EP3194655A2 - Dichtungsstreifensystem für eine saugwalze sowie verfahren zur bedienung des dichtungsstreifensystems einer saugwalze - Google Patents

Dichtungsstreifensystem für eine saugwalze sowie verfahren zur bedienung des dichtungsstreifensystems einer saugwalze

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EP3194655A2
EP3194655A2 EP15781852.7A EP15781852A EP3194655A2 EP 3194655 A2 EP3194655 A2 EP 3194655A2 EP 15781852 A EP15781852 A EP 15781852A EP 3194655 A2 EP3194655 A2 EP 3194655A2
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EP
European Patent Office
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sealing strip
sealing
roll shell
controlled
distance
Prior art date
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EP15781852.7A
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English (en)
French (fr)
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Rüdiger Keinberger
Peter Eckerstorfer
Markus Ecker
Anton Luger
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Roechling Industrial Oepping & Co Kg GmbH
Original Assignee
Rochling Leripa Papertech & Co KG GmbH
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Publication date
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    • D21G9/0009—Paper-making control systems
    • D21G9/0036—Paper-making control systems controlling the press or drying section

Definitions

  • the invention relates to sealing strip systems for suction rolls and method for controlling or regulating this.
  • a suction roll which is used for dewatering web material, for example in paper machines, has an apertured roll shell and at least one suction box inside.
  • the suction box is fixedly mounted in the interior of the suction roll, wherein the provided with holes roll shell rotates around the suction box.
  • this has laterally sealing strips which seal the interior of the suction box relative to the remaining volume of the suction roll and in the longitudinal direction of the suction roll.
  • In the circumferential direction of the suction roll of the suction box is limited at its two ends by Formatbegrenzer and sealed against the roll shell.
  • a sealing strip is known, which is pressed by a loading element in the form of a pressure hose against the inner wall of the suction roll, as long as the vacuum is built up in the suction box.
  • the sealing strip is moved by a return element also in the form of a pressure hose slightly away from the inner wall of the suction roll, so that there is a defined adjustable sealing gap. To reduce noise, it is provided that the gap between the sealing strip and the inner wall in the running direction expands slowly.
  • EP 1344865 Bl shows a suction roll in which a microphone is mounted in the interior of the suction roll in the area behind the rear sealing strip of the suction box. If the measured ne noise level limit, countermeasures are initiated, which may consist in the change in the distance of the sealing strip to the inner wall and / or in the change in the opening angle of the gap between the squeegee and inner wall.
  • the object underlying the invention is to provide a device as simple as possible and a method to allow optimal operation of a suction roll. Partial tasks of the invention are first in the optimization of the amount of lubricant, secondly, the reduction in wear and monitoring, thirdly in the noise minimization.
  • the device according to the invention consists of a suction roll, inside which a suction box is mounted, which is bounded laterally by sealing strips.
  • Each sealing strip is associated with a lubricating water supply, which, seen in the running direction, introduce lubricating liquid in the direction of the inside of the holey jacket of the suction roll in front of the sealing strip.
  • Each sealing strip has at least one actuator, via which the contact pressure of the sealing strip on the inner circumferential surface of the suction roll is variable.
  • the seen in the direction of the second second, rear sealing strip additionally has a second actuator on which the opening angle of the gap between the sealing strip and Saugwalzenmantel is changeable.
  • the seen in the direction of the second, rear sealing strip has an electro-acoustic transducer, which is preferably integrated into the holder of the sealing strip and thus protected from moisture.
  • temperature sensors are mounted, which are preferably also used for wear measurement.
  • it is provided to process the data of the sensors in a miniserver and to actuate the actuators through the miniserver.
  • a mini server is a miniaturized data processing system with input and output modules and possibilities for digital communication, especially for wireless communica- nication with input and output devices and other data processing systems of a network.
  • the invention is subdivided into a plurality of partial regions, with particularly advantageous methods for operating the subject device being made possible in particular by the combination of these partial regions.
  • the first section consists of a combination of temperature and wear monitoring of the sealing strip.
  • the second sub-area consists in the regulated and preferably measurable use of lubricating fluid.
  • the third part consists of minimizing the wear of the sealing strip.
  • the fourth subsection is the minimization of noise emissions.
  • the temperature of the sealing strip for the optimized use of lubricating fluid and to control or regulate the amount of lubricating water or the amount of lubricating water as a function of the measured temperature.
  • the temperature can be measured at one or more points of the sealing strip and be introduced over the length of the sealing strip amount of lubricating water in each area of the sealing strip uniformly high.
  • the amount of lubricant introduced at individual areas of the longitudinal course of the sealing strip can be controlled or regulated separately, so that in the case of local heat generation in the sealing strip only in the affected area lubricating water is introduced.
  • the temperature sensors can also be used for wear monitoring or measurement. This is done by the fact that the temperature sensors are broken as soon as they are no longer protected by the material of the sealing strip and wear on the suction roll.
  • a plurality of such offset-mounted temperature sensors are always combined in a sensor unit, with a plurality of such sensor units preferably being distributed over the longitudinal direction of the sealing strip.
  • the local temperature profile in the sealing strip and the local wear in the sealing strip can be monitored, or this data can be transmitted to a controller or controller.
  • the contact pressure of the sealing strip is precisely regulated to this minimum, which is necessary to maintain the vacuum in predetermined / predetermined strength upright.
  • the required for the respective vacuum, or achievable for the respective other operating parameters of the suction roll minimal wear, since the wear of the friction and thus the Anstelltik is dependent. If this minimally achievable wear is too high for any reason, such as unfavorable operating parameters, contamination or a fault, the friction is reduced by the use of lubricating water.
  • An added benefit of the lubricating water is that contamination such as paper fibers can be removed from the sealing strip.
  • the spray tube in the sealing strip holder.
  • the lubricating water very close to the friction surface, so that surface with which rubs the sealing strip on the roll shell, introduced and the space required compared to a mounted before the sealing strip holder spray tube can be reduced.
  • a lubricating water system which in the Integrated sealing strip, there are the advantages that the
  • Friction area is not reduced by the openings of the lubricating water supply and that the sealing strip has a simpler structure.
  • a flow sensor is present in the spray tube or in the pipe leading to the spray pipe, which is in data communication with the Miniserver to monitor the amount of spray used in real time.
  • the flow rate is controlled or controlled by the Miniserver, for example, by adjusting a valve.
  • Another inventive aspect concerns the minimization of the noise level caused on the sealing strip.
  • the sometimes very loud noise occurs when the jacket of the suction roller coming from the vacuum of the suction box, the second sealing strip happens and the vacuum collapses abruptly in the openings of the roll shell.
  • This sudden ventilation is counteracted according to the prior art that the noise is reduced by a gradual opening of the gap between the sealing strip and the jacket of the suction roll.
  • From EP 1344865 Bl it is known to monitor the noise level and to take countermeasures when a threshold value is exceeded.
  • it is provided to measure the noise level and to regulate it by adjusting the opening angle of the gap to a minimum. The advantage of this is that so for each Operating parameters lowest possible noise level is reached.
  • the preferred combined control method of all sub-areas includes the measurement of the temperature in the sealing strips, measurement of the vacuum in the suction box, measurement of the sound level after the second sealing strip, regulation of the contact pressure of the sealing strips, control of the amount of lubricating water and control of the opening angle of the second sealing strip, wherein the Anstell Ben the Sealing strip is controlled to that minimum value, which is necessary to keep the vacuum in the suction box to a predetermined value, the amount of lubricating water per sealing strip depending on the temperature of the sealing strip is regulated and the opening angle of the second sealing strip is controlled to keep the sound level minimal ,
  • Fig. 1 Shows the structure of a sealing strip according to the invention with temperature sensors according to the invention with wear detection.
  • Fig. 2 shows schematically an exemplary inventive sealing strip system.
  • Fig. 3 shows schematically an exemplary inventive sealing strip system in noise-minimizing design.
  • Fig. 4 shows schematically a particularly preferred sealing device according to the invention a suction roll.
  • the sealing strip 1.1, 2.1 according to the invention with integrated temperature sensors 6.1 is shown.
  • a plurality of sensor units 6 are integrated in the sealing strip 1.1, 2.1, wherein each sensor unit 6 has four temperature sensors 6.1.
  • the temperature sensors 6.1 With regard to the upper surface, ie the friction or friction surface of the sealing strip 1.1, 2.1, the temperature sensors 6.1 have different distances. The distance between two consecutive temperature sensors 6.1 is for example 2 mm.
