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Die Erfindung bezieht sich auf eine
Vorrichtung zum Auftragen eines Haftmittels auf eine Papierbahn
bei einem Aufroller bei einer Papiermaschine beim Wechseln von Bahnrollen,
wobei bei dem Aufroller die Papierbahn durch eine Oberflächenwickeltrommel
oder einen fortlaufenden Riemen gestützt ist und auf Austauschbahnrollenkerne
oder -spindeln in Kontakt mit der Oberflächenwickeltrommel oder dem
fortlaufenden Riemen gewickelt wird, um die Bahnrollen auszubilden,
wobei die Vorrichtung einen Stützrahmen
hat, der an dem Gestell des Aufrollers stromaufwärtig von der Oberflächenwickeltrommel
oder dem fortlaufenden Riemen montiert ist und sich quer zu der
Maschinenrichtung erstreckt, und einen Sprühdüsenmontagehalter hat, der durch
den Stützrahmen
gestützt
ist und sich quer zu der Bahn über
ihre gesamte Breite erstreckt und eine Vielzahl an Düsen aufweist.
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Das Wechseln von Rollen mit gesamter
Breite bei dem vorliegenden Kontext bezieht sich auf das Umhüllen der
gesamten Breite der Bahn um die Aufrolltrommel. Außerdem ist
in dem vorliegenden Kontext der Begriff Rolle bedeutungsgleich mit
dem Begriff Bahnrolle und der Begriff Aufrolltrommel ist bedeutungsgleich
mit dem Begriff Bahnrollenkern oder -Spindel.
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Druckschrift EP-A-0 765 832 offenbart
eine Klebstoffauftragsvorrichtung, die beim Wechseln von Rollen
bei einem Aufrollen bei einer Papiermaschine verwendet wird. Wenn
eine Rolle voll ist, wird eine Rolle bewegt, um die volle Rolle
in eine Wechselposition zu drücken.
Eine neue Rollenspule wird in den Zwischenraum zwischen zwei Rollen
durch eine Wechselvorrichtung abgesenkt. Das Bahnendstück wird
durch Wasserdüsen
geschnitten und zu der neuen Rollenspule mittels Gebläseeinrichtungen
geblasen. Ein Haftmittel wird auf das Bahnendstück gesprüht, wobei die alte Rolle gleichzeitig
zugeführt wird,
wenn die Bahn abgetrennt wird. Das Haftmittel wird unmittelbar vor
der Abtrennlinie aufgetragen und das Bahnendstück wird auf die volle Rolle
geklebt, um das Endstück
an Ort und Stelle zu fixieren. Die Druckschrift US-A-5 213 649 beschreibt
ein Gerät zum
Querabtrennen einer Bahn mit einem Laser. Das Gerät hat Haftmitteldüsen, die
mit dem Laser beweglich sind. Der nacheilende Rand der abgetrennten Bahn
wird an eine Bahnrolle geklebt, die gewickelt wird, während der
Führungsrand
der abgetrennten Bahn an einen neuen Kern angeklebt werden kann.
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In ungefähr den letzten 15 Jahren hat
sich die Laufgeschwindigkeit für
Tissuebahnen nicht in hohem Maße
erhöht
und frühere
Entwicklungen bezüglich
der Geschwindigkeit sind ausgeglichen worden. Dies wird als ein
Ergebnis eines zunehmenden Bedarfs an einem Hochqualitätstissue
und außerdem der
Schwierigkeiten beim Halten der höheren Produktionsgeschwindigkeiten
erachtet, die an anderen Teilen der Papiermaschine auch an ihrem
Trockenende erzielt werden. Diese Schwierigkeiten werden beispielsweise
durch eine zunehmende Schwingung bei der Bahn bei zunehmenden Geschwindigkeiten und
durch Probleme mit einem Bahnreißen bewirkt, die beim Aufführen während des
Rollenwechselns auftreten, da Tissuepapier ein geringes Grundgewicht
und eine geringe Zugfestigkeit hat. Das Aufführen bedeutet, dass ein Bahnende
durch eine Papiermaschine oder Kartonmaschine durch ein Führungsstück gezogen
wird, das aus einem Streifen der Bahn besteht, der anfänglich beispielsweise
4 bis 500 Millimeter breit sein kann, jedoch allmählich breiter
wird, bis er sich über
die gesamte Breite der Bahn erstreckt. Das Führungsstück wird bei der kontinuierlichen
Bahn herausgeschnitten beginnend entweder an einem Rand oder an
einem anderen Ort bei einem wahlweisen Abstand von jedem Rand der
Bahn, wohingegen seine Länge
durch die Zeitspanne bestimmt wird, die erforderlich ist, damit
das Endstück sich über die
gesamte Breite der Bahn erstreckt. Aufgrund der hohen Bahngeschwindigkeit
kann das Führungsstück sehr
lang sein, 180 bis 200 Meter, und dies erzeugt erhebliche Kosten
für die
Papiermühle, da
der abgetrennte Teil der Papierbahn für jede Papierrolle weggeworfen
werden muss. Das Aufführen kann
mit Seilen, Druckluft oder manuell bei Maschinen ausgeführt werden,
die bei geringer Geschwindigkeiten laufen.
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Häufig
wird ein mit Wasser vermischtes Haftmittel verwendet, um sicherzustellen,
dass das Führungsstück an einem
neuen Rollenkern oder an der Papierrolle anhaftet, die bereits gestartet
worden ist, wenn ein Bahnreißen
während
des Aufrollens aufgetreten ist. Das Haftmittel wird entweder manuell
unter Verwendung einer großen
Bürste
oder einer Sprühpistole
oder automatisch mit der Hilfe von Klebstoffdüsen aufgetragen, die im Allgemeinen
an einer Seite der Papierbahn nahe zu den Primärarmen angeordnet sind. Ernsthafte
Sicherheitsaspekte ergeben sich natürlich im Hinblick auf dieses
manuelle Auftragen. Ein erfolgloses Rollenschalten und der Bedarf an
einem Reinigen, nachdem der Klebstoff während des Auftragens sich umher
verteilt hat, haben einen bedeutsamen Einfluss auf die Gesamtleistung
der Maschine, insbesondere da der Klebstoff, der sich umher verteilt
hat, Klumpen mit dem Papierstaub ausbildet, der als ein Ergebnis
der Maschinenschwingungen herabfällt,
und somit einen der Gründe
für ein Bahnreißen bilden
kann, das gegenwärtig
einige Male pro Schicht auftritt.
