EP2090693A2

EP2090693A2 - Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung und/oder Regelung der Feuchte einer Materialbahn und Maschine zur Herstellung einer Materialbahn mit einer derartigen Vorrichtung

Info

Publication number: EP2090693A2
Application number: EP08171899A
Authority: EP
Inventors: Werner-Marcus Schmidtke; Uwe Fetzer
Original assignee: Voith Patent GmbH
Current assignee: Voith Patent GmbH
Priority date: 2008-02-13
Filing date: 2008-12-17
Publication date: 2009-08-19
Also published as: EP2090693A3; DE102008000288A1

Abstract

Die Erfindung betrifft Verfahren zur Steuerung und/oder Regelung der Feuchte, insbesondere Endfeuchte einer Materialbahn (M) nach Durchlaufen des Trockenteils (15) in einer Maschine zur Herstellung von Materialbahnen (M), bei welchem das Feuchtequerprofil durch Auftrag von Applikationsmittel in Form eines Fluids und/oder Fluid/Gasgemischs gesteuert/geregelt wird. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass in einem Bereich der Maschine in Maschinenrichtung (MD) betrachtet zusätzlich zum Feuchtequerprofil das Feuchteprofil der Materialbahn (M) gesteuert/geregelt wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung und/oder Regelung der Feuchte, insbesondere Endfeuchte einer Materialbahn nach Durchlaufen des Trockenteils in einer Maschine zur Herstellung von Materialbahnen, bei welchem das Feuchtequerprofil durch Auftrag von Applikationsmittel in Form eines Fluids und/oder Fluid/Gasgemischs gesteuert/geregelt wird. Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur Behandlung einer Materialbahn, insbesondere Applikationsvorrichtung zum Auftrag eines Applikationsmediums in Form eines Fluids und/oder Fluid/Gasgemischs in einem Applikationsbereich auf eine Materialbahn, umfassend eine Einrichtung zur Steuerung und/oder Regelung des Feuchtequerprofils und eine Maschine zur Herstellung einer Materialbahn mit einer derartigen Vorrichtung.
Es ist bekannt, in Maschinen zur Herstellung von Faserstoffbahnen, insbesondere in Form von Papier- oder Kartonbahnen im Anschluss an den Trockenteil zur Rückbefeuchtung der Materialbahn eine Applikationseinrichtung zum Auftrag eines Fluids auf die Oberfläche der Materialbahn, insbesondere einen Düsenfeuchter einzusetzen. Mittels des Düsenfeuchters wird eine Querprofilierung des Feuchteprofils erzielt, ferner soll eine Curlkorrektur vorgenommen werden. Derartige Applikationsvorrichtungen sind in unterschiedlichen Ausführungen für unterschiedliche Anwendungsfälle aus dem Stand der Technik vorbekannt.
Aus der Druckschrift DE 199 21 592 A1 ist eine Applikationsvorrichtung, insbesondere ein Düsenfeuchter für eine Maschine zur Herstellung von Faserstoffbahnen vorbekannt, der eine Mehrzahl von maschinenbreit angeordneten Düsen zum Besprühen einer gegenüber diesen relativ bewegbaren Materialbahn aufweist. Zur Anpassung an unterschiedliche Papierarten, insbesondere Tiefdruck- oder Offsetpapier, wird zur Vermeidung einer langwierigen Umstellung innerhalb der Maschine ein Düsenfeuchter in der Trockenpartie eingesetzt, der zum Auftragen von Bindemittel geeignet ist. Wenn die Materialbahn beidseitig zum Offsetdruck geeignet sein soll, wird die Materialbahn beidseitig mittels des Düsenbefeuchters befeuchtet. Der Düsenbefeuchter kann ferner derart ausgebildet werden, dass dieser eine Reihe von Düsen für den Durchsatz von Wasser und/oder einer Bindemittellösung aufweist. Durch diese Ausgestaltung ist es möglich, den besonderen Eigenschaften von Bindemittellösungen gerecht zu werden, so dass die Düsen entsprechend der unterschiedlichen Konsistenz, der Zähigkeit und dem Volumendurchsatz angepasst werden können. Dabei ist es denkbar, dass für mindestens eine der Düsenreihen, welche das Bindemittel durchsetzt, Mittel zum Einsatz gelangen, die das Längsprofil und/oder Querprofil der aufgebrachten Masse an Bindemittel über die Maschinenbreite regeln oder steuern. Dadurch wird es möglich, entweder eine gleich bleibende Auftragsschicht beim Herstellungsprozess zu gewährleisten oder sogar das Querprofil der Schichtdicke über die Bahn zu regeln und/oder zu steuern. Die Anordnung der Applikationsvorrichtung erfolgt in der Trockenpartie.
Aus der Druckschrift DE 102 41 944 A1 ist eine Maschine zur Herstellung einer Materialbahn vorbekannt, welche eine Einrichtung aufweist, die gleichzeitig sowohl der Beeinflussung des Feuchtequerprofils als auch der Beeinflussung des so genannten Curls der Materialbahn dient. Dabei können das Feuchtequerprofil und der Curl getrennt voneinander beeinflusst werden. Unter dem Curl wird dabei die Rollneigung von Papierbahnen verstanden. Um diese zu beeinflussen, wird ein Fluid mittels Düsen gleichmäßig über die Bahnbreite aufgebracht. Wesentlich ist, dass die Beaufschlagung entweder einseitig oder bei beidseitiger Beaufschlagung zumindest in unterschiedlichen Mengen erfolgt. Der Düsenbefeuchter wird auch hier in der Trockenpartie eingesetzt.
Aus der Druckschrift DE 102 33 795 A1 ist eine Maschine zur Herstellung von Faserstoffbahnen vorbekannt, die innerhalb der Trockenpartie mehrere, vorzugsweise zwei Befeuchtungseinrichtungen, in unterschiedlichen Positionen gegenüber der Materialbahn aufweist. Die auf die Faserstoffbahn aufgebrachte Flüssigkeitsmenge ist dazu in Zonen quer zur Bahnlaufrichtung separat einstellbar, um zum einen das Feuchtequerprofil sowie die Rollneigung der Faserstoffbahn zu verbessern.
Ein wesentlicher Nachteil der bisherigen Ausführungen besteht darin, dass insbesondere bei einer Geschwindigkeitserhöhung die erforderliche Flüssigkeitsmenge am Düsenbefeuchter manuell nachgefahren werden muss. Diese manuelle Nachstellung erfolgt dabei zeitversetzt, so dass sich die in diesem Zeitraum die Applikationseinrichtung, insbesondere den Düsenfeuchter passierenden Bereiche der Materialbahn durch unterschiedliche Oberflächeneigenschaften gegenüber der optimal eingesteuerten Oberflächenbeschaffenheit vor der Geschwindigkeitsänderung auszeichnen. Ferner ist durch die manuelle Nachstellung die Genauigkeit der Einregelung begrenzt.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung und/oder Regelung der Feuchte einer Materialbahn im Anschluss an die Trockenpartie, insbesondere zur Realisierung einer optimalen Endfeuchteregelung vor dem Aufwickeln in einer Wickelstation in der Maschine zur Herstellung von Faserstoffbahnen unabhängig von der Maschinengeschwindigkeit zu entwickeln. Die erfindungsgemäße Lösung soll durch einen geringen konstruktiven und steuerungstechnischen Aufwand charakterisiert sein.
Die erfindungsgemäße Lösung ist durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche 1, 16 und 47 charakterisiert. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Steuerung und/oder Regelung der Feuchte, insbesondere Endfeuchte einer Materialbahn nach Durchlaufen des Trockenteils in einer Maschine zur Herstellung von Materialbahnen, bei welchem das Feuchtequerprofil durch Auftrag von Applikationsmittel in Form eines Fluids und/oder Fluid/Gasgemischs gesteuert/geregelt wird, ist dadurch gekennzeichnet, dass bei Abweichung der Endfeuchte von einem vordefinierten Sollwert zuerst das Feuchtequerprofil konstant gehalten wird und als Stellgröße das Feuchteprofil der Materialbahn in Maschinenrichtung gesteuert/geregelt wird.
