WO1997047934A1

WO1997047934A1 - Schwebetrockner

Info

Publication number: WO1997047934A1
Application number: PCT/DE1997/001192
Authority: WO
Inventors: Hans-Bernhard BOLZA-SCHÜNEMANN
Original assignee: Koenig & Bauer Ag
Priority date: 1996-06-14
Filing date: 1997-06-12
Publication date: 1997-12-18
Also published as: DE59706004D1; JP3686679B2; EP0845094A1; US5921451A; EP0845094B1; JP2000503383A

Abstract

In einem Schwebetrockner wird eine Richtungsänderung einer Bahn durch Veränderung der auf die Bahn infolge Blasstrahlen wirkenden Reibungskräfte erreicht.

Description

Besehre i bung

Schwebet rockne r

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Veränderung einer Lage einer Bahn und einen Schwebetrockner gemäß dem Oberbegriff der Ansprüche 1, 3 und 10.

Die DE 39 05 472 A1 beschreibt einen Trockner, bei dem Schlitze einer Abieiteinrichtung einstellbar sind, um eine Lage einer Bahn zu steuern.

Aus der DE 26 44 618 A1 ist eine Vorrichtung zum Trocknen und schwebenden Führen einer Bahn mittels Blasstrahlen bekannt. Dabei hat die Bahn wellenförmigen Verlauf. Diese Blasstrahlen sind zur Verstärkung der Wellenbi ldung der Bahn veränderbar. Mittels dieser Veränderung der Wellenbi ldung soll eine Richtungsveränderung der Bahn erfolgen, so daß die Wellen der Bahn auf derjenigen Seite der Bahn größer sind, in deren Richtung die Bahn verläuft. Versuche zeigten aber, daß durch die Veränderung der Wellen der Bahn nicht die gewünschte Richtungsänderung bewi rkt wi rd.

Die DE 29 41 282 A1 beschreibt eine Blasdüse eines Schwebetrockners bei der eine Luftströmung mit einer Komponente quer zur Transport ri chtung einer Bahn erzeugt wi rd. Diese Querkomponenten der Luftströmung werden nicht zur Veränderung einer Lage der Bahn benutzt, sondern es soll sich eine gleichmäßigere Trocknung der Bahn ergeben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Veränderung einer Lage einer Bahn und einen Schwebetrockner zu schaffen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des kennzeichnenden Tei les der Ansprüche 1, 3 und 10 gelöst.

Es ist nicht einfach, die beidseitig mehrfarbig bedruckte Papierbahn f rei schwebend durch den Schwebetrockner zu bringen. Jedes Berühren von Bautei len des Schwebetrockners verschmiert den frischen Druck und erzeugt Makulatur.

Da mit etwa einer Sekunde Verwei lzeit im Schwebetrockner gerechnet werden muß, waren sie früher 3 - 6 m lang; heute sind sie häufig 10 m lang oder bei 15 m/s Bahngeschwindigkeit sogar schon 15 m lang. Zur Stabi lisierung steht die f rei schwebende Bahn im Schwebetrockner unter erheblicher Papierbahnspannung. Außerdem sind die Blasdüsenrohre für das gasförmige Trockenmedium über der Papierbahn üblicherweise um eine halbe Tei lung versetzt gegen die Blasdüsenrohre unter der Papierbahn angeordnet. Dadurch schwebt und durchläuft die Papierbahn eine langgestreckte etwa sinusförmige Schlangenform mit z. B. 40 Wellenbergen in 250 mm Abstand auf 10 m Länge.

Die Papi erbahnwe l lung scheint bei Betrieb sti ll zwischen den ortsfesten Blasrohren zu stehen, während die Papierelemente tatsächlich mit 5 - 15 m/s Geschwindigkeit die mit heißer Blasluft erzeugten Täler und Berge der Papierbahn im Trockner durchlaufen.

Die erforderliche Papierbahnspannung wird bei laufender Bahn mit großer Genauigkeit ständig aufrechterhalten. Dazu fördern hinter dem Schwebetrockner angeordnete Kühlwalzen durch entsprechende Voreilung etwas mehr Papier als die letzte Druckeinheit vor dem Schwebetrockner anliefert.