  • the sensor units consist of a printed circuit board 6.4, temperature sensors 6.1, a microchip 6.2 with integrated radio module and a power supply by means of battery 6.3.
  • the sealing strip 1.1, 2.1 By the employment of the sealing strip 1.1, 2.1 to the rotating roll shell 3, there is friction and thereby to an increase in temperature at the sealing strip 1.1, 2.1.
  • This temperature change causes a change in resistance to the temperature sensor 6.1 positioned on the printed circuit board 6.4, the temperature being determined from the voltage change caused thereby by the programmed microchip 6.2. If a temperature sensor 6.1 is ground through, ie destroyed, a signal interruption occurs. As a result, the microchip 6.2 is able to calculate the exact sealing strip wear due to the signal interruption of the individual temperature sensors 6.1.
  • a mini server with radio module is positioned, which receives the data from the sensor units 6 via radio.
  • the Miniserver is preferably connected to a network.
  • the data can be visualized via an output device such as a computer, tablet computer, laptop or mobile phone.
  • the sealing strip 1.1, 2.1 has at least one sensor unit 6, preferably, the sealing strip 1.1, 2.1 more sensor units 6 in order to measure the temperature at several points of the sealing strip 1.1, 2.1 can.
  • an inventive sealing strip system 1 is shown, which is preferably seen in the direction of movement of the roll shell 3 as the first sealing strip system 1 of a suction box 4 is used.
  • the sealing strip system 1 consists of a sealing strip 1.1 which is movably received in the groove of the sealing strip holder 1.2. In the groove is located below the sealing strip 1.1 designed as a pressure hose Anstellschlauch 1.3.
  • the sealing strip holder 1.2 Before the sealing strip 1.1, the sealing strip holder 1.2 is provided with a lubricating water system, which has spray nozzles 1.4, via which the lubricating water is introduced by a preferably in the sealing strip holder 1.2 integrated spray tube 1.5.
  • the sealing strip 1.1 is preferably integrated at least one sensor unit 6, or used.
  • the contact pressure with which the sealing strip 1.1 is pressed against the inside of the roll shell 3, can be changed.
  • FIG. 3 an inventive sealing strip system 2 is shown, which is preferably seen in the direction of movement of the suction roll as the second sealing strip system 2 of a suction box 4 is used.
  • the sealing strip system 2 consists of a sealing strip 2.1 which has a web along the lower front edge, which is movably received in the groove of the sealing strip holder 2.2. In the groove is below the web of the sealing strip 2.1 Anstellschlauch 2.3.
  • the sealing strip holder 2.2 is provided with a lubricating-water system which has spray nozzles 2.4, via which the lubricating water is conveyed through a preferably in the sealing bar holder 2.2 integrated spray tube 2.5 is introduced.
  • the sealing strip 2.1 at least one sensor unit 6 is preferably integrated or used.
  • the contact pressure with which the sealing strip 2.1 is pressed in the front region against the inside of the roll shell 3 can be changed.
  • the sealing strip 2.1 has a curved upper surface, so that the upper surface rests in its front region on the roll shell 3 and forms a gradually increasing gap in the rear region with the roll shell 3. The width of this gap can be adjusted by a height-adjustable bar 2.7, which can move the rear end of the sealing strip 2.1 closer to the roll shell 3 or away from it.
  • the height-adjustable bar 2.7 is guided along an obliquely upwardly extending groove of a slidable in the longitudinal direction of the sealing strip 2.1 bar 2.6.
  • the displaceable bar 2.6 can be designed as a slide, which is displaced by a motor-driven adjusting spindle in the groove of the sealing strip holder 2.2.
  • a longitudinal displacement of the movable bar 2.6 causes the height-adjustable bar 2.7 is moved along the groove upwards. It is also conceivable to perform the bar 2.6 fixed and to adjust by longitudinal displacement of the height-adjustable bar 2.7 along the groove in height. Since there are many possibilities to convert the rotational movement of a stepping motor into a linear movement of an actuator, it is generally stated that the distance of the rear end of the sealing strip 2.1 to the roll shell 3 can be changed by a motor and held in the respective position.
  • the sealing strip holder 2.2 is preferably a symbolically represented sound sensor 7 and a pickup attached, which serves to measure the noise level at or after the sealing strip 2.1.
  • the control method according to the invention provides that the opening angle of the gap between sealing strip 2.1 and roll shell 3 is controlled such that the noise level is reduced to a minimum.
  • other adjusting devices known from the prior art can also be used on the sealing strip 1.1 and the front region of the sealing strip 2.1.
  • clamping devices may be present to fix the sealing strip in their position temporarily or after reaching a stable, optimal operating condition.
  • an additional pressure hose may be present, which acts in the opposite direction to the first pressure hose (Anstellschlauch) on the sealing strip in order to "pull away" from the roll shell can.
  • an adjusting mechanism for adjusting the sealing strip 1.1 and the front region of the sealing strip 2.1 as it is used at the rear region of the sealing strip 2.1. It can be dispensed with the use of a Anstellschlauches. Since, in contrast to the rear portion of the sealing strip 2.1, the front portion and the sealing strip 1.1 can be brought into contact with the roll shell 3, it is necessary to make the contact pressure control or adjustable.
  • the contact pressure can be regulated by a controllable holding torque of the motor, or indirectly be controlled by a resilient element, which is located between the actuator and the sealing strip.
  • the sealing strip is already in contact with the roll shell, a further increase in the force of the actuator via the spring-elastic element can be exerted with increasing deformation of the spring-elastic element, with which the sealing strip is pressed against the roll shell. It is advantageous that the actuator can also be positioned so that there is a narrow gap between the sealing strip and roll shell.
  • FIG. 4 the construction of a suction box 4 with two sealing strip systems 1, 2 according to the invention is shown schematically.
  • the direction of movement of the roll mantle 3 is indicated by an arrow. interpreted.
  • the seen in the direction of movement front first sealing strip system 1 is performed as shown in FIG. 2, seen in the direction of movement rear second sealing strip system 2 is performed as shown in FIG.
  • the two sealing strip systems 1, 2 form the lateral boundary of the suction box 4. In the interior of the suction box 4 so results in a respect to the remaining interior of the suction roll sealed area 4.1.
  • a pressure sensor 5 for measuring the negative pressure or vacuum in the sealed area 4.1 is located in the interior of the suction box 4.
  • the determination of the negative pressure in the suction box 4 can also take place in or through the vacuum pump, which serves to generate the vacuum in the sealed area 4.1.
  • the first sealing strip system 1 has a temperature sensor 16 for determining the temperature of the sealing strip 1.1, which is preferably embodied as a plurality of sensor units 6 integrated in the sealing strip 1.1 according to FIG. 1.
  • the second sealing strip system 2 has a temperature sensor 26 for determining the temperature of the sealing strip 2.1, which is preferably designed as a plurality of sensor units 6 integrated in the sealing strip 2.1 according to FIG.
  • the second sealing strip system 2 also has a sensor for detecting noise, which is preferably designed as a sound sensor 7 integrated in the sealing strip holder 2.2.
  • the first sealing strip system 1 has an adjusting mechanism for changing the position of the sealing strip 1.1, which preferably comprises a positioning hose 1.3. About the adjustment of the contact pressure of the sealing strip 1.1 and / or the distance between the sealing strip 1.1 and roll shell 3 is controlled and / or regulated.
  • the first sealing strip system 1 has a lubricating water supply, wherein the amount of introduced lubricating water is controllable and / or controllable.
  • the lubricating water supply is preferably designed as a spray tube 1.5 integrated in the sealing strip holder 1.2.
  • the second sealing performance system 2 has an adjusting mechanism for changing the position of the front portion of the sealing strip 2.1 which preferably comprises a positioning tube 2.3. About the adjustment of the contact pressure of the front portion of the sealing strip 2.1 and / or the distance between the front portion of the sealing strip 2.1 and roll shell 3 are controlled and / or regulated.
  • the second sealing strip system 2 has a second adjusting mechanism for changing the position of the rear region of the sealing strip 2.1, which preferably comprises a stepping motor. About the second adjustment of the opening angle between the rear portion of the sealing strip 2.1 and the roll shell 3 is controllable and / or regulated.
  • the second sealing strip system 2 has a lubricating water supply, wherein the amount of introduced lubricating water is controllable and / or controllable.
  • the lubricating water supply is preferably designed as a spray tube 2.5 integrated in the sealing strip holder 2.2.