Die erfindungsgemäße Lösung ermöglicht in optimaler Weise eine schnelle Anpassung hinsichtlich der erforderlichen Sollwerte für die Endfeuchte, unter welcher der Feuchtegehalt der Materialbahn unmittelbar vor oder in der Aufwickelvorrichtung verstanden wird. In einfacher Weise erfolgt bei konstanter Querprofilregelung der Ausgleich über die Steuerung/Regelung der Feuchte in Maschinenrichtung.
In einer vorteilhaften Ausführung wird dann in einer nachführenden Regelung das Feuchtequerprofil gesteuert/geregelt. Über die Querprofilregelung erfolgt eine Feinjustierung des Feuchteprofils.
Die Endfeuchte der Materialbahn wird im Bereich einer dem Trockenteil nachgeordneten Aufwickelvorrichtung gesteuert/geregelt. Die dazu erforderliche Einstellung des Feuchtequerprofils und des Feuchteprofils in Maschinenrichtung erfolgt in einem hinter dem Trockenteil angeordneten Maschinenteil, d.h. nach der Trockenvorrichtung. Insbesondere nach einem Bahnabriss ist diese Möglichkeit von besonderem Vorteil, da hier auch höhere Trockenleistungen in der Trockenvorrichtung durch die über die Mengenregelung in Maschinenrichtung erfolgende Veränderung des Feuchtegehalts der Materialbahn ausgeglichen werden können.
Die Steuerung/Regelung des Feuchtequerprofils und des Feuchteprofils in Maschinenrichtung erfolgt durch Steuerung/Regelung zumindest einer, die Applikationsmenge auf die Materialbahn in diesen Richtungen wenigstens mittelbar charakterisierenden Größe. Insbesondere wird beim Start der Maschine zur Erzeugung einer Materialbahn mit vordefinierten Eigenschaften und/oder einem Anfahren nach einem Materialbahnabriss zur Erzielung einer Endfeuchte eine vordefinierte Gesamtapplikationsmenge auf die Materialbahn vorgegeben, wobei ein erster Anteil des aufzutragenden Applikationsmittels zur Steuerung/Regelung des Feuchtequerprofils und ein zweiter Anteil des aufzutragenden Applikationsmittels zur Steuerung/Regelung des Feuchteprofils in Maschinenrichtung verwendet werden, und der erste Anteil und der zweite Anteil in einem Anfangsverhältnis zueinander, vorzugsweise von etwa 1:1 gewählt werden.
Die erfindungsgemäße Lösung ermöglicht dadurch, die Endfeuchte vor dem Aufwickeln der Materialbahn in optimaler Weise entsprechend den Anforderungen einzustellen. Durch die gleichzeitige Steuerung/Regelung des Feuchtequerprofils und des Feuchteprofils in Längsrichtung in nur einem Bereich der Materialbahn in Maschinenrichtung betrachtet ist es möglich den Überlagerungseffekt dieser örtlich zu nutzen und optimal aufeinander abzustimmen.
Für die Herstellung einer Materialbahn einer bestimmten Sorte wird die Gesamtapplikationsmenge vorzugsweise konstant gehalten. Dabei wird beispielsweise in Abhängigkeit eines durch Materialbahneigenschaften wenigstens mittelbar charakterisierende Istgrößen beschreibbaren Feuchtequerprofils und/oder Feuchteprofils in Längsrichtung der Materialbahn als Sollprofil eine erforderliche Applikationsmenge der Steuerung/Regelung des Feuchtequerprofils bestimmt, wobei die erforderliche Applikationsmenge der Steuerung/Regelung des Feuchteprofils in Maschinenrichtung als Funktion der erforderlichen Applikationsmenge zur Steuerung/Regelung des Feuchtequerprofils bestimmt wird.
Bei Abweichung der Endfeuchte von einem vordefinierten Sollwert wird zuerst das Feuchtequerprofil konstant gehalten und als Stellgröße das Feuchteprofil der Materialbahn in Maschinenrichtung unter Veränderung der Gesamtapplikationsmenge gesteuert/geregelt. Die Sollwerte für die die erforderlichen mit den einzelnen Steuerungen/Regelungen des Feuchtequerprofils und des Feuchteprofils in Längsrichtung der Materialbahn können von einer diesen Steuerungen/Regelungen übergeordneten Steuerung/Regelung vorgegeben werden und die Steuerung/Regelung des Feuchteprofils in Maschinenrichtung erfolgt vorzugsweise unabhängig von der Steuerung/Regelung des Feuchtequerprofils. Nach Einstellung einer sicheren Betriebsweise mit vordefinierter Endfeuchte wird die Gesamtapplikationsmenge vorzugsweise durch Nachführung der Steuerung/Regelung des Feuchtequerprofils in Richtung des Anfangsverhältnisses der Applikationsmengen der Steuerung /Regelung des Feuchtequerprofils und des Feuchteprofils in Maschinenrichtung aufgeteilt, um einen hohen Anteil der Applikationsmenge zur Erzeugung des Profils und damit der Unterschiede in Querrichtung bereitzustellen. In Abhängigkeit einer Änderung der Betriebsgrößen der Maschine und/oder Eigenschaften der zu behandelnden Materialbahn wird die Applikationsmenge der Steuerung/Regelung des Feuchtequerprofils automatisch angepasst.
Ändern sich die Betriebsparameter an der Maschine und/oder Materialbahn, insbesondere die Durchlaufgeschwindigkeit durch die Maschine erfolgt eine Anpassung des über die Steuerung/Regelung des Feuchteprofils in Längsrichtung der Materialbahn beziehungsweise Maschinenrichtung aufzubringenden Anteils der Applikationsmengen und damit der Gesamtapplikationsmenge. Diese werden über die einzelnen Steuerungen/Regelungen eingestellt. Dabei sind unterschiedliche Herangehensweisen denkbar. Gemäß einer ersten Ausführung kann in Abhängigkeit der die Materialbahneigenschaften wenigstens mittelbar charakterisierenden Istgrößen ein erforderliches Feuchtequerprofil als Sollprofil vorgegeben werden. Die dazu erforderliche Auftragsmenge der Steuerung/Regelung des Feuchtequerprofils bildet dann die Basis für die Steuerung/Regelung des Feuchteprofils in Maschinenrichtung bei weiterhin konstanter Applikationsmenge für die Feuchtequerprofilregelung. Gemäß der ersten Ausführung kann somit von einer möglichen Gesamtapplikationsmenge ausgegangen werden, die über die einzelnen Steuerungen/Regelungen zu applizieren ist und vorzugsweise der Gesamtmenge vor der Änderung entspricht. Die Anpassung und Einstellung der geforderten Endfeuchte erfolgt über die Steuerung/Regelung der Feuchte in Maschinenrichtung und nachfolgende Anpassung der Gesamtapplikationsmenge. Im zweiten Fall erfolgt eine Neuvorgabe einer Gesamtapplikationsmenge und Zuordnung zu den einzelnen Steuerungen/Regelungen in einem Anfangsverhältnis, vorzugsweise zu gleichen Teilen. Das heißt der Anteil der Steuerung/Regelung des Feuchteprofils in Maschinenrichtung wird auf der Basis der Feuchtequerprofilregelung festgelegt.
In beiden Fällen können die einzelnen Steuerungen/Regelungen des Feuchtequerprofils und des Feuchteprofils in Maschinenrichtung unabhängig voneinander erfolgen. Die Sollwerte für die beiden Steuerungen/Regelungen werden jedoch über eine beiden Steuerungen/Regelungen übergeordnete Steuerung/Regelung zentral vorgegeben. Dabei erfolgt bei einer Änderung eines Betriebsparameters der Maschine und/oder Materialbahn, der bei gewünschter Beibehaltung des Feuchteprofils der bisherigen Steuerungen/Regelungen des Feuchteprofils, insbesondere der für diese vorgegebenen Sollwerte eine Änderung des Feuchteprofils in Längsrichtung oder quer über die Materialbahn zur Folge hätte, eine Anpassung der Sollwerte über die übergeordnete Steuerung/Regelung.
