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Gegenstand
der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren und eine Anlage zur
Durchführung einer seillosen Bahneinführung. Insbesondere
beziehen sich das Verfahren und die Anlage nach der Erfindung auf
eine Entwicklung der Einführung, die zuverlässiger
als früher ist.
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Unter
einer Einführung versteht man eine mit einer Papier- oder
Kartonmaschine, allgemein mit einer Faserbahnmaschine auszuführende
Maßnahme, bei der im Herstellungsprozess für das
Produkt, nachdem sowohl mit einer Bahnformpartie als auch mit einer
Presspartie eine aus einem Stoffauflaufkasten auf ein Sieb einer
Produktionsfaserbahnmaschine zugeführte Fasersuspensi on
entwässert wurde, eine Faserbahn in die folgenden Verarbeitungsstrecken
einer Produktionsmaschine eingefädelt wird. Bei der Herstellung
einiger Papiersorten mit einer Papiermaschine wird anfangs die in
der vorstehenden Art und Weise hergestellte Bahn meistens von der Presspartie
direkt zu einem unter der Papiermaschine positionierten Pulper gefahren.
Wenn eine Bahn mit der Maschine weitergezogen werden soll, wird
die Bahn an einem Rand der Bahn so zugeschnitten, dass an der Bahn
in deren Längsrichtung ein schmaler Streifen entsteht,
der dann weiter zu einer Trockenpartie gezogen wird. Der Weitertransport
des betreffenden Streifens wird als Einführung bezeichnet.
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Die
Einführung wurde herkömmlich mit Hilfe von Seilen
in der Weise durchgeführt, dass in Verbindung mit den Gruppen
derjenigen Walzen und/oder Zylinder bzw. Gruppen, die von diesen
gebildet werden, durch die die Bahn ohne ein benötigtes
Stützen durch Siebe, Filze oder Gewebe hindurch läuft,
in Seitenrichtung an der Außenseite der eigentlichen Bahn
so genannte Seile angeordnet werden, zwischen denen die Spitze des
geführten Einführungsstreifens weitertransportiert
wird. Anders ausgedrückt wird in diesem Fall vor der Zuführung
zum Pulper am Rand der Bahn in Maschinenrichtung ein schmaler Streifen
(ungefähre Breite 15–50 cm) gebildet, der von
der eigentlichen Laufbahn der Bahn zur Seite hin verläuft,
an der die genannten Seile den Streifen ergreifen und diesen auf
die ordnungsgemäße Strecke lenken. Wenn der Streifen
dann eine gewünschte Strecke weitergezogen worden ist,
zum Beispiel über die gesamte Länge der Trockenpartie, wird
der Streifen allmählich so weit verbreitert, bis letztendlich
die Streifenbreite mit der Breite der Bahn übereinstimmt.
In Verbindung mit der vorstehend beschriebenen Einführung
mit Hilfe von Seilen werden außerdem manchmal Blasdüsen
verwendet, mit denen der Lauf der Bahn mit den Seilen erleichtert
wird. Eine Einführung mit Hilfe von Seilen wird unter anderem
im
US-Patent 5,232,554 behandelt.
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Da
eine Einführung mit Hilfe von Seilen in vielerlei Hinsicht
problematisch ist, wurde im zunehmenden Maße versucht,
eine seillose Einführung zu verwenden, bei der der Einführungsstreifen
entweder auf seine Bahn gelenkt oder mit verschiedenen Saug- und
Blassystemen auf seiner Bahn gehalten wird. Als Beispiel kann eine
im
US-Patent 5,031,338 beschriebene
Walzenanwendung mit einer Transportansaugung genannt werden, wobei
ein verhältnismäßig schmaler Bereich
in der Nähe eines Walzenendes angeordnet ist, auf den bei
einem Einführungsvorgang eine stärkere Saugwirkung
als woanders an der Walze gerichtet werden kann, mit deren Hilfe
der Einführungsstreifen an der Oberfläche der Walze
haften bleibt.
