EP0643167A1

EP0643167A1 - Vorrichtung zum Streichen einer Papierbahn

Info

Publication number: EP0643167A1
Application number: EP93112695A
Authority: EP
Inventors: Rudolf Dipl.-Ing. Beisswanger
Original assignee: JM Voith GmbH
Current assignee: JM Voith GmbH
Priority date: 1993-08-07
Filing date: 1993-08-07
Publication date: 1995-03-15

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Streichen einer Papierbahn mit zwei Walzen, die parallel zueinander angeordnet sind und die einen Walzenspalt zum Hindurchführen der Papierbahn miteinander bilden; mit wenigstens einer Auftragsdüse zum Aufbringen einer Streichfarbenschicht auf die Mantelflächen wenigstens einer der Walzen zwecks Übertragens der Streichfarbenschicht im Walzenspalt von der Mantelfläche auf einer Seite der Papierbahn; mit Leitorganen, die dem Walzenspalt nachgeschaltet sind, und die die getrocknete Papierbahn leiten. Die Erfindung ist gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale: die Leitorgane sind Tragluftbalken, die ein Tragluftpolster zwischen der Papierbahn und der der Papierbahn zugewandten Fläche des Tragluftbalkens erzeugen; wenigstens ein Tragluftbalken ist dem Walzenspalt unmittelbar nachgeschaltet; die Tragluftbalken sind derart angeordnet, daß die Papierbahn nach dem Walzenspalt wenigstens einmal umgelenkt wird. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum streichen einer Papierbahn. Auf den Oberbegriff von Anspruch 1 wird verwiesen.
Der Stand der Technik ist aus den folgenden Druckschriften bekannt:

