EP1484442B1 - Verfahren zum Behandeln einer Bahn, insbesondere einer Papierbahn - Google Patents

Verfahren zum Behandeln einer Bahn, insbesondere einer Papierbahn Download PDF

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EP1484442B1
EP1484442B1 EP04102026A EP04102026A EP1484442B1 EP 1484442 B1 EP1484442 B1 EP 1484442B1 EP 04102026 A EP04102026 A EP 04102026A EP 04102026 A EP04102026 A EP 04102026A EP 1484442 B1 EP1484442 B1 EP 1484442B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
web
roll
damage
nip
extended nip
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
EP04102026A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP1484442A1 (de
Inventor
Jörg Dr. Rheims
Hans-Rolf Conrad
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Voith Patent GmbH
Original Assignee
Voith Patent GmbH
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Filing date
Publication date
Family has litigation
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Application filed by Voith Patent GmbH filed Critical Voith Patent GmbH
Publication of EP1484442A1 publication Critical patent/EP1484442A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1484442B1 publication Critical patent/EP1484442B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Classifications

    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21G—CALENDERS; ACCESSORIES FOR PAPER-MAKING MACHINES
    • D21G1/00—Calenders; Smoothing apparatus
    • D21G1/006—Calenders; Smoothing apparatus with extended nips
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21F—PAPER-MAKING MACHINES; METHODS OF PRODUCING PAPER THEREON
    • D21F3/00—Press section of machines for making continuous webs of paper
    • D21F3/02—Wet presses
    • D21F3/0209—Wet presses with extended press nip
    • D21F3/0218—Shoe presses

Definitions

  • the invention relates to a method for treating a web, in particular a paper or board web, in which the web is passed through a nip formed between a shoe roll with a circumferential jacket and a heated counter roll, as for example from the document US 2002/0059872 A1 is known.
  • the treatment of a web in a nip serves to smooth the web volume-saving.
  • the shell of the shoe roll is pressed by means of a pressure shoe in a peripheral region of the counter roll, which is longer in the web running direction than the width of a nip formed between two cylindrical rollers, even if one of these two rollers can have an elastic surface coating.
  • the coat of the shoe roll must be performed on its circulation over the pressure shoe.
  • oil is introduced by a hydrostatic lubrication in the pressure surface between the pressure shoe and the jacket.
  • the cavity is sealed by seals, e.g. Slices, limited.
  • seals e.g. Slices
  • the coat of the shoe roll is relatively heavily stressed. He becomes out of its cylindrical shape at each revolution deformed out. During operation, it can not be ruled out that the jacket will be damaged. In this case, the circumferential speed with web speed coat and also with the web speed circulating counter roll must be slowed down, but this course requires a certain amount of time. Usually one can achieve a speed reduction of 10 m / min per second. This means that the braking process can reach an order of minutes in time. During this time, oil is very likely to escape from the damaged shell. This leakage can be exacerbated by centrifugal forces of the still circulating shell. This creates a dangerous situation. On the one hand, the oil spraying out of the damaged jacket can cause mechanical damage in the environment. On the other hand, this oil can also reach the heated counter-roller. Here temperatures of well over 100 ° C are common. If this temperature is above the flash point of the oil used in the shoe roll, the oil can ignite, which severely limits the reliability.
  • the invention has for its object to reduce the risk of fire.
  • This object is achieved in the method of the type mentioned above in that the coat is monitored for damage, opens the wide nip on the occurrence of damage and the web continues to feed and used as a protective device.
  • pressure is monitored in a cavity surrounding the shell.
  • the jacket there is usually a pressure of at least 25 mbar to stabilize the shape of the shell.
  • this pressure is even higher, for example in the range of 35-90 mbar.
  • the seals must still seal the jacket effectively against a higher pressure difference to the outside.
  • a shell damage can now be detected by making one or more pressure measurements during operation. If, for example, the overpressure in the cavity surrounding the jacket drops to a value below 20 mbar, this is interpreted as a crack or damage to the jacket.
  • the exact values that indicate a crack in the coat of course, depending on the shoe shoe.
  • the shoe roll can also be optically monitored, for example with the aid of a camera.
  • the camera takes a picture of the surface of the shoe roll. If this image changes, this is also an indication of damage to the roller. Optionally, an oil spill itself can be seen.
  • the web is wrapped behind the nip and wrapped around one of the two rolls. So you let the web still run, but uses the web to "pack" one of the two rolls.
  • additional conducting agents are required, which give the web the desired direction.
  • the web is wrapped around the backing roll, the oil is prevented from coming into contact with the hot roll surface.
  • the shoe roll is wrapped, the shoe roll is trapped so that the web is used to prevent the escape of oil from the jacket.
  • the coat is stabilized.
  • the winding forming on the jacket in both cases represents a thermal insulation to the respective other roller.
  • the web is deflected in front of the nip when wrapped around the roll at a predetermined thickness.
