WO2004065083A1 - Wasserstrahlschneideinrichtung - Google Patents

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cutting device
web
jet nozzles
fibrous web
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Andreas Neumann
Rouven Hohage
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Voith Paper Patent Gmbh
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    • B26—HAND CUTTING TOOLS; CUTTING; SEVERING
    • B26F—PERFORATING; PUNCHING; CUTTING-OUT; STAMPING-OUT; SEVERING BY MEANS OTHER THAN CUTTING
    • B26F3/00—Severing by means other than cutting; Apparatus therefor
    • B26F3/004—Severing by means other than cutting; Apparatus therefor by means of a fluid jet
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    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T83/00—Cutting
    • Y10T83/364—By fluid blast and/or suction

Definitions

  • the invention relates to a water jet cutting device for cutting a running paper, cardboard, tissue or other fibrous web in a machine for producing and / or finishing the same with at least two water jet nozzles arranged one behind the other in the web running direction and directed onto the fibrous web, the fibrous web supported during the cutting on a rotating roller or on an endless belt.
  • the aim was to reduce the load on the supporting roller surface due to the high water pressures of the water jets, which was also achieved by using two water jet nozzles with lower water pressure.
  • the cut quality also deteriorates due to the lower water pressure.
  • the object of the invention is therefore to improve the cutting quality while protecting the surface supporting the fibrous web.
  • the object was achieved in that at least two water jet nozzles have nozzle diameters of different sizes and / or have different distances from the fibrous web and / or have different inclinations with respect to the surface of the fibrous web.
  • the diameter of the water jets when hitting the fiber web can be influenced via the nozzle diameter and the distances to the fibrous web, it is possible to determine the effect of the water jets on the cut by varying the inclinations.
  • the basis weight and the thickness of the fibrous web it may be advantageous, for example, that the sprayed area of the water jet first striking the fibrous web is larger than that of the following, so as to also soften the edge regions of the cut, so that the following Water jet can cut easier and more precisely. This can advantageously be achieved via different nozzle spray characteristics.
  • the strip softened by the first water jet must not be too wide so that the cut edges are not susceptible to tears or the like. close.
  • the inclination of the water jets can also be adapted to their special function.
  • At least one, in particular the first water jet can be inclined counter to the web running direction, which improves the softening of the cutting area. It also reduces the load on the supporting surface, i.e. H. the roller or the belt through the water jets, which is not insignificant because of the high water pressures.
  • the angle between the water jet of the water jet nozzles and the perpendicular with respect to the surface of the fibrous web is between 50 ° and 80 °, preferably between 60 ° and 70 °. It is advantageous if all water jet nozzles are inclined against the direction of web travel. An inclination transverse to the direction of web travel can also be advantageous in order to protect a separated strip with respect to the fuel water bouncing off the fibrous web or the support surface.
  • the water jet nozzles can be arranged exactly one behind the other in the web running direction or slightly offset from one another transversely to the web running direction.
  • the distance between two adjacent water jet nozzles should be at least 25 mm.
  • the water pressure applied to the water jet nozzles is between 400 and 1500 bar, preferably between 800 and 1500 bar.
  • the nozzle diameter of the water jet nozzles is between 0.1 and 0.3 mm, preferably between 0.1 and 0.2.
  • Figure 1 a schematic representation of a water jet cutting device
  • Figure 2 another arrangement.
  • the fibrous web 1 according to FIG. 1 is supported by an endless belt 2 in the form of a dryer fabric of a drying group for drying the fibrous web 1, while the belt 2 wraps around a rotating roller 3 in the form of a guide roller.
  • the fibrous web 1 is cut with a water jet cutting device which has two water jet nozzles 4, 5 arranged one behind the other in the web running direction 6.
  • the water pressure of both water jet nozzles 4.5 can be adjusted separately via a valve 7 each and in the range between 1000 and 1500 bar.
  • the nozzle diameter of the water jet nozzles 4.5 is approximately 0.2 mm.
  • the distance between the water jet nozzles 4.5 is approximately 25 mm.
  • both water jet nozzles 4, 5 are directed away from the transfer strip transversely to the web running direction 6.
  • the first water jet 5 is inclined counter to the web running direction 6, which supports the softening of the cut surface. Because the first water jet nozzle 5 is at a greater distance from the fibrous web 1, the sprayed area of the impinging water jet is also larger than in the following.
  • a surface jet nozzle is particularly suitable as the first water jet nozzle 5.
  • the center of the impact area of the water jet of the first water jet nozzle 5 is offset from the center of the impact area of the following water jet by approximately one millimeter transverse to the web running direction 6 from the transfer strip.
  • the water pressures can also be set differently.
  • FIG. 2 shows the possibility of cutting the fibrous web 1 supported directly on a rotating roller 3. This can be used in particular in the case of rotating rollers 3 in the form of heated drying cylinders in dryer sections of paper machines.
  • Both water jet nozzles 4, 5 are inclined counter to the web running direction 6, the angle ⁇ between the water jets and the perpendicular with respect to the surface of the fibrous web 1 being between 60 ° and 70 °.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Wasserstrahlschneideinrichtung zum Schneiden einer laufenden Papier-, Karton-, Tissue- oder einer anderen Faserstoffbahn (1) in einer Maschine zur Herstellung und/oder Veredlung derselben mit zumindest zwei in Bahnlaufrichtung (6) etwa hintereinander angeordneten und auf die Faserstoffbahn (1) gerichteten Wasserstrahldüsen (4,5), wobei sich die Faserstoffbahn (1) während des Schneidens auf einer rotierenden Walze (3) oder auf einem endlos umlaufenden Band (2) abstützt. Dabei soll die Schnittqualität bei Schonung der, die Faserstoffbahn (1) stützenden Fläche dadurch verbessert werden, dass wenigstens zwei Wasserstrahldüsen (4,5) verschieden grosse Düsendurchmesser aufweisen und/oder unterschiedlich Abstände zur Faserstoffbahn (1) haben und/oder verschiedene Neigungen bezüglich der Oberbäche der Faserstoffbahn (1) besitzen.

