WO1992016690A1

WO1992016690A1 - Verfahren zur behebung von planlagestörungen bei der herstellung von bahnen, insbesondere in kartonmaschinen und vorrichtung zu seiner durchführung

Info

Publication number: WO1992016690A1
Application number: PCT/EP1992/000443
Authority: WO
Inventors: Manfred Stemmer
Original assignee: Stora Feldmühle Aktiengesellschaft
Priority date: 1991-03-13
Filing date: 1992-02-29
Publication date: 1992-10-01
Also published as: DE59202877D1; EP0575371A1; EP0575371B1; ES2074880T3; DE4108056A1; ATE125014T1

Abstract

Das Verfahren ermöglicht eine kontinuierliche Beeinflussung des Krümmungs-Ist-Wertes zur Behebung von Planlagestörungen bei der Herstellung von Bahnen, insbesondere in Kartonmaschinen mittels einer vor der Aufwicklung angeordneten Brecherleiste, die ein als Rundstab geformtes und mittels Drehantrieb in Rotation versetztes Leitelement aufweist. Dabei wird die Brecherleiste (3) quer zur Bahnlaufrichtung (2) und senkrecht dazu beweglich angeordnet. Es wird kontinuierlich oder intermittierend die Oberflächenfeuchte der vorbeilaufenden Bahnober- und Bahnunterseite gemessen und aus der Differenz der beiden gebildeten Meßwerte xe1 die Stellgröße xa1 abgeleitet, wonach die Eintauchtiefe T der Brecherleiste (3) erfolgt.

Description

Verfahren zur Behebung von Planlagestörungen bei der Herstellung von Bahnen, insbesondere in Karton- maεchinen und Vorrichtung zu seiner Durchführung.

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren entsprechend dem Gattungsbegriff von Patentanspruch 1 , sowie Vorrichtung zu seiner Durchführung mit einer im Maschinengestell angeordneten, quer zur Maschinenlaufrichtung ausgerichteten und senkrecht dazu beweglich gelagerten Brecherleiste.

Planlagestörungen treten bei schwereren Papier- bzw. Kartonbögen in Form von Rollneigung auf, wobei die Ränder eines Bogens nicht eben auf der Unterlage aufliegen. Man unterscheidet eine Krümmung der Bögen einerseits nach der Unterseite oder Oberseite hin und andererseits in Längs- oder Querrichtung. Vor allem die Krümmung zur Decke von Kartonbögen oder zur zu bedruckenden Seite von Papierbögen führt in den Weiterverarbeitungsmaschinen, insbesondere Druckmaschinen zu Stoppern und damit zu Ausschuß.

Insbesondere bei Kartonsorten mit Flächengewichten von

₂ . mehr als 200 g/m ist zu beachten, daß sich eine Krümmung in Längsrichtung einstellt. Der an sich im Karton vorhandene Beitrag der Rollneigung in Ouerrichtung wird mit steigender Biegesteifigkeit kompensiert und tritt nicht in Erscheinung oder wird durch einwirken auf die Rollneigung in Längsrichtung in eine gewünschte Krümmung, d.h. eine Krümmung zur Unterlage hin gelenkt.

Prinzipiell könnte ein Karton nur dann mit hoher Planstabilität, d.h. ohne nennenswerte Krümmung hergestellt werden, wenn seine mechanischen Eigenschaften und sein Feuchtdehnungsverhalten bezüglich seiner neutralen Ebene symmetrisch wäre. Davon kann aber dann in der Praxis nicht ausgegangen werden, wenn bei der Kartonherstellung nahezu 100% Altpapier eingesetzt wird. Ein aus Altpapier erzeugter Karton mit Decklage, Zwischenlage sowie Unterlage und ggf. einem ein- oder mehrfachen Strichauftrag hat über den Querschnitt des Kartons betrachtet, eine derart inhomogene StoffZusammensetzung, daß eine ausgeprägte Rollneigung unvermeidbar ist.

Der mit der Kartonherstellung befaßte Fachmann kennt heute viele Einflußmöglichkeiten, wie sie beispielsweise in der Literaturstelle: "M. Jud, Betriebsschwierigkeiten an Fein-, Kraft- und Spezialpapiermaschinen und ihre Beseitigung, Güntter Staib-Verlag, 2. Auflage, 1982." aufgeführt werden. In erster Linie ist die unterschiedliche Feuchtedehnung von Deck- und Unterlage zu nennen, über die durch Trocknung oder Befeuchtung Einfluß auf Größe und Richtung der Krümmung möglich ist. Insbesondere stellt sich das bis heute nicht überwundene Problem, daß das Krümmungsverhalten des Kartons bezüglich seiner Ursache während des Laufs der Maschine nicht festgestellt werden kann. Erst nach einem Stillstand, Übergang oder Abriß der Bahn können Proben vom Tambour entnommen werden und es können Maßnahmen bezüglich der Krümmung durch Änderung der Trockenleistung in der Nachtrockengruppe oder Befeuchtung an geeigneter Stelle der Bahnführung erfolgen. Die zu späte Möglichkeit des Maschinenpersonals, auf die Krümmung Einfluß zu nehmen, ist der Grund dafür, daß nach wie vor die Hauptausschußquelle auf das Krümmungsverhalten der Bahn zurückzuführen ist.