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Im
US-Patent 5,600,897 wird
weiter eine seillose Einführung insbesondere mit der Trockenpartie einer
Pa pier- oder Kartonmaschine beschrieben. Mit der Trockenpartie einer
Papiermaschine kann nach der Veröffentlichung die Bahn
entweder als so genannter Einzelsiebzug oder als so genannter Doppelsiebzug
transportiert werden. Die Trockenpartie setzt sich allgemein aus
mehreren so genannten Trocknungszylindergruppen zusammen, die vom
Typ her einem der beiden vorgenannten Siebzüge entsprechen
können. Ein Einzelsiebzug bedeutet, dass die Trocknungszylindergruppe
in der Trockenpartie sich aus einer Reihe Trocknungszylinder und
aus einer Reihe Umkehrwalzen in der Weise zusammensetzt, dass ein
Trockensieb der betreffenden Gruppe abwechselnd beide umläuft,
wobei die zu trocknende Bahn an der Stelle des Trocknungszylinders
zwischen dem Trocknungszylinder und dem Sieb positioniert ist und
wieder außerhalb des Siebs an der Stelle der Umkehrwalze
läuft. Es ist bekannt, dass eine Einführung seillos
in einer einem Einzelsiebzug angepassten Trocknungsgruppe vor allem
dann durchgeführt werden kann, wenn die Umkehrwalze eine Saugwalze
ist.
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Unter
einem Doppelsiebzug versteht man wiederum eine Lösung,
bei der die Trocknungszylindergruppe in der Trockenpartie sich aus
einer oberen und unteren Reihe von Trocknungszylindern (im Einzelsiebzug
ist die eine Reihe durch Umkehrwalzen ersetzt) sowie von Umkehrwalzen
gebildet wird, die zwischen diesen positioniert sind. Bei einem
Doppelsiebzug hat jede der beiden Trocknungszylinderreihen ein eigenes
Sieb, wobei die Siebe sich abwechselnd um den Trocknungszylinder
und die Umkehrwalze drehen und die Bahn immer beim Laufen zwischen
dem Trocknungszylinder und dem Sieb entwässern. Die zu
entwässernde Bahn läuft jedoch bei einem Doppelsiebzug
im freien Zug immer im Bereich zwischen zwei hintereinander liegenden
Trocknungszylindern von einem Trockensieb zum anderen. Zum Beispiel
wenn die Bahn sich um einen Trocknungszylinder in der oberen Reihe
gedreht hat und dem oberen Trocknungssieb eine Strecke gefolgt ist,
löst sie sich vom Trockensieb, läuft eine Strecke
im freien Zug, bis sie auf das untere Trockensieb trifft und diesem
folgend den Trocknungszylinder in der unteren Reihe umläuft.
Auf diese Weise verfahrend läuft die Bahn bis zum Ende
der betreffenden Trocknungszylinderreihe weiter, von wo der Transport
zur nächsten Trocknungsgruppe oder ganz weg von der Trockenpartie
erfolgt. In den vorstehend beschriebenen Bereichen eines freien
Zugs zwischen den Trocknungszylindern eines Doppelsiebzugs wurde
herkömmlich eine Einführung mit Seilen verwendet.
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Im
vorstehend angeführten
US-Patent 5,600,897 wird
eine automatische seillose Einführungsvorrichtung zum Führen
einer Bahn von einem Trocknungszylinder des Doppelsiebzugs zum anderen
beschrieben. In einer der beschriebenen Lösungen wird die
Bahn mit einem Abstreifer vom Trocknungszylinder gelöst
und in einen Raum zwischen dem Abstreifer und einer Steuerplatte
geführt. In Verbindung sowohl mit dem Abstreifer als auch
mit der Steuerplatte sind Düsen angeordnet, mit denen Luft im
wesentlichen in Laufrichtung der Bahn geblasen wird. Außerdem
wird in der Veröffentlichung angeführt, dass ein
von der vorhergehenden Trocknungszylindergruppe sich entfernender
Filz und ein zur nächsten Trocknungszylindergruppe gelangendes Sieb
nahe beieinander in der Weise gesteuert werden, dass der ankommende
Filz nicht im nennenswerten Maße Luft mit sich bringen
kann. Anders ausgedrückt, das Gelangen von Luft in den
Einführungsbereich wurde als eines der größten
Probleme einer seillosen Einführung wahrgenommen. Insbesondere verursacht überflüssige
Luft, dass die Luft beim Entfernen in Seitenrichtung dazu neigt,
den Einführungsstreifen mit sich zu ziehen und damit eine
Einführung beeinträchtigt. Aus diesem Grund wird
sowohl in zahlreichen Veröffentlichungen nach dem Stand
der Technik als auch in der vorliegenden Erfindung das Hauptaugenmerk
auf die Steuerung von Luftströmungen in Verbindung mit
einer Einführung gelegt.