(1) DE-GM 8 414 413
(2) US-PS 2 729 192
(3) US-PS 2 946 307
(4) US-PS 3 084 663
(5) US-PS 5 112 653

Es ist auch möglich, andere Auftragswerke als das dort beschriebene zu verwenden. Außerdem brauchen nicht beide Seiten der Papierbahn gestrichen zu werden. So ist es z.B. denkbar, nur die eine Seite zu bestreichen und die andere überhaupt nicht, oder das Streichen auf Raten vorzunehmen, wobei mehrere der genannten Walzenpaare mit den zugeordneten Auftragswerken vorgesehen werden, wobei die Papierbahn nach dem Empfang eines Striches jeweils getrocknet wird.
Die geschilderte Art von Streichvorrichtungen hat sich in der Praxis gut bewährt. Jedoch gibt es hierbei ein Problem, das sich bisher nicht befriedigend lösen ließ. Dabei handelt es sich um den sogenannten Orangenschaleneffekt. Dieser besteht darin, daß der Strich auf der Papierbahn nach dem Verlassen des Walzenspaltes nicht eben ist, sondern eine Oberfläche aufweist, die an das Aussehen einer Orangenschale erinnert. Es werden immer wieder Versuche unternommen, den Orangenschaleneffekt zu beseitigen, z.B. durch ein nachgeschaltetes Glätt- oder Verreibeorgan. Diese Maßnahmen vermögen zwar, den unerwünschten Effekt abzumindern, meist jedoch nicht völlig zu beseitigen. Außerdem sind diese Maßnahmen mit maschinellem Aufwand verbunden, z.B. mit Verreiberorganen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Streichvorrichtung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 derart zu gestalten, daß der Orangenschaleneffekt ohne nennenswerten Mehraufwand in noch besserer Weise verringert oder völlig beseitigt wird.
Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale von Anspruch 1 gelöst.
Bei dem Versuch, das Problem zu lösen, hatte man sich seither mit zahlreichen unterschiedlichen Betriebsparametern befaßt. So ist bekannt, daß der Effekt durch die Art der Streichfarbe selbst beeinflußt wird, beispielsweise durch deren Viskosität. Auch die Bahngeschwindigkeit spielt eine Rolle; diese hat man jedoch nicht im Griff, da unterschiedliche Papierqualitäten unterschiedliche Bahngeschwindigkeiten zulassen. Auch die Papierqualität selbst spielt eine Rolle, vor allem deren Zusammensetzung und deren Oberfläche. Außerdem beeinflussen sich sämtliche Parameter gegenseitig, so daß es bisher unmöglich war, Maßnahmen zu finden, die in allen Fällen Abhilfe schaffen.
Der Erfinder hat erkannt, daß es entscheidend auf zwei Parameter ankommt, die bisher nicht beachtet wurden: Der eine Parameter ist der Abzugswinkel, d.h. der Winkel, unter welchem die Papierbahn nach dem Auftragen des Striches den Walzenspalt verläßt, und der andere Parameter ist die Bahnspannung, die in der Papierbahn nach dem Walzenspalt herrscht. Beides muß präzise einstellbar sein. Dabei macht der zweite Parameter besondere Schwierigkeiten, da man ja die gestrichene Papierbahn, die noch feucht ist, nicht durch ein Zugwalzenpaar hindurchlaufen lassen kann, d.h. ein Paar von angetriebenen Walzen, die die Bahn zwischen sich einspannen und der Bahn somit eine bestimmte Zugkraft übertragen.
Nach dem Erkennen der Bedeutung des Abzugswinkels hat der Erfinder daher nach geeigneten Maßnahmen gesucht, um eine positive Zugspannung auf die Bahn aufzubringen. Diese Maßnahme besteht in der Anordnung von Düsenbalken, dies sind Balken, die sich über die Breite der Papierbahn erstrecken, die nach dem Walzenspalt angeordnet werden, und die zwischen sich und der gestrichenen Papierbahn ein Tragluftpolster erzeugen. Eine besonders günstige Ausführungsform der Erfindung besteht darin, zwei solcher Tragluftbalken vorzusehen, und zwar auf zwei einander gegenüberliegenden Seiten der Papierbahn, und diese beiden Tragluftbalken in Laufrichtung der Papierbahn gegeneinander zu versetzen, und im übrigen derart anzuordnen, daß die Papierbahn eine doppelte Umlenkung ausführen muß, die somit S-förmig ist. Es hat sich gezeigt, daß damit ideale Verhältnisse herstellbar sind.
Die Erfindung ist anhand der Zeichnung näher erläutert. Darin ist im einzelnen folgendes dargestellt:
Figur 1 zeigt eine Streichanlage mit zwei Streichstationen und mit dazwischen befindlichen Trocknungseinrichtungen. Die Figuren 2 bis 5 zeigen Streichstationen, denen Leitorgane in verschiedener Ausführungsform und in unterschiedlicher Anordnung nachgeschaltet sind.
In Figur 1 erkennt man eine erste streichstation 1, die zwei Walzen aufweist. Der einen dieser beiden Walzen ist ein Auftragswerk 1.1 zugeordnet. Der Streichstation ist eine Zugeinrichtung nachgeschaltet, umfassend zwei Tragluftbalken 2 und 3. Es folgt eine Infrarot-Trockenstrecke 4, eine kurze Trockenpartie 5 mit drei Trockenzylindern 5.1, 5.2 und 5.3, einer Saugleitwalze 5.4 sowie einer Reihe von Leitwalzen. Eine zweite Streichstation 6 weist wiederum zwei Walzen auf. Der einen Walze ist ein Auftragswerk 6.1 zugeordnet. Es folgt sodann wieder eine Infrarot-Trockenstrecke 7 sowie eine End-Trockengruppe 8.
Die in Figur 2 dargestellte Anlage umfaßt eine zweireihige Zylindertrockenpartie 1, von der man noch das Ende erkennt, ferner ein Glättwerk 3, eine erste streichstation 5, einen dieser nachgeschalteten Trockner 6, eine Trockenpartie 7 mit Trockenzylindern, eine zweite streichstation 8, einen weiteren Trockner 9, eine Trockenpartie 9.1 mit Trockenzylindern sowie eine Aufrollstation 10.