Bei der sogenannten "Laborkrümmung" wird von einem DIN A4-Bogen die maximale Wölbung jeweils der langen Seite gemessen. Der Qualitätstoleranzbereich erstreckt sich z.B. von 0 = flach bis + 10 mm zur Unterlage, womit die Krümmung bei Karton zur Unterlage hin definiert wird.

Ein Nachteil bei unterschiedlichem Beheizen der Nachtrockengruppe einer Kartonmaschine ist, daß das Leistungsvermögen der Maschine aufgrund nicht nutzbarer theoretischer Trockenleistung herabgesetzt wird. Dabei gibt die ermittelte Laborkrümmung vor, in welchem Verhältnis der Dampfdruck der oberen Trockenzylinder zu den unter Trockenzylindern in der Nachtrockengruppe einzustellen ist. Bei vorgegebener Endfeuchte der Bahn folgt aus dem erforderlichen Stellbereich des Dampfdrucks der Trockenzylinder zueinander die Minderung der Gesamttrockenleistung der Nachtrockengruppe. Eine stark unterschiedliche Beheizung der Trockenzylinder führt zudem zur Faltenbildung der Kartonbahn mit häufigen Abrissen durch eingeschlagene Bahnränder vor allem im Einlauf einer im ON-LINE betriebenen Streichanlage.

Das Befeuchten der Bahn mittels Wasserεprührohren hat einen ähnlichen, wenn auch weniger gut steuerbaren Einfluß auf die Rollneigung wie die Trocknung. Auch hier ergibt sich der Nachteil einer Leistungsminderung der Maschine, denn das zur Krümmmung aufgebrachte Wasser muß zusätzlich wieder verdampft werden, um auch hier die geforderte Endfeuchte der Bahn zu erreichen. Weitere Nachteile der Befeuchtung mit Wasser bestehen darin, daß die KrümmungsWirkung von der aufgebrachten Wassermenge und diese wiederum von

der nicht immer gesicherten Funktion des gleichmäßigen Sprühbildes einzelner Düsen und der Saugfähigkeit des Bahnmaterials abhängig ist.

Letzteres gilt vor allem bei Kartonsorten unter 200 g/m' mit der Auswirkung von verstärkt beuligen und querwelligen Erscheinungen von im Querschneider geschnittenen und zu Platten gestapelten Bögen.

Die DE-PS 132 241 betrifft ein Verfahren und

Vorrichtung, womit das Einrollen einseitig gestrichener Papiere durch Zerlegung der zusammenhängenden Streichschicht in kleine

Einzelflächen verhindert werden soll. Als Grund für das Einrollen wird die Oberflächenverkürzung der Streichfarbe nach dem Trocknen genannt. Die Zerlegung der Streichεchicht in kleine Einzelflächen erfolgt durch Walzen mit einer Quer- und Längsriffelung oder durch Ziehen des Papiers über abgerundete Kanten. Ein Nachteil des vorgeschlagenen Verfahrens besteht darin, daß nur Papiere mit sprödem Strichauftrag, der sich nach den Trocknen durch entsprechende Behandlung in kleine Einzelflächen zerlegen läßt, einsetzbar sind. Auch wirkt sich ein derart massives Längs- und Querbrechen nachteilig auf die Steifigkeit des Papiers aus, so daß nach der Behandlung ein lappiges mit geringer Steifigkeit aufweisendes Papier vorliegt. Das hier vorgeschlagene Verfahren ist bei Karton insbesondere bei einseitig glattem Karton bzw. gestrichenem Karton nicht brauchbar, da die Riffelwalzen die Schön- oder Oberseite des Kartons beschädigen, in dem sie die dort vorher erzeugte Glätte und den Glanz nachhaltig beeinträchtigen, so daß der Karton insbesondere bei sogenannten Chromoersatz- oder Chromokarton seinen Gebrauchswert gänzlich verliert.

