DE69907625T2

DE69907625T2 - Verfahren im behandlungsprozess einer papierbahn und behandlungsvorrichtung

Info

Publication number: DE69907625T2
Application number: DE69907625T
Authority: DE
Inventors: Seppo Luomi; Petteri Lannes
Original assignee: Metso Paper Oy
Current assignee: Valmet Technologies Oy
Priority date: 1998-08-14
Filing date: 1999-08-16
Publication date: 2004-04-01
Anticipated expiration: 2019-08-17
Also published as: FI981758A0; US6444093B1; FI104369B; DE69907625D1; CA2306467C; JP2002522325A; EP1037839A1; ATE239657T1; WO2000009432A1; AU5374499A; EP1037839B1; CA2306467A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren bei einem Behandlungsprozess einer Papierbahn von der im Oberbegriff des beigefügten Anspruchs 1 definierten Art. Die Erfindung bezieht sich außerdem auf eine Behandlungsvorrichtung für eine Papierbahn der in dem Oberbegriff von dem beigefügten Anspruch 11 aufgezeigten Art.
Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf derartige Behandlungsprozesse, bei denen eine Bahn eine lange Entfernung über eine Oberfläche eines gelagerten drehbaren Elementes oder lediglich in einem kurzen Spaltkontakt dazu läuft, und wobei die Bahn einer Kraft unterworfen ist, die die Bahn in der Form eines Spaltdrucks und/oder -spannung beeinflusst. Ein Beispiel des Behandlungsprozesses der Papierbahn ist der Aufrollprozess eines kontinuierlichen Aufrollers. Bei dem Aufrollprozess tritt eine fortlaufende Bahn mit einigen Metern in der Breite von den vorherigen Partien einer Papiermaschine oder eines Finishinggerätes für Papier, wobei sie um einen Rollenkern (Rollenspule) aufgerollt wird. Die Bahn tritt zu der Rolle über einen Aufrollzylinder, wobei ein spezieller linearer Druck in dem Aufrollspalt zwischen dem Aufrollzylinder und der Rolle vorherrscht (der Punkt, an dem die Bahn an der Rolle geführt durch den Aufrollzylinder tritt), wobei der lineare Druck mit geeigneten Belastungseinrichtungen erzeugt wird, durch die eine spezielle Belastungskraft zwischen dem Aufrollzylinder und der Rolle erzielt wird. Dies wird üblicherweise ausgeführt, indem die Rolle mit Kraftvorrichtungen belastet wird, die an den Enden des Rollenkerns an beiden Rändern der Rolle verbunden sind.
Die Steuerung des Belastens bei dem Aufrollprozess ist kritisch, da die angewandte Belastung die Qualität der Rolle und ihr Verhalten bei dem weiteren Verarbeiten beeinflusst. Es sollte möglich sein, den in dem Aufrollspalt wirksamen linearen Druck genau zu messen, und die den linearen Druck beeinflussenden Betätigungsglieder sollten durch selbigen gesteuert werden. Die Steuerung und Handhabung des linearen Drucks oder der „Spaltkraft" ist jedoch schwierig hauptsächlich aufgrund des Wirkpunktes der zu messenden Kraft (der Kontaktpunkt zwischen der sich bei hoher Umfangsgeschwindigkeit drehenden Aufrollzylinder und der Rolle). Das Aufrollen kann außerdem bei verschiedenen Winkeln in Bezug auf den Aufrollzylinder bewirkt werden, das heißt der Ort des Spaltes an dem Umfang des Aufrollzylinders kann variieren insbesondere während des sogenannten Anfangsaufrollens. Dies gestaltet den Vorgang des Berechnens des linearen Drucks lediglich auf der Grundlage des Belastens durch die Kraftvorrichtung kompliziert, da die Masse der Rolle, die konstant anwächst, und auch der Ort der Rolle den linearen Druck beeinflussen.
Bislang sind Kraftsensoren bei dem Aufbau des Aufrollers zum Messen des linearen Drucks verwendet worden und als Beispiele dieser Prinzipien können die Veröffentlichungen WO 97/22 543, US 5 611 500 (der als nächstliegender Stand der Technik erachtet wird) und EP 517 830 erwähnt werden. Mittels der durch die Sensoren erteilten Messsignale ist es möglich, den Aufrollvorgang einzustellen. Um ausreichende Informationen über den tatsächlichen linearen Druck zu erzielen, das heißt die Spaltkraft bei verschiedenen Stufen des Aufrollens, müssen die Sensoren an mehreren verschiedenen Orten angeordnet werden. Mehrere separate Komponenten bewirken Störfaktoren und ihre Eigenschaften ändern sich in verschiedenen Weisen während der Zeit, wobei es schwierig ist, die Änderungen zu steuern. In ähnlicher Weise wurde in der Praxis beobachtet, dass es wahrscheinlich ist, dass die Kraftsensoren in einer Papiermaschinenumgebung beschädigt werden. Die Kraftsensoren müssen aufgrund möglicher hoher Kraftspitzen, die stets während des Aufrollens erzeugt werden, in Übergröße dimensioniert werden. Ein Teil der Sensoren muss an beweglichen Teilen angeordnet werden, wobei Leitungen zum Leiten der Signale von dort zu dem Steuersystem erforderlich sind. Da das in Frage stehende Messen ein indirektes Messen ist, können unterschiedliche Reibungsfaktoren nicht beseitigt werden.