Die Bereitstellung der Applikationsmengen und deren Einstellung im Verhältnis zueinander bei der Nachführung der Steuerung/Regelung des Feuchtequerprofils werden durch einen Gewichtungsfaktor bestimmt. Die Applikationsmenge der Feuchtequerprofilregelung bestimmt sich dabei nach folgender Gleichung: $FG (\frac{\sum_{} DMCD + \sum_{} DMMD}{2}) = DMCDneu$
mit

∑DMCD -: Summe der Durchflussmenge in der Einrichtung zur Feuchtequerprofilregelung;
∑DMMD -: Summe der Durchflussmenge in der Einrichtung zur Feuchteprofilregelung in Längsrichtung;
FG -: Gewichtungsfaktor; und
DMCDneu -: geänderte Durchflussmenge in der Einrichtung zur Feuchtequerprofilierung.

Je nach gewünschter Oberflächenbeschaffenheit ist das erfindungsgemäße Verfahren zur Steuerung und/oder Regelung des Feuchtegehalts einer Materialbahn in einer Maschine zur Herstellung von derartigen Materialbahnen dadurch charakterisiert, dass der Trockenpartie nachgeschaltet eine Steuerung und/oder Regelung des Feuchtequerprofils und des Feuchteprofils in Maschinenrichtung hintereinander geschaltet oder aber einander überlagernd erfolgt, wobei die Durchflussmenge zu den einzelnen Düsen der jeweiligen Regelung bezogen auf den Gesamtdurchfluss für die CD Regelung bei mindestens 50 % liegt. In Abhängigkeit einer Eingangsgröße zur Steuerung und/oder Regelung, welche durch eine Geschwindigkeitsänderung oder einen Wechsel der herzustellenden Materialbahnart charakterisiert ist und die zu einer Gewichtungsverschiebung führt, ist das Verhältnis wieder herzustellen, so dass dieses überwacht und eingeregelt wird.
Vorrichtungsmäßig ist neben der Einrichtung zur Steuerung des Feuchtequerprofils im Applikationsbereich noch eine Einrichtung zur Steuerung und/oder Regelung des Feuchteprofils in Maschinenrichtung vorgesehen, wobei die Einrichtungen jeweils durch einen Wirkbereich gegenüber der Materialbahn charakterisiert sind und derart ausgebildet und ansteuerbar sind, dass die mittels der Einrichtung zur Steuerung- und/oder Regelung des Feuchtequerprofils aufbringbare Applikationsmenge bezogen auf die Gesamtauftragsmenge der Einrichtungen ≥ 50 %, bevorzugt im Bereich zwischen 50 und 80% der Gesamtauftragsmenge beträgt. Dadurch wird gewährleistet, dass immer eine Feuchtequerprofilierung mit einem vordefinierten Sollprofil gegeben ist.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Feuchteregelung ist dadurch charakterisiert, dass diese eine Einrichtung zur Steuerung und/oder Regelung des Feuchtequerprofils und eine Einrichtung zur Feuchteprofilregelung in Maschinenrichtung umfasst, wobei die Wirkungsbereiche beider Einrichtungen entweder unmittelbar hintereinander geschaltet sind oder aber einander überlappen. Dadurch wird auf kürzestem Raum eine Überlagerung der Wirkungsweisen beider Einrichtungen realisiert, die im Ergebnis zum gewünschten Feuchtegehalt führt.
Für die ersten Ausführungen mit hintereinander geschalteter Anordnung der Wirkbereiche der Einrichtungen besteht eine Vielzahl von Möglichkeiten. Diese können dabei bezogen auf die relativ dazu bewegte Materialbahn gegenüber einer Oberfläche angeordnet werden oder aber gegenüber den einander entgegengesetzt ausgerichteten Oberflächen. Der Vorteil besteht in der gezielten Auftragung unterschiedlicher Mengen zur Erzielung einer gewünschten Zweiseitigkeit der Materialbahn, um der konkreten Nachbearbeitung gerecht werden zu können.
Gemäß einer weiteren Ausführung ist es denkbar, die einzelnen Wirkbereiche der Einrichtungen zur Steuerung und/oder Regelung des Feuchtequerprofils und des Feuchteprofils in Maschinenrichtung derart anzuordnen, dass deren Wirkbereiche sich zumindest teilweise überlappen. Dies wird durch die beidseits der Materialbahn erfolgende Anordnung der jeweiligen Einrichtungen realisiert. Die Anordnung erfolgt in Maschinenrichtung beziehungsweise Durchlaufrichtung der Materialbahn betrachtet entweder frei von Versatz oder mit Versatz.
Die einzelnen Einrichtungen umfassen zumindest eine Reihe von Düsen, vorzugsweise jeweils eine Mehrzahl von über die Breite der zu befeuchtenden Materialbahn angeordneten Reihen von Düsen. Zur Vermeidung einer übermäßigen Nebelbildung ist es vorteilhaft, hier einen Abstand im Bereich von 30 bis 150 mm, vorzugsweise 60 bis 110 mm zwischen den Düsenaustritten und der Materialbahnoberfläche einzuhalten. Diese Werte ergeben sich, wenn der Durchsatz im Bereich von 1 bis 50 l/h pro Düse beträgt und das Volumen des Zerstäubungsgases im Bereich von 1 bis 10 Nm³/h beträgt.
Die Anzahl der Düsen pro Meter Bahnbreite beträgt zur Vermeidung einer ungewünschten Überlagerung der Sprühkegel zwischen 10 und 100, vorzugsweise 20 bis 50. Um dennoch einen Einfluss auf das Feuchtequerprofil und/oder das Feuchteprofil in Längsrichtung aufzuweisen, ist jeweils eine Mehrzahl von Düsenreihen in Maschinenrichtung vorgesehen.
Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind auch andere Betriebsweisen denkbar, die durch eine zusätzliche oder alleinige Variabilität in der Steuerung/Regelung des Feuchtequerprofils charakterisiert sind. Allerdings bietet die Anpassung über die Steuerung/Regelung in Maschinenrichtung hinsichtlich der erzielbaren Wirkung und der Schnelligkeit der Einstellung erhebliche Vorteile, so dass die Mengenregelung über die Steuerung/Regelung der Feuchte in Maschinenrichtung und die Feineinstellung über die Steuerung/Regelung des Feuchtequerprofils erzeugt wird.
Die erfindungsgemäße Lösung wird nachfolgend anhand von Figuren erläutert. Darin ist im Einzelnen Folgendes dargestellt:

Figur 1: verdeutlicht in schematisiert vereinfachter Darstellung den Aufbau einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Steuerung/Regelung des Feuchtegehalts einer Materialbahn;
Figuren 2a bis 2c: verdeutlichen schematisiert vereinfacht Anordnungsmöglichkeiten der Wirkbereiche der einzelnen Einrichtungen der Vorrichtung zur Steuerung/Regelung des Feuchtegehalts einer Materialbahn gegenüber dieser;
Figuren 3a bis 3c: verdeutlichen schematisiert vereinfacht Anordnungsmöglichkeiten der Vorrichtung zur Steuerung/Regelung des Feuchtegehalts einer Materialbahn in einer Maschine zur Herstellung einer derartigen;
Figur 4: verdeutlicht eine Weiterentwicklung gemäß Figur 3a;
Figur 5: verdeutlicht beispielhaft ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Steuerung der Endfeuchte anhand eines Signalflussbilds bei Sortenwechsel; und
Figur 6: verdeutlicht beispielhaft ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Steuerung der Endfeuchte anhand eines Signalflussbilds bei Änderung der Betriebsparameter.