Häufig wird die Korrektur von Planlagestörungen bei der Weiterverarbeitung der Tamboure in die Ausrüstung verlegt. Die Krümmung in Laufrichtung der Bahn kann beispielsweise durch Einsetzen von Brecherleisten, wie sie aus dem Deutschen Gebrauchsmuster 87 13 445 bekannt sind, innerhalb eines Querschneiders verändert werden. Damit ist es möglich fehlerhafte Papierrollen tendenziell zu korrigieren. Die Brecherwirkung, d. h. der Abbau von Spannungen einer Bahnseite erfolgt dadurch, daß die Bahn unter Zugspannung über die mit einem kleinen Radius versehene Gleitfläche der Brecherleiste gezogen wird. Die Eintauchtiefe der Brecherleiεte erfolgt dabei senkrecht zur Bahnlaufrichtung und wird nach der jeweils ermittelten Laborkrümmung gesteuert. Das Arbeitsprinzip der aus DE-GM 87 13 445 bekannten Brecherleiεte ist für den Einsatz im On-Line-Betrieb einer Kartonmaschine ungeeignet. Nachteile ergeben sich durch große Wärmeentwicklung auf der Gleitfläche, den dadurch verstärkten Verschleiß der Gleitflächen und durch den Abrieb der Kartonunterseite mit entsprechendem Stauben.

Die Korrektur von Planlagestörungen in der Ausrüstung hat folgende Nachteile:

a) Die Produktivität der Papierverarbeitungsmaschinen wird verringert. Es muß für jede Veränderung der Laborkrümmung außerhalb des

Qualitätstoleranzbereiches ein Gegensteuern erfolgen. Beispielsweise muß die Einstelltiefe einer Brecherleiste im Querschneider mit

Mehrfachabwicklung, für jede neu aufgeführte Bahn, mehrfach nachgestellt werden, bis die Krümmung im Qualitätstoleranzbereich liegt, wobei der Ausschußanteil anwächst und die Rentabilität der Maschine sinkt.

b) Auftretende Schwankungen der Bahnkrümmung während der Laufzeit eines Tambours können nicht direkt erfaßt werden. Auch hier muß vom fertigen Produkt aus eine rückwirkende Anpassung mit entspechendem Ausschußanteil erfolgen.

c) Der Arbeitsanteil des Perεonals in der Qualitätssicherung im Bereich der Ausrüstung steigt erheblich an. Trotzdem kann eine lückenlose Erfaεεung von Planlagestörungen einzelner Bögen in einer Palette kaum erreicht werden. Die Folge ist ein Anstieg von Reklamationen der Abnehmer, vor allem wegen Bogentransportproblemen in der Druckmaschine.

Die Erfindung sieht ihre Aufgabe darin, ein Verfahren zur Verfügung zu stellen, das eine kontinuierliche Beeinflussung des Krümmungs-Iεt-Wertes zur Behebung von Planlagestörungen bei der Herstellung von Bahnen, insbeεondere in Kartonmaschinen mit heute üblichen Bahngeschwindigkeiten, beispielsweise einer

Bahngeschwindigkeit von 450 m/min. bei einem Flachengewicht des Kartons von 220 g/m _>, ermöglicht, wobei eine einmal erreichte "Soll-Laborkrümmung" selbständig mit einer Regelung über einen Zeitraum von mehreren Stunden stabil gehalten werden kann und wobei die Trockenleistung der Nachtrockengruppe ausschließlich zur Bahntrocknung genutzt werden kann und daß ferner kein durch das Verfahren bedingter

Biegesteifigkeitsverlust des Bahnmaterials eintritt.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine als Brecherleiste bekannte Vorrichtung zur mechanischen Behebung von Planlagestörungen dahingehend zu verbessern, daß ein störungsfreier Betrieb der Vorrichtung in der Kartonmaεchine erfolgen kann und eine evtl. Staubentwicklung der Bahn weitgehend vermieden wird oder entεtehender Staub unmittelbar abgeführt werden kann.

Die in einem längeren Zeitraum durchgeführten Meεsungen bei Kartonbahnen an einer unter praxisnahen Bedingungen laufenden Kartonmaschine hat ergeben, daß ein Anwachsen des Differenzwertes der Oberflächenfeuchten zueinander Mehrkrümmung zur Decke bedeutet, wobei es überraschenderweise nicht darauf ankommt, ob die Gesamtfeuchte der Bahn auf einem niedrigen oder hohen Niveau liegt, d.h. die Schwankungen der Gesamtfeuchte hat keinen Einfluß auf die Krümmung, maßgebend ist allein der Differenzwert der Oberflächenfeuchten. Dabei ist es nicht ausεchlaggebend, welche Einzelfaktoren auf die Oberflächenfeuchte, z. B. der Decke, wie Mahlgrad, pH-Wert, Flächengewicht, Retention, Stoff- und Chemikalienrezeptur, Aschegehalt der Decke etc., Einfluß nehmen. Dasεelbe gilt für die Unterlage und deren Oberflächenfeuchte.