Im Idealfall läuft die Papierbahn durch die gesamte Troc kner länge genau parallel zur Längsachse des Trockners .

Leider haben die bisher bekannten

Heißluft-Schwebetrockner jedoch wegen ihrer großen Länge zum Tei l erhebliche Probleme mit sogenannten seitlichen Bahnverlauf. Dieses komplexe Verhalten zeigt sich verschieden stark bei unterschiedlichen Bahngeschwindigkeiten, bei verschiedenen Papiergewichten, bei unterschiedlich gewählter Bahnspannung, bei unterschiedlicher Heiß Lufttemperatur je nach Papiergewicht bei Natur- oder gestrichenen Papieren, bei unterschiedlichen Drucksujets mit viel oder wenig Farbe, bei symmetrischer und unsymmetrischer Sujetvertei lung bei mittig oder außermittig zur Trockner Längsachse laufenden Bahnen verschiedenster Bahnbre i ten usw..

An sich soll die Papierbahn bei mittigem Bahneinlauf in den Schwebetrockner auch genau mittig den Trockner verlassen. Häufig ist dies nicht der Fall - d. h. die Bahn läuft zwar aus dem letzten Druckwerk exakt kommend mittig in den Trockner ein, verläßt den Schwebetrockner jedoch quer zur Bahnlaufrichtung seitlich um 10 mm, 20 mm oder gar 50 mm verschoben in Richtung Bedienungs¬ oder Antriebsseite. Toleranzen von ± 10 mm sind erlaubt und werden durch bekannte "Web aligner" nach Trocknung und Kühlung ausgeglichen. Größere Abweichungen führen zu Störungen im Bahnlauf und im Falzapparat zu Faltenbi ldungen und Ve rfa Lzungen, die Makulatur bedeuten.

Verläuft eine 1 m breite Bahn ± 10 mm auf 10 m Länge, bedeutet dies nur ± ein Promi lle auf die Trocknerlänge bezogen, aber schon ± ein Prozent auf die Bahnbreite. Diese Genauigkeitsanforderungen machen Heatset-Schwebetrockner sehr teuer.

Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, daß die bekannten Bahnverlaufprobleme gelöst werden. Mit diesem Schwebetrockner ist der Bahnauslauf vom Trockner gegenüber dem Bahneinlauf seitlich korrigierbar ist. Der Trockner muß nicht abgekühlt sein, um Korrekturen bzw. Anpassungen an veränderte Produkt ionsbedingungen durchführen zu können. Der Drucker soll einen auftretenden seitlichen Bahnverlauf manuell auf "Null" zurückführen können oder der seitliche Bahnverlauf soll gemessen und automatisch über eine Regelstrecke korri gi ert werden .

Durch Beaufschlagen einer Bahn mit einer durch die Luftströmung erzeugte Kraft komponente in Richtung einer Seitenkante der Bahn wird eine Richtungsänderung der Bahn bewirkt. Eine Resultierende aller auf die Bahn wirkender Kräfte weist also eine Komponente in Richtung einer Seitenkante der Bahn auf. In Abhängigkeit einer Größe dieser Komponente wird eine Richtungsänderung der Bahn in Richtung derjenigen Seitenkante, in die die Komponente zeigt, bewirkt.

Eine derartige Kraftkomponente in Richtung einer Seitenkante zu erzeugen, ist beispielsweise durch Erzeugen einer Luftströmung in Richtung dieser Seitenkante möglich. Diese Luftströmung kann durch ein Druckgefälle im Trockner von einer ersten zu einer zweiten Seitenkante erzeugt werden. Auch ist es möglich Geschwindigkeit und / oder Richtung und / oder Menge eines auf die Bahn wirkenden gasförmigen Mediums zum Trocknen, z. B. Luft, zu verändern. Die auf die Bahn wirkende Geschwindigkeit der Blasstrahlen kann beispielsweise mittels Veränderung des Druckes oder mittels Veränderung eines Abstandes zwischen Düsenöffnung und Bahn erfolgen.

Oe r erfindungsgemäße Schwebetrockner ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschri eben.