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Eine
seillose Einführung kann neben verschiedenen Blasdüsen
bzw. an deren Stelle mit verschiedenen Unterdruckvorrichtungen erleichtert
werden, von denen Saugwalzen, Transportsaugkästen und mit
einem Transportgewebe ausgerüstete transportable Saugkästen
zu nennen sind. Insbesondere beschreibt die Veröffentlichung
US-A-5,600,897 einen
Saugkasten, der in einer zwischen zwei parallelen Trocknungszylindern
eines Siebzugs und einem zwischen diesen befindlichen Be reich einer
Umkehrwalze verbleibenden Tasche zu positionieren ist, und der auch
unter der Bezeichnung Lauffähigkeitskomponente bekannt
ist und mit dem die Bahn von der Oberfläche eines ersten
Trockenzylinders gelöst wird und zwangsweise dem Sieb um
die Umkehrwalze herum folgt. Der gleiche Saugkasten wird nämlich
verwendet, um die Saugfunktion auch über eine vollkommen
mit Bohrungen versehenen Oberfläche der Umkehrwalze auf
den gesamten Bereich der Umkehrwalze zu richten, wobei der im Inneren
der Walze herrschende Unterdruck ausreicht, um die Bahn auf der
Oberfläche des Siebs zu halten. Weiterhin wird mit dem
gleichen Saugkasten verhindert, dass in einem sich schließenden
Spalt zwischen der Umkehrwalze und dem zu dieser vom ersten Trocknungszylinder
gelangenden Sieb eine Überdrucksituation entsteht.
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Bezüglich
des vorstehend behandelten Stands der Technik ist anzumerken, dass
es bei einer seillosen Einführung wesentlich ist, das Verhalten von
Luft sowohl im Bereich eines freien Zugs als auch beim Übergang
vom freien Zug auf den von der Walze unterstützten Transport
der Bahn zu kennen und gekonnt zu kontrollieren. Als Beispiel lässt
sich unter anderem anführen, dass im Bereich eines freien
Zugs nach Möglichkeit keine in Querrichtung verlaufende
Luftströmung entstehen sollte, da diese bei einer Einführsituation
in der Lage ist, den Anfang der Bahn weg von der gewünschten
Strecke zu verschieben. Auf entsprechende Art und Weise muss der
Bereich des sich schließenden Spalts an der Umkehrwalze
kontrolliert werden, da sowohl die rotierende Walze selbst als auch
das zum Spalt gelangende Sieb Luft in den sich schließenden
Spalt mit sich bringen. Bei der Ansammlung von Luft im Spalt entsteht ein Überdruck,
der die auf der entgegen gesetzten Seite des Siebs vorhandene Bahn
entweder ganz oder mindestens teilweise vom Sieb losblasen oder an
der Bahn einen Sack bilden kann, der ein Weiterziehen der Bahn und
vor allem des Einführungsstreifens zu beeinträchtigen
vermag.
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In
Verbindung mit der seillosen Einführung wurden früher
entweder glatte Walzen oder perforierte Walzen als Umkehrwalzen
verwendet. Perforierte Walzen waren wiederum meistens entweder ausdrückliche
Saugwalzen oder Walzen, auf die durch die perforierte Oberfläche
der Walze hindurch Unterdruck gerichtet wurde. In der Praxis ist
es Tatsache, dass in Verbindung mit einer seillosen Einführung
die Verwendung von glatten Walzen ständig abnimmt. Bei
einer Zunahme der Geschwindigkeit von Produktionsmaschinen auf eine
Bahngeschwindigkeit von mehr als 900 m/min können glatte
Walzen nicht verwendet werden, da die Bahn erfahrungsgemäß nicht mehr
an der Oberfläche einer Walze haften bleibt. Mit anderen
Worten, in schnelleren Maschinen müssen andere Lösungen
angewendet werden, zu denen gerillte Walzen sowie Unterdruck- und
Saugwalzen gehören.