Description

Wasserstrahlschneideinrichtung
Die Erfindung betrifft eine Wasserstrahlschneideinrichtung zum Schneiden einer laufenden Papier-, Karton-, Tissue- oder einer anderen Faserstoffbahn in einer Maschine zur Herstellung und/oder Veredlung derselben mit zumindest zwei in Bahnlaufrichtung etwa hintereinander angeordneten und auf die Faserstoffbahn gerichteten Wasserstrahldüsen, wobei sich die Faserstoffbahn während des Schneidens auf einer rotierenden Walze oder auf einem endlos umlaufenden Band abstützt.
Derartige Wasserstrahlschneideinrichtungen sind seit längerem bekannt und beispielsweise in dem DE-Gbm 91 03 749 beschrieben.
Dabei war es das Ziel, die Belastung der abstützenden Walzenoberfläche durch die hohen Wasserdrücke der Wasserstrahlen zu verringern, was durch den Einsatz von zwei Wasserstrahldüsen mit geringerem Wasserdruck auch erreicht wurde. Durch den geringeren Wasserdruck verschlechtert sich allerdings auch die Schnittqualität.
Die Aufgabe der Erfindung ist es daher die Schnittqualität bei Schonung der, die Faserstoffbahn stützenden Fläche zu verbessern.
Erfindungsgemäß wurde die Aufgabe dadurch gelöst, dass wenigstens zwei Wasserstrahldüsen verschieden große Düsendurchmesser aufweisen und/oder unterschiedlich Abstände zur Faserstoffbahn haben und/oder verschiedene Neigungen bezüglich der Oberfläche der Faserstoffbahn besitzen.
Während über die Düsendurchmesser und die Abstände zur Faserstoffbahn die Durchmesser der Wasserstrahlen beim Auftreffen auf die Fasserstoffbahn beeinflusst werden können, ist es über die Variation der Neigungen möglich, die Wirkung der Wasserstrahlen auf den Schnitt festzulegen. ln Abhängigkeit von der Art, dem Flächengewicht und der Dicke der Faserstoffbahn kann es beispielsweise vorteilhaft sein, dass die besprühte Fläche des zuerst auf die Faserstoffbahn treffenden Wasserstrahls größer als die des folgenden ist, um so auch die Randbereiche des Schnitts aufzuweichen, so dass der folgende Wasserstrahl leichter und exakter schneiden kann. Dies kann mit Vorteil über unterschiedliche Düsensprühcharakteristiken erreicht werden.
Der von dem ersten Wasserstrahl aufgeweichte Streifen darf aber nicht zu breit sein, um die Schnittkanten nicht anfällig für Einrisse o.a. zu machen.
Es kann aber andererseits auch von Vorteil sein, die Faserstoffbahn weitestgehend mit Hilfe des ersten Wasserstrahls mit geringem Durchmesser und eventuell auch höherem Wasserdruck zu trennen und anschließend die Faserstoffbahn zur Schonung der stützenden Fläche einen Wasserstrahl mit größerem Durchmesser beim Auftreffen und eventuell geringerem Wasserdruck ganz zu trennen.
Auch die Neigung der Wasserstrahlen kann an ihre spezielle Funktion angepasst werden.
So kann zumindest einer, insbesondere der erste Wasserstrahl entgegen der Bahnlaufrichtung geneigt sein, was das Aufweichen des Schnittbereiches verbessert. Außerdem verringert sich dadurch die Belastung der abstützenden Fläche, d. h. der Walze oder des Bandes durch die Wasserstrahlen, was wegen der hohen Wasserdrücke nicht unerheblich ist.
Dabei ist es vorteilhaft, wenn der Winkel zwischen dem Wasserstrahl der Wasserstrahldüsen und der Senkrechten bezüglich der Oberfläche der Faserstoffbahn zwischen 50° und 80°, vorzugsweise zwischen 60° und 70° liegt. Von Vorteil ist es, wenn alle Wasserstrahldüsen entgegen der Bahnlaufrichtung geneigt sind. Auch eine Neigung quer zur Bahnlaufrichtung kann zur Schonung eines abgetrennten Streifens bezüglich des von der Faserstoffbahn oder der Stützfläche abprallenden Spritwassers vorteilhaft sein.
Zur Vervollkommnung der Einsatzmöglichkeiten und zur Variation der Wirkung auf die Faserstoffbahn sollten zumindest an zwei Wasserstrahldüsen verschiedene Wasserdrücke anliegen.
Im allgemeinen dürfte es ausreichen, wenn zwei Wasserstrahldüsen vorhanden sind. Bei besonders starken Faserstoffbahnen ist es jedoch vorteilhaft wenigstens 3 Wasserstrahldüsen einzusetzen, wobei hier auch unterschiedliche Düsenformen zum Einsatz kommen können.