Die Figur 1 zeigt in schematisiert vereinfachter Darstellung den Grundaufbau einer erfindungsgemäß ausgebildeten Vorrichtung 1 zur Steuerung und/oder Regelung der Feuchte, insbesondere des Endfeuchtegehalts einer Materialbahn M, insbesondere einer Faserstoffbahn F in Form einer Papier- oder Kartonbahn. Diese umfasst eine Einrichtung 2 zur Steuerung und/oder Regelung des Feuchtequerprofils und eine Einrichtung 3 zur Steuerung und/oder Regelung des Feuchteprofils in Längsrichtung der Materialbahn, die beim Durchlaufen der Maschine der Maschinenrichtung MD entspricht. Unter Maschinenrichtung MD wird dabei die Durchlaufrichtung der Materialbahn M durch eine Maschine zur Herstellung von Materialbahnen M, insbesondere Faserstoffbahnen verstanden. Die Richtung senkrecht dazu wird als Breitenrichtung oder auch so genannte CD-Richtung bezeichnet. Die einzelnen Einrichtungen 2, 3 sind derart aufgebaut und zueinander angeordnet, dass diese sich hinsichtlich ihrer Wirkung entweder überlagern oder aber unmittelbar nacheinander an der Materialbahn M in einem Bereich W in Maschinenrichtung MD betrachtet wirksam werden. Die Wirkbereiche der einzelnen Einrichtungen 2 und 3 sind mit W2 und W3 bezeichnet. Diese beschreiben den Applikationsbereich auf der Materialbahn M. Die Einrichtungen 2, 3 umfassen jeweils zumindest eine Reihe von Düsen, deren Funktionsweise mittels einer Steuerung/Regelung beeinflussbar ist. Die Einrichtungen 2, 3 umfassen dazu eine Steuereinrichtung 9 und 20, die entweder von einer zentralen Steuereinrichtung 21 gebildet wird oder aber mit einer zentralen Steuereinrichtung 21 gekoppelt sind. Die Steuerung/Regelung des Feuchteprofils in MD Richtung und des Feuchtequerprofils erfolgt jeweils unabhängig voneinander in zwei unterschiedlichen Steuer- und/oder Regelkreisen, wobei über die übergeordnete Steuerung/Regelung die Durchflussmenge in den einzelnen Einrichtungen gesteuert/geregelt wird. Der Begriff Steuereinrichtung umfasst dabei zumindest alle Komponenten und Einheiten, die der Verarbeitung und Auswertung von Eingangsgrößen sowie der Ausbildung von Stellgrößen dienen. Dabei kann es sich um zentrale Steuereinrichtungen, bei denen alle Funktionen in einem Steuergerät integriert sind oder dezentrale Steuereinrichtungen, bei welchen die einzelnen Komponenten räumlich getrennt voneinander angeordnet sind und miteinander über ein Kommunikationsnetzwerk verbunden sind, handeln.
In der Figur 1 ist lediglich in schematisiert vereinfachter Darstellung der Grundaufbau dargestellt. Die Einrichtung 2 zur Steuerung und/oder Regelung des Feuchtequerprofils umfasst zumindest eine Reihe 4 von Düsen 5.1 bis 5.n, denen jeweils Mittel 6 zur Beeinflussung des Zulaufs zu einer Düse zugeordnet sind. Dazu sind jeder der Düsen, hier 5.1 bis 5.n, Mittel 6. 1 bis 6.n zugeordnet. Dies wird im einfachsten Fall dadurch realisiert, dass alle Düsen 5.1 bis 5.n mit einem zentralen Verteiler 7 gekoppelt sind, wobei in der Verbindung zwischen dem zentralen Verteiler 7 und der jeweiligen Düse die entsprechenden Mittel 6 angeordnet sind. Diese fungieren als Stelleinrichtung 8.1 bis 8.n zur Steuerung und/oder Regelung jeder einzelnen Düse 5.1 bis 5.n. Dazu sind diese wenigstens mittelbar, das heißt direkt oder indirekt mit einer entsprechenden Steuereinrichtung 9 gekoppelt, die die Steuer- und/oder Regelaufgaben übernimmt. Bei dieser kann es sich um eine zentrale oder dezentrale Steuereinrichtung handeln. Demgegenüber umfasst die Einrichtung 3 zur Steuerung und/oder Regelung des Feuchteprofils in Maschinenrichtung MD ebenfalls zumindest eine Reihe 10 von Düsen 11, insbesondere 11.1 bis 11.n, die parallel an einem zentralen Verteiler 12 angekoppelt sind. Dabei wird vorzugsweise für beide Einrichtungen 2, 3 der gleiche zentrale Verteiler 7 oder 12 genutzt. Entscheidend ist die Aufteilung der Wirkung beider Einrichtungen 2 und 3 in der Vorrichtung 1. Die Vorrichtung 1 ist als bauliche Einheit konzipiert. Diese ist als Düsenfeuchter ausgebildet. Die einzelnen Düsen 5.1 bis 5.n beziehungsweise 11.1 bis 11.n sind entweder als Ein- oder Zweistoffdüsen ausgebildet. Dabei ist zu berücksichtigen, dass die Summe der Durchflussmengen durch die einzelnen Düsen der Einrichtungen 2 und 3 in einem gewissen Verhältnis zueinander stehen müssen. Die Durchflussmenge zu den Düsen 5.1 bis 5.n muss in der Summe ca. 50% oder mehr der Gesamtmenge betragen, die sich aus der Zuflussmenge zu den Düsen 5.1 bis 5.n und 11.1 bis 11.n zusammensetzt. Dabei beträgt die Zuflussmenge in Richtung der Düsen 5.1 bis 5.n und damit die Durchflussmenge durch die Düsen 5.1 bis 5.n bezogen auf die Gesamtsumme aus der Durchflussmenge der Düsen 5.1 bis 5.n und der Düsen 11.1 bis 11.n im Bereich zwischen einschließlich 50 bis 90 %, vorzugsweise zwischen 55 bis 85 %, ganz besonders bevorzugt zwischen 60 bis 80 %. Dies ist abhängig von der Gewichtung der einzelnen Steuerung/Regelung. Als Applikationsmedium zur Befeuchtung findet Wasser Verwendung.
Erfindungsgemäß wird, wie in Figur 5 anhand eines Signalflussbilds dargestellt, ausgehend von einer zur Einstellung einer gewünschten, durch zumindest eine, die Materialbahneigenschaften, insbesondere den Endfeuchtegehalt charakterisierende Sollgröße M_soll im Bereich einer Aufwickelvorrichtung, die erforderliche Gesamtdurchflussmenge DM_gesamt, welche der Summe der Durchflussmenge durch die einzelnen Düsen 5.1 bis 5.n zur Steuerung/Regelung des Feuchtequerprofils und 11.1 bis 11.1 zur Steuerung des Feuchteprofils in Längsrichtung entspricht, d.h. die Applikationsmenge, die durch die Summe der Durchflussmenge der Düsen 5.1 bis 5.n charakterisiert ist, im Hinblick auf die Gewichtung der einzelnen Steuerungen/Regelungen, die durch einen Wichtungsfaktor FG beschreibbar ist, auf die einzelnen Steuerungen/Regelungen augeteilt und eingestellt. Die Gesamtapplikationsmenge DM_gesamt entspricht ∑DMCD+∑DMMD = DM_gesamt .
Weicht die ermittelte Istgröße von der Sollgröße M_soll ab, wird die über die Steuerung/Regelung des Feuchtequerprofils aufgetragene Applikationsmenge konstant gehalten, während ein insbesondere höherer Feuchtegehalt in Maschinenrichtung durch Erhöhung der Applikationsmenge in dieser Richtung eingestellt wird und damit die Endfeuchte erhöht. In diesem Fall werden beispielsweise 70% bezogen auf die Gesamtapplikationsmenge über die Steuerung/Regelung des Feuchteprofils in Längs- bzw. Maschinenrichtung zur Gewährleistung einer raschen Anpassung der Endfeuchte aufgetragen, während nur 30% der Gesamtapplikationsmenge für die Steuerung/Regelung des Feuchtequerprofils eingesetzt wird.
In Abhängigkeit der Wichtung, welche durch einen Wichtungsfaktor FG charakterisiert ist, wird diese in Richtung der Steuerung/Regelung des Feuchtequerprofils oder des Feuchteprofils in Längsrichtung verschoben. Liegt die Gewichtung auf der Steuerung/Regelung des Feuchtequerprofils wird die Durchflussmenge zur Einrichtung 2 erhöht, andernfalls verringert. Dabei wird diese bei Wichtung auf die Steuerung/Regelung des Feuchtequerprofils bei etwa 80 % angepasst, bei Wichtung auf die Steuerung/Regelung des Feuchteprofils bei 60 %.