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Als
ein Beispiel einer Walzenlösung nach dem Stand der Technik
kann wohl eine im Dokument
US-A-5,535,527 unter
Verweis auf das
US-Patent 5,022,163 beschriebene
Walze angeführt werden, bei der die Walzenoberfläche
sowohl in Richtung des Umfangs gerillt als auch auf dem Grund der
Rillen perforiert ist. Bei dieser Lösung ist der Innenraum
der Walze über die Achse der Walze mit einer Saugquelle
verbunden.
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Alle
angeführten Walzentypen wurden dargestellt, um in Verbindung
mit einer seillosen Einführung verwendet zu werden. Die
kostengünstigste Lösung ist eine gerillte Walze
ohne jede besondere Unterdruckvorrichtung, und die von den Kosten
her zweitgünstigste Lösung ist eine perforierte
oder gerillte Walze, an der selbst keinerlei Saugvorrichtungen angeordnet
sind, sondern an der ein Saugen mittels eines Unterdruckkastens
bzw. einer Lauffähigkeitskomponente erfolgt, wie früher
in Verbindung mit dem
US-Patent
5,600,897 angeführt wurde. Außerdem können
mit jeder Walzen- und Unterdruckkastenlösung die mannigfaltigsten
Blasvorrichtungen zum Leiten des Einführungsstreifens auf
seiner Strecke oder zum Halten auf seiner Strecke verwendet werden.
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Naturgemäß sind
glatte Walzen von ihren Herstellungskosten her im Vergleich zu anderen
Walzen gleich welchen Typs bei weitem überlegen, aber genauso
naturgemäß sind sie nur für wenige Einführungszwecke
verwendbar, da in Verbindung mit diesen nur ein Blasen und in einem
Taschenraum Unterdruck verwendet werden können, mit denen
der Lauf des Einführungsstreifens kontrolliert wird. Behandelte
bzw. gebohrte und/oder perforierte Walzen folgen in der Reihenfolge
der Herstellungskosten als nächste. Bohren oder eine Herstellung
von Rillen an der Oberfläche von Walzen, selbst nur an
einem Teil der Länge einer Walze, ist teuer und hebt die
Kosten für die Walze im Vergleich zu glatten Walzen erheblich an.
Ein deckender Unterdruck für eine Umkehrwalze und eine
hohe Betriebsgeschwindigkeit lassen sich mit Hilfe einer gerillten
und perforierten Unterdruckwalze bewerkstelligen, wobei eine größere
Produktionskapazität den höheren Investitionspreis
kompensiert.
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Da
jeder einzelne Walzenumbau oder der Anbau einer anderen Vorrichtung
an der Einführungsanlage den Preis für die Anlage
anhebt, wäre in erster Linie anzustreben, die Einführung
in der Weise zu entwickeln, dass die Anlagen mit höheren
Bahngeschwindigkeiten als vorher betrieben werden könnten.
Hierbei führte das Anheben der Geschwindigkeit einer Produktionsmaschine
nicht unbedingt zu zusätzlichen Investitionen an der Einführungsanlage,
was in den meistens Fällen unter einem zunehmenden Energieverbrauch
auch zu einer Betriebskostenerhöhung führen würde.
Als Beispiel kann ein Wechsel von der Verwendung einer reinen gerillten Walze
auf die Verwendung einer gerillten Walze mit einem Unterdruckkasten
genannt werden, wobei das Bewerk stelligen von Unterdruck für
die Anlage Betriebskosten mit sich bringt. Entsprechend ist es bei Neuinvestitionen,
bei denen auf eine bestimmte Bahngeschwindigkeit abgezielt wird,
möglich, mit einer einfacheren Einführungsanlage
als von der betreffenden Bahngeschwindigkeit vorausgesetzt, auszukommenen.