Je nach ihrer speziellen Funktion oder konstruktiven Erfordernissen können die Wasserstrahldüsen in Bahnlaufrichtung genau hintereinander oder quer zur Bahnlaufrichtung geringfügig versetzt zueinander angeordnet sein.
Um eine ausreichend große Zeit zur Aufweichung der Schnittfläche gewährleisten zu können, sollte der Abstand zwischen zwei benachbarten Wasserstrahldüsen zumindest 25 mm betragen.
Für eine befriedigende Schnittqualität ist es erforderlich, dass der an den Wasserstrahldüsen anliegende Wasserdruck zwischen 400 und 1500 bar, vorzugsweise zwischen 800 und 1500 bar liegt.
Für einen möglichst exakten Schnitt ist es außerdem vorteilhaft, wenn der Düsendurchmesser der Wasserstrahldüsen zwischen 0,1 und 0,3 mm, vorzugsweise zwischen 0,1 und 0,2 liegt.
Nachfolgend soll die Erfindung an zwei Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. In der beigefügten Zeichnung zeigt: Figur 1 : eine schematische Darstellung einer Wasserstrahlschneideinrichtung und Figur 2: eine andere Anordnung.
Beim Schneiden wird die Faserstoffbahn 1 gemäß Figur 1 von einem endlos umlaufenden Band 2 in Form eines Trockensiebes einer Trockengruppe zur Trocknung der Faserstoffbahn 1 gestützt, während das Band 2 eine rotierende Walze 3 in Form einer Leitwalze umschlingt.
Für das Überführen der Faserstoffbahn 1 beim Anlauf der Maschine ist das Abtrennen eines Überführstreifens notwendig. Dieser Überführstreifen kann leicht in die folgende Einheit der Maschine überführt werden. Erst danach wird der Überstreifen auf die volle Breite der Faserstoffbahn 1 breitgefahren.
Geschnitten wird die Faserstoffbahn 1 mit einer Wasserstrahlschneideinrichtung, die zwei, in Bahnlaufrichtung 6 hintereinander angeordnete Wasserstrahldüsen 4,5 besitzt. Dabei ist der Wasserdruck beider Wasserstrahlsdüsen 4,5 über je ein Ventil 7 separat einstellbar und im Bereich zwischen 1000 und 1500 bar. Der Düsendurchmesser der Wasserstrahldüsen 4,5 liegt bei ca. 0,2 mm.
Damit auch bei Geschwindigkeiten von mehr als 2000 m/min eine ausreichende Aufweichung des Schnittbereiches nach dem ersten Wasserstrahl gewährleistet werden kann, ist der Abstand zwischen den Wasserstrahldüsen 4,5 etwa 25 mm.
Um die Festigkeit des Überführstreifen nicht durch, vom Schnittbereich abprallendes Spritzwasser zu beeinträchtigen, sind beide Wasserstrahldüsen 4,5 quer zur Bahnlaufrichtung 6 vom Überführstreifen weg gerichtet.
Außerdem ist der erste Wasserstrahl 5 entgegen der Bahnlaufrichtung 6 geneigt, was das Aufweichen der Schnittfläche unterstützt. Dadurch, dass die erste Wasserstrahldüse 5 einen größeren Abstand zur Faserstoffbahn 1 hat, ist die besprühte Fläche des auftreffenden Wasserstrahls auch größer als beim folgenden. Als erste Wasserstrahldüse 5 eignet sich insbesondere eine Flächenstrahldüse.
Um dabei den Überführstreifen im Schnittbereich nicht durch Aufweichung zu schwächen, ist das Zentrum des Auftreffbereiches des Wasserstrahls der ersten Wasserstrahldüse 5 vom Zentrum des Auftreffbereiches des folgenden Wasserstrahls um etwa einen Millimeter quer zur Bahnlaufrichtung 6 vom Überführstreifen weg versetzt.
Entsprechend der Art und der Beschaffenheit der Faserstoffbahn 1 können auch die Wasserdrücke unterschiedlich eingestellt werden.
Figur 2 zeigt die Möglichkeit die direkt auf einer rotierenden Walze 3 abgestützte Faserstoffbahn 1 zu schneiden. Dies ist insbesondere bei rotierenden Walzen 3 in Form von beheizten Trockenzylindern in Trockenpartien von Papiermaschinen einsetzbar.
Dabei sind beide Wasserstrahldüsen 4,5 entgegen der Bahnlaufrichtung 6 geneigt, wobei der Winkel α zwischen den Wasserstrahlen und der Senkrechten bezüglich der Oberfläche der Faserstoffbahn 1 zwischen 60° und 70° liegt.
Neben der Entlastung der Walze 3 vom Wasserdruck verbessert diese Neigung auch die Effizienz der Schneideinrichtung, so dass geringere Wasserdrücke als üblich ausreichend sind.