  • the control method according to the invention consists in a first variant in the detection of the negative pressure or vacuum in the suction box 4, wherein the contact pressure or the distance to the roll shell 3 of the first sealing strip 1.1 and the contact pressure or the distance to the roll shell 3 of the front portion of the second sealing strip 2.1 be regulated so that the minimum Abstelltik or that maximum distance sets, which is allowed to maintain the vacuum in the desired thickness in the interior of the suction box 4 upright.
  • the contact pressure or the distance can be varied together for both sealing strips 1.1, 2.1, for example, by the pressure hoses 1.3, 2.3 are subjected to the same pressure.
  • a particular advantage of this control method according to the invention is that the energy requirement of the roller is minimized because with a minimum contact pressure, the vacuum is maintained, resulting in a high saving.
  • the control method also a temperature sensor 16, 26 for detecting the sealing strip temperature of each sealing strip 1.1, 2.1 available.
  • the amount of lubricating water used for sealing strip 1.1 is controlled or regulated as a function of the measured values of the temperature sensor 16, and the amount of lubricating water used for sealing strip 2.1 is controlled or regulated as a function of the measured values of the temperature sensor 26.
  • the regulation of the amount of lubricant as a function of the temperature of the sealing strip 1.1, 2.1 can also be used without the aforementioned regulation of Anstell horrs or advantageous.
  • the noise level to or on the second sealing strip system 2 and depending on the measured value of the distance of the rear portion of the sealing strip 2.1 to the roll shell 3 and thus the opening angle of the gap between sealing strip 2.1 and Roll shell 3 regulated so that there is a minimal noise level.
  • This method can also be used advantageously separately from the methods described above, since the noise development on conventional sealing strips can amount to up to 110 dBA and can thus be hazardous to health. Constant noise optimization reduces this risk potential and, moreover, advantageously creates the quietest possible and therefore pleasant working environment.
  • the opening angle of the gap can also be controlled or controlled so that the frequency of the noise is changed, in particular towards lower frequencies. Since the possible interference of a noise is generally Tone strength significantly increases, resulting in the formation of a
  • the opening angle of the gap can also be advantageously controlled or controlled so that the frequency of the noise is changed according to predetermined patterns or stochastically to reduce the tone quality.
  • a paper machine usually has a plurality of suction rolls
  • the control or control of the noise emissions of all suction rolls is preferably carried out by a central data processing system such as a miniserver, in order to prevent the noise emissions of two or more suction rolls at the same time a maximum in the same frequency range to have.
  • a mini server preferably wirelessly, in which the control and regulation rules are stored, which can optionally be modified by a program or a user.
  • the Miniserver determines from the measured values the required manipulated variables for controlling the actuators.
  • the mini server is connected to a display and input device, in particular wirelessly to display the operating parameters, or to allow manual changes.
  • the intelligent system for controlling all the essential parameters within a suction roll which can be centrally monitored preferably by a mini server and changed either by the system or by the user in dependence on each other, ensures the most energy-efficient and quiet operation and preventive maintenance.
  • the system is based on components equipped with sensors, such as, in particular, sealing strip, pressure hose, sealing strip holder and spray tube, which preferably constantly provide, via radio / WLAN, information about the externally non-visible and / or controllable In this way, information about the operating condition of the suction roll is provided in a unique form.

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Abstract

Die Erfindung betrifft Dichtsysteme und Verfahren zum Betrieb der Dichtsysteme von Saugwalzen, welche im Inneren zumindest einen Saugkasten (4) aufweisen, welcher seitlich durch je ein Dichtleistensystem (1, 2) gegenüber dem Walzenmantel (3) abgedichtet ist und jedes Dichtleistensystem (1, 2) eine Dichtleiste (1.1, 2.1) umfasst.

Description

DICHTLEISTENSYSTEME FÜR SAUGWALZEN
Die Erfindung betrifft Dichtleistensysteme für Saugwalzen und Verfahren zur Steuerung bzw. Regelung dieser.
Eine Saugwalze (suction roll), welche zur Entwässerung von Bahnmaterial beispielsweise bei Papiermaschinen eingesetzt wird, weist einen mit Öffnungen versehenen Walzenmantel und im Inneren zumindest einen Saugkasten auf. Der Saugkasten ist ortsfest im Inneren der Saugwalze montiert, wobei der mit Löchern versehene Walzenmantel um den Saugkasten rotiert. Um den Saugkasten gegenüber dem Walzenmantel abzudichten, weist dieser seitlich Dichtleisten auf, die das Innere des Saugkastens gegenüber dem restlichen Volumen der Saugwalze abdichten und zwar in Längsrichtung der Saugwalze. In Umfangsrichtung der Saugwalze wird der Saugkasten an seinen beiden Enden durch Formatbegrenzer begrenzt und gegenüber dem Walzenmantel abgedichtet.
Besondere Herausforderungen bei der Konstruktion bzw. beim Betrieb von Saugwalzen bestehen im Verschleiß der Dichtleisten und in der Lärmentwicklung anschließend an die Dichtleisten .
Aus der EP 0943729 Bl ist eine Dichtleiste bekannt, welche durch ein Belastungselement in Form eines Druckschlauchs gegen die Innenwand der Saugwalze gedrückt wird, solange das Vakuum im Saugkasten aufgebaut wird. Im Betrieb wird die Dichtleiste durch ein Rückstellelement ebenfalls in Form eines Druckschlauchs etwas von der Innenwand der Saugwalze weg bewegt, sodass sich ein definierter einstellbarer Dichtspalt ergibt. Zur Geräuschreduktion ist vorgesehen, dass sich der Spalt zwischen Dichtleiste und der Innenwand in Laufrichtung gesehen langsam erweitert.
Aus der EP 1348805 Bl ist es bekannt eine Dichtleiste mit veränderbarem Dichtspalt auszuführen, wobei die Verstellung des Spalts über eine durch einen Druckschlauch höhenverstellbare Leiste erfolgt, welche mit dem hinteren Ende der Dichtleiste gelenkig verbunden ist.
Die EP 1344865 Bl zeigt eine Saugwalze, bei welcher im Inneren der Saugwalze im Bereich hinter der hinteren Dichtleiste des Saugkastens ein Mikrofon angebracht ist. Übersteigt der gemesse- ne Schallpegel einen Grenzwert, werden Gegenmaßnahmen eingeleitet, welche in der Veränderung des Abstands der Dichtleiste zur Innenwand und/oder in der Veränderung des Öffnungswinkel des Spaltes zwischen Saugleiste und Innenwand bestehen können.
Aus der DE 102007027688 AI ist es bekannt mehrere Temperatursensoren in die Dichtleiste zu integrieren, welche entlang der LängserStreckung der Dichtleiste also in Querrichtung der Papiermaschine angeordnet sind. Bei Erreichen einer Grenztemperatur wird der Abstand der Dichtleiste zum Walzenmantel erhöht. Zudem ist vorgesehen, dass der Unterdruck im Inneren des Saugkastens überwacht wird. Nimmt der Unterdruck ab, so wird die Dichtleiste wieder in Richtung der Innenwand bewegt. In weiterer Folge wird der Abstand bzw. der Anpress- bzw. Anstelldruck der Dichtleiste im Bereich zwischen dem Schwellenwert der Temperatur und dem Schwellenwert des Druckabfalls geregelt. Nachteilig ist, dass es dazu kommen kann, dass sich ein stabiler Betriebszustand nur langsam oder nicht einstellt, bzw. dass wenn ein Schwellenwert nicht ohne Verletzung des zweiten Schwellenwerts erreicht werden kann, keine geeigneten Gegenmaßnahmen gesetzt werden können .
Aus der WO 2013174573 AI ist es bekannt, in der Dichtleiste mehrere elektrische Leiter in Form eines Flachbandkabels vorzusehen, welches sich über die gesamte Länge der Dichtleiste erstreckt, um den Verschleiß der Dichtleiste zu überwachen. Die einzelnen Leiter sind unterschiedlich tief in der Dichtleiste eingebettet, sodass bei Verschleiß der Dichtleiste diese nacheinander durchtrennt werden. Nachteilig ist, dass nur der Maximalwert der Abnutzung bekannt ist und eine ungleichmäßige Abnutzung der Dichtleiste nicht erkennbar ist.