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Gegenwärtig besteht die sicherste
und effizienteste automatische Aufführeinrichtung aus einem Gebläsekasten,
der mit der Hilfe von Druckluft das Führungsstück zu dem Spalt zwischen der
neuen Aufrolltrommel und der Oberflächenwickeltrommel befördert.
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Hygienetissueerzeugnisse, die üblicherweise
aus Tissuepapier hergestellt werden, sind außerordentlich marktempfindlich
und die Qualität
des Erzeugnisses ist daher häufig
von höherer
Wichtigkeit als seine Quantität.
Es ist somit von Bedeutung, dass während des Aufrollens die Papierrolle
einige wichtige Eigenschaften erzielt, d. h. Homogenität und Fehlen
von Knitterungen, Falten oder Rissen. Darüber hinaus kann eine hohe Effizienz
bei den folgenden Umwandlungsmaschinen lediglich dann erzielt werden, wenn
die Papierrollen von den Papiermaschinen eine homogene hohe Qualität haben.
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Weiches Papier mit einer geringen
Festigkeit muss sorgfältig
aufgerollt werden, um die Papierqualitäten wie beispielsweise die
Dichte und die Elastizität
so konstant wie möglich über die
Rolle zu halten. Die beiden Hauptparameter, die die Bahndichte beeinflussen,
sind die Bahnspannung und der radiale Druck an dem Spalt. Ein minimaler
Spaltdruck ist wesentlich zum Erzielen der geringstmöglichen
Durchschittsdichte.
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Die Dicke und die Elastizität nehmen
von der Außenseite
der Rolle zu ihrer Mitte hin ab. Der Grund dafür liegt darin, dass die in
der Papierrolle während des
Aufrollens aufgebaute Druckspannung die Innenteile der Rolle komprimiert,
wodurch ein Dickenverlust bei den inneren Bahnlagen bewirkt wird.
Dieser Effekt nimmt zu, wenn die Rolle zu lange gelagert wird, bevor
sie abgewickelt oder umgewandelt wird.
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Aufrollprobleme ergeben sich dann,
wenn eine neue Papierrolle mit der Hilfe des Führungsstücks in der vorstehend beschriebenen
Weise begonnen wird, da die Bahnwindungen, die während des Wickelns der innersten
Lagen aufgebracht wurden, ein ungleichmäßiges radiales Anwachsen axial entlang
der Rollentrommel erzeugen, so dass die Rolle karottenförmig wird.
Dieses Aufrollproblem wird teilweise durch die Überhöhung der Bahn und teilweise
durch die erzeugte Karottenform bewirkt, was dazu führt, dass
das Spaltdruckprofil über
die Bahn an dem Übergangspunkt
des Bahnabschnitts und entlang der axialen Verschiebung dieses Abschnitts entlang
des Rollenspalts außerordentlich
angehoben wird.
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Wenn das Querschnittsprofil der Papierbahn sich
im Hinblick auf die Dicke, die Bahnspannung oder die Elastizität wie bei
der vorstehend beschriebenen Karottenform unterscheidet, treten
ein Faltenbilden, ein Knittern, eine Beschädigung und Fehler bei der Bahn
und axiale Kräfte
in der Rolle bei einem hohen Spaltdruck auf, wobei die Kräfte das
Aufrollen axial entlang der Aufrolltrommel verschieben können, wenn
die Reibung zwischen der Papierbahn und der Aufrolltrommel oder
den aufgebrachten Lagen unzureichend ist. Diese Verschiebung kann
sogar in dem schlimmsten Fall zu einem Bahnreißen führen, was ein weiterer Grund
für ein
Anstreben des niedrigstmöglichen
Spaltdruckes ist. Jedoch kann bei einem niedrigen Spaltdruck ein
Rutschen in der Drehrichtung zwischen der Oberflächenwickeltrommel und der Aufrolltrommel
und auch zwischen den Bahnlagen auftreten und entgegengesetzte Bestrebungen ergeben
sich daher im Hinblick auf die Größe des Spaltdruckes. Das Rutschen
in der Drehrichtung kann außerdem
bei einem Bahnreißen
auftreten, da dadurch bewirkt wird, dass die Bahn als ein Ergebnis einer
verringerten Bahnspannung durchhängt.
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Die gegenwärtig weit verbreitete Anwendung eines
Zentralantriebs der Aufrolltrommel verringert jedoch das Risiko
eines Drehrutschens, da die Rolle dann nicht nur durch die Reibungskraft
angetrieben wird, die durch einen hohen Spaltdruck übertragen wird.
Jedoch treten andere Problem aufgrund der verbleibenden Karottenform
auf, und es wäre
daher ein erheblicher Fortschritt, wenn ein gut funktionierender
Wechsel von Rollen in gesamter Breite stattdessen durchgeführt werden
könnte,
der diese Karottenform nicht entstehen lässt.
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Beim Wechseln der Rollen muss die
Bahn um die neue leere Aufrolltrommel gehüllt werden, sei es dass ein
Rollenschalten durch ein Aufführen
ausgeführt
wird oder dass eine Gesamtbreitenübertragung angewendet wird.
Bei hohen Bahngeschwindigkeiten wird derzeit stets Klebstoff an
dem Führungsstück aufgetragen,
was das effizienteste Verfahren bislang zum Übertragen der kontinuierlichen
Bahn oder zum Schalten der Rollen bildet. Jedoch ist bei niedrigen
Bahngeschwindigkeiten ein Gesamtbreitenumhüllen mittels eines Ballonblasens
ein relativ übliches
Verfahren. Genauer gesagt bringt dies ein Erzeugen eines Durchhängens über die
gesamte Breite der Bahn durch ein geringfügiges Verlangsamen der fertigen
Rolle mit sich. Mit der Hilfe von Druckluft wird die somit ausgebildete
Faltung dann in den Spalt zwischen der neuen Aufrolltrommel und
der Oberflächenwickeltrommel
gedrängt,
wobei danach die Bahn abgetrennt wird. Um die Zuverlässigkeit
dieser Art an Rollenschalten zu erhöhen, wird ein Klebstoff oder
Band ebenfalls angewendet, jedoch lediglich an der eigentlichen
Aufrolltrommel, bevor diese mit der Papierbahn in Kontakt gelangt.