Ausgehend von dieser Erkenntnis, schlägt die vorliegende Erfindung zur Lösung der Aufgabe bei einem

Verfahren nach dem Gattungεbegriff von Patentanspruch

1 vor, daß ein als Rundstab geformtes und mittels

Drehantrieb in Rotation versetztes Leitelement senkrecht zur Bahnlaufrichtung auf die Bahnunterseite einwirkt, derart, daß zur Regelung der Planlage einer

Kartonbahn die Stellgröße für die Eintauchtiefe des

Leitelementes in die Bahnunterseite aus der Differenz der kontinuierlich oder intermittierend gemessenen

Oberflächenfeuchte der laufenden Bahnober- und

Bahnunterseite abgeleitet wird, so daß bei Änderung der Oberflächenfeuchtedifferenz die Eintauchtiefe des

Leitelementes, welche durch Positionsmelder angezeigt wird, entsprechend nachgestellt wird. Vorteilhafte Ausführungsformen des Verfahrens sind in den Unteransprüchen 2 bis 5 angegeben.

Die Kombination der erfindungsgemäßen Merkmale ergibt einen Regelkreis, wobei die Differenz der

Oberflächenfeuchte Decke zu Unterlage, beispielsweise eines Kartons, als Regel-Ist-Wert dient. Das

Stellglied ist hier ein auf die Bahnunterseite einwirkendes Leitelement, welches mit zwei im

Durchmesser verhältnismäßig großen Leitwalzen eine dreimalige Richtungsänderung der Bahn bewirkt, d. h. der Umschlingsungswinkel der Bahn wächst aufgrund der

Geometrie ungefähr proportional mit der Eintauchtiefe des Leitelementes an. Damit steht ein mechanisches

Stellglied zur Verfügung, mit dem unter gleichbleibenden Bedingungen eine Änderung des

Krümmungs-Ist-Wertes erfolgen kann ohne besondere

Maßnahmen beispielsweise bei der Trocknung vornehmen zu müssen. Die sich während des Produktionsablaufs ändernde Oberflächenfeuchüedifferenz gibt vor, wie weit die momentane vom Positionsmelder angezeigte

Eintauchtiefe des Leitelementes geändert werden muß, um schließlich die erforderliche Krümmungsänderung zu bewirken. Die neu anzusteuernde Eintauchtiefe des

Leitelementes kann manuell erfolgen, wozu dann als

Positionsmelder eine optische Anzeige der

Eintauchtiefe genügt. Vorzugsweise erfolgt das

Positionieren des Leitelementes automatisch, wozu dann als Positionsmelder ein Wegaufnehmer, beispielsweise ein induktiver Wegaufnehmer, zur Überwachung und Rückmeldung der momentanen Eintauchtiefe des

Leitelementeε erforderlich ist. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren konnte die Leistungskapazität einer Kartonmaschine um bis zu 10 % gesteigert werden, ohne daß die an den Tambourproben ermittelte Krümmung aus dem vorgegebenen Qualitätstoleranzbereich abwich. Zusätzlich wurde festgestellt, daß ein durch die Eintauchtiefe des Leitelementes erzielter Umschlingungswinkel der Bahn über das Leitelement bis zu 60 Grad keinen Einfluß auf die für den Karton erforderliche Biegesteifigkeit hat, wie nachfolgend in Beispiel 2 für unterschiedlich schwere Kartonmaterialien gezeigt wird.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren hatte sich als besonders vorteilhaft erwiesen, das Leitelement in Bahnlaufrichtung mit- oder gegenläufig rotieren zu lassen, wobei die Umfangsgeschwindigkeit des Leitelementes kleiner als 1 % der Bahngeschwindigkeit gewählt wird. Durch die Rotation de^*s Leitelementes wird die Friktion vermindert und das Herausreißen von Bahnbestandteilen, das zu 'dem gefürchteten Stauben führen kann, vermieden. Zusätzlich wird durch die Rotation des Leitelementes ein einseitiger Verschleiß desselben verhindert.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführung der Erfindung wird das Leitelement gekühlt. Die Kühlung des Leitelementes kann dabei mittels Wasser oder Luft erfolgen.

Zur genauen Messung der Oberflächenfeuchte hat sich die, von einer Flächengewichtsmeεεung unabhängige

Infrarot-Reflexionεεensormessung als besonderε geeignet gezeigt. Hierzu wird eine Multifilter-Technik benutzt, die zusätzliche Wellenlängenbereiche verwendet und die Absorption der Zellstoffspezifischen Resonanzfrequenz auswertet, so daß der Sensor gleichzeitig Wassergewicht und Fasergewicht mißt. Die Messung ermöglicht eine direkte Anzeige bei einem

Messbereich von 0 - 40 % für den absoluten

2 Feuchteanteil. Ab etwa 80 bis 100 g/m Papiergewicht wird ausschließlich die Oberflächenfeuchte gemessen.

Zur Messung der exakt gleichen Profilstellen werden die Sensoren oberhalb und unterhalb der Bahn gegenüberliegend angeordnet.

