nachrichtenkabel (52) an einer einzelnen axialen Stelle umfänglich im Band erstreckt.
Band nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das Nachrichtenkabel (52) ein Lichtwellenleiter ist und die Sensoren (54) Mikrobiegungssensoren sind.
Band nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Sensoren (54) so ausgelegt sind, dass sie auf einen Betriebsparameter ansprechen, der aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Druck, Fläche, Spannung, Belastung und Temperatur besteht, und Signale erzeugen, die proportional zu einem solchen Betriebsparameter sind.
Band nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Sensoren (54) entlang der Länge des Nachrichtenkabels (52) im Wesentlichen gleich voneinander beabstandet sind.
Band nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die äußere Fläche einen Umfang von zwischen ca. 40 und 80 Zoll (1,02 und 2,03 m) bildet und die Banddicke zwischen ca. 0,080 und 0,400 Zoll (2,03 und 10,2 mm) beträgt.
Band nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei die Mehrzahl von Sensoren (54) zwischen ca. 10 und 40 Sensoren beträgt.
Schuhpresse, die ein in jedem der Ansprüche 1 bis 12 definiertes Band verwendet.