Der Grund dafür
ist nachstehend erläutert.
Unabhängig
von dem für
das Schalten der Rollen verwendeten Übertragungsverfahren ist es
außerordentlich
von Bedeutung, dass der Klebstoff noch haftend ist, wenn ein Kontakt
zwischen der Papierbahn und der Aufrolltrommel sich ergibt. Es ist
somit erwünscht,
das gleichzeitig und somit zuverlässigere Klebstoffsprühen für das Gesamtbreitenrollenschalten
ebenfalls anzuwenden. Jedoch muss beim Auftragen eines Klebstoffes
mittels eines Sprühens
eine größere Sorgfalt
angewendet werden, um eine Fehlausrichtung des Klebstoffes zu vermeiden.
Bei früheren
Versuchen bei einem Gesamtbreitenrollenschalten traten erhebliche
Probleme bei der Anwendung von Sprührohren über die Maschinenrichtung auf,
da das bislang unvermeidbare konstante Herabtropfen von Klebstoff
von den Klebstoffdüsen
nach unten zu der darunter befindlichen Papierbahn bewirkte, dass
die Bahnlagen aneinander hafteten und die Bahn während des Abwickelns riss.
Dadurch ist ein Einbau von Klebstoffdüsen überhaupt über die kontinuierliche Bahn
verhindert worden und einige Düsen
mussten so nahe an dem Spalt wie möglich angewendet werden. Um
das Risiko eines Herabtropfens von Klebstoff zu verringern, wird
der Klebstoff häufig
noch gänzlich
manuell aufgetragen unter Verwendung von beispielsweise einer Bürste, die
der Maschinenbediener mit sich transportieren muss. Somit ist der
Hauptgrund, dass automatische Düsen
lediglich beim Schalten von Rollen mit dem Aufführverfahren zufriedenstellend
funktionieren, aber nicht bei einem Schalten von Gesamtbreitenrollen,
dass keine effiziente Möglichkeit
bislang zum Sprühen
des Haftmittels zu der Mitte der Bahn außer bei einem manuellen Auftragen
gefunden wurde.
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Um ein Rollenschalten bei erheblich
höheren nunmehr
erwünschten
Geschwindigkeiten zu ermöglichen,
muss das üblicherweise
bei einem Aufführen verwendete
Verfahren in gewisser Weise durch ein Gesamtbreitenrollenschalten
ersetzt werden.
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Versuche sind unternommen worden,
um Klebstoff mit der Hilfe von Laufvorrichtungen, die über die
kontinuierliche Papierbahn treten, während des Rollenschaltens aufzutragen,
jedoch gestattet dieses Verfahren kein vollständiges Gesamtbreitenrollenschalten,
da die hohe Bahngeschwindigkeit noch zu einem schräg verlaufenden
Bahnende führt, so
dass die unerwünschte
Karottenform noch erhalten wird.
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Ein Schlüsselfaktor für ein effizientes
Rollenschalten ist somit die Art an verwendetem Rollenschalten.
Jedoch sind andere bedeutsame Faktoren die Steuerung des Schaltdrucks
und die Qualität
der an der Aufrolltrommel angewendeten Hülse. Wenn eine minderwertige
Hülse,
wie beispielweise eine Hülse
mit einer ungleichmäßigen Dicke
oder Festigkeit, gegen die Oberflächenwickeltrommel gepresst wird,
schließt
sich der Spalt unvollständig,
wobei lediglich an den Stellen abgedichtet wird, an denen die Hülse am dicksten
ist. Der Spaltdruck muss dann erhöht werden, um den Spalt vollständig zu
schließen, jedoch
verbleiben die Schwankungen im Hinblick auf die Druckspannung über das
Querprofil noch aufgrund der Unterschiede im Hinblick auf die Dichte
bei der Hülse.
Diese Druckschwankungen werden natürlich in hohem Maße bei dem
spiralartigen Aufrollen, das von dem Aufführen herrührt, verstärkt.
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Der Klebstoff sollte vorzugsweise
als ein Aerosol aufgetragen werden, da ein schlechteres Ergebnis
mit einem flüssigen
Strahl erzeugt wird. Die Düsen
sind nunmehr im Allgemeinen an den Primärarmen zu dem Spalt gerichtet
angeordnet, da die ersten Windungen an einer neuen Aufrolltrommel
im Allgemeinen hier geschehen. Ein korrekter Spaltdruck ist am wichtigsten
während
des Anfangsaufrollens, während
die Rolle noch bei den Primärarmen
gehalten wird, da ihr Eigengewicht dann noch in der Richtung des
Spaltes wirkt. Während
des Sekundäraufrollens
wird andererseits das zunehmende Gewicht der Rolle durch die Gestellschienen
aufgenommen. Ein zu hoher Spaltdruck führt zu einem Risiko eines Zerknitterns
der ersten Papierlagen, die aufgewickelt werden, und die Spaltdrucksteuerung
bei den Primärarmen
ist außerdem
besonders kritisch, da aufgrund des Führungsstückes die Spaltbreite relativ schmal
während
der ersten Windungen ist. Der Klebstoff wird für einen kurzen Augenblick bei
zwei Anlässen
gesprüht,
zunächst
um das Umhüllen
des Führungsstückes um
eine neue leere Aufrolltrommel zu erleichtern, und dann, wenn dies
erwünscht
wird, um das Ende der Bahn an der fertigen Papierrolle anzubringen,
wenn das Rollenschalten vollendet ist.