Ein anderer Behandlungsprozess für die Papierbahn, bei dem eine genaue Steuerung des linearen Drucks zu erzielen ist, ist das Kalendrieren. Der Kalendrierprozess ist beispielsweise in dem finnischen Patent 96 334 und in dem entsprechenden US Patent 5 438 920 offenbart.
Die Aufgabe der Erfindung ist es, eine Lösung für die vorstehend erwähnten Probleme und ein neues Verfahren bei dem Aufrollprozess einer Papierbahn und auch einen Aufroller für eine Papierbahn aufzuzeigen, durch die der lineare Druck genauer gesteuert werden kann. Um diese Aufgabe zu lösen, ist das erfindungsgemäße Verfahren hauptsächlich durch den kennzeichnenden Teil des beigefügten Anspruchs 1 gekennzeichnet. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist wiederum durch den kennzeichnenden Teil des beigefügten Anspruchs 11 gekennzeichnet.
Die Erfindung ist auf die Idee gegründet, dass der Lageraufbau, der für die bewegliche Fläche verwendet wird, die die Bahn führt und mit der beispielsweise in dem Fall eines Aufrollers aus der Bahn auszubildende Rolle in Kontakt steht, ein Lager ist, das von einer derartigen Art ist, dass es externe Energie, Steuerenergie, zum Beibehalten seines Betrieb erfordert, das heißt der Zwischenraum des Lagers, der eine Drehung ermöglicht, erfordert eine gewisse Energie. Das aus der Steuerenergie des Lagers erhaltene Signal wird bei der Steuerung des Behandlungsprozesses genutzt. Bei dem Aufroller und bei dem Kalander wird das Signal speziell zum Steuern des linearen Drucks das heißt der Spaltkraft verwendet.
Der gesamte lineare Druck das heißt die Spaltkraft wirkt an der beweglichen in Frage stehenden Fläche, die typischerweise ein Zylinder oder eine Walze ist, die in dem Rahmen eines Teils der Maschine drehbar gelagert ist. Diese Kraft wird auch bei der Funktion des Lagers offenkundig, das Energie erfordert. Somit kann das Lager bei dem Aufroller verwendet werden, um sämtliche Spaltkräfte unabhängig von der Position oder der Masse der Rolle zu bestimmen, das heißt sowohl während des Anfangsaufrollens, bei dem die Rolle mehr oder weniger oberhalb der horizontalen Ebene angeordnet sein kann, die sich über die Mittelachse des Aufrollzylinders erstreckt, als auch bei dem Endaufrollen in der eigentlichen Aufrollstation, bei dem die Rolle zu ihrer vollen Größe anwächst. Es gibt lediglich einen Messpunkt oder, wenn die Lageranordnungen von beiden Seiten genutzt werden, sind höchstens zwei Messpunkte vorhanden, und die dabei auftretenden Störungen können leichter gesteuert werden.
Bei dem Kalander kann das Lager bei dem Lageraufbau von einer oder mehreren Kalendrierwalzen verwendet werden, wobei das an der Walze ausgeübte Belasten gemessen werden kann, und der Kalendrierprozess und insbesondere die Belastungsvorrichtungen, die den linearen Druck bestimmen, der das durch den Kalendrierspalt tretende Papier beeinflusst, können mittels des gleichen gesteuert werden.
Ein drittes vorteilhaftes Ziel der Anwendung ist eine Walze, die die Papierbahn führt, wobei über die Walze die Papierbahn mit einer speziellen Spannung läuft. Somit bewirkt die Spannung eine bestimmte Kraft an der Walze in der radialen Richtung, wobei die Kraft aus dem Signal erfasst werden kann, das von der Steuerenergie des Lageraufbaus der Walze erhalten wird. Auf der Grundlage dieser Information ist es möglich, den Zugunterschied zu steuern.
Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist es möglich, ein Magnetlager zu verwenden. Bei dem Magnetlager ist es möglich, den Zwischenraum durch ein Einstellen des elektrischen Stromes, der zu dem Lager geliefert wird, zu halten. Die auf den Aufrollzylinder, die Kalendrierwalze, oder die Walze für das Messen der Spannung einwirkende Kraft hat außerdem einen Effekt auf diesen Bedarf an elektrischem Strom, und auf der Grundlage davon ist es möglich, auf der Grundlage der Größe des gelieferten elektrischen Stroms oder der Größe einer dazu proportionalen Variable Informationen im Hinblick auf die Kräfte zu erhalten, die auf den Zylinder oder die Walze einwirken, die mittels des Magnetlagers gelagert ist, wie beispielsweise die Spaltlast, die auf den Aufrollzylinder einwirkt, das durch den Kalendrierspalt auf die Kalendrierwalze bewirkte Belasten, oder die Kraft, die auf die Walze durch die Spannung der durch eine Führungswalze geführten Bahn aufgebracht wird.
Aufgrund der Erfindung ist es nicht erforderlich, die Wirkung der Reibungen von verschiedenen beweglichen Teilen bei der Steuerung abzuschätzen. Das Messen findet mit dem Minimum eines Elementes (ein Lageraufbau, der Steuerenergie erfordert) statt, was ein Ergebnis vorsieht, bei dem verschiedene Reibungsfaktoren beseitigt sind.