Eine Vorrichtung zur Ausführung des er indungsgemäßen Verfahrens ist in Patentanspruch 6 und bevorzugte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen 7 bis 11 angegeben.

Eine Brecherleiste ist zwischen zwei voneinander beabstandeten Leitwalzen, die zur Abstützung der vorbeilaufenden Bahn dienen, angeordnet. Die Brecherleiste weist einen mit einem Drehantrieb versehenen Rundstab auf und ist mit dem Rundεtab voran in den Zwischenraum, der von zwei voneinander beabstandeten Leitwalzen gebildet ist, hineinbewegbar. Hierzu sind Mittel zum wiederholbaren Einstellen von Positionen senkrecht zur Laufrichtung der Bahn vorgesehen.

Die beiden mit der Brecherleiεte zuεammenwirkenden Leitwalzen εind vorteilhaft so angeordnet, daß die Bahnführung vor und nach den Leitwalzen sich nicht verändert, unabhängig, welche Stellung die Brecherleiste zwischen den Leitwalzen einnimmt. Die zu bedruckende, sich gegen die Leitwalzen abstützende Bahnoberfläche wird dadurch geschont, daß die Umfangsgeschwindigkeit der Leitwalzen mittels eigenem Antrieb mit der Bahngeschwindigkeit synchronisiert ist.

Je kleiner der Achsabstand beider Leitwalzen zueinander ist, desto größer wirkt sich die Eintauchtiefe der Brecherleiεte auf einen verhältnismäßig stärker anwachsenden Umschlingungswinkel der Bahn über den Rundstab aus. Der Achsabstand der Leitwalzen ist aus geometrischen Gründen jedoch mindestens 1,2 x größer als ihr Außendurchmesser.

Bei einer besonderε bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Durchmesser des Rundstabes mindestens um das 40-fache kleiner als der Durchmesser der Leitwalzen. Bei der gewählten Geometrie ergibt sich bereits bei geringer Eintauchtiefe des Rundstabes eine Beeinflussung auf die Krümmung der Bahn mit dem Vorteil, daß ein ausreichender Stellbereich der Brecherleiste bezüglich der Krümmung zur Verfügung steht, ohne daß damit ein signifikanter Biegesteifigkeitsverlust der Bahn auftritt, wie es in Beispiel 2 und 3 gezeigt wird. Ein weiterer Vorteil der gewählten Geometrie ergibt sich in einem annähernd linearen Zusammenhang zwischen Eintauchtiefe und Umschlingung der Bahn über den Rundstab.

Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist die Brecherleiste eine aus gleitfähigem Material hergeεtellte Aufnahme zur Abεtützung und Führung deε Rundεtabeε auf. Die εich vorzugsweise über die ganze Breite der Bahn erstreckende Aufnahme stützt dabei den in ihr rotierenden Rundεtab gleichmäßig, ohne daß εich der Rundεtab durchbiegen kann, ab.

Eine weitere Ausführungsform der Erfindung weist in Längsrichtung im Boden der Aufnahme, also quer über die ganze Bahnbreite, eine Nut auf, die an ihren Enden mit wenigstenε einem Kühlwaεεerzu- und -abfuhrkanal verεehen iεt. Der rotierende Rundεtab liegt auf der Nut auf und wird εtändig durch daε durch die Nut hindurchgeführte Kühlwasser benetzt. Gleichzeitig werden an dem Rundstab anhaftende, aus der Bahn gerissene Partikel, abgeführt.

Handelt es sich dagegen um eine Bahn mit dichter durch Pigmentierung oder Leimung geschlossener Unterlagenseite oder eine bezüglich Feuchtigkeit sehr empfindliche Bahnunterlage besteht bei einer anderen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung die Möglichkeit, das Kühlwasser durch den aus einem dickwandigen Rohr bestehenden Rundstab hindurch zu leiten.

Beispiel 1 :

Durchführung des Verfahrens in einer Kartonmaschine unter Einsatz einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, wie in Figur 4 gezeigt. Ausgangεmaterial war ein auε Altpapier hergestellter 3-lagiger Karton mit 3-fach gestrichener Decklage. Die Kartonbahn wies in der Kartonmaschine vor der Aufwicklung folgende Meßwerte auf :

Bahnbreite: 3,65 m

Bahngeschwindigkeit: 450 m/min Flächengewicht inkl.

Strichauftrag: 220 g/m²

Gesamtfeuchte: 8,5 bis 9 %

Oberflächenfeuchte Decke: 9,4 % Oberflächenfeuchte Unterlage: 6,6 %

Die gemesεenen absoluten Feuchteanteile der Kartonbahn entsprechen den jeweiligen Mittelwerten, die von den Meßpositionen, Führerseite, Mitte und Triebseite auf der Kartonmaschine entnommen wurden.