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Ein anderes während des Rollenschaltens auftretendes
Problem, wenn entweder ein Führungsstück oder
ein Klebstoffstreifen an lediglich einem kleinen Teil der Papierbahn
verwendet wird, ist, dass die ausgebildete Umhüllungsfalte zu lang ist. Diese Umhüllungsfalte
ergibt sich, da lediglich ein geringfügiger Abschnitt der Bahnbreite
an die neue Aufrolltrommel geklebt wird, während der Rest, der den Hauptanteil
bildet, in der Maschinenrichtung wegfliegen kann, anstatt dass er
um die Aufrolltrommel gehüllt
wird. Aus diesem Grund wird ein Ballonblasen mit Druckluft üblicherweise
zum Erleichtern des Umhüllens
verwendet, obwohl dies ungünstigerweise
die Anzahl an Maschinenteilen in einem kritischen Bereich des Aufrollers
unterhalb der kontinuierlichen Bahn erhöht. Das ist soweit ein eigenes
Ziel an sich, dass es so wenig Queranlagen wie möglich in dem Bereich um den
Walzenspalt herum gibt, d. h. die Anzahl an Maschinenteilen minimal
zu gestalten sowohl aufgrund der Komplikationen, die sich aus einem Bahnreißen ergeben,
wenn die Papierbahn auf diese Teile herabfällt, als auch weil dies die
Wartung und Reparaturen beispielsweise erleichtert.
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Eine Hauptaufgabe der vorliegenden
Erfindung ist es, eine verbesserte Klebstoffauftragsvorrichtung
für einen
Aufroller bei einer Papiermaschine zu schaffen, wobei die Klebstoffauftragsvorrichtung ein
Gesamtbreitenrollenschalten ohne ein Risiko eines Klebstoffherabtropfens
nach unten auf die Papierbahn ermöglicht.
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Eine andere Aufgabe der Erfindung
ist es, eine Klebstoffauftragsvorrichtung bei einem Aufroller zu
schaffen, die trotz der zunehmenden Anforderungen im Hinblick auf
die Tissuequalität
die höhere
Produktionsgeschwindigkeit halten kann, die an anderen Teilen der
Papiermaschine und auch an ihrem Trockenende erzielt wird, indem
die Probleme im Zusammenhang mit dem Rollenschalten wesentlich verringert
werden.
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Ein dritte Aufgabe der vorliegenden
Erfindung ist es, eine Klebstoffauftragsvorrichtung zu schaffen,
die eine fertige Papierrolle erzeugt, die homogen ist, frei von
Rissen und Falten ist und die ein gleichförmiges radiales Anwachsen axial
entlang der gesamten Aufrolltrommel aufweist, wobei sich ein gleichförmiges Querschnittsprofil
in Hinblick auf den Spaltdruck beispielsweise ergibt, wodurch eine
hohe Effizienz bei den nachfolgenden Umwandlungsmaschinen ermöglicht wird.
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Eine wiederum andere Aufgabe der
Erfindung ist es, eine Klebstoffauftragsvorrichtung zu schaffen,
die das Auftreten einer zu langen Umhüllungsfalte nicht ermöglicht,
die sich aufgrund lediglich eines geringen Abschnittes der Bahnbreite
ergibt, der an eine neue Aufrolltrommel geklebt wird, während der
größte Teil
in der Maschinenrichtung wegfliegt, anstatt dass er um die Aufrolltrommel
gehüllt
wird.
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Eine weitere Aufgabe der vorliegenden
Erfindung ist es, eine Klebstoffauftragsvorrichtung zu schaffen,
die das gegenwärtige
herkömmliche
Rollenschalten mittels Aufführen
ersetzt, durch ein zuverlässiges
automatisches Anwenden von Klebstoff über die gesamte Breite der
Bahn, so dass ein Gesamtbreitenrollenschalten bei den erheblich
höheren Geschwindigkeiten
ausgeführt
werden kann, die nunmehr als wunschgemäß erachtet werden, während die
ernsthaften Sicherheitsrisiken vermieden werden, die beim manuellen
Aufbringen des Klebstoffes auftreten.
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Schließlich ist es eine Aufgabe der
Erfindung, eine Klebstoffauftragsvorrichtung zu schaffen, die automatische
Düsen hat,
aus denen der Klebstoff als ein Aerosol so aufgebracht werden kann,
dass er noch haftend ist, wenn sich ein Kontakt zwischen der Papierbahn
und der Aufrolltrommel ergibt, und wobei die Klebstoffauftragsvorrichtung
auch quer zu der Maschinenrichtung ohne das bislang zwangsläufige und
konstante Herabtropfen des Klebstoffes auf die darunter befindliche
Papierbahn angeordnet sein kann, und die den Klebstoff zu der Mitte
der Bahn in einer effizienten Weise sogar während eines Gesamtbreitenrollenschaltens
verteilen kann.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist dadurch
gekennzeichnet, dass zum Anbringen eines Führungsendes der Papierbahn
an einem leeren Austauschbahnrollenkern oder -spindel oder an einer angefangenen
Bahnrolle im Falle eines Bahnreißens bei dem Aufroller und
zum Wickeln der gesamten Breite der Bahn um diesen herum jeweils
die Düsen gleichmäßig über die
Bahn verteilt sind, um Sprühstrahlen
einer Flüssigkeit,
die das Haftmittel enthält, auf
die Bahn zu verteilen, um eine koherente Haftmittelfläche auszubilden,
die senkrecht zu der Maschinenrichtung ist und die gesamte Breite
der Papierbahn abdeckt, wodurch, wenn die Haftmittelfläche in Kontakt
mit dem leeren Austauschbahnrollenkern oder -spindel oder der bereits
begonnenen Bahnrolle in Kontakt gebracht wird, eine Wicklung in gesamter Breite
stattfindet.
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Die Anwendung einer Klebstoffauftragsvorrichtung
gemäß der vorliegenden
Erfindung vermeidet die Notwendigkeit des Aufbringens des Klebstoffstreifens
in manueller Weise beim Ausführen
des Gesamtbreitenrollenschaltens, und der Klebstoff kann lediglich
dort aufgetragen werden, wo er aufgetragen werden soll, d. h. direkt
an der Papierbahn, ohne dass Klebstoffdüsen an ungeeigneten Punkten wie
beispielsweise an den Primärgabeln
oder dergleichen angeordnet werden müssen. Aufgrund dessen und aufgrund
der tropffreien Gestaltung der Düsen,
die eine Reinigungsnadel enthalten, die in wirkungsvoller Weise
das Endstück
der Düse
verschließt,
können
außerordentlich
erhöhte
Bahngeschwindigkeiten gehalten werden. Ein anderer Vorteil der Klebstoffauftragsvorrichtung
ist ihr positiver aerodynamischer Effekt auf das Bahnvorbeitreten
im Hinblick auf die Schwingung und das „Flattern" bei der Papierbahn bis zu dem Walzenspalt,
der durch den Ort der Klebstoffauftragsvorrichtung erzielt werden.