Claims

Patentansprüche
1. Wasserstrahlschneideinrichtung zum Schneiden einer laufenden Papier-, Karton-, Tissue- oder einer anderen Faserstoffbahn (1) in einer Maschine zur Herstellung und/oder Veredlung derselben mit zumindest zwei in Bahnlaufrichtung (6) etwa hintereinander angeordneten und auf die Faserstoffbahn (1) gerichteten Wasserstrahldüsen (4,5), wobei sich die Faserstoffbahn (1) während des Schneidens auf einer rotierenden Walze (3) oder auf einem endlos umlaufenden Band (2) abstützt, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei Wasserstrahldüsen (4,5) verschieden große Düsendurchmesser aufweisen und/oder unterschiedlich Abstände zur Faserstoffbahn (1) haben und/oder verschiedene Neigungen bezüglich der Oberfläche der Faserstoffbahn (1) besitzen.
2. Wasserstrahlschneideinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest an zwei Wasserstrahldüsen (4,5) verschiedene Wasserdrücke anliegen.
3. Wasserstrahlschneideinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Wasserstrahldüsen (4,5) vorhanden sind.
4. Wasserstrahlschneideinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens 3 Wasserstrahldüsen (4,5) vorhanden sind.
5. Wasserstrahlschneideinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wasserstrahldüsen (4,5) in Bahnlaufrichtung (6) genau hintereinander angeordnet sind.
6. Wasserstrahlschneideinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Wasserstrahldüsen (4,5) in Bahnlaufrichtung (6) hintereinander und quer zur Bahnlaufrichtung (6) geringfügig versetzt zueinander angeordnet sind.
7. Wasserstrahlschneideinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand zwischen zwei benachbarten Wasserstrahldüsen (4,5) zumindest 25 mm beträgt.
8. Wasserstrahlschneideinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der an den Wasserstrahldüsen (4,5) anliegende Wasserdruck zwischen 400 und 1500 bar, vorzugsweise zwischen 800 und 1500 bar liegt.
9. Wasserstrahlschneideinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Düsendurchmesser der Wasserstrahldüsen (4,5) zwischen 0,1 und 0,3 mm, vorzugsweise zwischen 0,1 und 0,2 liegt.
10. Wasserstrahlschneideinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Wasserstrahldüse (4,5) bezüglich der Oberfläche der Faserstoffbahn (1 ) entgegen der Bahnlaufrichtung (6) geneigt ist.
11. Wasserstrahlschneideinrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel (α) zwischen dem Wasserstrahl der Wasserstrahldüsen (4,5) und der Senkrechten bezüglich der Oberfläche der Faserstoffbahn (1) zwischen 50° und 80°, vorzugsweise zwischen 60° und 70° liegt.
2. Wasserstrahlschneideinrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass alle Wasserstrahldüsen (4,5) entgegen der Bahnlaufrichtung (6) geneigt sind.
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