Es zeigen

Fig. 1 eine schematische Seitenansicht eines Schwebet rockners;

Fig. 2 eine schematische Ansicht eines unausge lenkten Schwebetrockners in Transport ri chtung "T" einer Bahn;

Fig. 3 einen Verlauf der Bahn im Schwebetrockner nach Fig. 2;

Fig. 4 eine schematische Ansicht des ausgelenkten Schwebetrockners gemäß Fig. 2;

Fig. 5 einen Verlauf der Bahn im Schwebetrockner nach Fig. 4;

Fig. 6 eine schematische Ansicht des ausgelenkten Schwebetrockners gemäß Fig. 2; Fig. 7 einen Verlauf der Bahn im Schwebetrockner nach Fig. 6;

Fig. 8 eine schematische Ansicht eines zweiten

Ausführungsbeispieles eines Schwebetrockners;

Fig. 9 eine schematische Draufsicht auf einen Verlauf der Bahn im Bereich des Schwebetrockners.

Fig. 1 zeigt in Seitenansicht eine an sich bekannte Wellenform der Laufenden Bahn 1, z. B. einer Papierbahn, im Schwebetrockner 2, erzeugt durch mit Blasdüsen 3 versehene Blasdüsenrohre 4, 6. Die oberhalb und unterhalb der Bahn 1 angeordneten Blasdüsenrohre 4, 6 sind parallel versetzt zueinander und quer zur Transport ri chtung "T" der Bahn an einer oberen 7 und unteren 8 Kammer befestigt. Dadurch läuft die Bahn 1 wellenförmig durch den Schwebetrockner 2.

Bei einer Bauart des Schwebetrockners 2 hängt die obere Kammer 7 mit den Blasdüsenrohren 4 fest montiert zwischen Tragsäulen 9, 11. Die untere Kammer 8 mit den Blasdüsenrohren 6 ist beweglich mittels Rollen 12 in den Tragsäulen 9, 11 geführt und kann von einer Betriebsposition "B" in eine Wartungsposition "W" parallel abgesenkt werden. In geschlossener Betriebsposition "B" liegen Anschläge 13 der unteren Kammer 8 an festen Anschlägen 14 und in Zentrierzapfen 16.

F1g. 2 zeigt eine Ansicht des Schwebetrockners 2 gemäß Fig. 1 in unausge lenkter Stellung. Die oberen und unteren Blasdüsenrohre 4, 6 sind üblicherweise fest an die zugehörigen Kammern 7, 8 montiert und Hegen parallel zueinander. Die Bahn 1 liegt - mit parallelen Wellenbergen und -tälern - parallel dazwischen.

Fig. 3 stellt den Verlauf der Bahn 1 mit gleichhohen, In sich parallelen Wellenbergen und Tälern dar, die von den parallel liegenden Blasdüsen 3 gemäß Fig. 1 und Fig. 2 erzwungen werden.

In Fig. 4 ist in der unteren Kammer 8 um ihre sich in Transport ri chtung "T" erstreckende Längsachse 17 senkrecht zur Transportri chtung 17 etwas geschwenkt, über die gesamte Länge des Schwebetrockners 2 ist dadurch ein Abstand a1 zwischen den Blasdüsen 3 am Ende der Blasdüsenrohre 4, 6 auf einer Bedienungsseite 18 kleiner als ein Abstand a2 zwischen den Blasdüsen 3 am Ende der Blasdüsenrohre 4, 6 auf einer Antriebsseite 19. Bei gleichem Druck und gleicher Menge eines gasartigen Trocknungsmediums, z. B. Luft, entsteht somit eine Luftströmung von der Bedienungsseite 18 zu der Antriebsseite 19. Dadurch wirkt eine Kraftkomponente in Richtung Antriebsseite 19. Die Bahn 1 verläuft dadurch über die Länge des Schwebetrockners 2 seitlich in Richtung Antriebsseite 19 gemäß Fig. 5. Verstellbare Keile 21, 22 auf der Antriebsseite 19 und auf der Bedienungsseite 18, die mit den Anschlägen 13 der unteren Kammer 8 und den Anschlägen 14 der oberen Kammer 7 zusammenwirken, justieren stufenlos die gewünschte Schwenkstellung der Blasdüsenrohre 4, 6.