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Die vorliegende Erfindung ist nachstehend detaillierter
unter Bezugnahme der beigefügten Zeichnungen
erläutert.
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1 zeigt
eine schematische Seitenansicht von Teilen eines Aufrollers gemäß der vorliegenden Erfindung
unter Betrachtung von einer langen Seite, die Bedienerseite des
Aufrollers, wobei die Klebstoffauftragsvorrichtung mit einem Sprühdüsenmontagehalters
gezeigt ist.
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2 zeigt
eine Ansicht der Klebstoffauftragsvorrichtung gemäß 1 unter Betrachtung von dem
stromaufwärtigen
Ende des Aufrollers.
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3 zeigt
eine Ansicht eines Teils des Sprühdüsenmontagehalters
gemäß 1 unter Betrachtung von
seinem stromaufwärtigen
Ende.
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4 zeigt
eine vergrößerte Ansicht
der Klebstoffauftragsvorrichtung gemäß 1.
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5 zeigt
eine Blockdarstellung eines Klebstoffzirkulationssystems für den Sprühdüsenmontagehalter
gemäß 1.
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6 zeigt
eine Abfolgedarstellung des Verteilprozesses in Bezug auf die Zeit
bei der Klebstoffauftragsvorrichtung gemäß 1.
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7 zeigt
eine Ansicht einer Düse
für die Klebstoffauftragsvorrichtung
gemäß 1 teilweise im Querschnitt.
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Die 1 und 2 zeigen schematisch ein
bevorzugtes Ausführungsbeispiel
einer Klebstoffauftragsvorrichtung 1 gemäß der vorliegenden
Erfindung, die stromaufwärtig
von einer Oberflächenwickeltrommel 2 bei
einem Aufroller 3 einer Papiermaschine angeordnet ist.
Beim Ausführen
eines Gesamtbreitenrollenschaltens wird erfindungsgemäß die Anwendung
einer Form an Haftmittelsprühflüssigkeit,
vorzugsweise Klebstoff, über
die kontinuierliche Papierbahn so ermöglicht, dass die gesamte Breite der
Papierbahn durch Strahlen 4 aus Düsen 5, die bei der
Klebstoffauftragsvorrichtung 1 montiert sind, bedeckt ist,
wodurch ein Bahnende entweder an einer neuen Aufrolltrommel 6 oder
an einer Papierrolle angebracht wird. Die Klebstoffauftragsvorrichtung 1 weist
im Wesentlichen zwei Teile auf, die quer in der Maschinenrichtung
angeordnet sind, d. h. eine kastenartige Abschirmung 7,
die den Stützrahmen
der Klebstoffauftragsvorrichtung 1 bildet, und einen Sprühdüsenmontagehalter 8,
der sowohl in der vertikalen als auch in der horizontalen Richtung
zu einer Breite und einem Abstand einstellbar ist, die gegenüber der
kontinuierlichen Papierbahn gestellt werden.
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Die Kastenabschirmung 7 ist
an dem Gestell 9 des Aufrollers 3 montiert, wobei
an dem Gestell die Absenkarme 10 inklusive ihrer Betätigungsglieder 11 ebenfalls
montiert sind, wie dies in 1 gezeigt
ist. Wie dies aus 2 ersichtlich
ist, weist das Gestell 9 zwei vertikale Säulen 12, 13 auf,
wobei zwischen den oberen Enden von ihnen ein horizontaler Balken 14 sich über die
kontinuierliche Papierbahn erstreckt. Die Kastenabschirmung 7 ist
vorzugsweise mittels einer Vielzahl an Befestigungsvorrichtungen 15 an dem
Gestell 9 des Aufrollers 3 an dem oberen Ende der
Kastenabschirmung 7 und an jeder ihrer vertikalen kurzen
Seiten steif montiert. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel, siehe die 1 und 2, bestehen die Befestigungsvorrichtungen 15 aus
einer Befestigungsplatte 16, die an dem horizontalen Balken 14 mit
der Stütze
in der Form einer Halterung 17 geschweißt ist, die von der Platte
vorragt und vorzugsweise an einer Verstärkungsplatte 18 mit
einer spezifischen Erstreckung nach unten von dem oberen Rand der
Kastenabschirmung 7 geschweißt ist, und außerdem aus
zumindest einem Befestigungsbalken 19, der sich vorzugsweise
horizontal zwischen den Säulen 12, 13 und
der benachbarten vertikalen kurzen Seite der Kastenabschirmung 7 erstreckt,
um diese in der seitlichen Richtung zu verstärken. Bei einem anderen nicht
gezeigten Ausführungsbeispiel kann
die Kastenabschirmung beweglich an dem Aufrollergestell mittels
einer Art an Betätigungsglied sein,
das zu einem Bewegen oder Schwänken
der Klebstoffauftragsvorrichtung zu einer beliebigen erwünschten
Position in Bezug auf die Oberflächenwickeltrommel 2 in
der Lage ist.
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In Abhängigkeit von der Breite der
Papierbahn weist die Kastenabschirmung 7 zumindest einen,
vorzugsweise einige, dünne
identische Kastenabschnitte 20 auf, die Seite an Seite
angeordnet sind, siehe 2.
Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel besteht
jeder separate Kastenabschnitt 20 aus einem rechtwinkligen
Rahmen 21, der aus zumindest 2 vertikalen und 2 horizontalen
Stäben 22 mit
einem U-Querschnitt, I-Querschnitt oder rechtwinkligem Querschnitt,
in geeigneter Weise aus Stahl, wobei ihre Enden an dem Rahmen 21 zusammengeschweißt sind,
aufgebaut ist. Ein diagonales Verstärken kann ebenfalls bei Bedarf
eingerichtet sein. Der Rahmen 21 hat dünne Abdeckplatten 25 an
seiner stromaufwärtigen
und stromabwärtigen
Seite 23, 24, wobei die Abdeckplatten 25 an dem Rahmen 21 genietet,
geschweißt
oder in einer anderen geeigneten Weise befestigt sind. Diese Befestigung
kann über jede
gesamte Seite oder über
einen Teil jeder Seite 23, 24 erfolgen, um den dünnen Kastenabschnitt 20 auszubilden.