Aus der DE 102005048054 AI ist es bekannt, den Anstelldruck der Stellvorrichtung der Dichtleiste so zu regeln, dass der gesamte Anpressdruck konstant gehalten wird. Der gesamte Anpressdruck setzt sich zusammen aus dem Anstelldruck der Stellvorrichtung der Dichtleiste und einer durch das Vakuum im Inneren des Saugkastens erzeugten Komponente, welche durch die Löcher der Saugwalze auf die Dichtleiste wirkt. Nachteilig am Stand der Technik ist, dass es kein zufriedenstellendes Gesamtkonzept zum ausfallsicheren, leisen und ressourcensparenden Betrieb einer Saugwalze gibt.
Die der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe besteht darin, eine möglichst einfache Vorrichtung sowie ein Verfahren zu schaffen, um einen optimalen Betrieb einer Saugwalze zu ermöglichen. Teilaufgaben der Erfindung liegen erstens in der Optimierung der Schmiermittelmenge, zweitens der Verschleißminderung und Überwachung, drittens in der Geräuschminimierung .
Für das Lösen der Aufgabe wird vorgeschlagen, die Saugwalze mit einer Kombination aus Sensoren und Stellgliedern auszugestalten, sodass sich durch das erfindungsgemäße Regelungsverfahren optimale Betriebsverhältnisse einstellen.
Die Erfindungsgemäße Vorrichtung besteht dabei aus einer Saugwalze, in deren Inneren ein Saugkasten angebracht ist, welcher seitlich durch Dichtleisten begrenzt ist. Jeder Dichtleiste ist eine Schmierwasserzuführung zugeordnet, welchen in Laufrichtung gesehen vor der Dichtleiste Schmierflüssigkeit in Richtung der Innenseite des löchrigen Mantels der Saugwalze einbringen. Jede Dichtleiste weist zumindest einen Aktuator auf, über den der Anstelldruck der Dichtleiste an die innere Mantelfläche der Saugwalze veränderbar ist. Die in Laufrichtung gesehen zweite, hintere Dichtleiste weist zusätzlich einen zweiten Aktuator auf über welchen der Öffnungswinkel des Spaltes zwischen Dichtleiste und Saugwalzenmantel veränderbar ist. Die in Laufrichtung gesehen zweite, hintere Dichtleiste weist einen elektroakustischen Wandler auf, welcher bevorzugt in den Halter der Dichtleiste integriert und somit vor Feuchtigkeit geschützt ist. In den Dichtleisten sind Temperatursensoren angebracht, welche vorzugsweise auch zur Verschleißmessung dienen. Erfindungsgemäß ist vorgesehen die Daten der Sensoren in einem Miniserver zu verarbeiten und die Aktuatoren durch den Miniserver anzusteuern. Ein Miniserver ist eine miniaturisierte Datenverarbeitungsanlage mit Ein- und Ausgangsmodulen und Möglichkeiten zur digitalen Kommunikation insbesondere zur drahtlosen Kommu- nikation mit Ein- und Ausgabegeräten und anderen Datenverarbeitungsanlagen eines Netzwerks.
Die Erfindung gliedert sich in mehrere Teilbereiche, wobei insbesondere durch die Kombination dieser Teilbereiche besonders vorteilhafte Verfahren zum Betrieb der gegenständlichen Vorrichtung ermöglicht werden.
Der erste Teilbereich besteht in einer Kombination von Temperatur- und Verschleißüberwachung der Dichtleiste.
Der zweite Teilbereich besteht im geregelten und bevorzugt messbaren Einsatz von Schmierflüssigkeit.
Der dritte Teilbereich besteht in der Minimierung des Verschleißes der Dichtleiste.
Der vierte Teilbereich besteht in der Minimierung der Geräuschemissionen .
Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen zum optimierten Einsatz von Schmierflüssigkeit die Temperatur der Dichtleiste zu messen und den Schmierwassereinsatz bzw. die Schmierwassermenge in Abhängigkeit der gemessenen Temperatur zu steuern bzw. zu regeln. Dazu kann die Temperatur an einem oder mehreren Punkten der Dichtleiste gemessen werden und die über die Länge der Dichtleiste eingebrachte Schmierwassermenge in jedem Bereich der Dichtleiste einheitlich hoch sein.
Wird die Temperatur der Dichtleiste in mehreren Bereichen der Dichtleiste gemessen, kann auch ein örtlicher Temperaturverlauf in der Dichtleiste erfasst werden. Vorteilhaft kann die eingebrachte Schmiermittelmenge an einzelnen Bereichen des Längsverlaufs der Dichtleiste getrennt gesteuert bzw. geregelt werden, sodass im Fall einer lokalen Hitzeentstehung in der Dichtleiste nur im betroffenen Bereich Schmierwasser eingebracht wird.
Da die Wärme in der Dichtleiste durch Reibung an der inneren Mantelfläche der Saugwalze entsteht und das Schmierwasser diese Reibung herabsetzt, kann so exakt die benötige Schmierwassermenge eingebracht werden, welche nötig ist um die Reibung und somit den Verschleiß gering zu halten. Für das soeben beschriebene Verfahren ist es nötig, die Temperatur der Dichtleiste zu erfassen, möglichst nahe an der Oberfläche, mit welcher die Dichtleiste an der inneren Mantelfläche der Saugwalze reibt. Dazu ist es vorteilhaft, den Temperatursensor im Inneren der Dichtleiste anzubringen, wie aus der DE 102007027688 AI bekannt. Die Distanz der Temperatursensoren der DE 102007027688 AI zur besagten Oberfläche muss dabei so hoch sein, dass diese bis zum Erreichen des maximal zulässigen Verschleißes noch im Material der Dichtleiste integriert sind. Als erfindungsgemäße Verbesserung wird vorgeschlagen, mehrere Temperatursensoren in die Dichtleiste zu integrieren, wobei diese Temperatursensoren in unterschiedlicher Tiefe in die Dichtleiste eingesetzt bzw. integriert sind. Besonders vorteilhaft ist dabei, dass die Temperatursensoren auch zur Verschleißüberwachung bzw. Messung eingesetzt werden können. Dies erfolgt dadurch, dass die Temperatursensoren kaputt gehen, sobald diese nicht mehr vom Material der Dichtleiste geschützt sind und an der Saugwalze verschleißen.
Bevorzugt sind immer mehrere solcher in der Tiefe versetzt angebrachten Temperatursensoren in einer Sensoreinheit zusammenge- fasst, wobei bevorzugt über die Längsrichtung der Dichtleiste verteilt mehrere solche Sensoreinheiten angebracht sind. Dadurch kann der örtliche Temperaturverlauf in der Dichtleiste und der örtliche Verschleiß in der Dichtleiste überwacht werden, bzw. diese Daten an eine Steuerung oder Regelung übertragen werden.
Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, die Position bzw. den Anstelldruck der Dichtleiste in Abhängigkeit der Dichtleisten- temperatur und des Druckes im Inneren des Saugkastens zu regeln. Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, die Position bzw. den Anstelldruck der Dichtleiste nur in Abhängigkeit des Drucks im Inneren des Saugkastens zu regeln. Wobei über die Erfassung der Temperatur der Einsatz von Schmiermittel geregelt werden kann. Vorteilhaft daran ist, dass der Aktuator zum Verändern des Anstelldrucks der Dichtleiste einfacher ausgeführt werden kann, da die durch den Aktuator ausgeübte Kraft über die Leistenlänge konstant sein kann und die Notwendigkeit entfällt, durch den Ak- tuator eine negative Kraft, welche eine Verminderung des Anstelldrucks zur Folge hat, auf die Dichtleiste auszuüben. Zudem wird keine Klemmvorrichtung zum Fixieren der Dichtleiste benötigt, welche in anderen nach dem Stand der Technik bekannten Saugwalzen zum Einsatz kommt, um die Dichtleiste in einem definierten Abstand zum Walzenmantel fest zu legen. Zudem ist die Gefahr von nicht zulässigen Betriebszuständen gemindert, da eine erhöhte Temperatur bzw. Reibung durch den Einsatz von Schmierwasser behoben wird und nicht durch Veränderung des Anstelldrucks, was zu einer Minderung des Vakuums führt. Beim bekannten Verfahren nach dem Stand der Technik ist es hingegen nötig einen gewisse „Anstelldruck-Reserve" einzuhalten, da es ansonsten nicht möglich wäre, einen Temperaturanstieg zu Kompensierung, ohne dass das Vakuum geschwächt wird.