  • the protective layer has reached a predetermined thickness on the roller. Additional layers of the web then provide no additional protection. In this case, the track becomes separated from the broad nip, so that the "wrapped" roller can then leak.
  • the web is wound around the roll with a thickness which corresponds to a maximum of 90% of the distance of the rolls in the open state of the wide nip. This prevents the reel from becoming too thick and damaging the rolls forming the widening nip.
  • the web is wrapped around the roll with a thickness of at least 1 mm.
  • the diameter of the roller then increases by 2 mm. If you pack the shoe roll, then the winding can also have a thickness of at least 1.5 mm in order to stabilize the coat can additionally.
  • a sensor is used which determines the thickness of the web wound around the roll. This sensor can then generate a signal on which the web is knocked off before the nip.
  • the calculation is carried out after the occurrence of the damage.
  • the current data are available, especially the web speed and the braking speed when braking the rollers.
  • the web leads the web through the opened wide nip to a position behind the broad nip. There, the web can be returned, for example, in the pulper or wound up. If the web is continued, it merely prevents oil from being sprayed from the damaged shell of the shoe roll to the heated counter roll. In many cases, this approach is also sufficient to prevent a fire hazard.
  • one marks the web For example, one can spray paint onto the edge of the web so that one can readily recognize later on the finished roll which part of the web is to be considered scrap.
  • the web is offset transversely to its direction of travel when the damage of the jacket occurs outside the web width.
  • the damage occurs in an axial end or edge region of the shell, then the oil could splash out laterally adjacent to the web. This failure is easily defused by moving the web so far that it can cover the damage again.
  • Such a shift can be effected, for example, by tilting a guide roller arranged in front of the broad nip somewhat.
  • Fig. 1 shows a wide-nip calender 1 with a shoe roll 2 and a counter-roller 3, which form a nip 4 between them.
  • the wide nip 4 is opened, ie the shoe roll 2 and the counter roll 3 have been removed from each other.
  • the shoe roll 2 has a circumferential jacket 5, which is loaded by means of a pressure shoe 6 in the direction of the counter roll 3.
  • the pressure shoe 6 has a pressure surface 7 which is concavely curved so that the jacket 5 can be pressed against the circumference of the counter roller 3 in the region of the pressure shoe 6. This is shown schematically by the corresponding curvature of the jacket 5.
  • hydrostatic lubrication is provided in the pressure surface, ie it is continuously pressed an oil between the jacket 5 and the pressure shoe 6.
  • This oil accumulates in a cavity 8, which is surrounded by the jacket 5. From the cavity 8, the oil is carried away with discharge means, not shown.
  • the cavity 8 is closed at its end faces, for example by end plates.
  • the counter roll 3 is heated.
  • it has, for example, peripheral bores 9, through which a heating medium, for example steam or heated oil, can be passed in order to heat the surface of the counter-roller 3.
  • a heating medium for example steam or heated oil
  • the temperature of the surface of the counter-roller 3 can certainly assume values of the order of 180 ° C. or more.
  • a knock-off device 10 is activated, which cuts through a web 11 which passes through the wide nip.
  • the chopping device 10 is arranged in the web running direction, which is represented by an arrow 12, in front of the nip 4, i. Attempts to remove the web 11 from the nip 4. This procedure is not used in this case. Rather, the following happens:
  • a pressure sensor 13 which is arranged in the cavity 8.
  • the pressure sensor 13 can either detect an absolute pressure in the cavity.
  • the pressure in the cavity 8 is normally on the order of 25 to 95 mbar higher than the ambient pressure. If this pressure on one Value falls below 20 mbar, this is interpreted as a crack of the mantle 5.
  • optical monitoring for example in the form of a camera 14, which is directed onto the surface of the jacket 5. If there is a change, then it is also decided on a damage of the shell 5.
  • the shoe roll 2 and the counter roll 3 are driven apart as soon as possible to open the nip 4.
  • the oil supply to the shoe roll 2 is interrupted.
  • the oil containing and circulating at web speed shoe roll 2 must then be slowed down, but this requires a certain amount of time due to the inertia.
  • the speed can be reduced by 100 m / min in 10 s. At production speeds of over 600 m / min, it would therefore take over one minute until the shoe roll 2 has come to a standstill. At higher web speeds, this time takes even longer.
  • the web 11 is severed by the chopping device 10 in front of the broad nip.
  • the time is determined by the thickness of the web 11 and thus the thickness of the "packaging" of the shell 5, so the coil 18, the strength of the web 11 and the distance between the two rollers 2, 3 in the open state of the broad nip 4.
  • Der Winding 18 may be at most as thick as the distance between the rollers 2, 3. Preferably, the thickness should be less than 90% of the distance.
  • the strength of the "package” depends on the strength of the web used.
  • the winding should consist of at least 6 layers of the web or at least 1.5 mm thick. This results in a diameter increase of at least 3 mm.
  • the time at which the web 11 is knocked off for the second time can be calculated , namely in front of the nip 4. The calculation of this time can take place while the process described is running.