Nachstehend ist die vorliegende Erfindung detaillierter unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
1 zeigt ein allgemeines Prinzip der Erfindung in einer Seitenansicht einer Walze oder eines Zylinders, die oder der drehbar gelagert ist.
2 zeigt das Prinzip der Erfindung in einer schematischen Darstellung, die einer Seitenansicht eines Aufrollers hinzugefügt ist.
3 zeigt die Anwendung der Erfindung bei verschiedenen Stufen des Aufrollprozesses.
4 zeigt die Anwendung der Erfindung bei einem Kalendrierprozess.
1 zeigt ein allgemeines Prinzip der Erfindung. Eine Papierbahn W läuft in einer Papiermaschine oder Finishingmaschine für Papier und wird durch eine Walze oder einen Zylinder 1 geführt, die oder der drehbar gelagert ist. Die Walze oder der Zylinder 1 ist an einer Stütze mit einem Lager 6 gelagert, das Steuerenergie erfordert. Die Lieferung von Energie wird durch eine Steuereinheit 7 mittels eines Steuersignals S₁ gesteuert. Die sich drehende Walze oder der sich drehende Zylinder 1 ist einer Kraft F in der radialen Richtung unterworfen, wobei sich diese Kraft aufgrund der Behandlung der Bahn ergibt und zu dem Lager 6 übertragen wird. Von der Steuereinheit 7 wird ein Steuersignal V, das mittels des Steuersignals S₁ erzeugt wird, zu einer Steuereinheit 8 für die Bahnbehandlung übertragen. Das Steuersignal wird als solches oder in einer geeignet umgewandelten Form für die Steuerung eines derartigen Betätigungsgliedes oder einer Gesamtheit an Betätigungsgliedern genutzt, das in der Lage ist oder die in der Lage sind, den Prozess in einer derartigen Weise zu beeinflussen, dass die Kraft F geändert wird. Somit ist es möglich, eine geschlossene Steuerschleife durch ein Anwenden des Lagers 6 selbst als ein Sensor zu erzielen und indem die Messinformation von einer derartigen Variable, vorzugsweise eine elektrische Variable, genommen wird, die bereits als solche für die eigentliche Funktion des Lagers erforderlich ist.
2 zeigt einen Aufroller für eine Papierbahn, bei dem eine kontinuierliche Papierbahn W, die üblicherweise mehrere Meter breit ist, von den vorherigen Partien einer Papiermaschine oder eines Finishinggerätes für Papier über einen Aufrollzylinder 1 tritt, der an dem Rahmen des Aufrollers drehbar gelagert ist.
Die Papierbahn umhüllt in einem speziellen Sektor den Umfang des Aufrollzylinders 1, woraufhin sie zu einer Rolle R übertragen wird, die um einen sich drehenden Rollenkern 2, das heißt eine Rollenspule, ausgebildet wird, die sich bei einem Stützaufbau 3 beispielsweise auf Rollenschienen befindet. Die Rolle R und der Aufbauzylinder 1 sind in einem Spaltkontakt zueinander über einen Aufrollspalt N und der lineare Druck, das heißt die Spaltkraft, die bei diesem Aufrollspalt wirksam ist, wird mit einem Belastungsmechanismus eingestellt, der in der Situation der Zeichnung aus Schlitten 4, die mit den Enden des Aufrollkerns 2 verbunden sind, und einer Kraftvorrichtung 5 zusammengesetzt ist, die auf den Schlitten und über diesen auf das Ende des Rollenkerns 2 einwirkt. Beide Ränder der Rolle R sind mit einem entsprechenden Belastungsmechanismus versehen. Die durch die Kraftvorrichtung 5 bewirkte Kraft kann eingestellt werden und die Kraftvorrichtung ist typischerweise ein hydraulischer Zylinder.
Der Aufrollzylinder 1 wird durch einen Antriebsmotor gedreht. Die Rolle R wird außerdem mit einem Mittenantrieb 2a der Rollenspule 2 aktiv gedreht.
Der Aufrollzylinder 1 ist an dem Rahmen gelagert, in diesem Fall an einem an dem Rahmen des Aufrollers befindlichen Sockel mittels eines Magnetlageraufbaus 6. Das Magnetlager ist von einer als solche bekannte Lagerart und es ist nicht erforderlich, seinen Aufbau detaillierter in diesem Zusammenhang zu erörtern. In Bezug auf das Betriebsprinzip und die Steuerung des Lagers wird beispielsweise auch auf das US Patent 5 682 071 verwiesen.
Es ist für das Magnetlager typisch, dass sein drehendes Teil (Rotor) durch die Wirkung der Magnetkraft der Elektromagnete schwebt und ständig mit Energie beliefert werden muss, um den Betrieb des Lagers aufrechtzuerhalten. Die Lieferung an Energie wird durch eine Steuereinheit 7 des Magnetlagers mittels eines Steuersignals S₁ gesteuert. Dieses Signal erteilt den zu dem Magnetlager gelieferten Energiebetrag, wobei dieser Betrag proportional zu der Größe der Kräfte ist, die auf das Lager ausgeübt werden. In diesem Fall ist das Lager Kräften unterworfen, die sich aufgrund des Gewichtes des Aufrollzylinders selbst und der Bahnspannung der Bahn, die an dem Aufrollzylinder ankommt, herrühren, und auch einer Kraft, die von dem gemeinsamen Belasten der Rolle R und des Aufrollzylinder 1 herrührt. Wenn die durch das Gewicht des Aufrollzylinders 1 und der Bahnspannung erzeugten Kräfte zusammen als konstant die ganze Zeit über angenommen werden, ändert sich die auf das Lager ausgeübte Kraft, wenn die Spaltkraft, das heißt der lineare Druck geändert wird. Die Masse des Aufrollzylinders ist konstant und die Bahnspannung wird häufig mit einer separaten Messvorrichtung gemessen, die beispielsweise vor dem Aufrollzylinder angeordnet ist, und folglich ist der Anteil der Bahnspannung sogar in den Fällen bekannt, bei denen sie nicht als konstant angenommen werden kann.