Fig. 7 zeigt einen seitlichen Verlauf der Bahn 1 zur Bedienungsseite 18, wenn ein Abstand a3 der BLasdüsen 3 der oberen und unteren Kammer 4, 6 auf der Bedi enungs se i te 18 größer als ein Abstand a4 auf der Antriebsseite 19 ist gemäß Fig. 6.

Anstelle der unteren Kammer 8 in Fig. 1, 2, 4 und 6 kann die obere Kammer 7 oder können auch untere 8 und obere 7 Kammer um die Längsachse 17, d. h. Transport ri chtung

Fig. 8 zeigt, daß das Schwenken einer oberen 7, unteren 8 oder beider Kammern nicht um die Längsachse 17 in einer Mitte des Schwebetrockners 2 der Fig. 4 und Fig. 6 erfolgen muß. Gekippt werden kann auch generell um irgendeine Längsachse des Schwebetrockners 23 mit den Kammern 24, 26. Besonders geeignet als Schwenkachse ist eine Längskante, z. B. auf Antriebsseite 19, auf die die bewegliche Kammer 26 beim Schließen aufsetzt. Dann genügt an der Längskante auf der Bedienungsseite 18 ein Satz variabler Anschläge 27 in z. B. 2 m Abstand für ein stufenloses oder gestuftes Verstellen des Abstandes der unteren Kammer 26 über die gesamte Trocknerlänge zwecks gewünschter Schrägstellung aller Blasrohre 6 der unteren Kammer 26 relativ zur oberen Kammer 24 für einen optimalen Bahnlauf im Schwebetrockner 23. Die Anschläge 27 können beispielsweise Gewindebolzen 28 sein, die über Schneckenräder 29 mittels Schnecken 31 über ein Handrad 32 von außen einzeln oder zentral oder motorisch verste l Ibar sind.

Fig. 9 zeigt in einer Draufsicht, daß es weiter möglich ist, eine Zeigerwirkung auszunutzen. Hierzu wird ein Trockner 33 von z. B. 10 m Länge wie bisher starr gebaut. An der Einlaufseite steht noch ein kurzer, z. B. 1 m langer, zweiter Trockner 34 davor. Nur bei diesem kurzen Trockner 34 lassen sich z. B. im unteren B las roh rkasten die Blasdüsenrohre 36 um eine in der Mitte des Trockners 34 angeordnete Längsachse 37 zur Transport ri chtung "T" quer schwenken. Beträgt z. B. der unerwünschte Bahnverlauf im langen Trockner 33 30 mm, so genügt es, wenn der kurze Trockner 34 im Verhältnis 1 : 10 auf einen entgegengesetzten Korrekturversatz von 3 mm eingestellt wird, um durch Zeigerwirkung über weitere 10 m starre Haupttrocknerlänge auf Bahnverlauf Null am Trocknerende 38 zu kommen. Danach läuft die Bahn 1 in die Kühlwalzengruppe 39 ein, während ganz links die letzte Druckeinheit 41 angedeutet ist.

Es ist auch möglich, die Anordnung nach Fig. 9 zu modifizieren, den kurzen Reguliertrockner 34 entfallen zu lassen und anstelle einiger fester Blasrohre im Ober- oder Unterblaskasten des Haupttrockners 33 einen verschwenkbaren Hilfsrahmen mit zusätzlichen Blasrohren einzubauen, wobei der Hi lfsrahmen parallel zur Papi erbahnmi tte derart verschwenkt werden kann, daß seine quer zur Bahn laufri chtung liegenden Blasrohre entweder parallel oder aber mehr oder weniger schräg zu den festen Blasrohren stehen.