Durch die erfindungsgemäße Regelung wird der Anstelldruck der Dichtleiste eben auf dieses Minimum geregelt, welches nötig ist, um das Vakuum in vorgegebener/vorgebbarer Stärke aufrecht zu halten. In diesem Betriebs zustand stellt sich der für das jeweilige Vakuum benötigte, bzw. der für die jeweiligen sonstigen Betriebsparameter der Saugwalze erreichbare, minimale Verschleiß ein, da der Verschleiß von der Reibung und somit vom Anstelldruck abhängig ist. Ist dieser minimal erreichbare Verschleiß aus irgendwelchen Gründen wie ungünstigen Betriebsparametern, Verschmutzung oder eine Störung zu hoch, wird die Reibung durch den Einsatz von Schmierwasser herabgesetzt. Ein Zusatznutzen des Schmierwassers ist, dass Verschmutzung wie beispielsweise Papierfasern von der Dichtleiste entfernt werden können.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen als Verbesserung gegenüber dem Stand der Technik das Spritzrohr in den Dichtleistenhalter zu integrieren. Dadurch kann das Schmierwasser sehr nahe an der Friktionsfläche, also jener Fläche mit der die Dichtleiste am Walzenmantel reibt, eingebracht und der Platzbedarf gegenüber einem vor dem Dichtleistenhalter montierten Spritzrohr reduziert werden. Gegenüber einem Schmierwassersystem, welches in die Dichtleiste integriert ist, ergeben sich die Vorteile, dass die
Friktionsfläche nicht durch die Öffnungen der SchmierwasserZuführung reduziert ist und dass die Dichtleiste einen einfacheren Aufbau aufweist. Bevorzugt ist im Spritzrohr oder in der zum Spritzrohr führenden Leitung ein Durchflusssensor vorhanden, welcher in Datenverbindung mit dem Miniserver ist, um die Menge an eingesetztem Spritzwasser in Echtzeit zu überwachen. Die Durchflussmenge wird vom Miniserver beispielsweise durch Verstellung eines Ventils geregelt oder gesteuert.
Besonders vorteilhaft ist, wenn das soeben beschriebene Verfahren mithilfe einer Dichtleiste mit den zuvor beschriebenen Temperatursensoren mit Verschleißerkennung umgesetzt wird, da die Temperatur immer sehr nahe an der Oberfläche, an welcher die Reibung auftritt, gemessen wird und so sehr rasch bereits auf geringste Temperaturanstiege regiert werden kann. Zudem kann, sofern individuell ansteuerbare Schmierwasserdüsen eingesetzt werden, oder mehrere einzeln ansteuerbare Spritzrohre pro Dichtleistensystem verwendet werden, das Schmierwasser nur in jenem Bereich eingebracht werden, in welchem ein lokaler Temperaturanstieg gemessen wird.
Ein weiterer erfinderischer Teilaspekt betrifft die Minimierung des an der Dichtleiste verursachten Geräuschpegels. Das mitunter sehr laute Geräusch entsteht, wenn der Mantel der Saugwalze vom Vakuum des Saugkastens kommend, die zweite Dichtleiste passiert und das Vakuum in den Öffnungen des Walzenmantels schlagartig zusammenbricht. Dieser schlagartigen Belüftung wird nach dem Stand der Technik dadurch entgegen gewirkt, dass durch eine allmähliche Öffnung des Spaltes zwischen Dichtleiste und Mantel der Saugwalze das Geräusch reduziert wird. Aus der EP 1344865 Bl ist es bekannt den Geräuschpegel zu überwachen und bei einer Überschreitung eines Schwellwerts Gegenmaßnahmen zu ergreifen. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, den Geräuschpegel zu Messen und durch Verstellen des Öffnungswinkels des Spaltes auf ein Minimum zu regeln. Vorteilhaft daran ist, dass so der für die jeweiligen Betriebsparameter geringste mögliche Geräuschpegel erreicht wird .
Zur Ausbildung eines erfindungsgemäßen gegenüber dem Stand der Technik verbesserten Verstellmechanismus für den Öffnungswinkel des Spalts, wird ausgehend von der EP 1348805 Bl vorgeschlagen, die Verstellung der Position des hintern Endes der Dichtleiste nicht über einen Druckschlauch zu erreichen, sondern durch einen Motor, insbesondere einen Schrittmotor oder Servomotor, welcher dazu dient eine Leiste, welche zumindest eine schräge Fläche aufweist und unterhalb der Dichtleiste angeordnet ist, in Längsrichtung der Dichtleiste zu verschieben, sodass die Dichtleiste entlang der schrägen Fläche höhenverstellbar ist. Vorteilhaft ist, dass über den Motor der Spalt sehr exakt einstellbar ist und die Notwendigkeit von Klemmelementen und/oder Anschlägen, wie sie bei einer Druckschlauch-Ausführung benötigt werden, entfällt. Der erfindungsgemäße Verstellmechanismus ist daher einfacher und exakter gegenüber dem Stand der Technik, wobei über die Positionsinformation des Schrittmotors die Position des hinteren Endes der Dichtleiste jederzeit ermittelbar ist.
Das bevorzugte kombinierte Regelungsverfahren aller Teilbereiche umfasst die Messung der Temperatur in den Dichtleisten, Messung des Vakuums im Saugkasten, Messung des Schallpegels nach der zweiten Dichtleiste, Regelung des Anstelldrucks der Dichtleisten, Regelung der Schmierwassermenge und Regelung des Öffnungswinkels der zweiten Dichtleiste, wobei der Anstelldruck der Dichtleisten auf jenen minimalen Wert geregelt wird, welcher nötig ist um das Vakuum im Saugkasten auf einem vorgebbaren Wert zu halten, die Schmierwassermenge je Dichtleiste in Abhängigkeit der Temperatur der Dichtleiste geregelt wird und der Öffnungswinkel der zweiten Dichtleiste geregelt wird, um den Schallpegel minimal zu halten.
Die Erfindung wird an Hand von Zeichnungen veranschaulicht: Fig. 1: Zeigt den Aufbau einer erfindungsgemäßen Dichtleiste mit erfindungsgemäßen Temperatursensoren mit Verschleißerkennung .
Fig. 2: zeigt schematisch ein beispielhaftes erfindungsgemäßes Dichtleistensystem .
Fig. 3: zeigt schematisch ein beispielhaftes erfindungsgemäßes Dichtleistensystem in geräuschminimierender Ausführung.
Fig. 4: Zeigt schematisch eine besonders bevorzugte erfindungsgemäße Dichtvorrichtung einer Saugwalze.
In Fig. 1 ist die erfindungsgemäße Dichtleiste 1.1, 2.1 mit integrierten Temperatursensoren 6.1 gezeigt. In dieser besonders bevorzugten Ausführungsvariante sind in der Dichtleiste 1.1, 2.1 mehren Sensoreinheiten 6 integriert, wobei jede Sensoreinheit 6 vier Temperatursensoren 6.1 aufweist. Bezüglich der oberen Fläche, also der Reib- bzw. Friktionsfläche der Dichtleiste 1.1, 2.1 weisen die Temperatursensoren 6.1 unterschiedliche Abstände auf. Der Abstand zwischen zwei aufeinander folgenden Temperatursensoren 6.1 beträgt beispielsweise 2 mm. Die Sensoreinheiten bestehen aus einer Leiterplatte 6.4, Temperatursensoren 6.1, einem Mikrochip 6.2 mit integriertem Funkmodul und einer Stromversorgung mittels Batterie 6.3. Durch die Anstellung der Dichtleiste 1.1, 2.1 an den rotierenden Walzenmantel 3 kommt es zu Reibung und dadurch zu einem Temperaturanstieg an der Dichtleiste 1.1, 2.1. Diese Temperaturänderung bewirkt eine Widerstandsänderung an den auf der Leiterplatte 6.4 positionierten Temperatursensoren 6.1, wobei aus der dadurch verursachten Spannungsänderung durch den programmierten Mikrochip 6.2 die Temperatur ermittelt wird. Wird ein Temperatursensor 6.1 durchgeschliffen, also zerstört, kommt es zu einer Signalunterbrechung. Dadurch ist der Mikrochip 6.2 in der Lage, durch die Signalunterbrechung der einzelnen Temperatursensoren 6.1 den genauen Dichtleistenverschleiß zu berechnen.
Außerhalb der Saugwalze ist ein Miniserver mit Funkmodul positioniert, der die Daten von den Sensoreinheiten 6 über Funk empfängt. Der Miniserver ist vorzugsweise mit einem Netzwerk ver- bunden und die Daten können über ein Ausgabegerät wie beispielsweise Computer, TabletComputer , Laptop oder Mobiltelefon visua- lisiert werden.