Das Steuersignal S₁ wird als eine gemessene Variable verwendet, durch die es möglich ist, die das Belasten bewirkende Kraftvorrichtung 5 zu steuern. Von der Steuereinheit 7 des Magnetlagers wird ein Steuersignal V∼f(S₁), das in einer geeigneten Weise mittels des Steuersignals S₁ des Magnetlagers erzeugt wird, zu der Steuereinheit 8 des Aufrollers übertragen. Dieses Steuersignal kann als solches zum Steuern der Kraftvorrichtung 5 verwendet werden oder es kann noch bei der Steuereinheit 8 der Aufrollers umgewandelt werden. Es ist ebenfalls möglich, dass sämtliche Berechnungen und Umformungen zum Umwandeln des Signals S₁ zu dem Steuersignal der Kraftvorrichtung 5 in der Steuereinheit 8 des Aufrollers ausgeführt werden. Außerdem ist es möglich, dass andere Signale zu der Steuereinheit 8 des Aufrollers von anderen Messpunkten des Aufrollprozesses übertragen werden, wie beispielsweise eine Bahnspannungsinformation, die von der vorstehend erwähnten Messvorrichtung für die Bahnspannung empfangen wird, wobei die Bahnspannungsinformation benutzt wird, um den Effekt der Bahnspannung zu beseitigen, und diese Signale werden ebenfalls zusammen mit dem von der Steuereinheit des Magnetlagers empfangenen Signal verwendet, um die Kraftvorrichtung 5 zu steuern.
Die Steuereinheit 7 des Magnetlagers und die Steuereinheit 8 des Aufrollers können in einer Einstell- und Steuereinheit 9 für die Spaltkraft (Kraftvorrichtung 5) integriert werden, wie dies durch gestrichelte Linien in 2 gezeigt ist.
Mittels der Erfindung ist es möglich, eine geschlossene Steuerschleife in einer derartigen Weise zu erzielen, dass dem Steuersignal ein Einstellwert zugeordnet wird, der einer speziellen Belastungssituation entspricht, wobei das Steuersignal als eine gemessene Variable verwendet wird, und das Belasten wird in einer derartigen Weise eingestellt, dass das Steuersignal das heißt die Steuerenergie des Lageraufbaus dem vorbestimmten Wert entspricht. Wenn das Aufrollen voranschreitet, kann sich dieser Einstellwert in Übereinstimmung einer speziellen Zeittabelle oder in Abhängigkeit von einer anderen Variable ändern, die sich während des Aufrollens ändert. Der Einstellwert kann sich beispielsweise in Übereinstimmung mit der auf die Rolle aufgerollten Menge an Papier, dem Durchmesser der Papierrolle oder der Masse der Rolle ändern, die entweder durch Messung oder durch Berechnung gehalten werden.
3 zeigt einen Aufrollprozess, der das Prinzip von 2 ausführt, und die im Hinblick auf die Funktion ähnlichen Teile sind mit den gleichen Bezugszeichen beschrieben. Die Zeichnung zeigt eine Seitenansicht eines Aufrollers in einer Situation, bei der eine volle Rolle R von dem Aufrollzylinder 1 mittels Aufrollschlitten 4 weiter weg transportiert wird, wobei die Bahn 1 abgetrennt worden ist, und ihr neues Ende um einen neuen leeren Rollenkern 2 durch als solche bekannte Wechselverfahren geführt worden ist. 3 zeigt die Möglichkeit zum Anwenden der Erfindung auch für die Steuerung des Anfangsaufrollens, das bei einer Anfangsaufrollvorrichtung 10 stattfindet, wobei eine entsprechende Kraftvorrichtung 11 der Anfangsaufrollvorrichtung gemäß den gleichen Prinzipien wie die Kraftvorrichtung 5 von 2 gesteuert wird. Wie dies bei der Situation von 3 ersichtlich ist, sind bei dem Anfangsaufrollen der Rollenkern 2 und die um diese herum ausgebildete in der Dickenrichtung anwachsende Rolle R deutlich oberhalb der horizontalen Ebene angeordnet, die sich durch die Mittenachse des Aufrollzylinders 1 erstreckt, beispielsweise bei dem Winkelabstand von über 15°, das heißt der entsprechende Aufrollspalt N befindet sich an diesem Punkt. Während des Anfangsaufrollens wird das Belasten des Aufrollspaltes N nicht nur durch das durch die Kraftvorrichtung 11 erzeugte Belasten sondern auch durch die radiale Komponente des Gewichts des Rollenkerns und der konstant anwachsende Rolle R beeinflusst. Der lineare Druck, das heißt die Spaltkraft des Aufrollspaltes N, die die Summe der vorstehend erwähnten Faktoren ist, wird wiederum als Ganzes durch die Energie erhalten, die für das Magnetlager erforderlich ist.