In einer besonders vorteilhaften Ausführung erfolgt jedoch nach Einstellung einer sicheren Betriebsweise wieder eine Nachführung der Steuerung/Regelung des Feuchtequerprofils. Dabei bestimmt sich die neu einzustellende Durchflussmenge DMCD_neu in der Einrichtung 2 zur Steuerung und/oder Regelung des Feuchtequerprofils aus $FG \frac{{DM}_{gesamt}}{2} = \sum_{} DMCDneu .$
Bezüglich der Anordnung der Einrichtungen 2 und 3 in der Vorrichtung 1 bestehen eine Mehrzahl von Möglichkeiten. Diese werden im Wesentlichen durch die Anordnung ihrer Wirkungsbereiche W2, W3 zueinander bestimmt. Dabei wird zwischen unterschiedlichen Varianten unterschieden, dies sind im Wesentlichen drei Varianten. Gemäß einer ersten Ausführung, die in der Figur 2a dargestellt ist, erfolgt die Anordnung der Einrichtungen 2 und 3 in Maschinenrichtung MD betrachtet und damit in Längsrichtung der Materialbahn M unmittelbar hintereinander. Die Vorrichtung 1 wirkt in einem Bereich W auf die Materialbahn, der durch die Erstreckung der beiden Wirkbereiche W2, W3 charakterisiert ist. Dabei erfolgt die Anordnung der Einrichtung 3 in Maschinenrichtung vor der Einrichtung 2. Die Wirkbereiche überlagern sich nicht. Die Materialbahn M wird zuerst der Befeuchtung über die Einrichtung 3 ausgesetzt, welche das Feuchteprofil in Längsrichtung der Materialbahn M steuert/regelt. Im Anschluss daran erfolgt eine Steuerung/Regelung des Feuchtequerprofils.
Demgegenüber verdeutlicht die Figur 2b eine Ausführung mit zumindest teilweiser Überlagerung der Betriebs- und Wirkungsbereiche W2, W3 der beiden Einrichtungen 3 und 4 in MD Richtung. Vorzugsweise sind die beiden Einrichtungen 2 und 3 in diesem Fall an einander gegenüber liegenden Oberflächen der Materialbahn M wirksam. Die Einrichtungen 2, 3 sind dazu in MD Richtung versetzt zueinander angeordnet.
Gemäß Figur 2c wird in einer Untervariante einer überlappenden Anordnung der Wirkungsbereiche gemäß Figur 2b eine vollständige Überlappung der Wirkungsbereiche W2, W3 der Einrichtungen 2 und 3 erzielt. Diese sind in Maschinenrichtung MD betrachtet in vertikaler Richtung entweder übereinander oder aber in horizontaler Richtung nebeneinander angeordnet, wobei die Materialbahn M zwischen beiden hindurchgeführt wird, so dass beide auf die jeweils einander gegenüberliegenden Oberflächen 13 und 14 der Materialbahn M einwirken.
Die Figuren 2a bis 2c verdeutlichen Grundvarianten. Mögliche vorteilhafte Anordnungen in einer Maschine zur Herstellung von Materialbahnen sind in den Figuren 3a bis 3c wiedergegeben.
Die Figur 3a verdeutlicht in schematisiert vereinfachter Darstellung den Grundaufbau einer Maschine zur Herstellung von Materialbahnen anhand eines Ausschnitts aus dieser. Erkennbar ist hier ein Trockenteil 15, umfassend zumindest eine einreihige oder zweireihige Trockenbaugruppe, die hier mit 15.1 und 15.2 bezeichnet sind. Es schließt sich daran eine Einrichtung 16 zur Erfassung von die Eigenschaften der Materialbahn wenigstens mittelbar charakterisierenden Größen, insbesondere in Form eines Scanners, an. Diesem nachgeschaltet ist die erfindungsgemäße Vorrichtung 1, welche vor einer Nachbehandlungseinheit oder aber einer Wickeleinrichtung 17 angeordnet ist. Vorzugsweise ist vor diesem eine weitere Einrichtung 18 zur Erfassung wenigstens einer, die Eigenschaften der Materialbahn wenigstens mittelbar charakterisierenden Größe vorgesehen.
Gemäß der ersten Ausführung in Figur 3a, welche einer Anordnungsvariante gemäß Figur 2a entspricht, ist die Vorrichtung 1 unterhalb der Materialbahn M angeordnet. Dies bedeutet, dass diese an der Oberfläche 14 und damit der Unterseite der Materialbahn M wirksam wird. Beide Einrichtungen 3 und 2 sind hintereinander geschaltet. Die Oberfläche 14 der Materialbahn M wird zuerst der Einrichtung 3 ausgesetzt und in Durchlaufrichtung der Steuerung und/oder Regelung des Feuchteprofils in Maschinenrichtung MD unterzogen. Im Anschluss daran erfolgt eine Steuerung und/oder Regelung des Feuchtequerprofils beim Bewegen entlang der Einrichtung 2.
Bezüglich einer besonders vorteilhaften Ausführung wird eine Vorrichtung 1 in Form eines Düsenfeuchters gewählt, der eine Einrichtung 2 mit zumindest zwei Düsenreihen mit einem Abstand zwischen den einzelnen Düsen in Querrichtung, das heißt CD Richtung von 50 mm aufweist und eine Einrichtung 3 zur Steuerung und/oder Regelung des Feuchteprofils in Maschinenrichtung MD, umfassend zwei Düsenreihen zur Feuchteregelung in Maschinenrichtung MD. Die Anordnung erfolgt unterhalb der Materialbahn M. Die beiden Einrichtungen 2 und 3 sind hinsichtlich ihres Wirkbereichs W2, W3 hintereinander geschaltet und bilden den Applikationsbereich W. Der Luftdruck beträgt in diesem Bereich W zwischen 0,1 und 0,3 bar. Das zu applizierende Fluid weist eine Temperatur von 40 bis 50 °C auf. Die Düsen sind gegenüber der Oberfläche 14 der Materialbahn M an der Unterseite in einem Abstand von 80 bis 110 mm angeordnet. Dieser Abstand ist durch den kürzesten Abstand zwischen der Oberfläche 14 und dem Austritt aus einer einzelnen Düse charakterisiert.
Die Figur 3b verdeutlicht eine Ausführung mit Überlappung der Wirkungsbereiche W2, W3 beider Einrichtungen 2 und 3 gemäß Figur 2c. Der Grundaufbau der Anordnung zwischen Trockenteil 15 und Wickeleinrichtung 17 entspricht dem in der Figur 3a beschriebenen. Die Führung der Materialbahn M erfolgt hier jedoch zwischen beiden Einrichtungen 2 und 3 hindurch, wobei die Bahnführung im Bereich der Vorrichtung 1 senkrecht oder in einem Winkel zur Maschinenrichtung MD angeordnet ist und die beiden Einrichtungen 2 und 3 senkrecht angeordnet sind. Dabei wird eine der beiden Einrichtungen 2 oder 3 an der Oberfläche 13 der Materialbahn M wirksam, während die andere gleichzeitig an der entgegengesetzt ausgerichteten Oberfläche 14 wirksam wird.
Demgegenüber verdeutlicht die Figur 3c eine Ausbildung gemäß Figur 3b, jedoch mit Anordnung übereinander bei horizontaler Bahnführung. In diesem Fall ist vorzugsweise die Querprofilregelung und damit die Einrichtung 2 unterhalb der Materialbahn M angeordnet, während die Einrichtung 3 zur Steuerung und/oder Regelung des Feuchteprofils in Maschinenrichtung MD oberhalb der Materialbahn M angeordnet ist und an der Oberfläche 13 wirksam wird. Die Wirkbereiche W2, W3 der beiden Einrichtungen 2 und 3 überlappen sich. Die Ausführung gemäß Figur 3c wird in besonders vorteilhafter Weise ebenfalls mit Wasser und Luft betrieben. Der Luftdruck liegt im Bereich von 0,1 bis 0,3 bar und das Fluid weist eine Temperatur von 15 bis 50 °C auf. Der Abstand zwischen der Materialbahn und der Düse beträgt zwischen 60 bis 100 mm.