Jeder Kastenabschnitt 20 ist mit dem nächsten Kastenabschnitt mittels
der mittleren, gemeinsamen vertikalen Verbindung 26 mit
der Hilfe einer geeigneten Einrichtung, beispielsweise Schraubverbindungen,
verbunden. Zwischen den beiden horizontalen Teilen des Rahmens 21 erstreckt
sich eine Vielzahl an vertikalen Balken 27 für ein Einstellen
des Sprühdüsenmontagehalters 8 in
der vertikalen Richtung. Diese Einstellung wird in geeigneter Weise durch
eine Form an Verschiebungsvorrichtungen oder Anbringvorrichtungen 28,
beispielsweise eine Schraubverbindung, erreicht, wobei der Sprühdüsenmontagehalter 8 bei
der erwünschten
Position an den vertikalen Balken 27 gesichert wird.
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Der Sprühdüsenmontagehalter 8,
siehe die 3 und 4, weist einen Schienenrahmen 29,
der mit der Hilfe der Befestigungsvorrichtungen 28 an den vertikalen
Balken 27 montiert ist, und eine oder mehrere Baugruppenschienen 30 auf,
die teleskopartig beweglich bei dem Schienenrahmen 29 angeordnet sind.
Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel
besteht jede Baugruppenschiene 30 aus einem U-Abschnitt, siehe 4, der mittels einer oberen
und unteren Lagereinrichtung 31 so horizontal bewegt werden
kann, dass die Baugruppenschienen 30 mit den daran befindlichen
Düsen 5 zunächst in
Bezug auf die Position der Papierbank grob eingestellt werden können und vollständig an
sowohl der Antriebsseite als auch der Bedienerseite der Aufroller 3 herausgezogen
werden können
zum Zwecke des Reinigens und der Wartung der Innenteile der Klebstoffauftragsvorrichtung 1.
Neben der Grobeinstellung ist eine zweite feinere Einstellung der
Seitenposition der Düsen 5 ebenfalls möglich, da
jede Düse 5 außerdem bei
einem Feineinstellstreifen 32 verschiebbar ist, der unterhalb
der Baugruppenschiene 30 angeordnet ist. Dieser Feineinstellstreifen
besteht in geeigneter Weise aus einem Aluminiumabschnitt beispielsweise
mit einer horizontalen Nut, in der die Montagevorrichtung der Düse 5 gleiten
kann, wobei die Montagevorrichtung an einem Block 34 aus
Polytetrafluoroethylen beispielsweise angebracht ist.
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Der Schienrahmen 29 ist
aus einer Anzahl an vertikal angeordneten U-Halterungen 35 hergestellt, die
einen oberen und einen unteren Schaft aufweisen und die an den vertikalen
Balken, die bei regelmäßigen Abständen entlang
der Kastenabschirmung 7 angeordnet sind, in der vorstehend
beschriebenen Weise montiert sind. Ein Abstandshalter 36 erstreckt sich
von jedem Schaft zu der Mitte der U-Halterung 35 nach innen,
die in vorteilhafter Weise an beiden Enden zum Zwecke ihrer Befestigung
verschraubt ist. Zwei horizontale parallele Schienenleisten sind an
den freien Enden dieser Abstandskalter 36 montiert, um
sich in der vollen Länge
der Kastenabschirmung 7 zu erstrecken. In Zusammenwirkung
mit vorstehend erwähnten
Lagereinrichtungen 31 bildet jede Schienenleiste eine Stütze für die Baugruppenschiene 30,
die horizontal in dem Schienrahmen 29 verschiebbar ist.
Die Lagereinrichtung 31 weist eine Vielzahl an Laufvorrichtungen 38 auf,
die dauerhaft an dem oberen und unteren Rand der Baugruppenschiene 30 angeordnet
sind und die in einer Nut laufen, die zu den U-Halterungen 35 an
der Innenseite von jeder Schienenleiste 37 offen sind,
wodurch ein teleskopartiges Versetzen der Baugruppenschiene möglich ist.
Die Laufvorrichtungen 38 weisen in geeigneter Weise eine
Form an Roll- oder Gleiteinrichtung wie beispielsweise eine Rolle,
ein Spurrad oder ein Block aus Polytetrafluoroethylen auf.
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Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel
ist ein Rohrsystem außerdem
an der Baugruppenschiene 30 angeordnet, wobei das System
vier separate parallele Rohre aufweist. Diese bestehen aus einem Rohr 39 für eine Druckluftsteuerung
einer Reinigungsnadel 40, die in jeder Düse 5 angeordnet
ist, wie dies nachstehend detaillierter beschrieben ist, einem Druckluftrohr 41 für ein Zerstäuben des
Klebstoffes, einem Klebstoffeinlassrohr 42 und einem Klebstoffauslass
in der Form eines Rückkehrrohres 43 für die erforderliche
Zirkulation des Klebstoffs. Halteeinrichtungen 44 für die Rohre 39, 41, 42, 43 sind
ebenfalls an der Baugruppenschiene 30 angeordnet. Bei dem
in 4 gezeigten Ausführungsbeispiel
bestehen diese Halteeinrichtungen aus zwei Rohrklemmen, die entlang
der Baugruppenschiene 30 angeordnet sind, wobei ein geeigneter
Abstand von einer zu der anderen besteht und wobei jede zwei Rohre 39, 41 bzw. 42, 43 hält.