Die beiden Streichstationen 5 bzw. 8 weisen jeweils zwei Düsenauftragswerke 5.1, 5.2 bzw. 8.1 und 8.2 auf. Dies bedeutet, daß die Papierbahn in jeder streichstation zweiseitig gestrichen werden kann. Die Trockner 6 und 9 sind Schwebetrockner, die die Bahn frei tragen und auf einen solchen Trockengehalt bringen (mindest 70 % atro), daß der Strich in den anschließenden Zylindertrockengruppen 7 bzw. 9.1 berührungsfähig ist.
Die Figuren 3-6 zeigen jeweils schematisch Auftragsstationen, nachgeschaltete Leitorgane sowie diesen nachgeschaltete Trockeneinrichtungen.
Die Auftragsstation gemäß Figur 3 umfaßt zwei Walzen 10, 20. Der einen dieser beiden Auftragswalzen, nämlich der Walze 10, ist ein Düsenauftragswerk 10.1 zugeordnet. Die andere Walze 20 ist frei von einem solchen Auftragswerk. Die Papierbahn 11 ist in Pfeilrichtung durch einen Walzenspalt hindurchgeführt, der aus den Mantelflächen der beiden Walzen 10 und 20 gebildet ist. Auf den Walzenspalt folgt ein Leitorgan in Gestalt eines Tragluftbalkens 12. Der Tragluftbalken ist nur schematisch dargestellt. Er besteht aus einem Hohlprofil-Balken, der auf seiner der Papierbahn 11 zugewandten Seite eine Vielzahl von Bohrungen 12.1 aufweist. Die Bohrungen 1 erstrecken sich über die gesamte Länge des Tragluftbalkens 12, und damit über die gesamte Breite der Papierbahn 11.
An den Tragluftbalken 12 schließt sich eine Infrarottrockenstrecke 13 an, gefolgt von einer Schwebetrockenstrecke 14. Diese weist ebenfalls Tragluftbalken 14.1, 14.2, 14.3 auf, die nur in Umrissen angedeutet sind.
Wie man erkennt, ist die Papierbahn 11 wie folgt geführt: Die Papierbahn 11 umschlingt nach dem Scheitelpunkt der beiden Walzen zunächst die Walze 10 um einen bestimmten Umschlingungswinkel x. Sie umschlingt sodann den Tragluftbalken 12, wobei sie wiederum eine geringfügige Umlenkung erfährt. Weitere Umlenkungen erfolgen innerhalb der schwebetrockenstrecke beim Durchlauf durch die Tragluftbalken 14.1, 14.2, 14.3.
In Figur 4 sieht man wiederum eine Streichvorrichtung mit zwei Auftragswalzen 10 und 20. Im Gegensatz zur Ausführungsform gemäß Figur 2 ist beiden Auftragswalzen jeweils ein Düsenauftragswerk 10.1 bzw. 10.2 zugeordnet.
Die Papierbahn 11 erhält somit auf beiden Seiten einen strich. Die Düse 10.1 kann aber auch entfallen, so daß nur eine einzige Seite der Papierbahn 11 einen Strich erhält.
Auf den Auftragsspalt folgen zwei Tragluftbalken 22 und 23. Diese sind auf einander gegenüberliegenden Seiten angeordnet. Es folgen eine Infrarotstrecke 24 und eine Schwebetrockenstation 25.
Die Papierbahn 11 verläßt den Walzenspalt, wobei sie nur sehr geringfügig die Walze 10 umschlingt. Der Umschlingungswinkel x ist somit so klein, daß man ihn in der Darstellung nicht erkennt. Auch ist die Umschlingung der Tragluftbalken 22 und 23 nur eine sehr geringfügige, so daß man sie ebenfalls nicht erkennt.
Bei der Ausführungsform gemäß Figur 5 ist wiederum nur der eine der beiden Auftragswalzen, nämlich der Walze 10, ein Auftragswerk 10.1 zugeordnet. Es schließt sich an den Walzenspalt eine Bank aus drei Tragluftbalken 30, 31, 32 an, gefolgt von einer Infrarotstrecke 34 und einer Schwebetrockenstation 35.
Bei der in Figur 6 dargestellten Ausführungsform wird die Papierbahn 11 wiederum auf beiden Seiten gestrichen. Auf den Walzenspalt folgt zunächst ein auf der einen Seite der Bahn angeordneter Tragluftbalken 40, gefolgt von einer auf der anderen Seite der Papierbahn 11 angeordneten Bank von Tragluftbalken 41 und 42. Es schließen sich eine Infrarotstrecke 42 und eine Schwebetrockenstation 43 an.
Die Figuren 7a bis 7d zeigen Ausführungsformen von Tragluftbalken.
Die Tragfläche des Tragluftbalkens gemäß Figur 7a weist eine einzige Zeile von Bohrungen auf, aus denen die Tragluft ausströmt. Die Bohrungen sind entlang einer geraden Linie angeordnet.
Bei der Ausführung gemäß Figur 7b sind die Bohrungen gegeneinander versetzt. Man könnte somit sagen, daß hierbei zwei Zeilen von Tragluftbohrungen quer zur Bahnlaufrichtung angeordnet sind, und zwar wiederum jeweils entlang einer geraden Linie.
Bei der Ausführung gemäß Figur 7c erkennt man zwei Tragluftbalken 50, 60, die die Papierbahn 11 zwischen sich tragen. Die Bahnlaufrichtung ist durch einen Pfeil A angedeutet. Die beiden Tragluftbalken 50, 60 weisen Schlitze auf. Diese können sich über die gesamte Breite der Bahn (d.h. über die gesamte Länge des einzelnen Balkens) erstrecken; jedoch können pro Balken auch mehrere derartige Schlitze hintereinander angeordnet sein. Wie man sieht, befindet sich der Schlitz in jedem Balken jeweils stromaufwärts, auf die ankommende Papierbahn 11 bezogen. Aus den Schlitzen tritt ein Luftvorhang aus - siehe Pfeile B.
Bei der Ausführung gemäß Figur 7d erkennt man einen Tragluftbalken 60. Dieser weist in seinen beiden Kantenbereichen wiederum Luftschlitze auf, die sich über die gesamte Breite der Papierbahn und somit über die gesamte Länge des Tragluftbalkens erstrecken. Auch hier sind wieder Pfeile B dargestellt, die jeweils einen "Luftvorhang" veranschaulichen sollen. Innerhalb Tragluftbalkens 60 befindet sich ein kastenartiger Hohlkörper 60.1, der sich ebenfalls über die Breite der Papierbahn erstreckt. Dieser Kasten ist mit einer Zeile von Bohrungen 60.2 versehen. Durch diese Bohrungen wird die Luft, die aus den schlitzen herangeführt wurde, wieder eingesaugt und anschließend seitlich - hier nicht dargestellt - aus dem Kasten 60.1 abgeführt. Diese Anordnung dient zum Herstellen eines stabilen Luftpolsters. Um einen gleichförmigen Druck der Luftvorhänge zu schaffen, ist im hohlen Tragluftbalken 60 eine Lochplatte 60.2 vorgesehen.