In weiterer Ausbi ldung der Erfindung wird ein geschlossener Regelkreis für die automatische Korrektur etwaigen Bahnver laufes eingeführt. Beispielsweise befinden sich nach Fig. 9 zwischen Trocknerende 38 und Kühlwalzen 39, Fotozellen 42, die die Papi erbahnsei tenkanten auf Bedienungsseite 18 und Antriebsseite 19 überwachen. Läuft die Bahn 1 aus der Mittellage, wird über einen Rechner oder dgl. eine Korrekturki ppung des beweglichen Blaskastens oder Blasrahmens ausgelöst und die Bahn 1 so automatisch in der Mittellage gehalten.

Das erfindungsgemäße Verfahren korrigiert oder kompensiert ein im Schwebetrockner 2, 33 vorhandenes oder entstehendes Bahnverlaufen automatisch. In vortei lhafter Weise werden langwierige Justagen bei Trocknermängeln vermieden. Der Drucker wird entlastet von einer Uberwachungsaufgäbe . Es ist möglich schnellere, d. h. noch längere Trockner zu bauen, wei l etwaiges Bahnverlaufen mit der erfindungsgemäßen Anordnung korrigierbar ist. Eine weitere Ausbildung der Erfindung sieht die Veränderung der auf die Bahn 1 wirkender Reibungskräfte zwecks Korrektur des Bahnver laufes im Trockner dadurch vor, daß die gesamten Blas luftröhre nicht quer zu einer Trocknerlängsachse kippbar, sondern wie bisher bekannt fest im Unter- und Oberkasten angeordnet sind. Alle oder auch einzelne Rohre, z. B. am Trockneranfang, sind jedoch in Trocknermitte verschlossen. Die Rohre werden auf Bedienungsseite 18 und Antriebsseite 19 getrennt mit Luft versorgt. Die getrennte Luftversorgung ist nach Luftmenge und Luftdruck feinregelbar. Auch mit dieser Methode kann die Komponente der Reibungskräfte quer zur Transport ri chtung "T" in Richtung Antriebs- und Bedienungsseite gleich oder verschieden groß gemacht werden für geraden oder leicht gekrümmten Papierlauf im Trockner. Die Blasrohre können auch in mehr als zwei Kammern mit getrennter Luftversorgung aufgeteilt werden.

Auch hier kann ein geschlossener Regelkreis mit Fotozellen oder dgl. zur automatischen Bahnkanten lagenfest ste l lung verwendet werden. Ein Rechner sorgt für richtige Luftmenge und Druck auf Bedienungs- und Antriebsseite des Trockners, so daß die Bahn am Trocknerende auf Mitte gesteuert bleibt oder seitlich dorthin geregelt wird, wo der Drucker sie zum optimalen Fa Izapparatei nlauf haben will.

Allen Ausführungsbeispielen ist gemeinsam, daß die Richtungsänderung der Bahn 1 durch Veränderung der auf die Bahn 1 wirkenden Reibungskräfte erfolgt, so daß eine Komponente einer Resultierenden aller auf die Bahn 1 wirkenden Reibungskräfte in Richtung der gewünschten Richtungsänderung der Bahn 1 weist.

Bezugszeichen liste

1 Bahn

2 Schwebet rockner

3 Blasdüse

4 Blasdüsenrohr

5

6 B lasdüsenrohr

7 Kammer, obere

8 Kamme r, untere

9 Tragsäule

10

11 Tragsäule

12 Rolle (8)

13 Ansch lag (8)

14 Anschlag (7)

15

16 Zentrierzapfen

17 Längsachse (8)

18 Bedi enungs sei te

19 Ant riebsseite

20

21 Kei l

22 Kei l

23 Schwebet roc kner

24 Kamme r

25

26 Kammer

27 Ansch lag 28 Gewindebolzen

29 Schneckenrad

30 -

31 Schneck 32 Handrad 33 Trockner 34 Troc kner 35

36 Blasdüsenrohr (34)

37 Längsachse (34)

38 Trocknerende (33)

39 Küh Iwa Izengruppe

40 -

41 Druckei nhei t

42 Fotoze l le

B Betriebsposition T Transport ri chtung W Wartungsposition

a1 Abstand a2 Abstand a3 Abstand a4 Abstand

Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zur Veränderung einer Lage einer Bahn (1) quer zur Transport ri chtung (T) in einem Schwebetrockner (2; 23; 34), wobei die Bahn (1) mit aus Blasdüsen (3) austretenden Blasstrahlen beaufschlagt wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein Abstand zwischen Blasdüsen (3) und Bahn (1) verändert wird, so daß dieser Abstand auf der in Richtung de r gewählten Lageveränderung liegenden Seite (18; 19) des Trockners (2; 23; 34) größer ist als auf der gegenüberliegenden Seite (18; 19).