Angaben zur erfindungsgemäßen Vorrichtung-.

Rundstab: - Durchmesser 10 mm

- Drehzahl 40 Upm, Drehrichtung gleich

Bahnlaufrichtung

- Wasserkühlung (Einlaßtemperatur 15°C

Auslaßtemperatur 18°C.

Leitwalzen: - Durchmesser 500 mm

- Achsabstand 640 mm

- Umfangsgeεchwindigkeit mit Bahnge- εchwindigkeit εynchroniεiert

Stellbereich deε

Rundεtabes: von 0 mm ohne Bahnkontakt bis 150 mm max. Eintauchtiefe T Die Kartonmaschine produzierte bei annähernd max. Trockenleistung, wobei die Einstellung der Dampfdrücke der oberen Trockenzylinder zu den unteren Trockenzylindern mit 3,5 bar nahezu gleich und auf hohem Niveau lagen.

Die nach Stillstand, Übergang und Abriß angesteuerte Soll-Laborkrümmung von + 3 mm ergab unter gegebenen Bedingungen eine Eintauchtiefe T des Rundstabes von 12 cm.

Änderte sich die Oberflächenfeuchtedifferenz, wobei die Oberflächenfeuchte der Deckseite immer höher als die der Unterseite ist, um mehr als 0,5 %-Punkte, z.B. nahm sie zu, mußte der Rundstab hierbei um 1 cm tiefer in die Bahnunterseite eintauchen. Bei gegebener Geometrie ergab das eine Zunahme des Umschlingsungεwinkelε (2 x α) der Bahn über den Rundεtab von ca. 4 Grad.

Mit dieser Regelung konnte die Krümmung über einen Zeitraum von mehr als 3 Std. stabil gehalten werden. Aufgrund von Trendberechnungen werden feuchtigkeitsunabhängige Einflüsse auf die Krümmung durch Soll-Wert-Änderungen des Regelkreises, d.h. Anpassung der mittleren Oberflächenfeuchtedifferenz in Bezug auf die Eintauchtiefe T, im Abstand von 2 bis 3 Std. kompensiert.

Beispiel 2:

Versuche mit der in Beispiel 1 genannten Vorrichtung ergaben, wie Figur 1 zeigt, keine nennenswerten Änderungen in Bezug auf die Biegesteifigkeit der geprüften Bahnmaterialien bis zu einer Eintauchtiefe von 15 cm. Bei den untersuchten Bahnmaterialien handelte eε sich um ein- und mehrlagige Kartonε von

230 bis 425 g/m . Das Diagramm zeigt den Einfluß der

Biegesteifigkeit der Bahnmaterialien, ausgedrückt als geometriεcheε Mittel der Wurzel auε Längε- und Quermessung (L x q) , auf die Eintauchtiefe des Rundstabeε.

Beispiel 3:

In Figur 2 ist die Krümmung in mm angegeben, wobei (minus) ein Rollen des DIN A4-Bogens zur Decke und (plus) ein Rollen zur Unterlage kennzeichnet. Die Eintauchtiefe des Rundstabes ist, wie in den vorherigen Beispielen, in cm angegeben.

Die eingetragenen Linienzüge zeigen den Einfluß der Krümmung auf die Eintauchtiefe des Rundstabes. Eε wird deutlich, daß oberhalb einer Eintauchtiefe von 15 cm bei allen untersuchten Proben die Krümmung über dem max. zulässigen Wert von + 10 mm liegen. Demnach war eine größere Eintauchtiefe des Rundstabes in die Bahnunterseite zur Korrektur der Planlage bei den gegebenen Bahnmaterialien nicht erforderlich, d.h. in Verbindung mit Beispiel 2 hat sich gezeigt, daß ein Einfluß der Biegesteifigkeit im Stellbereich der Eintauchteife des Rundstabeε nicht erfolgte.

Die nachfolgenden Figuren dienen der näheren Erklärung der Erfindung. Es zeigen: Figur 1 und 2 Diagramme zu den in den Beispielen 2 und

3 beschriebenen Wirkung der Eintauchtiefe des Leitelementes auf die Krümmung und Biegesteifigkeit;

Figur 3 die Auswirkung der Eintauchtiefe der Brecherleiste auf den Umschlingungεwinkel der Bahn für eine beεti mte Geometrie .

Figur 4 die Seitenanεicht einer erfindungεgemäßen Vorrichtung in εchematiεcher Darεtellung, angeordnet in einer Kartonmaεchine, sowie Wirkablauf des erfindungsgemäßen Regelkreiεeε;

Figur 5 eine Vorderanεicht im Teilschnitt der in Figur

4 gezeigten Einzelheit IV, dargestellt über die Arbeitsbreite der Kartonmaschine;

Figur 6 und 7 in vergrößerter isometrischer Darstellung Teilstücke der Aufnahme mit darin gelagerten Rundstäben, Figur 6 zeigt den in Figur 5 gezeigten Schnittverlauf V.