  • a sensor 19 may be used which measures the thickness of the coil 18 and determines therefrom and from the distance of the knock-off device 10 the time for knocking off the wide nip 4.
  • a device for trimming the edges of the web is still provided in front of the nip 4.
  • These aggregates for web trimming can be deactivated for the duration of the disturbance, that is to say when the reel 18 is produced around the shoe roll 2. This increases the width of the web 11 on the shoe roll 2, which offers even better protection.
  • Fig. 2 shows a modified embodiment. The same elements are provided with the same reference numerals.
  • the web 11 is guided after knocking off with the aid of the knock-off device 15 around the counter-roller 3.
  • Schematically represented by arrows 20 are guiding means which, after being knocked off, behind the broad nip 4 guide the web 11 around the counter-roller 3 in order to form the winding 18 there.
  • the hot surface of the backing roll 3 is covered and thus prevents oil from getting onto the hot surface of the backing roll 3.
  • the roll 18 should also consist in this case of at least six layers or be at least 1 mm thick, so that the diameter of the backing roll 3 grows by at least 2 mm.
  • FIG. 3 shows a further modified embodiment. Same elements are denoted by the same reference numerals as in FIG Fig. 1 and 2 described.
  • the web 11 is not severed when an error occurs. Rather, it continues to run and is wound into a winding roll 21 or passed into a pulper, not shown. However, the web 11 still acts as a barrier between the shoe roll 2 and the counter roll 3, so that oil can not reach the hot surface of the counter roll 3.
  • the web 11 is then knocked off by means of the chopper 10 in front of the nip 4 when the mantle 5 only has a low speed.
  • the speed should preferably be less than 100 m / min, better less than 50 m / min and more preferably less than 5 m / min.
  • the web can be used as a protective device.

Landscapes

  • Paper (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Behandeln einer Bahn, insbesondere einer Papier- oder Kartonbahn, bei dem die Bahn durch einen Breitnip geleitet wird, der zwischen einer Schuhwalze mit einem umlaufenden Mantel und einer beheizten Gegenwalze gebildet ist, wie es z.B. aus dem Dokument US 2002/0059872 A1 bekannt ist.
  • Die Behandlung einer Bahn in einem Breitnip dient dazu, die Bahn volumenschonend zu glätten. Der Mantel der Schuhwalze wird dabei mit Hilfe eines Anpreßschuhs in einem Umfangsbereich an die Gegenwalze gedrückt, der in Bahnlaufrichtung länger ist als die Breite eines Nips, der zwischen zwei zylinderförmigen Walzen gebildet ist, auch wenn eine dieser beiden Walzen einen elastischen Oberflächenbelag haben kann.
  • Der Mantel der Schuhwalze muß bei seinem Umlauf über den Anpreßschuh geführt werden. Zur Verminderung von Reibung und zur Kühlung des Mantels ist es bekannt, in den vom Mantel umgebenen Hohlraum Öl einzubringen. Vielfach wird dieses Öl durch eine hydrostatische Schmierung in die Anpreßfläche zwischen dem Anpreßschuh und dem Mantel eingebracht. Stirnseitig ist der Hohlraum durch Abdichtungen, z.B. Scheiben, begrenzt. Das Öl kann also im normalen Betrieb aus dem Hohlraum nicht ohne weiteres heraustreten. Es sind allerdings Einrichtungen vorgesehen, mit denen das Öl abgefördert werden kann.
  • Der Mantel der Schuhwalze ist relativ stark beansprucht. Er wird bei jedem Umlauf aus seiner Zylinderform heraus verformt. Im Betrieb ist es also nicht auszuschließen, daß der Mantel beschädigt wird. In diesem Fall muß der mit Bahngeschwindigkeit umlaufende Mantel und auch die mit Bahngeschwindigkeit umlaufende Gegenwalze abgebremst werden, was aber natürlich eine gewisse Zeit erfordert. Üblicherweise kann man pro Sekunde eine Geschwindigkeitsverringerung von 10 m/min erreichen. Dies bedeutet, daß der Bremsvorgang zeitlich durchaus eine Größenordnung von Minuten erreichen kann. In dieser Zeit tritt mit sehr großer Wahrscheinlichkeit Öl aus dem beschädigten Mantel aus. Dieser Austritt kann durch Fliehkräfte des nach wie vor umlaufenden Mantels noch verstärkt werden. Dadurch entsteht eine gefährliche Situation. Zum einen kann das aus dem beschädigten Mantel herausspritzende Öl in der Umgebung mechanische Beschädigungen anrichten. Zum anderen kann dieses Öl auch auf die beheizte Gegenwalze gelangen. Hier sind Temperaturen von deutlich über 100°C üblich. Wenn diese Temperatur über dem Flammpunkt des in der Schuhwalze verwendeten Öls liegt, kann sich das Öl entzünden, was die Betriebssicherheit stark einschränkt.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Brandgefahr zu vermindern.