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Mit
anderen Worten, in der Papierindustrie wurden bei der Einführung
herkömmlich verhältnismäßig
schmale Einführungsstreifen verwendet, das heißt
Streifen, deren Breite ungefähr 15–50 cm beträgt.
Wahrscheinlich stammt diese Tradition daher, dass eine Einführung
mittels Seilen durchgeführt wurde, wobei der Streifen wegen
seiner Abweichung in Seitenrichtung nicht sehr breit sein konnte.
Jedenfalls wurden bei der Verwendung eines schmalen Einführungsstreifens
mehrere Probleme wahrgenommen. Erstens, je breiter eine Maschine
ist, desto größer ist der Teil der Bahn, der während
der Einführung als Ausschuss ausgesondert werden muss.
Das eigentliche Problem entsteht jedoch dadurch, dass beim Ausbreiten
der Bahn auf die volle Breite es verhältnismäßig
lange dauert, die Bahn von etwa einem halben Meter Breite auf die
volle Produktionsbreite der Papiermaschine auszubreiten, die zum
Beispiel 11–12 Meter betragen kann. Somit kann eine Ausbreitung
von einem schmalen Streifen auf eine volle Breite direkt auch als
verloren gegangene Produktionskapazität gerechnet werden.
Zweitens, die Einführung lässt sich auch vom Standpunkt
des Energieverbrauchs aus untersu chen. Je länger eine Einführung
dauert (ganz gleich aus welchem Grund), desto größer
ist der Energieverbrauch. Somit verbraucht die vorstehend beschriebene
Ausbreitung der Bahn von einem schmalen Streifen auf die volle Bahnbreite verhältnismäßig
viel Energie. Bei Anwendung der vorliegenden Erfindung ergeben sich
somit die größten Einsparungen bei Maschinen,
die über vier Meter breit sind und die mit einem oberseitigen
Einzelsiebzug ausgerüstet sind und die mit Geschwindigkeiten von
mehr als 1.000 m/min betrieben werden. Vorteilhaft sollte die Maschine über
fünf Meter breit sein und mit einer Betriebsgeschwindigkeit
von mehr als 1.200 m/min betrieben werden.
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Ein
Zweck der vorliegenden Erfindung ist es, unter anderem zur Beseitigung
der vorstehend dargestellten Probleme ein neuartiges Verfahren und eine
Anlage zur Durchführung der Einführung in der Trockenpartie
einer Faserbahnmaschine zu entwickeln. Ein Verfahren und eine Anlage
nach der Erfindung sind eine einfache und sowohl von den Herstellungs-
als auch von den Betriebskosten her eine vorteilhafte Lösung
zur Durchführung einer seillosen Einführung in
der Weise, dass sowohl die dafür vergehende Zeit als auch
die dafür verwendete Energie im Vergleich zu Lösungen
nach dem Stand der Technik sich wesentlich reduzieren.
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Genauer
gesagt besteht ein Zweck der Erfindung darin, ein Verfahren und
eine Anlage zur Durchführung der Einführung zu
entwickeln, indem eine Einführungsbahn verwendet wird,
die von ihrer Breite her deutlich breiter als Einführungsstreifen
nach dem Stand der Technik ist.
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Für
ein Verfahren nach der vorliegenden Erfindung zur Durchführung
einer seillosen Einführung in einem Einzelsiebzug einer
Trockenpartie für eine Faserbahnmaschine, bei welchem Verfahren
eine Einführungsbahn von einem vorhergehenden Trocknungszylinder
um eine Umkehrwalze herum zu einem nächsten Trocknungszylinder
geführt wird, ist es charakteristisch, dass von dem Zylinder
eine mindestens 1 Meter breite Einführungsbahn gelöst
wird, die danach zur Umkehrwalze läuft.
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Für
eine Anlage nach der vorliegenden Erfindung zur Durchführung
der seillosen Einführung im Einzelsiebzug der Trockenpartie
für die Faserbahnmaschine, wobei ein Trockensieb und eine
Gruppe von Trocknungszylindern und Umkehrwalzen zur Anlage gehören,
um die die Einführungsbahn bei der Einführungssituation
geführt wird, ist es charakteristisch, dass gegen einen
zwischen jedem Zylinder und jedem Trockensieb sich öffnenden
Spalt Blasvorrichtungen angeordnet sind, mit denen die Einführungsbahn
von dem Zylinder gelöst und in Verbindung mit dem Sieb
gebracht wird.