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Bei dem in 3 gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Sprühdüsenmontagehalter 8 mit
sechs Düsen 5 zum
Auftragen von Klebstoff für
ein Gesamtbreitenumhüllen
ausgestattet, wobei diese Düsen 5 gleichmäßig über die
gesamte Breite der Papierbahn verteilt sind. Eine zusätzliche
Düse 45 ist
außerdem vorgesehen,
die an einem Gebläsekasten 46 montiert
ist, der an der Antriebsseite des Aufrollers 3 sitzt, um
Klebstoff an das Führungsstück aufzutragen, wenn
ein Bahnreißen
aufgetreten ist, und dieses Führungsstück noch
einmal aufgeführt
werden muss und mit der Hilfe des Gebläsekastens 46 geführt wird. Sämtliche
Düsen 5 und
auch die Düse 45 bei
dem Gebläsekasten 46 sind
zu einer erwünschten
und optimalen Position in Bezug auf die Oberflächenwickeltrommel 2 und
die über
diese laufende Papierbahn mittels der Baugruppeneinrichtung 33,
die am Sprühdüsenmontagehalter 8 angeordnet
ist, und dem Gebläsekasten 46 so
einstellbar, dass der Begegnungspunkt und somit das Kontaktmuster
an der Papierbahn variiert werden kann. Die Baugruppeneinrichtungen 33 sind
daher sowohl drehbar, so dass der Einfallwinkel des Klebstoffstrahls
zu der Mitte der Oberflächenwickeltrommel 2 fein
eingestellt werden kann, als auch vertikal einen kurzen Abstand
einstellbar. Die Düsen 5 bei
den beschriebenen Ausführungsbeispielen
bestehen aus automatischen durch Luft betriebene Düsen 5,
die Luft und Flüssigkeit
mischen, vorzugsweise in der Form einer Klebstoffsuspension, die
an der Papierbahn unter einem hohen Druck der Form eines fein verteilten
Klebstoffstreifens 4 aufgetragen wird.
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Jede Düse 5 wird mit Klebstoff
durch das Klebstoffeinlassrohr 42, das an der Baugruppenschiene 30 angeordnet
ist, mit der Hilfe einer durch Druckluft betriebenen Kolbenpumpe 50 beliefert,
die nachstehend beschrieben ist, wobei die Düsen 5 außerdem spezielle
Lieferelemente, (nicht gezeigte) geeignete flexible Röhren, für die Druckluft
aufweisen, die bei einem pneumatischen Zylinder 60 für den Betrieb
der Hauptfunktionen der Reinigungsnadel 40 und außerdem für das Zerstäuben der
Klebstoffsuspension benötigt
werden.
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Ein Klebstoffzirkulationssystem 48 ist
mit der Klebstoffauftragsvorrichtung 1 verbunden, um die
Zirkulation des Klebstoffes so zu ermöglichen, dass dabei ein Eintrocknen
verhindert ist, wie dies unter Bezugnahme auf 5 beschrieben ist. Das Klebstoffzirkulationssystem 48 und
ein mit diesem verbundener Ventilraum 47 haben in geeigneter
Weise eine oder mehrere Luftdruckeinstelleinrichtungen 49, Pumpen 50,
Klebstoffbehälter 51,
die einen synthetischen Polymerklebstoff in Wasser beispielsweise enthalten,
Sicherheitsventile 52, Klebstoffdruckreguliereinrichtungen 53,
Sperrventile oder Rückschlagventile 54,
Druckspeicher, Druckwandler und schließlich die Elemente an dem Sprühdüsenmontagehalter 8,
die vorstehend beschrieben sind. Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel
kann das Klebstoffzirkulationssystem 48 manuell und/oder
automatisch von einer (nicht gezeigten) Steuertafel gesteuert werden,
die drei Hauptfunktionen aufweist, d. h.: das Auftragen von Klebstoff
an einem Führungsstück, das, wie
dies vorstehend beschrieben ist, lediglich bei einem manuellen Modus
und bei einem Auftreten eines Bahnreißens ausgeführt wird, das Auftragen von
Klebstoff in manueller oder automatischer Weise über die gesamte Breite der
Bahn während
des Rollenschaltens und Reinigens der jeweiligen Düsen 5,
wobei dieses bewirkt wird, indem lediglich Druckluft einen Augenblick
lang durch die jeweiligen Auslassdüsen 55 geblasen wird.
Der Klebstoff wird konstant umlaufend in einem geschlossenen Kreislauf
gehalten, der aus den Rohren zwischen der Klebstoffauftragsvorrichtung 1 und
dem Klebstofftank oder Klebstoffbehälter 51 besteht. Der
Sprühdüsenmontagehalter 8 und
die einzelne Düse 45 für das Aufführen werden
gänzlich
separat voneinander mittels eines pneumatischen Steuersystems gesteuert. Sämtliche
Ventile, die die Sperrventile oder Rückschlagventile 54 und
die separaten elektromagnetischen Ventile aufweisen, die an jeder
Düse 5 angeordnet
sind, sind mit einer Steuereinheit zusammen mit den jeweiligen Pumpen 50 und
anderen Teilen, die für
die Klebstoffauftragsvorrichtung 1 wesentlich sind, verbunden.
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1 zeigt
außerdem
eine Bahnstütze 56, die
sich quer über
die fortlaufende Bahn erstreckt, wobei die Bahnstütze 56 zumindest
ein Betätigungsglied 57 aufweist
für ihren
Betrieb von einer ersten passiven Position, bei der während des Übergangs beim
Schalten der Rollen gefaltet wird, zu einer zweiten aktiven Position,
bei der nach der Vollendung des Rollenschaltens hinunter gefaltet
wird. Die Bahnstütze 56 dient
als ein zusätzlicher
Schutz gegenüber
einem Herabtropfen von Klebstoff und außerdem dem Steuern der kontinuierlichen
Papierbahn während der
Luftturbulenz die stets nahe zu dem Spalt zwischen der Aufrolltrommel 6 und
der Oberflächenwickeltrommel 2 auftritt.
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1 zeigt
außerdem
eine Stauabdeckung 58, die an der stromaufwärtigen Seite
23 der Kastenabschirmung 7 angeordnet ist, wobei die Abdeckung in
geeigneter Weise unmittelbar oberhalb des Sprühdüsenmontagehalters 8 an
seinem oberen horizontalen Rand steif montiert ist. Die Staubabdeckung 58 besteht
beispielsweise aus einer gebogenen Platte, die sich von der Seite
bei einem spezifischen Winkel so erstreckt, dass der Sprühdüsenmontagehalter 8 vor
Staub abgeschirmt wird, der von den Teilen des Aufrollers 3 kommt,
der stromaufwärtig
sich befindet. Unerwünschte
Druckluftströme
werden somit auf ein Minimum reduziert und der Effekt der Staubsaugkästen, die
nicht gezeigt sind und die stromaufwärtig angeordnet sind, wird
verbessert.