Figur 4 zeigt schematisch die Führung der Kartonbahn (9) rückläufig vom AufWickelsystem (21) einer Kartonmaεchine. Unmittelbar vor dem AufWickelsystem (21) ist eine Oberflächenfeuchte-Meßvorrichtung mit einem Infrarot-Reflexionssensor (7) für die Decke und einem weiteren Infrarot-Reflexionsεenεor (8) für die Unterseite der Kartonbahn (9) angeordnet. Diese Sensoren sind, vorzugsweise mit weiteren Sensoren, wie sie heute beim Qualitätsleitsystem üblich sind, in einem ggf. mit Traversiereinrichtung auεgebauten Meßrahmen (22) inεtalliert. Auf der rechten Seite der Figur 4 befindet sich die im Maschinengestell (1) angeordnete Vorrichtung zur mechanischen Behebung von Planlagestörungen. Die durch Linearführungen (28) senkrecht zur Bahnlaufrichtung (2) verschiebbar gelagerte Brecherleiste (3) ist in zwei Positionen dargestellt. Die untere, strichpunktiert gezeichnete Position zeigt bei vollständig abgesenktem Hubzylinder (12), daß die Kartonbahn (9) keinen Kontakt mit der Brecherleiste (3), sowie den Leitwalzen (5; 6) hat. Die zweite Position entspricht der einer möglichen Stellung der Brecherleiste (3) mit der Eintauchtiefe T, wobei die Kartonbahn (9) einer dreimaligen Richtungsänderung unterliegt. Bei gegebener Arbeitsbreite, also maximaler Bahnbreite der Kartonmaschine von 3,65 m weisen die Leitwalzen (5; 6) beispielweise einen Außendurchmesser D von 500 mm auf und ihr Achsabεtand beträgt 640 mm. Daraus ergibt sich ein enger Zwiεchenraum (10), in dem die Brecherleiste (3) mittig hinein verfahrbar iεt. Der Umschlingungswinkel (2 x α) der Kartonbahn (9) über die Brecherleiεte (3) εteigt dabei gemäß Figur 3 annähernd proportional mit zunehmender Eintauchtiefe T an, wobei α den Ablaufwinkel der Kartonbahn (9) von der Leitwalze (6) zur Bahnlaufrichtung (2) angibt.

Die Meεsignalverarbeitung findet im Übertragungsglied

(Ü) statt. Die Verbindungen der Signalübertragung sind durch gestrichelte Linien dargestellt. Der auε der

Oberflächenfeuchteir.essung der Infrarot-Reflexionssensoren (7; 8) ermittelte

Differenzwert x ergibt den Regel-Ist-Wert. Die im

Übertragungsglied (ü) durch nicht feuchteabhängige Störgrößen Z. bereinigte und aus der Abweichung der

Soll-Laborkrümmung in Korrelation zu x hergeleitete e1

Stellgröße x ergibt sich die eingestellte Eintauchtiefe T der Brecherleiste (3) . Die momentane Position x _ der Brecherleiste (3) wird durch den Positionsmelder (11) angezeigt.

Die beiden Leitwalzen (5; 6) weisen jeweils einen mit der Bahngeschwindigkeit synchron drehenden Antrieb (20) auf, damit keine Strichbeschädigung auf der Decke der Kartonbahn (9) entsteht.

Die Figuren 5 und 6 zeigen den oberen Teil der

Brecherleiste (3) über die Arbeitsbreite (AB) der

Kartonmaschine mit dem auf ihr gelagerten und mittels

Drehantrieb (13) gekoppelten Rundstab (4). Der

Rundstab (4) weist in Bezug zum vorgenannten Beispiel einen Durchmesser d von 10 mm auf,- d.h. 50-fach kleiner als der Durchmesεer D der gegenüberliegenden

Leitwalzen (5; 6). Die beispielsweiεe aus Gußeisen hergestellte Aufnahme (14) führt den Rundstab (4) in einer durch Fräεen oder Räumen hergeεtellten 10 mm breiten und 5 mm tiefen Nut. Auf dem Boden der Nut ist in der Mitte eine zweite Nut (17) mit einer Breite und

Tiefe von 5 mm eingebracht. Der hart verchromte und polierte Rundstab (4) εtützt sich auf die leicht gebrochenen oder abgerundeten Kanten (24) der Nut (17) ab und wird auf den Stirnseiten der Aufnahme (14) durch ein an εich bekanntes Feεtlager (15) und

Loεlager (16) gehalten, welche gleichzeitig die Aufnahme εtirnεeitig abdichten. Die auf dem Nutboden eingebrachte Nut (17) dient zur Kühlung deε Rundεtabeε

(4), in dem kalteε Brunnenwasser 15°C auf der Führerseite durch Kanal (18) zugeführt und auf der Triebseite durch Kanal (19) abgesaugt wird. Das Abεaugen des Kühlwassers verhindert ein Verstopfen des Kanals (19) durch abgeεtreifte Fasern.