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Nachstehend
wird die vorliegende Erfindung detaillierter unter Bezug auf die
beiliegenden Figuren erklärt, von denen
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1a schematisch
einen Teil einer Trocknungszylindergruppe nach dem Stand der Technik für
eine Papier- und Kartonmaschine darstellt,
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1b schematisch
einen Teil einer zweiten Trocknungszylindergruppe nach dem Stand
der Technik für eine Papier- und Kartonmaschine darstellt,
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2 schematisch
einen Teil einer Trocknungszylindergruppe nach einer vorteilhaften
Ausführungsform der Erfindung für eine Papier-
und Kartonmaschine darstellt,
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3 detaillierter
die Funktion einer Anlage nach 2 beim Transportieren
einer Einführungsbahn darstellt, und
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4 grafisch
einen mit einem Verfahren und einer Anlage nach der Erfindung erreichbaren Vorteil
im Vergleich zu einer herkömmlich Anlage und einem herkömmlichen
Verfahren darstellt.
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Nach
den 1a und 1b setzt
sich eine Trocknungszylindergruppe für eine Papier- und
Kartonmaschine nach dem Stand der Technik aus einer Reihe von Trocknungs zylindern 2 und
aus einer zweiten Reihe von Umkehrwalzen 4 zusammen, um welche
beide herum sowohl ein Trockensieb W als auch eine Bahn 6 gemeinsamen
laufen. Anders ausgedrückt, es handelt sich um einen so
genannten Einzelsiebzug, bei der beim Trocknungszylinder 2 sich
die Bahn 6 zwischen dem Sieb W und Zylinder 2 und
bei der Umkehrwalze 4 sich das Sieb W zwischen der Bahn 6 und
der Walze 4 befindet. In den Figuren sind außerdem
Abstreifer 8 dargestellt, mit denen die Oberflächen
des Zylinders gereinigt werden. Gleichwohl hält der Abstreifer
bei der Einführung dem Druck eines schmalen Streifens stand
und hindert diesen, so dass er nicht um den Zylinder läuft,
aber eine breite Bahn geht schnell unter dem Reinigungsabstreifer
hindurch und verursacht möglicherweise eine Zerstörung
des verwendeten Siebs. Das heißt, dass ein schmaler Einführungsstreifen
gegebenenfalls von der Oberfläche des Trocknungszylinders 2 abgestreift
werden kann, der der Einführungsstreifen zuerst zu folgen
geneigt ist, bevor er dazu gebracht wird, dem Trockensieb zu folgen.
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In 1a ist
die Umkehrwalze 4 als glatte und unperforierte Walze dargestellt,
von der festgestellt wurde, dass diese im Produktionsbetrieb immer mit
Bahngeschwindigkeiten von etwa 900 m/min funktioniert. Bei höheren
Geschwindigkeiten bringen sowohl das Sieb W als auch die rotierende
Oberfläche der Walze 4 in den sich schließenden
Spalt an der Umkehrwalze 4 in der Weise Luft herein, dass sich
ein so genannter Luftsack bzw. ein Raum mit Überdruck bildet,
der im ungünstigsten Fall die Bahn 6 vom Sieb
W löst oder dort mindestens eine Blase bildet, was bei
einer Geschwindigkeitszunahme den Betrieb beeinträchtigt
und die Qualität des Endprodukts schwächt. Für
den Betrieb der betreffenden glatten Walze ist es charakteristisch,
dass bei einer Einführungssituation Seile verwendet werden,
mittels welcher die Bahn 6 in Form eines Einführungsstreifens
entlang ihrer Laufbahn um die Trocknungszylinder 2 und
Umkehrwalzen 4 herum eingefädelt wird. Wenn die
Bahn 6 als schmaler Einführungsstreifen eine gewünschte
Strecke in der Trockenpartie weiter gezogen ist, wird ein den Streifen
zuschneidender Rollenschneider zur anderen Seite der Bahn verschoben,
wodurch die Bahn allmählich in voller Breite die betreffende
Strecke weiter gezogen werden kann.