Claims

Vorrichtung zum Streichen einer Papierbahn
1.1 mit zwei Walzen, die parallel zueinander angeordnet sind und die einen Walzenspalt zum Hindurchführen der Papierbahn miteinander bilden;

1.2 mit wenigstens einer Auftragsdüse zum Aufbringen einer Streichfarbenschicht auf die Mantelflächen wenigstens einer der Walzen zwecks Übertragens der Streichfarbenschicht im Walzenspalt von der Mantelfläche auf einer Seite der Papierbahn;

1.3 mit Leitorganen, die dem Walzenspalt nachgeschaltet sind, und die die getrocknete Papierbahn leiten,
gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:
1.4 die Leitorgane sind Tragluftbalken, die ein Tragluftpolster zwischen der Papierbahn und der der Papierbahn zugewandten Fläche des Tragluftbalkens erzeugen;

1.5 wenigstens ein Tragluftbalken ist dem Walzenspalt unmittelbar nachgeschaltet;

1.6 die Tragluftbalken sind derart angeordnet, daß die Papierbahn nach dem Walzenspalt wenigstens einmal umgelenkt wird.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens zwei Tragluftbalken vorgesehen sind, und daß die Papierbahn durch eine entsprechende Anordnung der Tragluftbalken wenigstens zweimal im jeweils anderen Umlenksinn umgelenkt wird (S-förmige Umlenkung).
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine solche Anordnung des ersten, auf den Walzenspalt folgenden Tragluftbalkens, daß die Papierbahn die eine der beiden Walzen nach dem Walzenspalt umschlingt.
Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Umschlingungswinkel zwischen 0 und 5° beträgt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 - 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mehrzahl von Tragluftbalken zu einer Bank von Tragluftbalken zusammengefaßt ist.