Die Dichtleiste 1.1, 2.1 weist zumindest eine Sensoreinheit 6 auf, vorzugsweise weist die Dichtleiste 1.1, 2.1 mehrere Sensoreinheiten 6 auf, um die Temperatur an mehreren Punkten der Dichtleiste 1.1, 2.1 messen zu können.
In Fig. 2 ist ein erfindungsgemäßes Dichtleistensystem 1 gezeigt, welches bevorzugt in Bewegungsrichtung des Walzenmantels 3 gesehen als erstes Dichtleistensystem 1 eines Saugkastens 4 zum Einsatz kommt. Das Dichtleistensystem 1 besteht aus einer Dichtleiste 1.1 welche in der Nut des Dichtleistenhalters 1.2 beweglich aufgenommen ist. In der Nut befindet sich unterhalb der Dichtleiste 1.1 ein als Druckschlauch ausgebildeter Anstellschlauch 1.3. Vor der Dichtleiste 1.1 ist der Dichtleistenhalter 1.2 mit einem Schmierwassersystem versehen, welches Sprühdüsen 1.4 aufweist, über welche das Schmierwasser durch ein bevorzugt in den Dichtleistenhalter 1.2 integriertes Spritzrohr 1.5 eingebracht wird. In die Dichtleiste 1.1 ist bevorzugt zumindest eine Sensoreinheit 6 integriert, bzw. eingesetzt. Über den Druck im Anstellschlauch 1.3 kann der Anstelldruck, mit welchem die Dichtleiste 1.1 gegen die Innenseite des Walzenmantels 3 gedrückt wird, verändert werden.
In Fig. 3 ist ein erfindungsgemäßes Dichtleistensystem 2 gezeigt, welches bevorzugt in Bewegungsrichtung der Saugwalze gesehen als zweites Dichtleistensystem 2 eines Saugkastens 4 zum Einsatz kommt. Das Dichtleistensystem 2 besteht aus einer Dichtleiste 2.1 welche entlang der unteren Vorderkante einen Steg aufweist, welcher in der Nut des Dichtleistenhalters 2.2 beweglich aufgenommen ist. In der Nut befindet sich unterhalb des Steges der Dichtleiste 2.1 ein Anstellschlauch 2.3. Vor der Dichtleiste 2.1 ist der Dichtleistenhalter 2.2 mit einem Schmierwassersystem versehen, welches Sprühdüsen 2.4 aufweist, über welche das Schmierwasser durch ein bevorzugt in den Dicht- leistenhalter 2.2 integriertes Spritzrohr 2.5 eingebracht wird.
In die Dichtleiste 2.1 ist bevorzugt zumindest eine Sensoreinheit 6 integriert, bzw. eingesetzt. Über den Druck im Anstellschlauch 2.3 kann der Anstelldruck, mit welchem die Dichtleiste 2.1 im vorderen Bereich gegen die Innenseite des Walzenmantels 3 gedrückt wird, verändert werden. Die Dichtleiste 2.1 weist eine gekrümmte obere Fläche auf, sodass die obere Fläche in ihrem vorderen Bereich am Walzenmantel 3 anliegt und im hinteren Bereich mit dem Walzenmantel 3 einen sich allmählich vergrößernden Spalt bildet. Die Breite dieses Spaltes kann durch eine höhenverstellbare Leiste 2.7 verstellt werden, welche das hintere Ende der Dichtleiste 2.1 nähere an den Walzenmantel 3 heran oder von diesem weg bewegen kann. Die höhenverstellbare Leiste 2.7 ist entlang einer schräg nach oben verlaufenden Nut einer in Längsrichtung der Dichtleiste 2.1 verschiebbaren Leiste 2.6 geführt. Die verschiebbaren Leiste 2.6 kann als Schlitten ausgeführt sein, welcher durch eine vom Motor angetriebene Stellspindel in der Nut des Dichtleistenhalters 2.2 verschoben wird. Eine Längsverschiebung der verschiebbaren Leiste 2.6 führt dazu, dass die höhenverstellbare Leiste 2.7 entlang der Nut nach oben verschoben wird. Es ist auch denkbar, die Leiste 2.6 feststehend auszuführen und durch Längsverschiebung der höhenverstellbaren Leiste 2.7 diese entlang der Nut in der Höhe zu verstellen. Da viele Möglichkeiten bestehen die Rotationsbewegung eines Schrittmotors in eine lineare Bewegung eines Stellglieds umzuwandeln, sei allgemein festgehalten, dass die Distanz des hinteren Endes der Dichtleiste 2.1 zum Walzenmantel 3 durch einen Motor veränderbar und in der jeweiligen Position haltbar ist.
Im Dichtleistenhalter 2.2 ist bevorzugt ein symbolisch dargestellter Schallsensor 7 bzw. ein Tonabnehmer angebracht, welcher zur Messung des Geräuschpegels an bzw. nach der Dichtleiste 2.1 dient. Das erfindungsgemäße Regelungsverfahren sieht vor, dass der Öffnungswinkel des Spalts zwischen Dichtleiste 2.1 und Walzenmantel 3 derart geregelt wird, dass der Geräuschpegel auf ein Minimum reduziert wird. Als Verallgemeinerung kann festgehalten werden, dass anstelle der Druckschläuche 1.3, 2.3 auch andere nach dem Stand der Technik bekannte Versteilvorrichtungen an der Dichtleiste 1.1 und dem vorderen Bereich der Dichtleiste 2.1 eingesetzt werden können. So können beispielsweise zusätzlich zu den Druckschläuchen Klemmvorrichtungen vorhanden sein, um die Dichtleiste temporär oder nach Erreichen eines stabilen, optimalen Betriebszustands in ihrer Position zu fixieren. Außerdem kann wie aus der EP 0943729 Bl bekannt ein zusätzlicher Druckschlauch vorhanden sein, welcher in entgegengesetzter Richtung zum ersten Druckschlauch (Anstellschlauch) auf die Dichtleiste wirkt, um diese vom Walzenmantel „wegziehen" zu können.
Erfindungsgemäß ist es auch möglich, zur Verstellung der Dichtleiste 1.1 und des vorderen Bereichs der Dichtleiste 2.1 einen Verstellmechanismus vorzusehen, wie er am hinteren Bereich der Dichtleiste 2.1 eingesetzt ist. Dabei kann auf den Einsatz eines Anstellschlauches verzichtet werden. Da im Gegensatz zum hinteren Bereich der Dichtleiste 2.1, deren vorderer Bereich und die Dichtleiste 1.1 mit dem Walzenmantel 3 in Kontakt bringbar sind, ist es erforderlich den Anstelldruck Steuer- oder regelbar zu gestalten. Der Anstelldruck kann dabei durch ein regelbares Haltemoment des Motors geregelt werden, oder indirekt durch ein federelastisches Element regelbar sein, welches sich zwischen dem Stellelement und der Dichtleiste befindet. Ist die Dichtleiste bereits in Kontakt mit dem Walzenmantel kann über eine weitere Verstellung des Stellgliedes über das federelastische Element eine mit zunehmender Verformung des federelastischen Elements zunehmende Kraft ausgeübt werden, mit welcher die Dichtleiste gegen den Walzenmantel gepresst wird. Vorteilhaft ist, dass das Stellglied auch so positioniert werden kann, dass sich ein schmaler Spalt zwischen Dichtleiste und Walzenmantel ergibt.
In Fig. 4 ist schematisch der Aufbau eines Saugkastens 4 mit zwei erfindungsgemäßen Dichtleistensystemen 1, 2 gezeigt. Die Bewegungsrichtung des Walzenmantels 3 ist durch einen Pfeil an- gedeutet. Das in Bewegungsrichtung gesehen vordere erste Dichtleistensystem 1 ist gemäß Fig. 2 ausgeführt, das in Bewegungsrichtung gesehen hintere zweite Dichtleistensystem 2 ist gemäß Fig. 3 ausgeführt. Wie in Fig. 4 erkennbar bilden die beiden Dichtleistensysteme 1, 2 die seitliche Begrenzung des Saugkasten 4. Im Inneren des Saugkastens 4 ergibt sich so ein gegenüber dem restlichen Inneren der Saugwalze abgedichteter Bereich 4.1.