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In
1b ist
eine Lösung dargestellt, mit der die Einführung
bei einem Einzelsiebzug seillos durchgeführt wird. Der
Unterschied zu der Ausführungsform in
1a besteht
hauptsächlich darin, dass jetzt die Umkehrwalzen
14 Unterdruckwalzen sind,
und mit Hilfe des in ihnen angeordneten Unterdrucks die Bahn
6 im
Sieb W beim Laufen an der Oberfläche der Umkehrwalze
14 gehalten
werden kann. Die Bedeutung der Unterdruckwalze
14 ist dann
am größten, wenn die Einführung ohne
Seile durchgeführt wird. Hierbei ist am Endstück
der Unterdruckwalze vorteilhafterweise zum Beispiel in einer im
US-Patent 5,031,338 beschriebenen
Art und Weise eine Zone angeordnet, auf die ein stärkerer
Unterdruck gerichtet werden kann, mit dem der Einführungsstreifen
an der Oberfläche der Walze gehalten werden kann. In der
Praxis wird eine Einführung in der Weise durchgeführt,
dass die in der Bahnform- und Presspartie entstehende Bahn anfangs
in ihrer vollen Breite am Anfang der Trockenpartie vom Abstreifer
am Ablösepunkt zum Pulper geleitet wird. Wenn die Bahn
weiter zur Trockenpartie gezogen wird, wird vom Rand der Bahn
6 in
Maschinenrichtung ein Streifen von 50–500 mm geschnitten,
der mit Hilfe von besonderen, für diesen Zwecke vorgesehenen
Blasdüsen auf die Oberfläche des Siebs W und in
Richtung zur Umkehrwalze
14 gelenkt wird. Gleichzeitig
ist am Endstück der Umkehrwalze
14 ein stärkerer
Unterdruck bewerkstelligt, mit dessen Hilfe der Einführungsstreifen
auf der Oberfläche des Siebs W für die Zeit gehalten
werden kann, wenn dieser an der Außenseite des Siebs W
um die Umkehrwalze
14 herum läuft. Wenn erreicht
wurde, dass der Einführungsstreifen bis zum geraden Abschnitt
am Sieb in der Siebaufhängung bleibt, bleibt der Streifen
dort auch bis zum Trocknungszylinder
2, wonach die gleichen
Maßnahmen in Verbindung mit der nächsten Umkehrwalze
14 und
weiter von da ab bis zum Ende des oberseitigen Einzelsiebzugs oder
bis zum nächsten Ablösepunkt wiederholt werden.
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Wenn
sichergestellt werden soll, dass die Bahn während der gesamten
Einführung in der Siebaufhängung bleibt, kann
eine Saugwalze auch umfangreicher verwendet werden. Vom Stand der
Technik ist eine Lösung bekannt, bei der über
einer als Umkehrwalze fungierenden Saugwalze ein Unterdruckkasten
angeordnet ist, der sowohl das Sieb sowie die an dessen Außenseite
befindliche Bahn ansaugt. Der Unterdruck für den Unterdruckkasten
wird durch Anordnen des Unterdruckkastens dicht gegen den Taschenraum
und die Oberfläche der Saugwalze sowie durch Anordnen eines
eigenen Unterdruckaggregats und/oder von Blasvorrichtungen zur Erzeugung
von Unterdruck nach dem Ejektorprinzip bewerkstelligt. Als zweite
Alternative nach dem Stand der Technik ist auch eine Lösung
bekannt, bei der die Umkehrwalze eine perforierte Walze ist, für
die jedoch keine eigenen Saug- oder Unterdruckvorrichtungen angeordnet
sind. Für die Tasche, die von der betreffenden Umkehrwalze
und dem zu dieser gelangenden und wieder von dieser sich entfernenden
Trockensieb gebildet wird, ist ein Unterdruckkasten angeordnet (eine
so genannte Lauffähigkeitskomponente), und der dort entstehende
Unterdruck wird über die Bohrungen der Walze in die Innenteile
der Walze geleitet und saugt so über die gesamte Fläche der
Walze das Sieb und die Bahn in Richtung zur Walze an.