Die Figur 4 verdeutlicht eine vorteilhafte Anwendung am Beispiel einer Ausführung gemäß Figur 3b. Der Grundaufbau entspricht hier dem in der Figur 3b beschriebenen, wobei zwischen der Wickeleinrichtung 17 und der Vorrichtung 1 ein Kalander 19 angeordnet ist, vorzugsweise in Form eines Mehrnipkalanders. Die Vorrichtung 1 ist dem Kalander 19 vorgeordnet. Ferner ist dem Kalander 19 eine Einrichtung 22 zur Erfassung wenigstens einer die Eigenschaften der Materialbahn wenigstens mittelbar charakterisierenden Größe nachgeordnet. Für diese Ausführung werden die Düsen der einzelnen Einrichtungen vorzugsweise mit Wasser und Luft betrieben. Der Luftdruck liegt im Bereich von 0,4 bis 0,8 bar, das Fluid weist eine Temperatur von 20 bis 60 °C auf und der Abstand zwischen dem Austritt aus den Düsen und der Oberfläche der Materialbahn beträgt zwischen 60 bis 100 mm.
Bezüglich der Art der einsetzbaren Düsen besteht eine Vielzahl von Möglichkeiten. Bevorzugt finden Mehrstoffdüsen, insbesondere Zwei-Stoffdüsen oder pneumatische Zerstäuberdüsen Verwendung. Dabei kann es sich bei den Düsen um innenmischende oder außenmischende Düsen handeln. Bezüglich der geometrischen Ausführung werden bevorzugt Vollkegel, Hohlkegel oder Flachstrahldüsen mit einem Sprühwinkel zwischen 20 bis 70 Grad, bevorzugt zwischen 20 bis 60 Grad, ganz besonders bevorzugt zwischen 25 und 55 Grad zum Einsatz verwendet. Als Applikationsmedien finden Fluide, insbesondere Wasser, Chemikalien sowie Zusätze zu diesen Verwendung.
Die Temperatur des aufzubringenden Applikationsmediums beträgt zwischen 5 und 100 °C, bevorzugt zwischen 40 bis 55 °C. Zur Zerstäubung der Fluide in der Düse wird ein Zerstäubungsgas eingesetzt, als welches Luft oder Dampf oder ein anderes Gas Verwendung findet, vorzugsweise jedoch ein ohnehin in einer Maschine zur Herstellung von Faserstoffbahnen anfallendes Abfallgas.
Die Sprühmenge pro Düse liegt im Bereich zwischen 1 bis 50 Liter pro Stunde, bevorzugt zwischen 2 bis 35 Liter pro Stunde. Das Volumen des Zerstäubergases liegt im Bereich zwischen 1 bis 10 Nm³/h, bevorzugt zwischen 4 bis 8 Nm³/h. Die Anordnung der einzelnen Düsen 5.1 bis 5.n und 11.1 bis 11.n der einzelnen Einrichtungen 2, 3 gegenüber den jeweiligen Oberflächen 13,14 der Materialbahn M beträgt zwischen 30 und 150 mm, bevorzugt zwischen 60 bis 110 mm. Die Anzahl der Düsen 5.1 bis 5.n, 11.1 bis 11.n der Reihen 4, 10 in Querrichtung beträgt 10 bis 100 pro Meter Bahnbreite, bevorzugt 20 bis 50 pro Meter Bahnbreite.
Jede der Einrichtungen 2, 3 umfasst vorzugsweise zumindest zwei Reihen von Düsen, die in Maschinenrichtung MD hintereinander geschaltet sind.
Die Düsen sind bezüglich der MD Regelung in mehreren Reihen angeordnet, damit sich die Sprühkegel nicht überlappen. Die Düsen sind einzeln regelbar oder für mehrere beziehungsweise alle Düsen gemeinsam. Vorzugsweise erfolgt zumindest in der Einrichtung 2 zur Steuerung und/oder Regelung des Feuchtequerprofils 2 eine zonale Steuerung und/oder Regelung.
Ferner können die Zerstäubungsmedien alle einzeln oder für alle Düsen gemeinsam regelbar sein. Die Regelung kann beispielsweise mit einem pulsweitenmodulierten Auf-Zu-Ventil oder einem Nadelventil erfolgen.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Regelung des Feuchtegehalts einer Materialbahn M, insbesondere der Endfeuchte vor der Wickeleinrichtung 17 bei Änderung der Betriebsparameter, beispielsweise Geschwindigkeit ist in der Figur 6 anhand eines Signalflussbilds wiedergegeben. Ausgehend von einer Vorgabe Msoll für die Eigenschaften, insbesondere das Feuchteprofil einer Materialbahn M, werden in Abhängigkeit der Gewichtung der Einstellung der einzelnen Profile in Längs- und Querrichtung die erforderlichen Applikationsmengen DMCD und DMMD ermittelt und durch Ansteuerung der Stelleinrichtungen, für die Stellgrößen Y vorgegeben werden, wie in Figur 5 geregelt. Bleiben die Betriebsparameter B konstant, und es erfolgt keine Änderung der Istwerte der Eigenschaften der Materialbahn, arbeiten die Steuerungen/Regelungen der Einrichtungen 2, 3 unverändert. Ändern sich Betriebsparameter B erfolgt eine Anpassung der Applikationsmengen DMCD und in Abhängigkeit davon DMMD durch Änderung von Y.

Bezugszeichenliste

1: Vorrichtung, Düsenfeuchte
2: Einrichtung zur Steuerung und/oder Regelung des Feuchtequerprofils
3: Einrichtung zur Steuerung und/oder Regelung des Feuchteprofils in Maschinenrichtung MD
4: Reihe
5, 5.1 - 5.n: Düse
6, 6.1 - 6.n: Mittel zur Beeinflussung des Zulaufs
7: Zentraler Verteiler
8, 8.1 bis 8.n: Stelleinrichtung zur Steuerung und/oder Regelung jeder einzelnen Düse
9: Steuereinrichtung
10: Reihe
11, 11.1 - 11.n: Düsen
12: Zentraler Verteiler
13: Oberfläche
14: Oberfläche
15: Trockenteil
15.1: Trockenbaugruppe
15.2: Zweireihige Trockengruppe
16: Einrichtung zur Erfassung wenigstens einer die Eigenschaften der Materialbahn wenigstens mittelbar charakterisierende Größe
17: Wickeleinrichtung
18: Einrichtung zur Erfassung wenigstens einer die Eigenschaften der Materialbahn wenigstens mittelbar charakterisierenden Größe
19: Kalander
20: Steuereinrichtung
21: Zentrale Steuereinrichtung

22: Einrichtung zur Erfassung wenigstens einer die Eigenschaften der Materialbahn wenigstens mittelbar charakterisierende Größe
B: Betriebsparameter
CD: Richtung quer zur Maschinenrichtung
DMCD: Durchflussmenge CD Richtung
DMCD_neu: Geänderte Durchflussmenge CD Richtung
DM_gesamt: Gesamtdurchflussmenge
DMMD: Durchflussmenge MD Richtung
F: Faserstoffbahn
FG: Wichtungsfaktor
M: Materialbahn
MD: Maschinenrichtung
M_soll: Sollgröße
W: Applikationsbereich
W2: Wirkbereich
W3: Wirkbereich
Y: Stellgröße

Claims

Verfahren zur Steuerung und/oder Regelung der vorliegenden Endfeuchte, einer Materialbahn (M) nach Durchlaufen des Trockenteils (15) in einer Maschine zur Herstellung von Materialbahnen (M), bei welchem das Feuchtequerprofil durch Auftrag von Applikationsmittel in Form eines Fluids und/oder Fluid/Gasgemischs gesteuert/geregelt wird,
dadurch gekennzeichnet,
dass bei Abweichung der Endfeuchte von einem vordefinierten Sollwert zuerst das Feuchtequerprofil konstant gehalten wird und als Stellgröße das Feuchteprofil der Materialbahn (M) in Maschinenrichtung (MD) gesteuert/geregelt wird.
Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass in einer nachführenden Regelung das Feuchtequerprofil gesteuert/geregelt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Endfeuchte der Materialbahn (M) im Bereich einer dem Trockenteil (15) nachgeordneten Aufwickelvorrichtung gesteuert/geregelt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Einstellung des Feuchtequerprofils und des Feuchteprofils in Maschinenrichtung (MD) in einem hinter dem Trockenteil (15) angeordneten Maschinenteil erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Steuerung/Regelung des Feuchtequerprofils und des Feuchteprofils in Maschinenrichtung (MD) durch Steuerung/Regelung zumindest einer, die Applikationsmenge auf die Materialbahn (M) in diesen Richtungen wenigstens mittelbar charakterisierenden Größe erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass beim Start der Maschine zur Erzeugung einer Materialbahn (M) mit vordefinierten Eigenschaften und/oder einem Anfahren nach einem Materialbahnabriss zur Erzielung einer Endfeuchte eine vordefinierte Gesamtapplikationsmenge auf die Materialbahn vorgegeben wird, wobei ein erster Anteil des aufzutragenden Applikationsmittels zur Steuerung/Regelung des Feuchtequerprofils und ein zweiter Anteil des aufzutragenden Applikationsmittels zur Steuerung/Regelung des Feuchteprofils in Maschinenrichtung (MD) verwendet werden, und der erste Anteil und der zweite Anteil in einem Anfangsverhältnis zueinander, vorzugsweise von etwa 1:1 gewählt werden.
Verfahren nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass in Abhängigkeit eines durch Materialbahneigenschaften wenigstens mittelbar charakterisierende Istgrößen beschreibbaren Feuchtequerprofils und/oder Feuchteprofils in Längsrichtung der Materialbahn als Sollprofil eine erforderliche Applikationsmenge der Steuerung/Regelung des Feuchtequerprofils bestimmt wird, wobei die erforderliche Applikationsmenge der Steuerung/Regelung des Feuchteprofils in Maschinenrichtung als Funktion der erforderlichen Applikationsmenge zur Steuerung/Regelung des Feuchtequerprofils bestimmt wird.
Verfahren nach Anspruch 5 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
dass bei Abweichung der Endfeuchte von einem vordefinierten Sollwert zuerst das Feuchtequerprofil konstant gehalten wird und als Stellgröße das Feuchteprofil der Materialbahn (M) in Maschinenrichtung (MD) unter Veränderung der Gesamtapplikationsmenge gesteuert/geregelt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Sollwerte für die die erforderlichen mit den einzelnen Steuerungen/Regelungen des Feuchtequerprofils und des Feuchteprofils in Längsrichtung der Materialbahn (M) von einer diesen Steuerungen/Regelungen übergeordneten Steuerung/Regelung vorgegeben werden und die Steuerung/Regelung des Feuchteprofils in Maschinenrichtung unabhängig von der Steuerung/Regelung des Feuchtequerprofils erfolgen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 9,
dadurch gekennzeichnet,
dass nach Einstellung einer sicheren Betriebsweise mit vordefinierter Endfeuchte die Gesamtapplikationsmenge durch Nachführung der Steuerung/Regelung des Feuchtequerprofils in Richtung des Anfangsverhältnisses der Applikationsmengen der Steuerung /Regelung des Feuchtequerprofils und des Feuchteprofils in Maschinenrichtung (MD) aufgeteilt wird.
Verfahren nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet,
dass in Abhängigkeit einer Änderung der Betriebsgrößen der Maschine und/oder Eigenschaften der zu behandelnden Materialbahn (M) die Applikationsmenge der Steuerung/Regelung des Feuchtequerprofils automatisch angepasst wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 11,
dadurch gekennzeichnet,
dass bei Änderung der Betriebsparameter die Gesamtapplikationsmenge geändert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12,
dadurch gekennzeichnet,
dass Applikationsmittel nur auf einer Seite (14) der Materialbahn (M) aufgetragen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12,
dadurch gekennzeichnet,
dass Applikationsmittel auf beiden Seiten (13, 14) der Materialbahn (M) aufgetragen wird.
Verfahren nach Anspruch 14,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Anteile des Applikationsmittels zur Steuerung/Regelung des Feuchtequerprofils und des Feuchteprofils in Längsrichtung auf beiden Seiten (13, 14) einander überlappend aufgetragen werden.
Vorrichtung (1) zur Behandlung einer Materialbahn (M), insbesondere Applikationsvorrichtung zum Auftrag eines Applikationsmediums in Form eines Fluids und/oder Fluid/Gasgemischs in einem Applikationsbereich der Materialbahn, umfassend eine Einrichtung (2) zur Steuerung und/oder Regelung des Feuchtequerprofils,
dadurch gekennzeichnet,
dass im Applikationsbereich (W) eine Einrichtung (3) zur Steuerung und/oder Regelung des Feuchteprofils in Maschinenrichtung (MD) vorgesehen ist, wobei die Einrichtungen (2, 3) jeweils durch einen Wirkbereich (W2, W3) gegenüber der Materialbahn (M) charakterisiert sind und derart ausgebildet und ansteuerbar sind, dass die mittels der Einrichtung (2) zur Steuerung-und/oder Regelung des Feuchtequerprofils aufbringbare Applikationsmenge bezogen auf die Gesamtauftragsmenge der beiden Einrichtungen (2, 3) ≥ 50 %, vorzugsweise im Bereich zwischen 50 und 80 % beträgt.
Vorrichtung (1) nach Anspruch 16,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Wirkbereiche (W2, W3) der Einrichtung (2) zur Steuerung und/oder Regelung des Feuchtequerprofils und der Einrichtung (3) zur Steuerung und/oder Regelung des Feuchteprofils in Maschinenrichtung (MD) in Maschinenrichtung (MD) betrachtet hintereinander geschaltet sind.
Vorrichtung (1) nach Anspruch 16,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Wirkbereiche (W2, W3) der Einrichtung (2) zur Steuerung und/oder Regelung des Feuchtequerprofils und der Einrichtung (3) zur Steuerung und/oder Regelung des Feuchteprofils in Maschinenrichtung (MD) in Maschinenrichtung betrachtet einander überlappend, vorzugsweise vollständig überlappend angeordnet sind.
Vorrichtung (1) nach Anspruch 16 oder 17,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Einrichtung (2) zur Steuerung und/oder Regelung des Feuchtequerprofils und die Einrichtung (3) zur Steuerung und/oder Regelung des Feuchteprofils in Maschinenrichtung (MD) derart angeordnet und ausgebildet sind, dass diese an der gleichen Oberfläche (13, 14) der Materialbahn (M) wirksam sind.
Vorrichtung (1) nach Anspruch 16 oder 17,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Einrichtung (2) zur Steuerung und/oder Regelung des Feuchtequerprofils und die Einrichtung (3) zur Steuerung und/oder Regelung des Feuchteprofils in Maschinenrichtung (MD) derart angeordnet und ausgebildet sind, dass diese jeweils an unterschiedlichen Oberflächen (13, 14) der Materialbahn (M) wirksam sind.
Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 16 bis 20,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Einrichtung (2) und die Einrichtung (3) derart angeordnet und ausgerichtet sind, dass die Materialbahn (M) entlang dieser in horizontaler Richtung bezogen auf die Maschinenrichtung (MD) geführt ist.
Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 16 bis 21,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Einrichtung (2) und die Einrichtung (3) derart angeordnet und ausgerichtet sind, dass die Materialbahn (M) entlang dieser in vertikaler Richtung bezogen auf die Maschinenrichtung (MD) geführt ist.
Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 16 bis 22,
dadurch gekennzeichnet,
dass die einzelnen Einrichtungen (2, 3) zur Steuerung- und/oder Regelung des Feuchtequerprofils und des Feuchteprofils in Maschinenrichtung (MD) jeweils eine Steuereinrichtung (9, 20) umfassen, die mit einer übergeordneten Steuereinrichtung (21) gekoppelt sind.
Vorrichtung (1) nach Anspruch 23,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Steuereinrichtungen (9, 20) von der übergeordneten Steuereinrichtung (21) gebildet werden.
Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 16 bis 24,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Einrichtung (2) zur Steuerung und/oder Regelung des Feuchtequerprofils zumindest eine Reihe (4) von Düsen (5.1 bis 5.n) umfasst, die über Mittel (6) zur Beeinflussung des Zuflusses mit einem zentralen Verteiler (7) gekoppelt sind.
Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 16 bis 25,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Einrichtung (3) zur Steuerung und/oder Regelung des Feuchteprofils in Maschinenrichtung (MD) zumindest eine Reihe (10) von Düsen (11.1 bis 11.n) umfasst, die mit einem zentralen Verteiler (12) verbunden sind.
Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 16 oder 26,
dadurch gekennzeichnet,
dass der zentrale Verteiler (7) der Einrichtung (2) und der zentrale Verteiler (12) der Einrichtung (3) von einem gemeinsamen zentralen Verteiler gebildet werden.
Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 16 bis 27,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Einrichtung (2) zur Steuerung und/oder Regelung des Feuchtequerprofils mehrere Zonen von Düsen (5.1 bis 5.n) umfasst, und diese einzeln steuerbar sind.
Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 16 bis 28,
dadurch gekennzeichnet,
dass Düsen (5.1 bis 5.n) der Einrichtung (2) zur Steuerung und/oder Regelung des Feuchtequerprofils einzeln steuerbar sind.
Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 16 bis 29,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Einrichtung (2) und (3) Düsen (5.1 bis 5.n, 11.1 bis 11.n) unterschiedlicher Düsentypen und/oder unterschiedlicher Sprühwinkel bezüglich der Materialbahn (M) aufweisen.
Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 16 bis 30,
dadurch gekennzeichnet,
dass zumindest eine einzelne Düse (5.1 bis 5.n, 11.1 bis 11.n) der Einrichtung (2) zur Steuerung und/oder Regelung des Feuchtequerprofils und/oder der Einrichtung (3) zur Steuerung und/oder Regelung des Feuchteprofils in Maschinenrichtung (MD) als Mehrstoffdüse, insbesondere Zweistoffdüse, ausgeführt ist.
Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 16 bis 31,
dadurch gekennzeichnet,
dass zumindest eine einzelne Düse (5.1 bis 5.n, 11.1 bis 11.n) der Einrichtung (2) zur Steuerung und/oder Regelung des Feuchtequerprofils und/oder der Einrichtung (3) zur Steuerung und/oder Regelung des Feuchteprofils in Maschinenrichtung (MD) als pneumatische Zerstäuberdüse ausgeführt ist.
Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 16 bis 32,
dadurch gekennzeichnet,
dass zumindest eine einzelne Düse (5.1 bis 5.n, 11.1 bis 11.n) der Einrichtung (2) zur Steuerung und/oder Regelung des Feuchtequerprofils und/oder der Einrichtung (3) zur Steuerung und/oder Regelung des Feuchteprofils in Maschinenrichtung (MD) als innenmischende Düse ausgebildet ist.
Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 16 bis 32,
dadurch gekennzeichnet,
dass zumindest eine einzelne Düse (5.1 bis 5.n, 11.1 bis 11.n) der Einrichtung (2) zur Steuerung und/oder Regelung des Feuchtequerprofils und/oder der Einrichtung (3) zur Steuerung und/oder Regelung des Feuchteprofils in Maschinenrichtung (MD) als außenmischende Düse ausgebildet ist.
Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 16 bis 34,
dadurch gekennzeichnet,
dass zumindest eine einzelne Düse (5.1 bis 5.n, 11.1 bis 11.n) der Einrichtung (2) zur Steuerung und/oder Regelung des Feuchtequerprofils und/oder der Einrichtung (3) zur Steuerung und/oder Regelung des Feuchteprofils in Maschinenrichtung (MD) als Vollkegel-, Hohlkegel- oder Flachstrahldüsen ausgeführt ist.
Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 16 bis 35,
dadurch gekennzeichnet,
dass zumindest eine einzelne Düse (5.1 bis 5.n, 11.1 bis 11.n) der Einrichtung (2) zur Steuerung und/oder Regelung des Feuchtequerprofils und/oder der Einrichtung (3) zur Steuerung und/oder Regelung des Feuchteprofils in Maschinenrichtung (MD) einen Sprühwinkel zwischen 20 bis 70 Grad, bevorzugt zwischen 20 bis 60 Grad, ganz besonders bevorzugt zwischen 25 bis 55 Grad aufweist.
Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 16 bis 36,
dadurch gekennzeichnet,
dass als Applikationsmedium ein Fluid, insbesondere Wasser, Chemikalien verwendet wird.
Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 16 bis 37,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Applikationsmedium mit Temperaturen im Bereich zwischen 5 bis 100 °C, bevorzugt zwischen 40 bis 55 °C aufgetragen wird.
Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 16 bis 38,
dadurch gekennzeichnet,
dass die einzelne Düse (5.1 bis 5.n, 11.1 bis 11.n) derart aufgebaut und ausgebildet ist, dass diese geeignet ist, das Fluid in der Düse mittels zumindest eines Zerstäubungsgases zu zerstäuben, insbesondere in Form von Luft, Dampf.
Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 16 bis 39,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Volumendurchsatz für das verwendete Zerstäubungsgas im Bereich zwischen 1 bis 10 mm³/h, bevorzugt zwischen 4 bis 8 mm³/h beträgt.
Vorrichtung (1) nach Anspruch 40,
dadurch gekennzeichnet,
dass die einzelnen Düsen (5.1 bis 5.n, 11.1 bis 11.n) hinsichtlich des Zerstäubungsmediums einzeln regelbar sind.
Vorrichtung (1) nach Anspruch 40,
dadurch gekennzeichnet,
dass die einzelnen Düsen (5.1 bis 5.n, 11.1 bis 11.n) hinsichtlich des Zerstäubungsmediums gemeinsam regelbar sind.
Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 16 bis 42,
dadurch gekennzeichnet,
dass zumindest eine einzelne Düse (5.1 bis 5.n, 11.1 bis 11.n) der Einrichtung (2) zur Steuerung und/oder Regelung des Feuchtequerprofils und/oder der Einrichtung (3) zur Steuerung und/oder Regelung des Feuchteprofils in Maschinenrichtung (MD) derart ausgebildet ist, dass die Sprühmenge im Bereich zwischen 1 bis 50 l/h, bevorzugt zwischen 1 bis 40 l/h und ganz besonders bevorzugt zwischen 2 bis 35 I/h beträgt.
Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 16 bis 43,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Düsen (5.1 bis 5.n, 11.1 bis 11.n) der einzelnen Einrichtung (2) zur Steuerung und/oder Regelung des Feuchtequerprofils und/oder der Einrichtung (3) zur Steuerung des Feuchteprofils in Maschinenrichtung (MD) derart ausgebildet und angeordnet sind, dass der Abstand zwischen dem Austritt aus der einzelnen Düse und der Oberfläche der Materialbahn (M) im Bereich zwischen 30 bis 150 mm, bevorzugt zwischen 40 bis 120 mm, ganz besonders bevorzugt zwischen 60 bis 110 mm beträgt.
Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 16 bis 44,
dadurch gekennzeichnet,
dass die einzelnen Düsen (5.1 bis 5.n, 11.1 bis 11.n) der Einrichtung (2) zur Steuerung und/oder Regelung des Feuchtequerprofils und/oder der Einrichtung (3) zur Steuerung und/oder Regelung des Feuchtequerprofils in Maschinenrichtung (MD) derart angeordnet sind, dass die Anzahl pro Meter Bahnbreite im Bereich zwischen 10 und 100, bevorzugt zwischen 15 bis 80, ganz besonders bevorzugt zwischen 20 bis 50 beträgt.
Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 16 bis 45,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Düsen (5.1 bis 5.n, 11.1 bis 11.n) der Einrichtung (3) zur Steuerung und/oder Regelung des Feuchteprofils in Maschinenrichtung (MD) in mehreren Reihen (4, 10) parallel zueinander in Maschinenrichtung (MD) angeordnet sind.
Maschine zur Herstellung einer Materialbahn (M), besonderer Papier-, Karton- oder Tissuebahnen mit einer Trockenvorrichtung (15) und einer der Trockenvorrichtung (15) nachgeordneten Wickeleinrichtung (17),
dadurch gekennzeichnet,
dass zwischen der Trockenvorrichtung (15) und der Wickeleinrichtung (17) eine Vorrichtung (1) gemäß einem der Ansprüche 16 bis 46 angeordnet ist.
Maschine nach Anspruch 47,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Wickeleinrichtung (17) ein Kalander (19) vorgeschaltet ist und die Vorrichtung (1) zwischen dem Trockenteil (15) und dem Kalander (19) angeordnet ist.