Wie symbolisch dargestellt befindet sich im Inneren des Saugkastens 4 ein Drucksensor 5 zur Messung des Unterdrucks bzw. Vakuums im abgedichteten Bereich 4.1. Alternativ kann die Ermittlung des Unterdrucks im Saugkasten 4 auch in der bzw. durch die Vakuumpumpe erfolgen, welche zur Erzeugung des Vakuums im abgedichteten Bereich 4.1 dient.
Das erste Dichtleistensystem 1 weist eine Temperatursensorik 16 zur Ermittlung der Temperatur der Dichtleiste 1.1 auf, welche bevorzugt als mehrere in die Dichtleiste 1.1 integrierte Sensoreinheiten 6 gemäß Fig. 1 ausgeführt ist.
Das zweite Dichtleistensystem 2 weist eine Temperatursensorik 26 zur Ermittlung der Temperatur der Dichtleiste 2.1 auf, welche bevorzugt als mehrere in die Dichtleiste 2.1 integrierte Sensoreinheiten 6 gemäß Fig. 1 ausgeführt ist. Das zweite Dichtleistensystem 2 weist zudem einen Sensor zur Geräuscherfassung auf, welcher bevorzugt als ein in den Dichtleistenhalter 2.2 integrierter Schallsensor 7 ausgeführt ist.
Das erste Dichtleistensystem 1 weist einen Verstellmechanismus zur Positionsänderung der Dichtleiste 1.1 auf, welcher bevorzugt einen Anstellschlauch 1.3 umfasst. Über den Verstellmechanismus ist der Anstelldruck der Dichtleiste 1.1 und/oder die Distanz zwischen Dichtleiste 1.1 und Walzenmantel 3 steuerbar und/oder regelbar. Das erste Dichtleistensystem 1 weist eine Schmierwasserzuführung auf, wobei die Menge an eingebrachtem Schmierwasser steuerbar und oder regelbar ist. Die SchmierwasserZuführung ist vorzugsweise als ein in den Dichtleistenhalter 1.2 integriertes Spritzrohr 1.5 ausgeführt.
Das zweite Dicht leistensystem 2 weist einen Verstellmechanismus zur Positionsänderung des vorderen Bereichs der Dichtleiste 2.1 auf, welcher bevorzugt einen Anstellschlauch 2.3 umfasst. Über den Verstellmechanismus sind der Anstelldruck des vorderen Bereichs der Dichtleiste 2.1 und/oder die Distanz zwischen dem vorderen Bereich der Dichtleiste 2.1 und Walzenmantel 3 steuerbar und/oder regelbar. Das zweite Dichtleistensystem 2 weist einen zweiten Verstellmechanismus zur Positionsänderung des hinteren Bereichs der Dichtleiste 2.1 auf, welcher bevorzugt einen Schrittmotor umfasst. Über den zweiten Verstellmechanismus ist der Öffnungswinkel zwischen dem hinteren Bereich der Dichtleiste 2.1 und dem Walzenmantel 3 steuerbar und/oder regelbar.
Das zweite Dichtleistensystem 2 weist eine SchmierwasserZuführung auf, wobei die Menge an eingebrachtem Schmierwasser steuerbar und oder regelbar ist. Die SchmierwasserZuführung ist vorzugsweise als ein in den Dichtleistenhalter 2.2 integriertes Spritzrohr 2.5 ausgeführt.
Das erfindungsgemäße Regelungsverfahren besteht in einer ersten Variante in der Erfassung des Unterdrucks bzw. Vakuums im Saugkasten 4, wobei der Anstelldruck bzw. der Abstand zum Walzenmantel 3 der ersten Dichtleiste 1.1 und der Anstelldruck bzw. der Abstand zum Walzenmantel 3 des vorderen Bereichs der zweiten Dichtleiste 2.1 so geregelt werden, dass sich jener minimale Anstelldruck bzw. jener maximale Abstand einstellt, welcher zulässig ist, um das Vakuum in gewünschter Stärke im Inneren des Saugkastens 4 aufrecht zu halten. Der Anstelldruck bzw. der Abstand kann dabei für beide Dichtleisten 1.1, 2.1 gemeinsam variiert werden, beispielsweise indem die Druckschläuche 1.3, 2.3 mit demselben Druck beaufschlagt werden.
Besonders vorteilhaft an diesem erfindungsgemäßen Regelungsverfahren ist, dass der Energiebedarf der Walze minimiert wird, da mit einem minimalen Anstelldruck das Vakuum aufrecht gehalten wird, woraus sich eine hohe Einsparung ergibt.
Es ist auch denkbar, den Anstelldruck bzw. der Abstand gegebenenfalls unter Anwendung festlegbarer zusätzlicher Steuer- Vorschriften für beide Dichtleisten 1.1, 2.1 getrennt zu regeln, beispielsweise indem die stärker verschlissenen Leiste weniger stark angepresst wird als die noch weniger verschlissene Leiste.
Vorzugsweise ist bei der ersten Variante des Regelungsverfahren zudem eine Temperatursensorik 16, 26 zur Erfassung der Dichtleistentemperatur jeder Dichtleiste 1.1, 2.1 vorhanden. Die Menge an eingesetztem Schmierwasser für Dichtleiste 1.1 wird dabei in Abhängigkeit der Messwerte der Temperatursensorik 16 gesteuert bzw. geregelt und die Menge an eingesetztem Schmierwasser für Dichtleiste 2.1 wird dabei in Abhängigkeit der Messwerte der Temperatursensorik 26 gesteuert bzw. geregelt. Die Regelung der Schmiermittelmenge in Abhängigkeit der Temperatur der Dichtleiste 1.1, 2.1 ist auch ohne die zuvor genannte Regelung des Anstelldrucks einsetzbar bzw. vorteilhaft.
Besonders vorteilhaft an diesem erfindungsgemäßen Steuerungsbzw. Regelungsverfahren ist, dass der Wasserbedarf minimiert wird und somit deutlich weniger Wasser verbraucht wird als mit konventionellen Spritzrohren.
In Erweiterung der ersten Variante wird in der zweiten Variante der erfindungsgemäßen Regelung zudem der Geräuschpegel nach bzw. am zweiten Dichtleistensystem 2 gemessen und in Abhängigkeit des Messwerts der Abstand des hinteren Bereichs der Dichtleiste 2.1 zum Walzenmantel 3 und damit der Öffnungswinkel des Spalts zwischen Dichtleiste 2.1 und Walzenmantel 3 geregelt, sodass sich ein minimaler Geräuschpegel ergibt. Dieses Verfahren ist auch getrennt von den zuvor beschriebenen Verfahren vorteilhaft anwendbar, da die Lärmentwicklung an konventionellen Dichtleisten bis zu 110 dBA betragen und somit gesundheitsgefährdend sein kann. Durch die konstante Geräuschoptimierung wird dieses Gefahrenpotential reduziert und zudem vorteilhaft eine möglichst leise und somit angenehme Arbeitsumgebung geschaffen.
Vorteilhaft kann der Öffnungswinkel des Spaltes auch so geregelt bzw. gesteuert werden, dass die Frequenz des Geräusches verändert wird, insbesondere hin zu tieferen Frequenzen. Da sich die mögliche Störwirkung eines Geräusches im Allgemeinen durch des- sen Tonhaltigkeit erheblich erhöht, was bei der Bildung eines
Beurteilungspegels durch einen auf das Messergebnis aufzuschlagenden Tonhaltigkeitszuschlag zu berücksichtigen ist, kann der Öffnungswinkel des Spaltes vorteilhaft auch so geregelt, bzw. gesteuert sein, dass die Frequenz des Geräusches nach vorgegebenen Mustern oder stochastisch verändert wird um die Tonhaltigkeit zu reduzieren.
Da eine Papiermaschine in der Regel eine Vielzahl von Saugwalzen aufweist, erfolgt die Regelung bzw. Steuerung der Geräuschemissionen aller Saugwalzen vorzugsweise durch eine zentrale Datenverarbeitungsanlage wie insbesondere einem Miniserver, um zu verhindern, dass die Geräuschemissionen von zwei oder mehr Saugwalzen zeitgleich ein Maximum im selben Frequenzbereich haben.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen alle Messwerte aller Sensoren an einen Miniserver zu übermitteln, bevorzugt drahtlos, in welchem die Regel- und Steuervorschriften abgespeichert sind, die gegebenenfalls durch ein Programm oder einen Benutzer abgeändert werden können. Der Miniserver ermittelt aus den Messwerten die benötigten Stellgrößen zur Ansteuerung der Aktuatoren. Bevorzugt ist der Miniserver mit einem Anzeige- und Eingabegerät verbunden, insbesondere drahtlos, um die Betriebsparameter anzuzeigen, bzw. um manuelle Änderungen zu erlauben.