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Die Sprühflüssigkeit für die Klebstoffauftragsvorrichtung 1 kann
aus einem oberflächenaktiven
Mittel, Wasser oder einer Suspension oder Dispersion bestehen, die
aus einem Haftmittel, einem geeigneten Lösungsmittel und einem Träger besteht, vorzugsweise
Wasser, zum Vermeiden eines Ausbilden von Flecken.
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Die Klebstoffauftragsvorrichtung 1 kann
außerdem
mit zwei separaten Rohrsystemen zum Zwecke einer erhöhten Zuverlässigkeit,
wobei eine programmierbare Steuereinheit jede Düse 5 einzeln steuert,
mit einer Anzeigetafel und mit einem Ausgleichsbehälter für das Klebstoffzirkulationssystem 48 ausgestattet
sein.
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Sämtliche
der vorstehend erwähnten
Komponenten sind in geeigneter Weise montiert, was ein Kleben, Schweißen, Schrauben
oder Nieten beispielsweise erfordern kann.
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Unter Bezugnahme auf 7 haben die Düsen 5 außerdem die
folgenden zusätzlichen
wichtigen Komponenten: die Reinigungsnadel 40 mit zugehörigem Betätigungsglied
in der Form eines pneumatischen Zylinders 60 zum Betätigen der
Reinigungsnadel, drei Kupplungsvorrichtungen 61, 62, 63 für die nachstehend
beschriebenen flexiblen Verbindungsschläuche, die Auslassdüse 55,
die bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel
genauer gesagt aus einer äußeren und
einer inneren Düse 64, 65 besteht,
die hintereinander angeordnet sind, wobei die äußere Düse 64 für Druckluft
gedacht ist und die innere Düse 65 für die Klebstoffverteilung
gedacht ist, ein äußerer Kanal 66 für die Klebstoffverteilung,
und die Baugruppeneinrichtung 33 mit der zugehörigen Einstelleinrichtung,
wie dies vorstehend beschrieben ist. Drei flexible Verbindungsschläuche (die
nicht gezeigt sind) erstrecken sich von den Rohren 39, 41, 42 an der
Baugruppenschiene 30, von den beiden Druckluftrohren 39, 41 und
von den Klebstoffeinlassrohr 42 jeder zu seiner eigenen
Kupplungsvorrichtung 61, 62, 63 an die
jeweiligen Düsen 5.
Vorzugsweise werden Düsen
verwendet, die einen fein verteilten flachen Sprühnebel in der Form einer Schwanzflosse
d. h. mit einer großen
Breite aber einer geringfügigen Dicke
ergeben.
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Die Funktion der Klebstoffauftragsvorrichtung 1 ist
nachstehend unter Bezugnahme auf ein in 6 gezeigtes Abfolgediagramm 59 beschrieben. Bei
einem Automatikmodus wird ein Kleben als ein automatisches Gesamtbreitenrollenschalten
zusammen mit einem Ballonblasen ausgeführt. Die Abfolge 59 beginnt
mit der fertigen Papierrolle, die vorübergehend so verlangsamt wird,
dass ein Durchhängen
bewirkt wird, wobei das Durchhängen
sich über
die gesamte Breite der Papierbahn erstreckt. Die somit ausgebildete
Bahnfalte wird mittels Druckluft in den Spalt zwischen der neuen
leeren Aufrolltrommel 6, die durch die Absenkarme 10 angewendet
wird, und die Oberflächenwickeltrommel 2 gedrängt. Das
Auftragen des Klebstoffes kann 0 bis 10 Sekunden nach dem Beginn
der Abfolge gestartet werden, woraufhin die Reinigungsnadel 40 durch
ihr Betätigungsglied 60 zu
ihrer hintersten Position in der Düse 5 bewegt wird,
wodurch ein freier Durchtritt zu der Düse 5 selbst für die Klebstoffsuspension
und die Zerstäubungsdruckluft
vorgesehen wird, so dass sie gleichzeitig aus dem Auslass 55 der
Düse 5 heraussprühen. Ein
Aerosolnebel 4 wird somit über die gesamte Papierbahn
bei einem vorbestimmten Muster aufgebracht. Die Zerstäubung der
Flüssigkeit 4 wird
bestimmt, indem die Größe der Druckluftströmung variiert
wird, während
die Flüssigkeitsströmung konstant gehalten
wird. Die Klebstoffaufbringabfolge 59 ist stets derart,
dass das Druckluftventil für
die Zerstäubungsluft
zuerst geöffnet
und zuletzt geschlossen wird, vorzugsweise ungefähr 6 Sekunden nach dem Abschalten
der Klebstofflieferung, die ungefähr 0 bis 10 Sekunden andauert.
Die Düsen 5 werden
mit der Hilfe von Druckluft sowohl betrieben als auch gereinigt,
so dass sie selbstwartend sind. Die Reinigungsnadel 40 reinigt
den Auslasskanal 66 mechanisch so, dass die Klebstoffdispersion
durch die Auslassdüse 55 frei
hinausgeführt
werden kann ohne ein Risiko eines Verstopfens und auch eines Verschließens des Auslasskanals 66 der
Düse 5 vollständig nach
dem Klebprozess. Die Kupplungsvorrichtung 61 für die Zerstäubungsdruckluft
ist mit einem separaten kurzen Verbindungskanal 68 zu der
Außenauslassdüse 64 versehen,
um zu ermöglichen,
dass der Auslasskanal 66 in der vorstehend beschriebenen
Weise saubergeblasen wird. Aufgrund dieses Aufbaus ist die Düse 5 vollständig tropffrei.
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Die Auslassdüsen 55 der Düsen 5 können in Abhängigkeit
von dem erwünschten
Kontaktmuster gewechselt werden und sind gänzlich separat von dem pneumatischen
Zylinder 60 und der Reinigungsnadel 40 am äußersten
Abschnitt der Düse 5 eingepasst,
um die Wartung zu minimieren. Der Auftragprozess für die Klebstoffauftragsvorrichtung 1 kann
in geeigneter Weise mit einer Schneideinrichtung, die nicht gezeigt
ist, zum Schneiden der Bahn synchronisiert werden.