  • Diese Aufgabe wird bei dem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß man den Mantel auf einen Schaden hin überwacht, bei Auftreten eines Schadens den Breitnip öffnet sowie die Bahn weiter zuführt und als Schutzeinrichtung verwendet.
  • Man schlägt also nicht, wie dies bisher üblich war, die Bahn nach dem Auftreten eines Schadens vor dem Breitnip ab, sondern führt sie weiter durch den Breitnip, um sie als Schutzeinrichtung zu verwenden. Damit kann man verhindern, daß das aus dem Mantel herausspritzende Öl unmittelbar auf die Gegenwalze gelangt. Die Gefahr, daß sich dieses Öl dann entzündet, wird drastisch vermindert.
  • Vorzugsweise überwacht man zur Erfassung eines Schadens des Mantels einen Druck in einem vom Mantel umgebenden Hohlraum. Im Mantel herrscht in der Regel ein Überdruck von mindestens 25 mbar, um die Form des Mantels zu stabilisieren. Vorteilhafterweise ist dieser Druck sogar noch höher, beispielsweise im Bereich von 35 - 90 mbar. Mit höherem Druck nimmt die Stabilität der Schuhwalze zu. Allerdings müssen die Dichtungen den Mantel auch gegen eine höhere Druckdifferenz noch wirksam nach außen abdichten. Ein Mantelschaden kann nun dadurch erkannt werden, daß man im Betrieb eine oder mehrere Druckmessungen vornimmt. Fällt beispielsweise der Überdruck im vom Mantel umgebenden Hohlraum auf einen Wert unter 20 mbar, so wird dies als Riß oder Beschädigung des Mantels interpretiert. Die genauen Werte, die auf einen Riß im Mantel hindeuten, sind natürlich von der jeweiligen Schuhwalze abhängig.
  • Vorzugsweise überwacht man eine Druckänderung im Hohlraum. Eine Druckänderung läßt sich vielfach leichter überwachen, als ein absoluter Druck. Wenn sich der Druck in einer vorbestimmten Zeit um mehr als einen vorbestimmten Betrag ändert, ist dies ein Indiz für die Beschädigung des Mantels.
  • Zusätzlich oder alternativ Überwachung des Drucks oder der Druckänderung kann man die Schuhwalze auch optisch überwachen, beispielsweise mit Hilfe einer Kamera. Die Kamera nimmt dann ein Bild der Oberfläche der Schuhwalze auf. Wenn sich dieses Bild ändert, ist dies ebenfalls ein Indiz für die Beschädigung der Walze. Gegebenenfalls ist auch ein Ölaustritt selbst zu erkennen.
  • Bevorzugterweise schlägt man bei Auftreten eines Schadens die Bahn hinter dem Breitnip ab und wickelt sie um eine der beiden Walzen herum. Man läßt also die Bahn nach wie vor zulaufen, verwendet aber die Bahn dazu, eine der beiden Walzen "einzupacken". Neben Mitteln, die zum Abschlagen der Bahn verwendet werden, sind dann gegebenenfalls noch zusätzliche Leitmittel erforderlich, die der Bahn die gewünschte Richtung geben. Wenn die Bahn um die Gegenwalze gewickelt wird, wird verhindert, daß das Öl in Kontakt mit der heißen Walzenoberfläche kommt. Wenn die Schuhwalze umwickelt wird, dann wird die Schuhwalze eingeschlossen, so daß man die Bahn verwendet, um den Austritt von Öl aus dem Mantel zu verhindern. Darüber hinaus wird der Mantel stabilisiert. Der sich auf dem Mantel bildende Wickel stellt in beiden Fällen eine thermische Isolierung zur jeweils anderen Walze dar.
  • Vorzugsweise schlägt man die Bahn vor dem Breitnip ab, wenn sie sich mit einer vorbestimmten Dicke um die Walze gewickelt hat. In der Regel reicht es aus, wenn die Schutzschicht auf der Walze eine vorbestimmte Dicke erreicht hat. Weitere Lagen der Bahn bieten dann keinen zusätzlichen Schutz mehr. In diesem Fall wird die Bahn vor dem Breitnip abgetrennt, so daß die "eingepackte" Walze dann auslaufen kann.
  • Hierbei ist bevorzugt, daß man die Bahn mit einer Dicke um die Walze wickelt, die maximal 90 % des Abstands der Walzen im geöffneten Zustand des Breitnips entspricht. Dadurch verhindert man, daß der Wickel zu dick wird und die den Breitnip bildenden Walzen beschädigt.
  • Auch ist von Vorteil, wenn man die Bahn mit einer Dicke von mindestens 1 mm um die Walze wickelt. Der Durchmesser der Walze nimmt dann um 2 mm zu. Wenn man die Schuhwalze einpackt, dann kann der Wickel auch eine Dicke von mindestens 1,5 mm haben, um den Mantel zusätzlich stabilisieren zu können. Man kann auch eine andere Bemessung wählen: Beispielsweise kann man dafür sorgen, daß die Bahn mit mindestens sechs Lagen um die Walze gewickelt wird, bevorzugt bei Sorten mit höheren Flächengewichten.