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Ist-Lage der Bahn (1) nach Austritt aus dem Schwebetrockner (2; 23; 34) ermittelt wird, daß eine Abweichung dieser Ist-Lage von einer Soll-Lage der Bahn (1) als Maß zur Veränderung des Abstandes der Blasdüsen (3) zur Bahn (1) herangezogen wird.

3. Schwebetrockner (2; 23; 34) mit quer zur Transport ri chtung (T) der Bahn (1) angeordneten Blasdüsen (3) , dadurch gekennzeichnet, daß zur Lageveränderung der Bahn (1) ein Abstand der Blasdüsen (3) zur Bahn (1) derart veränderbar ist, so daß dieser Abstand auf der in Richtung der gewählten Lageveränderung liegenden Seite (18; 19) des Trockners (2; 23; 34) größer ist als auf der gegenüberliegenden Seite (18; 19).

4. Schwebetrockner (2; 23; 34) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß Blasdüsen (3) oberhalb und unterhalb der Bahn (1) angeordnet sind und daß ein Abstand (a1; a2; a3; a4) zwischen den oberhalb und unterhalb der Bahn (1) angeordneten Blasdüsen (3) veränderbar ist.

5. Schwebetrockner (2; 23; 34) nach den Ansprüchen 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß wahlweise ein Abstand der oberhalb oder unterhalb der Bahn (1) angeordneten Blasdüsen (3) äquidistant zur Bahn (1) ist und ein Abstand (a1; a2; a3; a4) der gegenüberliegenden Blasdüsen (3) veränderbar ist.

6. Schwebetrockner (2; 23; 34) nach den Ansprüchen 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Abstand sowohl der unterhalb als auch der oberhalb der Bahn (1) angeordneten Blasdüsen (3) zur Bahn (1) veränderbar ist.

7. Schwebetrockner (2; 23; 34) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Lageveränderung der Bahn (1) mindestens eine Reihe Blasdüsen (3) um eine parallel zur Transport ri chtung (T) angeordneten Längsachse (17) schwenkbar angeordnet ist.

8. Schwebetrockner (2; 23; 34) nach den Ansprüchen 3 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mehrzahl von Blasdüsen (3) an einer Kammer (7; 8; 24; 26) angeordnet sind und daß diese um ihre parallel zur Transport ri chtung (T) liegenden Längsachse (17) schwenkbar ist.

9. Schwebetrockner (2; 23; 34) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Blasdüsen (3) des Schwebetrockners (2; 23; 34) nur teilweise abstandsve ränderba r angeordnet sind.

10. Schwebetrockner (2; 23; 34) mit quer zur Transport ri chtung (T) der Bahn (1) angeordneten Blasdüsen (3), dadurch gekennzeichnet, daß zur Lageveränderung der Bahn (1) ein Druck des Trocknungsmediums der Blasdüsen (3) veränderbar ist, so daß im Betrieb des Schwebetrockners (2; 23; 34) dieser Druck auf der in Richtung der gewählten Lageveränderung liegenden Seite (18; 19) des Trockners (2; 23; 34) niedriger ist als auf der gegenüberliegenden Seite (18; 19).

11. Schwebetrockner (2; 23; 34) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß senkrecht zur Transportrichtung (T) eine Mehrzahl von mit unterschiedlichen Druck eines Trocknungsmediums beaufschlagbare Kammern (7; 8; 24; 26) angeordnet sind, die die Blasdüsen (3) versorgen.

12. Schwebetrockner (2; 23; 34) nach den Ansprüchen 3 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß ein Trockner (34) zur Veränderung einer Lage der Bahn (1) einem Trockner (33) ohne Möglichkeit zur Veränderung der Lage der Bahn (1) vor- oder nachgeschaltet ist