3 zeigt außerdem einen Fall, bei dem mehrere separate Steuer-/Betriebszonen bei dem Magnetlageraufbau 6 vorhanden sind, wobei der Energiebetrag dabei mit mehreren separaten Signalen S₁ bis S_N jeweils steuerbar ist. Somit wird eine Information von den verschiedenen Zonen in der Richtung des Umfangs des Magnetlageraufbaus 6 erhalten und somit ist es möglich, die Kräfte zu trennen, die auf den Umfang des Aufrollzylinders 1 aus verschiedenen Richtungen ausgeübt werden, wie beispielsweise die durch die Spannung der Bahn W bewirkte Kraft und die Spaltkraft in dem Aufrollspalt N. Gemäß 3 gibt es zumindest drei verschiedene Zonen, wobei die entsprechenden Signale S₁, S₂ und S₃ zonenspezifische Signale zeigen, die jeweils der Lieferung von Energie zu einer Zone für sich allein entsprechen. Mittels dieser Signale können mehr Informationen erzielt werden, um das Steuersignal der Kraftvorrichtung 11 zu bestimmen. Das Steuersignal V wird somit als eine Funktion f(S₁, S₂, S₃) der Signale der verschiedenen Zonen erhalten. Von der Steuereinheit 7 des Magnetlagers wird ein Steuersignal V, das in einer geeigneten Weise mittels der Steuersignale S₁, S₂, S3 der verschieden Zonen des Magnetlagers erzeugt wird, zu der Steuereinheit 8 des Aufrollers übertragen. Dieses Steuersignal V∼f(S₁, S₂, S₃) kann als solches zum Steuern der Kraftvorrichtung 11 verwendet werden oder kann noch in der Steuereinheit 8 des Aufrollers umgewandelt werden. Es ist ebenfalls möglich, dass sämtliche Berechnungen und Umformungen zum Umwandeln der Signale S₁, S₂, S₃ zu dem Steuersignal der Kraftvorrichtung in der Steuereinheit 8 des Aufrollers ausgeführt werden. Darüber hinaus ist es ebenfalls möglich, dass die Steuereinheit 8 des Aufrollers andere Signale von anderen Messpunkten des Aufrollprozesses empfängt, und diese Signale werden ebenfalls zusammen mit dem von der Steuereinheit 9 des Magnetlagers empfangenen Signal verwendet, um die Kraftvorrichtung 11 zu steuern.
Obwohl 3 die Verwendung von verschiedenen Signalen für das Steuern des Belastens bei einem Anfangsaufrollen zeigt, kann dies auch bei dem Endaufrollzustand verwendet werden, bei dem eine volle Rolle erzeugt wird. In ähnlicher Weise kann das Prinzip von 2, bei dem lediglich ein Signal verwendet wird, zum Steuern des Anfangsaufrollen von 3 genutzt werden. Das Prinzip ist von dem Magnetlageraufbau des Aufrollzylinders 1 und von der Steuerung des gleichen abhängig.
Die 2 und 3 zeigen lediglich einen Magnetlageraufbau 6. Es ist jedoch möglich, einen Magnetlageraufbau 6 an beiden Seiten des Aufrollzylinders 1, das heißt an der Bedienerseite und an der Antriebsseite zu verwenden, wobei die Steuerinformation des Lageraufbaus verwendet werden kann, um lediglich die Kraftvorrichtung/Kraftvorrichtungen an der gleichen Seite zu steuern, wobei das Belasten an verschiedenen Seiten des Aufrollers unabhängig gesteuert werden kann. Das Belasten an unterschiedlichen Seiten kann außerdem separat in einer derartigen Weise eingestellt werden, dass ein Belasten an der gleichen Seite hauptsächlich auf der Grundlage des Signals gesteuert wird, das von der Steuerenergie des entsprechenden Lageraufbaus empfangen wird, wobei zum Erzielen des eigentlichen Steuersignals des Belastens das Signal mit anderen Daten ergänzt werden kann, wie beispielsweise Daten, die von der Steuerenergie der entgegengesetzten Seite empfangen werden. Es ist ebenfalls möglich, die Signale zu verwenden, die von beiden Seiten empfangen werden, um ein gemeinsames Steuersignal zu erzeugen, das zum Steuern der Kraftvorrichtungen 5, 11 an beiden Seiten verwendet wird.
Bei dem Aufroller ist es ebenfalls möglich, ein Sicherungssystem für mögliche Fehler bei der Energielieferung der Magnetlageranordnungen zu verwenden. Ein Sicherungslageraufbau kann koaxial in Bezug auf den Magnetlageraufbau an der gleichen Seite des Aufrollzylinders angeordnet werden und er sollte mit einem ausreichenden Zwischenraum so vorgesehen sein, dass er nicht den Zustand des Magnetlagers während des Normalbetriebs beeinflusst, aber dazu in der Lage ist, Belastungen in einem Notfall aufzunehmen.
Mittels der Belieferung von Energie des Magnetlagers ist es möglich, die anderen Funktionen des Aufrollers auch zu überwachen. Es ist beispielsweise möglich, verschiedene Störungen, wie beispielsweise Schwingung zu erfassen.