  • Vorzugsweise verwendet man einen Sensor, der die Dicke der um die Walze gewickelten Bahn ermittelt. Dieser Sensor kann dann ein Signal erzeugen, auf das hin die Bahn vor dem Breitnip abgeschlagen wird.
  • Alternativ oder zusätzlich kann man einen Zeitpunkt für das Abschlagen der Bahn vor dem Breitnip unter Berücksichtigung des Umfangs der Walze, des Geschwindigkeitsverlaufs der Walze und dem Abstand der Abschlagseinrichtung vor dem Breitnip errechnen. Gegebenenfalls kann man auch noch die Dicke der Bahn in die Berechnung mit einfließen lassen.
  • Hierbei ist bevorzugt, daß man die Berechnung nach dem Auftreten des Schadens vornimmt. In diesem Fall stehen die aktuellen Daten zur Verfügung, vor allem die Bahngeschwindigkeit und die Bremsgeschwindigkeit beim Abbremsen der Walzen.
  • Vorzugsweise hebt man Aggregate, die an der einzuwikkelnden Walze anliegen oder ihr dicht benachbart sind, bei Auftreten des Schadens von der Walze ab. Dies hat zwei Vorteile. Zum einen verhindert man, daß die Bahn, die sich um die Walze wickeln soll, beschädigt wird. Zum anderen verhindert man auch, daß die Bahn mit dem sich bildenden Wickel die Aggregate beschädigt.
  • In einer alternativen Ausgestaltung ist vorgesehen, daß man die Bahn durch den geöffneten Breitnip zu einer Position hinter dem Breitnip führt. Dort kann die Bahn beispielsweise in den Pulper zurückgeführt werden oder aufgewickelt werden. Wenn die Bahn weitergeführt wird, dann verhindert sie lediglich, daß Öl aus dem beschädigten Mantel der Schuhwalze zur beheizten Gegenwalze gespritzt wird. In vielen Fällen reicht diese Vorgehensweise aber auch aus, um eine Brandgefahr zu verhindern.
  • Hierbei ist bevorzugt, daß man die Bahn markiert. Beispielsweise kann man Farbe auf den Rand der Bahn aufsprühen, so daß man später an dem fertigen Wickel ohne weiteres erkennen kann, welcher Teil der Bahn als Ausschuß zu betrachten ist.
  • In allen Fällen ist es von Vorteil, daß man bei Auftreten eines Schadens einen Bahnbeschnitt vor dem Breitnip deaktiviert. Damit wird die Breite der Bahn erhöht, so daß die Bahn in Axialrichtung der Walzen gesehen einen größeren Bereich abdeckt. Damit wird die Gefahr weiter verringert, daß Öl aus dem beschädigten Mantel auf die Oberfläche der heißen Walze spritzt und sich dort entzündet.
  • Vorzugsweise versetzt man die Bahn quer zu ihrer Laufrichtung, wenn der Schaden des Mantels außerhalb der Bahnbreite auftritt. Wenn beispielsweise der Schaden in einem axialen End- oder Randbereich des Mantels auftritt, dann könnte das Öl seitlich neben der Bahn herausspritzen. Dieser Fehlerfall wird auf einfache Weise dadurch entschärft, daß man die Bahn so weit verlagert, daß sie den Schaden wieder abdecken kann. Eine derartige Verlagerung läßt sich beispielsweise dadurch bewirken, daß man eine vor dem Breitnip angeordnete Leitwalze etwas neigt.
  • Bevorzugterweise ermittelt man die axiale Position des Schadens. In diesem Fall stellt man nicht nur fest, ob ein Schaden aufgetreten ist, sondern auch wo. Anhand der axialen Position läßt sich dann bestimmen, ob die Bahn versetzt werden muß oder nicht.
  • Die Erfindung wird im folgenden anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung beschrieben. Hierin zeigen:
    • Fig. 1
    eine schematische Darstellung zur Erläuterung einer ersten Ausführungsform des Verfahrens,
    Fig. 2
    eine schematische Darstellung zur Erläuterung einer zweiten Ausführungsform des Verfahrens und
    Fig. 3
    eine schematische Darstellung zur Erläuterung einer dritten Ausführungsform des Verfahrens.
  • Fig. 1 zeigt einen Breitnip-Kalander 1 mit einer Schuhwalze 2 und einer Gegenwalze 3, die zwischen sich einen Breitnip 4 ausbilden. In Fig. 1 ist der Breitnip 4 geöffnet, d.h. die Schuhwalze 2 und die Gegenwalze 3 sind voneinander entfernt worden.
  • Die Schuhwalze 2 weist einen umlaufenden Mantel 5 auf, der mit Hilfe eines Anpreßschuhs 6 in Richtung auf die Gegenwalze 3 belastet ist. Der Anpreßschuh 6 weist eine Andruckfläche 7 auf, die konkav gekrümmt ist, so daß der Mantel 5 im Bereich des Anpreßschuhs 6 an den Umfang der Gegenwalze 3 angedrückt werden kann. Dies ist schematisch durch die entsprechende Wölbung des Mantels 5 dargestellt.