Besonders vorteilhaft an der gegenständlichen Erfindung ist, dass das intelligente System zur Steuerung aller wesentlichen Parameter innerhalb einer Saugwalze, welche zentral vorzugsweise durch einen Miniserver überwacht und entweder vom System oder vom Benutzer in Abhängigkeit zueinander verändert werden können, einen möglichst energieeffizienten und geräuscharmen Betrieb gewährleistet und eine vorbeugende Instandhaltung ermöglicht. Das System basiert auf mit Sensoren ausgestatteten Bauteilen wie insbesondere Dichtleiste, Druckschlauch, Dichtleistenhalter und Spritzrohr, welche vorzugsweise über Funk/WLAN konstant Informationen über den von außen nicht einseh- und/oder kontrollierba- ren Prozess geben und liefern somit in einmaliger Form Informationen über den Betriebszustand der Saugwalze.

Claims

Ansprüche
1. Verfahren zur Betrieb von DichtSystemen von Saugwalzen, welche im Inneren zumindest einen Saugkasten (4) aufweisen, welcher seitlich durch je ein Dichtleistensystem (1, 2) gegenüber dem Walzenmantel (3) abgedichtet ist, wobei jedes Dichtleistensystem (1, 2) eine Dichtleiste (1.1, 2.1) umfasst, welcher eine Vorrichtung zum Einbringen von Schmierwasser zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur in oder an jeder Dichtleiste (1.1, 2.1) er- fasst wird und die Menge an eingebrachtem Schmierwasser in Abhängigkeit der Temperatur der jeweiligen Dichtleiste (1.1, 2.1) geregelt oder gesteuert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Unterdruck im Inneren des Saugkastens (4) als Ist-Druck er- fasst wird und der Anstelldruck der Dichtleisten (1.1, 2.1) oder die Distanz der Dichtleisten (1.1, 2.1) zum Walzenmantel (3) in Abhängigkeit des Ist-Drucks geregelt oder gesteuert wird .
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Anstelldruck der Dichtleisten (1.1, 2.1) auf jenen Minimalwert geregelt wird, welcher erforderlich ist, um einen vorgegebenen oder vorgebbaren Unterdruck also den Soll-Druck im Saugkasten (4) aufrecht zu halten, oder einzustellen.
4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Distanz der Dichtleisten (1.1, 2.1) zum Walzenmantel (3) auf jenen Wert geregelt wird, welcher erforderlich ist, um einen vorgegebenen oder vorgebbaren Unterdruck also den Soll-Druck im Saugkasten (4) aufrecht zu halten, oder einzustellen..
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Verschleiß der Dichtleisten (1.1, 2.1) während des Betriebs erfasst bzw. überwacht wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das
Verhältnis des Anstelldrucks der beiden Dichtleisten (1.1, 2.1) zueinander oder die Distanz der Dichtleisten (1.1, 2.1) zum Walzenmantel (3) in Abhängigkeit des Verschleißes der Dichtleisten (1.1, 2.1) geregelt oder gesteuert wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Geräuschpegel nach oder an dem in Bewegungsrichtung des Walzenmantels (3) gesehen hinteren, zweiten Dichtleistensystem (2) erfasst wird und der Öffnungswinkel des Spaltes zwischen dem hinteren Bereich der Dichtleiste (2.1) und dem Walzenmantel (3) in Abhängigkeit des erfassten Geräuschpegels geregelt oder gesteuert wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Öffnungswinkel des Spalts zwischen dem hinteren Bereich der Dichtleiste (2.1) und dem Walzenmantel (3) als Stellgröße auf jenen Wert geregelt wird, bei dem sich der minimale Geräuschpegel einstellt.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Messwerte der Sensoren vorzugsweise drahtlos, an einen Miniserver übertragen werden und der Miniserver Stellsignale für Regelung der Dichtsysteme berechnet.
10. Dichtleistensystem für eine Saugwalze, welche im Inneren zumindest einen Saugkasten (4) aufweist, welcher seitlich durch je ein Dichtleistensystem (1, 2) gegenüber dem Walzenmantel (3) abgedichtet ist und jedes Dichtleistensystem (1, 2) eine Dichtleiste (1.1, 2.1) umfasst,
dadurch gekennzeichnet, dass in zumindest einer Dichtleiste (1.1, 2.1) zumindest zwei Temperatursensoren (6.1) integriert oder eingesetzt sind, wobei zumindest ein Temperatursensor (6.1) einen größeren Abstand zu jener Oberfläche der Dichtleiste (1.1, 2.1) aufweist, welche der Innenseite des Walzenmantels (3) zugewandt ist, als der andere oder die anderen.
11. Dichtleistensystem nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass einer Dichtleiste (1.1, 2.1) zumindest eine Sensoreinheit (6) integriert oder eingesetzt ist, wobei die Sensoreinheit (6) eine Leiterplatte (6.4) mit zumindest zwei, vorzugsweise zumindest vier Temperatursensoren (6.1) umfasst, wobei jeder Temperatursensor (6.1) einen zu den anderen Temperatursensoren (6.1) der Sensoreinheit (6) unterschiedlichen Abstand zu jener Oberfläche der Dichtleiste (1.1, 2.1) aufweist, welche dem Walzenmantel (3) zugewandt ist.
12. Dichtleistensystem nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass jede Sensoreinheit (6) eine Stromversorgung, vorzugsweise eine Batterie (6.3) und einen Mikrochip (6.2) mit Funkmodul umfasst .
13. Dichtleistensystem nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass jede Dichtleiste (1.1, 2.1) in einen Dichtleistenhalter (1.2, 2.2) eingesetzt ist, wobei in zumindest einem Dichtleistenhalter (1.2, 2.2) zumindest ein Spritzrohr (1.5, 2.5) integriert ist, wobei im Dichtleistenhalter (1.2, 2.2) Öffnungen, vorzugsweise mit darin angeordneten Düsen (1.4, 2.4), vom Spritzrohr (1.5, 2.5) ausgehend an jene Außenseite des Dichtleistenhalters (1.2, 2.2) verlaufen, welche in Bewegungsrichtung des Walzenmantels (3) gesehen vor der Dichtleiste (1.1, 2.1) liegt.
14. Dichtleistensystem nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass jede Dichtleiste (1.1, 2.1) in einen Dichtleistenhalter (1.2, 2.2) eingesetzt ist, wobei in zumindest einem Dichtleistenhalter (1.2, 2.2) zumindest ein Stellelement vorhanden ist, über welches die Distanz der Dichtleiste (1.1, 2.1) zum Walzenmantel einstellbar ist, wobei das Stellelement über einen Motor in seiner Position verstellbar und in gewünschter Position haltbar ist.
15. Dichtleistensystem nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Stellelement eine in Längsrichtung der Dichtleiste (1.1, 2.1) verschiebbares Element umfasst, welches zumindest eine schräge Fläche aufweist, wobei die Dichtleiste (1.1, 2.1) oder ein mit der Dichtleiste (1.1, 2.1) verbundenes höhenverstellbares Element entlang dieser schrägen Fläche geführt ist .
16. Dichtleistensystem nach einem der Ansprüche 14 und 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Stellelement auf den hintern Abschnitt der Dichtleiste (2.1) wirkt, sodass die Distanz des hintere Abschnitts der Dichtleiste (2.1) zum Walzenmantel (3) unterschiedlich vom vorderen Bereich der Dichtleiste (2.1) einstellbar ist.
17. Dichtleistensystem nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Anstelldruck des vorderen Endes der Dichtleiste (2.1) mit einem Anstellschlauch (2.3) einstellbar ist.
18. Dichtleistensystem nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass im vorderen Abschnitts der Dichtleiste (2.1) ebenfalls ein Stellelement vorhanden ist, über welches die Distanz des vorderen Bereichs der Dichtleiste (2.1) zum Walzenmantel (3) einstellbar ist, wobei das Stellelement über einen Motor in seiner Position verstellbar und in gewünschter Position haltbar ist.
19. Dichtleistensystem nach einem der Ansprüche 14 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Dichtleiste (1.1, 2.1) und dem Stellelement ein federelastisches Element angebracht ist .
20. Dichtleistensystem nach einem der Ansprüche 13 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass im Dichtleistenhalter (2.2) ein Schallsensor (7) integriert ist oder an diesem befestigt ist.
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