Vorstehend bezieht sich der Aufrollzylinder auf derartige Zylinder oder Walzen, die drehbar angeordnet sind und die mit der Rolle R in Kontakt stehend einen speziellen linearen Druck das heißt eine Spaltkraft in dem Aufrollspalt N ermöglichen. Die Zeichnungen zeigen die Art und Weise, in der der Aufrollzylinder 1 bei einem ortsfesten Teil des Rahmens des Aufrollers drehbar gelagert ist. Es ist jedoch möglich, dass der Aufrollzylinder bei einem beweglichen Teil gelagert ist, der beispielsweise in Übereinstimmung mit dem Anwachsen der Rolle R bewegt werden kann. Die Funktion der Erfindung kann somit genau die gleiche wie die vorstehend beschriebene Funktion sein, wobei der einzige Unterschied darin besteht, dass die Magnetlageranordnung 6 bei einem sich bewegenden Aufbau angeordnet ist.
Der vorstehend aufgezeigte Aufroller einer Bahn in gesamter Breite rollt konstant Maschinenrollen bei dem Endstückende einer Papiermaschine oder einer Finishingmaschine für Papier auf. Die Erfindung kann ebenfalls bei einem mittels einer Rollenschneidmaschine bewirkten Aufrollens verwendet werden, bei dem die Maschinenrolle zu schmaleren Rollen das heißt sogenannten Verbraucherrollen gewickelt wird. Eine sich drehende Rolle, die mit einem Magnetlageraufbau gelagert werden kann, ist bei diesen Wickelmaschinen eine die Rolle belastende Reiterrolle oder die Rolle stützende Trägertrommel. In Verbindung mit dem Lageraufbau dieser Rollen oder Trommeln ist es möglich, die gleichen Mess- oder Einstellprinzipien anzuwenden, wie sie vorstehend aufgeführt sind.
4 zeigt den Vorgang des Anwendens der Erfindung bei einem Kalander, der mit zumindest zwei Walzen 1 ausgerüstet ist, die einen Kalendrierspalt N zwischen ihnen ausbilden, indem eine spezielle lineare Last auf die durch den Spalt tretende Papierbahn W ausgeübt wird. Von den den Spalt ausbildenden Walzen ist eine Kalendrierwalze 1 mit einem Magnetlageraufbau 6 drehbar gelagert. Der lineare Druck in dem Spalt N kann von dem Steuersignal S₁ eingestellt werden, das für die Belieferung von Energie des Magnetlagers verwendet wird, und dadurch ist es möglich, die den linearen Druck beeinflussende Kraftvorrichtung 5, in diesem Fall eine die gegenüberstehende Kalendrierwalze beeinflussende Kraftvorrichtung 5, zu steuern, wobei die Kraftvorrichtung 5 beispielsweise ein hydraulischer Zylinder sein kann. Das Prinzip des geschlossenen Steuersystems ist das gleiche wie bei dem in Verbindung mit dem Aufroller aufgeführten Prinzip, und die Teile, die analog zu den 2 und 3 sind, sind mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Die Kalendrierwalze 1 kann an beiden Seiten mit einem Magnetlager 6 gelagert sein. Somit können die Kraftvorrichtungen an beiden Seiten separat mittels der Steuerenergieinformation des Lagers 6 an der entsprechenden Seite gesteuert werden, oder das Belasten des Kalanders kann mittels der Information von beiden Seiten gesteuert werden. Das Magnetlager 6 der Kalendrierwalze 1 kann außerdem mit einer Sicherungslageranordnung mit einem Zwischenraum ausgerüstet sein. Die Magnetlageranordnung 6 der Kalendrierwalze 1 kann außerdem in Zonen geteilt sein, um separat beliefert zu werden, wie dies vorstehend aufgeführt ist. Der Magnetlageraufbau kann bei verschiedenen Kalendrierarten wie beispielsweise einem Stapel an Kalendrierwalzen eines Mehrspaltkalanders zum Montieren von einer oder mehreren Kalendrierwalzen an Lagern verwendet werden.
Der erfindungsgemäße Lageraufbau kann außerdem zum Messen und Einstellen der Spannung der Bahn verwendet werden, wobei die Vorrichtung der in 1 gezeigten Vorrichtung ähnlich sein kann. Dies unterscheidet sich von den Ausführungsbeispielen der 2 bis 4 dahingehend, dass kein Spalt gegenüber der Walze oder dem Zylinder vorhanden ist, der oder die mit dem Lager 6 gelagert ist, sondern die bloße Bahn wirkt an der Walze oder an dem Zylinder, wenn sie über diese oder diesen in einem speziellen Sektor läuft.
Die Erfindung kann ebenfalls in Verbindung mit anderen Walzen oder anderen Zylindern verwendet werden, die bei einer Papiermaschine oder einer Nachbehandlungsmaschine für Papier drehbar gelagert sind, die die Bahn führen oder in Kontakt mit dieser stehen.