  • Um die Reibung zwischen dem Mantel 5 und dem Anpreßschuh 6 herabzusetzen, ist in der Andruckfläche eine nicht näher dargestellt hydrostatische Schmiereinrichtung vorgesehen, d.h. es wird fortlaufend ein Öl zwischen den Mantel 5 und den Anpreßschuh 6 gedrückt. Dieses Öl sammelt sich in einem Hohlraum 8 an, der vom Mantel 5 umgeben ist. Aus dem Hohlraum 8 wird das Öl mit nicht näher dargestellten Abfördermitteln abgefördert. Der Hohlraum 8 ist an seinen Stirnseiten verschlossen, beispielsweise durch Stirnscheiben.
  • Die Gegenwalze 3 ist beheizt. Sie weist hierzu beispielsweise periphere Bohrungen 9 auf, durch die ein Heizmedium, beispielsweise Dampf oder erhitztes Öl, geleitet werden kann, um die Oberfläche der Gegenwalze 3 zu beheizen. Bei einem Breitnip-Kalander kann die Temperatur der Oberfläche der Gegenwalze 3 durchaus Werte in der Größenordnung von 180°C und mehr annehmen.
  • Jedes Mal, wenn der Mantel 5 den Breitnip 4 durchläuft, wird er in erheblichen Maße umgeformt. Diese andauernde Belastung des Mantels führt zu dem Risiko, daß der Mantel beschädigt wird. Wenn eine derartige Beschädigung zu einer Öffnung führt, dann kann Öl aus dem Hohlraum 8 herausgeschleudert werden. Dabei besteht die Gefahr, daß das Öl an die heiße Gegenwalze 3 kommt und sich dort entzündet.
  • Üblicherweise wird in einem Fehlerfall eine Abschlageinrichtung 10 aktiviert, die eine Bahn 11, die den Breitnip durchläuft, durchtrennt. Die Abschlageinrichtung 10 ist dabei in Bahnlaufrichtung, die durch einen Pfeil 12 dargestellt ist, vor dem Breitnip 4 angeordnet, d.h. man versucht, die Bahn 11 aus dem Breitnip 4 zu entfernen. Diese Vorgehensweise wird im vorliegenden Fall nicht verwendet. Vielmehr geht folgendermaßen vor:
  • Man überwacht zunächst, ob der Mantel 5 beschädigt ist. Hierzu kann man beispielsweise einen Drucksensor 13 verwenden, der im Hohlraum 8 angeordnet ist. Der Drucksensor 13 kann entweder einen absoluten Druck im Hohlraum feststellen. Der Druck im Hohlraum 8 liegt normalerweise in der Größenordnung von 25 bis 95 mbar höher als der Umgebungsdruck. Wenn dieser Druck auf einen Wert unter 20 mbar absinkt, wird dies als Riß des Mantels 5 interpretiert.
  • Man kann den Drucksensor 13 auch eine Druckdifferenz über der Zeit erfassen lassen. Wenn beispielsweise der Überdruck im Hohlraum 8 in einer Sekunde um 10 mbar absinkt, wird dies ebenfalls als Beschädigung des Mantels 5 interpretiert.
  • Zusätzlich oder anstelle des Drucksensors 13 kann man eine optische Überwachung verwenden, beispielsweise in Form einer Kamera 14, die auf die Oberfläche des Mantels 5 gerichtet ist. Wenn sich dort eine Veränderung ergibt, dann wird ebenfalls auf eine Beschädigung des Mantels 5 beschlossen.
  • Wenn eine derartige Beschädigung festgestellt wird, dann werden die Schuhwalze 2 und die Gegenwalze 3 möglichst umgehend auseinander gefahren, um den Breitnip 4 zu öffnen. Gleichzeitig wird die Ölzufuhr zur Schuhwalze 2 unterbrochen. Die Öl enthaltende und mit Bahngeschwindigkeit umlaufende Schuhwalze 2 muß dann abgebremst werden, was aber aufgrund der Massenträgheit eine gewisse Zeit erfordert. Üblicherweise kann die Geschwindigkeit in 10 s um 100 m/min reduziert werden. Bei Produktionsgeschwindigkeiten von über 600 m/min würde es also über eine Minute dauern, bis die Schuhwalze 2 zum Stillstand gekommen ist. Bei höheren Bahngeschwindigkeiten dauert diese Zeit noch länger.
  • In dieser Zeit tritt mit großer Wahrscheinlichkeit Öl aus der Schuhwalze 2 aus, das durch die Fliehkräfte des bewegten Mantels 5 noch verstärkt werden kann. Im Betrieb entsteht eine Gefahr nicht nur unmittelbar durch das herausspritzende Öl, sondern auch dadurch, daß dieses Öl auf die gegenüberliegende Gegenwalze 3 gelangen kann. Dort kann sich das Öl entzünden.