Wird dagegen, wie in Figur 7 gezeigt, ein dickwandiges Rohr alε Rundstab (25) verwendet, kann das Kühlwasser an den Enden durch Drehdurchführungen zu- und abgeführt werden. Der Drehantrieb des Rundstabes (25) muß dann seitlich angeordnet werden und das Antreiben des Rundstabes (25) erfolgt beispielsweise mittels Zahnriementrieb.

Claims

Patentanεprüche

Verfahren zur Behebung von Planlagestörungen bei der Herstellung von Bahnen, insbesondere Kartonbahnen mit Flächengewichten von mehr als 200 g/m in Kartonmaschinen, wobei ein vor der Aufwicklung und quer zur Laufrichtung der Bahn angeordnetes Leitelement in Verbindung mit zwei voneinander beabstandeten Leitwalzen, die sich in Laufrichtung der Bahn gesehen, vor und nach dem Leitelement befinden, eine dreimalige Richtungsänderung der Bahn bewirken, dadurch gekennzeichnet, daß ein als Rundstab geformtes und mittels Drehantrieb in Rotation versetztes Leitelement senkrecht zur Bahnlaufrichtung auf die Bahnunterseite einwirkt, derart, daß zur Regelung der Planlage einer Kartonbahn die Stellgröße für die Eintauchtiefe des Leitelementes in die Bahnunterseite aus der Differenz der kontinuierlich oder intermittierend gemesεenen Oberflächenfeuchte der laufenden Bahnober- und Bahnunterseite abgeleitet wird, so daß bei Änderung der Oberflächenfeuchtedifferez die Eintauchtiefe des Leitelementes, welche durch Positionsmelder angezeigt wird, entsprechend nachgestellt wird.

2. Verfahren nach Anεpruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß daε Leitelement in Laufrichtung der Bahn mit einer Umfangsgeschwindigkeit, die < 1 % der Bahngeschwindigkeit ist, mit- oder gegenläufig rotiert.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Leitelement gekühlt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die

Oberflächenfeuchtemessung mittelε zwei einander gegenüberliegenden Infrarot-Reflexions-Sensoren durchgeführt wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis , dadurch gekennzeichnet, daß die Überwachung der Eintauchtiefe des Leitelementes mittels Wegaufnehmer vorgenommen wird.

Vorrichtung zur mechanischen Behebung von

Planlagestörungen für Kartonmaschinen mit einer im

Maεchinengestell (1) angeordneten, quer zur

Maschinenlaufrichtung ausgerichteten und senkrecht dazu beweglich gelagerten Brecherleiste (3) mit einem auf ihr gelagerten dünnen Rundstab (4), der als Gleitfläche dient, dadurch gekennzeichnet, daß die Brecherleiste (3) zwischen zwei voneinander beabstandeten Leitwalzen (5; 6), die zur

Abεtützung der vorbeilaufenden Bahn (9) dienen, angeordnet ist, und daß die Brecherleiste (3) voran mit dem Rundstab (4; 25) in den Zwischenraum (10) der Leitwalzen (5; 6) hineinbewegbar ist, wobei die Brecherleiste (3) Mittel (11) zum wiederholbaren Einstellen von Positionen senkrecht zur Laufrichtung der Bahn (9) aufweist und daß ferner der Rundstab (4; 25) mit einem Drehantrieb (13) versehen ist, der den Rundstab (4; 25) während des Bahnkontaktes in Drehung versetzt.

7. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Rundstab (4; 25) einen Durchmesεer d aufweiεt, der mindestens um das 40-fache kleiner als der Durchmesεer D einer der gegenüberliegenden Leitwalzen (5; 6) iεt.

8. Vorrichtung nach einem der Anεprüche 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Brecherleiεte (3) eine auε gleitfähigem Material hergestellte Aufnahme (14) zur Abstützung und Führung deε Rundεtabeε (4; 25) aufweist und daß der Rundstab (4; 25) an den Stirnseiten der Brecherleiste (3) mittels an sich bekannter Lager gehalten ist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß in Längsrichtung im Boden der Aufnahme (14) eine Nut (17) mit Zu- und Abfuhrkanälen (18; 19) für Kühlwasser angeordnet ist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 biε 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Rundstab (25) aus einem dickwandigen Rohr besteht und an seinen beiden Enden Drehdurchführungen aufweist, die mit einem Kühlwasserkreiεlauf verbunden sind.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche des Rundstabeε (4; 25) hart verchromt und poliert iεt.