Vorstehend ist die Erfindung beschrieben, indem hauptsächlich auf ein Magnetlager Bezug genommen ist. Bei der Erfindung ist es auch möglich, andere Lager anzuwenden, die Energie erfordern, um den Drehzwischenraum aufrechtzuerhalten. Der Zwischenraum kann beispielsweise durch den Druck eines Druckmediums (Gas oder Flüssigkeit, wie beispielsweise Hydrauliköl) aufrechterhalten werden, wobei die von der Steuerenergie erhaltene Information der verwendete Druck oder dergleichen sein kann. Das Einstellen kann analog zu den in Verbindung mit den Magnetlagern dargelegten Fakten ausgeführt werden. Das mit Druck beaufschlagte Medium kann auch zonenweise verwendet werden, wobei die Nutzung der Zonen bei der Steuerung analog zu den vorstehend dargelegten Fakten ausgeführt werden kann.
In diesem Kontext bezieht sich der Ausdruck Papierbahn auf sämtliche rollfähige, fortlaufende papierartige Bahnen, die aus einem faserartigen Rohmaterial unabhängig von ihrer flächenbezogenen Masse hergestellt sind.

Claims

Verfahren bei einem Behandlungsprozess einer Papierbahn, wobei bei dem Behandlungsprozess die Papierbahn (W) über eine Oberfläche eines gelagerten, drehbaren Elementes, wie beispielsweise die Umfangsfläche eines Zylinders oder eines Rollkörpers (1), läuft, und wobei der Behandlungsprozess mit einer Einstell- und Steuereinheit (9) gesteuert wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Lageranordnung, die für das Element verwendet wird, ein Lager (6) ist, dessen Betrieb beibehalten wird, indem Steuerenergie zu diesem geliefert wird, wobei die aus der Steuerenergie des Lagers erhaltene Information bei der Einstell- und Steuereinheit (9) zum Steuern des Behandlungsprozesses verwendet wird.
Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Information verwendet wird, um eine derartige Variable einzustellen, die auf das Lager (6) über die Oberfläche des gelagerten, drehbaren Elementes einwirkt.
Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die verwendete Lageranordnung ein Magnetlager (6) ist, von dem eine Steuerenergieinformation erhalten wird, die bei der Einstell- und Steuereinheit (9) zum Steuern des Prozesses verwendet wird.
Verfahren gemäß Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Information, die für die Steuerung verwendet wird, die Information ist, die von der Steuerenergie der verschiedenen Zonen des Lagers (6) erhalten wird, wie beispielsweise die Information, die von der Steuerenergie von verschiedenen Zonen eines Magnetlagers (6) erhalten wird.
Verfahren gemäß einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einstell- und Steuereinheit (9) eine Steuereinheit (7) für die Lageranordnung und eine Steuereinheit (8) für den Prozess aufweist, wobei ein Signal V≈f(S_n) zwischen ihnen wirksam ist, wobei S_n das Signal ist, das unabhängig von der Steuerenergie des Lagers (6) ist, und n = 1...m ist, wobei m die Anzahl an verschiedenen Abschnitten der Steuerenergie ist.
Verfahren gemäß einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Element, wie beispielsweise die Umfangsfläche des Zylinders oder der Rolle (1), mittels zumindest zwei separaten Lagern (6) gedreht wird, die eine Steuerenergie zum Beibehalten des Betriebes erfordern.
Verfahren gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Seite, wie beispielsweise die Bedienerseite, und eine zweite Seite, wie beispielsweise eine Antriebsseite der Maschine, die die Papierbahn fördert, separat im Wesentlichen auf der Grundlage der Information des Lagers (6) der entsprechenden Seite, die mit der Steuerenergie beliefert wird, gesteuert werden.
Verfahren gemäß einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Behandlungsprozess ein Aufrollprozess einer Papierbahn ist, bei dem die Papierbahn fortlaufend um einen sich drehenden Rollenkern (2) aufgerollt wird, wobei ein Spaltkontakt zu der an dem Rollenkern (2) auszubildenden Papierrolle (9) mittels einer Oberfläche wie beispielsweise die Umfangsfläche des Aufrollzylinders (1) beibehalten wird, der mittels des Lagers (6) drehbar gelagert ist, und mittels der Information, die von der Steuerenergie des Lagers (6) erhalten wird, der Aufrollprozess und insbesondere der Spaltkontakt bei der Einstell- und Steuereinheit (9) des Aufrollers gesteuert wird.
Verfahren gemäß einem der vorherigen Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Behandlungsprozess das Kalendrieren der Papierbahn (W) ist, bei dem eine Papierbahn mittels eines Kalanderspaltes kalendriert wird, der durch zumindest zwei sich bewegende Oberflächen ausgebildet wird, wobei zumindest eine der sich bewegenden Oberflächen mittels des Lagers (6) drehbar gelagert ist, das mit Steuerenergie beliefert wird, und mittels der Information, die von der Steuerenergie des Lagers (6) erhalten wird, der Kalendrierprozess und insbesondere der Kalendrierspalt bei der Einstell- und Steuereinheit (9) des Aufrollers gesteuert wird.
Verfahren gemäß einem der vorherigen Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Behandlungsprozess das Führen der Papierbahn (W) über die Oberfläche einer Rolle (1) ist, wobei die Rolle mittels des Lagers (6) drehbar gelagert ist, das mit Steuerenergie beliefert wird.