  • Man fährt also nicht nur die Gegenwalze 3 und die Schuhwalze 2 auseinander, sondern durchtrennt die Bahn in Laufrichtung 12 hinter dem Breitnip 4 mit Hilfe einer Abschlageinrichtung 15. Ein Teil 16 in Bahnlaufrichtung 12 hinter der Abschlageinrichtung 15 wird weiter aufgewickelt oder abgeführt. Der dem Breitnip 4 benachbarte Teil der Bahn 11 wird mit Hilfe von nur schematisch als Pfeile 17 dargestellten Leitmitteln um die Schuhwalze 2 herumgeleitet, so daß sich auf der Schuhwalze 2 ein Wickel 18 aus der Bahn 11 bildet. Dieser Wickel 18 "verpackt" die Schuhwalze 2 und verhindert, daß aus dem Mantel 5 Öl herausgedrückt wird.
  • Nach einer gewissen Zeit wird die Bahn 11 durch die Abschlageinrichtung 10 vor dem Breitnip durchtrennt. Der Zeitpunkt bestimmt sich aus der Dicke der Bahn 11 und damit der Dicke der "Verpackung" des Mantels 5, also des Wickels 18, aus der Festigkeit der Bahn 11 und dem Abstand der beiden Walzen 2, 3 im geöffneten Zustand des Breitnips 4. Der Wickel 18 darf dabei höchstens so dick werden, wie der Abstand zwischen den Walzen 2, 3. Vorzugsweise sollte die Dicke weniger als 90 % des Abstands betragen.
  • Die Festigkeit der "Verpackung" hängt von der Festigkeit der verwendeten Bahn ab. Der Wickel sollte aus mindestens 6 Lagen der Bahn bestehen beziehungsweise mindestens 1,5 mm dick sein. Hieraus ergibt sich eine Durchmesserzunahme von mindestens 3 mm.
  • Über die Geschwindigkeit der Bahn 11, die Verzögerung, mit der die Schuhwalze 2 abgebremst wird, den Umfang der Schuhwalze 2 und den Abstand der vor dem Breitnip 4 angeordneten Abschlagvorrichtung 10 kann der Zeitpunkt berechnet werden, zu dem die Bahn 11 zum zweiten Mal abgeschlagen wird, nämlich vor dem Breitnip 4. Die Berechnung dieses Zeitpunkts kann erfolgen, während der beschriebene Prozeß abläuft.
  • Alternativ kann auch ein Sensor 19 verwendet werden, der die Dicke des Wickels 18 mißt und daraus und aus dem Abstand der Abschlagvorrichtung 10 den Zeitpunkt zum Abschlagen vor dem Breitnip 4 bestimmt.
  • In vielen Fällen ist vor dem Breitnip 4 noch eine Einrichtung zum Beschneiden der Ränder der Bahn vorgesehen. Diese Aggregate zum Bahnbeschnitt können für die Dauer der Störung, also wenn der Wickel 18 um die Schuhwalze 2 erzeugt wird, deaktiviert werden. Dadurch erhöht sich die Breite der Bahn 11 an der Schuhwalze 2, was noch einen besseren Schutz bietet.
  • Außerdem kann es sinnvoll sein, andere, nicht näher dargestellte Bauelemente, die zuvor am Mantel 5 anlagen oder sehr nahe daran angebracht waren, beispielsweise Schaber oder Befeuchtungseinrichtungen, für die Dauer der Störung abzuschwenken.
  • Fig. 2 zeigt eine abgewandelte Ausführungsform. Gleiche Elemente sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
  • In diesem Fall wird die Bahn 11 nach dem Abschlagen mit Hilfe der Abschlageinrichtung 15 um die Gegenwalze 3 geleitet. Schematisch durch Pfeile 20 dargestellt sind Leitmittel, die nach dem Abschlagen hinter dem Breitnip 4 die Bahn 11 um die Gegenwalze 3 leiten, um dort den Wickel 18 zu bilden.
  • In diesem Fall wird die heiße Oberfläche der Gegenwalze 3 abgedeckt und man verhindert somit, daß Öl auf die heiße Oberfläche der Gegenwalze 3 gelangt.
  • Der Wickel 18 sollte auch in diesem Fall aus mindestens sechs Lagen bestehen beziehungsweise mindestens 1 mm dick sein, so daß der Durchmesser der Gegenwalze 3 um mindestens 2 mm wächst.
  • Im übrigen ist die Vorgehensweise so, wie im Zusammenhang mit Fig. 1 beschrieben.
  • Fig. 3 zeigt eine weiter abgewandelte Ausführungsform. Gleiche Elemente sind mit den gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 1 und 2 beschrieben.
  • Bei der in Fig. 3 dargestellten Vorgehensweise wird die Bahn 11 bei Auftreten eines Fehlers nicht durchtrennt. Sie läuft vielmehr weiter und wird zu einer Wickelrolle 21 aufgewickelt oder in einen nicht näher dargestellten Pulper geleitet. Die Bahn 11 wirkt aber nach wie vor als Sperre zwischen der Schuhwalze 2 und der Gegenwalze 3,so daß Öl nicht auf die heiße Oberfläche der Gegenwalze 3 gelangen kann.
  • Zweckmäßigerweise markiert man die Bahn 11, beispielsweise dadurch, daß mit Hilfe einer Sprüheinrichtung 22 Farbe auf den Rand der Bahn 11 aufgesprüht wird, so daß man am fertigen Wickel 21 erkennen kann, wo Ausschuß ist.
  • Auch bei den Ausgestaltungen nach den Figuren 2 und 3 kann es zweckmäßig sein, die Breite der Bahn 11 zu erhöhen, indem Aggregate zum Bahnbeschnitt deaktiviert werden, solange man den Fehler abwickeln muß. Dadurch erhöht sich die Breite der Bahn 11 an der Walze 3 beziehungsweise zwischen den Walzen 2 und 3.
  • Bei der Ausgestaltung nach Fig. 3 wird die Bahn 11 mit Hilfe der Abschlageinrichtung 10 vor dem Breitnip 4 dann abgeschlagen, wenn der Mantel 5 nur noch eine geringe Geschwindigkeit hat. Die Geschwindigkeit sollte vorzugsweise unter 100 m/min liegen, besser unter 50 m/min und noch vorteilhafterweise unter 5 m/min.
  • Um das Abbremsen des Mantels zur beschleunigen, kann man beim Öffnen des Nips dafür sorgen, daß der Mantel der Schuhwalze weiter am Anpreßschuh anliegt. In diesem Fall werden beim Trennen der Walzen die Achsen der Walzen voneinander entfernt.
  • Wenn der Schaden in einem Bereich auftritt, der nicht von der Bahn abgedeckt ist, dann würde das Öl aus dem Mantel heraustreten können, ohne von der Bahn behindert zu werden. In diesem Fall wird eine dem Breitnip vorgeschaltete Leitwalze etwas geneigt. Dies hat zur Folge, daß die Bahn seitlich versetzt wird. Der seitliche Versatz führt dazu, daß die Bahn den Schaden überdeckt.
  • Auch in diesem Fall kann die Bahn als Schutzeinrichtung verwendet werden.

Claims (17)

  1. Verfahren zum Behandeln einer Bahn (11), insbesondere einer Papier- oder Kartonbahn, bei dem die Bahn (11) durch einen Breitnip (4) geleitet wird, der zwischen einer Schuhwalze (2) mit einem umlaufenden Mantel (5) und einer beheizten Gegenwalze (3) gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß man den Mantel (5) auf einen Schaden hin überwacht, bei Auftreten eines Schadens den Breitnip (4) öffnet sowie die Bahn (11) weiter zuführt und als Schutzeinrichtung verwendet.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man zur Erfassung eines Schadens des Mantels (5) einen Druck in einem vom Mantel (5) umgebenden Hohlraum (8) überwacht.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Druckänderung im Hohlraum (8) überwacht.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man die Schuhwalze (2) optisch überwacht.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man bei Auftreten eines Schadens die Bahn (11) hinter dem Breitnip (4) abschlägt und um eine der beiden Walzen (2, 3) herumwickelt.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß man die Bahn (11) vor dem Breitnip (4) abschlägt, wenn sie sich mit einer vorbestimmten Dicke um die Walze (2, 3) gewickelt hat.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß man die Bahn (11) mit einer Dicke um die Walze (2, 3) wickelt, die maximal 90 % des Abstands der Walzen (2, 3) im geöffneten Zustand des Breitnips (4) entspricht.
  8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß man die Bahn (11) mit einer Dicke von mindestens 1 mm um die Walze (2, 3) wickelt.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß man einen Sensor (19) verwendet, der die Dicke der um die Walze (2, 3) gewickelten Bahn (11) ermittelt.
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß man einen Zeitpunkt für das Abschlagen der Bahn (11) vor dem Breitnip (4) unter Berücksichtigung des Umfangs der Walze (2, 3), des Geschwindigkeitsverlaufs der Walze und dem Abstand der Abschlageinrichtung (10) vor dem Breitnip (4) errechnet.
  11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß man die Berechnung nach dem Auftreten des Schadens vornimmt.
  12. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß man Aggregate, die an der einzuwickelnden Walze (2, 3) anliegen oder ihr direkt benachbart sind, bei Auftreten des Schadens von der Walze abhebt.
  13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man die Bahn durch den geöffneten Breitnip (4) zu einer Position (21) hinter dem Breitnip (4) führt.
  14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß man die Bahn (11) markiert.
  15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß man bei Auftreten eines Schadens einen Bahnbeschnitt vor dem Breitnip (4) deaktiviert.
  16. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß man die Bahn (11) quer zu ihrer Laufrichtung versetzt, wenn der Schaden des Mantels (5) außerhalb der Bahnbreite auftritt.
  17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß man die axiale Position des Schadens ermittelt.
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