Behandlungsvorrichtung für eine Papierbahn, die eine Oberfläche eines drehbar gelagerten Elementes, wie beispielsweise eine Umfangsfläche eines Zylinders oder einer Rolle (1), wobei die Oberfläche so eingerichtet ist, dass sie eine Papierbahn (W) führt oder mit der Papierbahn in Kontakt gelangt, und eine Einstell- und Steuereinheit (9) zum Steuern der Behandlungsvorrichtung aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Element mit einem Lager (6) drehbar gelagert ist, das Steuerenergie erfordert, die zu diesem zu liefern ist, um seinen Betrieb beizubehalten, wobei die Lieferung der Steuerenergie zu dem Lager in Datenübertragungsverbindung mit der Einstell- und Steuereinheit (9) steht, und wobei die Einstell- und Steuereinheit (9) eine Einrichtung zum Steuern des Behandlungsprozesses auf der Grundlage der Information, die von der Lieferung der Steuerenergie erhalten wird, aufweist.
Behandlungsvorrichtung gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Lager ein Magnetlager (6) ist, von dem Steuerenergieinformation erhalten wird, die bei der Einstell- und Steuereinheit (9) zu verwenden ist, um die Behandlungsvorrichtung zu steuern.
Behandlungsvorrichtung gemäß Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Lager (6) mit verschiedenen Zonen versehen ist, bei denen die Lieferung an Steuerenergie bei Datenübertragungsverbindung mit der Einstell- und Steuereinheit (9) der Behandlungsvorrichtung geschieht, und wobei die Einstell- und Steuereinheit (9) eine Einrichtung zum Steuern der Behandlungsvorrichtung auf der Grundlage der Information, die von der Belieferung der verschiedenen Zonen erhalten wird, aufweist.
Behandlungsvorrichtung gemäß einem der vorherigen Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Einstell- und Steuereinheit (9) eine Steuereinheit (7) für die Lageranordnung und eine Steuereinheit (8) für die Behandlungsvorrichtung aufweist, die mit einer Datenübertragungsleitung verbunden sind, und wobei die Steuereinheit (7) der Lageranordnung so angeordnet ist, dass sie ein Signal V≈f(S_n) erzeugt, wobei S_n ein Signal unabhängig von der Steuerenergie des Lagers ist, und wobei gilt n = 1...m, wobei m = die Anzahl an verschiedenen Abschnitten der Steuerenergie ist.
Behandlungsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Element mittels zumindest zwei separaten Lagern (6) drehbar gelagert ist, die Steuerenergie erfordern, um ihren Betrieb beizubehalten, wobei sich das erste derartige Lager an der Bedienerseite der Maschine befindet, die die Papierbahn befördert, und wobei sich das zweite derartige Lager an der Antriebsseite der Maschine befindet, und wobei die Lieferung an Steuerenergie zu beiden Lagern in einer Datenübertragungsverbindung mit der Einstell- und Steuereinheit (9) der Behandlungsvorrichtung geschieht.
Behandlungsvorrichtung gemäß einem der vorherigen Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Grundlage der Information, die von der Belieferung an Steuerenergie des Lagers (6) erhalten wird, die Einstell- und Steuereinheit (9) so eingerichtet ist, dass sie die Kraft jener Kraftvorrichtung (5, 11) einstellt, die den linearen Druck beeinflusst, der in dem Spaltkontakt des Elementes mit der Bahn (W) vorherrscht.
Behandlungsvorrichtung gemäß einem der vorherigen Ansprüche 11 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich zu dem Lager (6), das Steuerenergie zum Aufrechterhalten des Betriebes erfordert, das Element, wie beispielsweise die Umfangsfläche eines Zylinders oder einer Rolle (1), ebenfalls mit einer Gegenlageranordnung mit einem Zwischenraum gelagert ist.
Behandlungsvorrichtung gemäß einem der vorherigen Ansprüche 11 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass sie ein Aufroller oder Aufwickler ist, der angeordnet ist, um die Papierbahn (W) um einen sich drehenden Rollenkern (2) aufzurollen oder zu wickeln, wobei ein Element, wie beispielsweise die Umfangsfläche eines Aufrollzylinders (1), der mittels des Lagers (6) drehbar angeordnet ist, das mit Steuerenergie beliefert wird, in einem Spaltkontakt mit der Rolle (R) angeordnet ist, die aus der Papierbahn um den Rollenkern (2) herum ausgebildet wird, und wobei die Einstell- und Steuereinheit (9) eine Einrichtung zum Steuern des Aufroll- oder Wickelprozesses und insbesondere des Spaltkontaktes aufweist.
Behandlungsvorrichtung gemäß einem der vorherigen Ansprüche 11 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass sie ein Kalander mit zumindest zwei Elementen ist, die einen Kalendrierspalt zwischen ihnen ausbilden, wobei durch den Spalt die Bahn so eingerichtet ist, dass sie läuft, wobei zumindest eines der Elemente, wie beispielsweise die Umfangsfläche einer Kalendrierrolle (1), mittels des Lagers (6), das mit Steuerenergie beliefert wird, drehbar gelagert ist.
Behandlungsvorrichtung gemäß einem der vorherigen Ansprüche 11 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche des Elementes (1), das mittels eines Lagers (6) drehbar gelagert ist, eine Rolle (1) ist, die zu einem Führen der Bahn in der Lage ist; insbesondere eine Rolle, die die Spannung misst, und wobei die Einstell- und Steuereinheit (9) eine Einrichtung zum Steuern des Laufes der Bahn in dem Abschnitt aufweist, die über die Rolle (1) läuft.