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Es
wurde jetzt bei den durchgeführten Tests jedoch festgestellt,
dass die Einführung einer Faserbahn im Vergleich zu Lösungen
nach dem Stand der Technik vereinfacht werden kann. Als wir die
Einführung mit einer gerillten Walze ohne jegliche Unterdruckanlage gerillten
Walze ohne jegliche Unterdruckanlage untersucht haben, konnte festgestellt werden,
dass sich der Einführungsstreifen an seinen beiden Rändern
von der Walze zu lösen beginnt. Anders ausgedrückt,
sowohl der von den Seiten in den sich öffnenden Spalt gelangende
Luftstrom als auch die Zentrifugalkraft in Verbindung mit der Umkehrwalze
bewirken, dass sich der Streifen zuerst an seinen Randbereichen
löst. Danach dauert es einige Zeit, bevor der Streifen
sich in seiner Gesamtheit von der Walze löst.
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Bei
den von uns durchgeführten Tests wurde die Breite des Einführungsstreifens
verbreitert, während die Geschwindigkeit der Maschine konstant
gehalten wurde. Es ist anzumerken, dass ein breiterer Einführungsstreifen
nach der Erfindung im Gegensatz zu Einführungsstreifen
nach dem Stand der Technik von jetzt ab als Einführungsbahn
bezeichnet wird. Die erste Wahrnehmung war, dass die Ablösegeschwindigkeit
der Einführungsbahn von der Walze sich nicht geändert
hat, sondern die Einführungsbahn (von ihrem Mittelstück
her) länger an der Walze haften blieb. Die Ablösegeschwindigkeit
kann zum Beispiel als Breite einer abgelösten Einführungsbahn von
der Walze in Zentimetern pro Umkehrwinkel der Walze oder als Breite
pro Zeiteinheit definiert werden, das heißt von da an gerechnet,
wenn die Einführungsbahn beginnt, sich von der Oberfläche
der Walze zu lösen.
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Als
nächstes wurde das Anheben der Geschwindigkeit getestet.
Das Ergebnis war, dass bei der Verwendung einer breiteren Einführungsbahn
die Walze sicher und mit einer wesentlich größeren
Geschwindigkeit als früher gefahren werden konnte. Somit
kann bei der Verwendung einer breiteren Einführungsbahn
nach der Erfindung entweder eine einfachere Einführungsanlage
als früher mit der gleichen Geschwindigkeit verwendet oder
die gleiche Einführungsanlage an höhere Bahngeschwindigkeiten
als früher angepasst werden. Unter einer Einführungsanlage
versteht man vorstehend in erster Linie eine Walze und eine in Verbindung
mit dieser gegebenenfalls angeordnete Unterdruck- und/oder Blasanlage irgendeines
Typs.
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Anders
ausgedrückt zeigen die durchgeführten Tests auf,
dass je breiter eine Einführungsbahn ist, desto niedriger
ist der benötigte Unterdruck für den Taschenraum.
In der Praxis wirkt sich die Breite der Bahn in der Weise aus, dass
je breiter die Bahn ist, desto mehr kann sich die Bahn in den Randbereichen
ablösen, aber da der Bereich in der Mitte noch haftet,
gelingt die Einführung. Nach den von uns durchgeführten
Tests muss die Breite der Einführungsbahn einerseits mindestens
ungefähr einen Meter breit sein, vorteilhaft über
zwei Meter, und andererseits maximal sogar die gesamte Breite der Bahn
aufweisen. In einigen Anwendungen ist es wirtschaftlich vorteilhaft,
die Breite der Einführungsbahn maximal auf die Hälfte
der gesamten Breite der Bahn zu beschränken. In diesem
Zusammenhang ist es notwendig zu erwähnen, dass bei der
Einführung natürlich die Strecke von Bedeutung
ist, welche die Einführungsbahn unvollständig
gestützt zu laufen hat, das heißt, wenn beim Blasen
oder beim Unterdruck Mängel/Störungen die Lauffähigkeit
der Einführungsbahn leicht beeinträchtigen. Je
kürzer die Strecke ist, desto einfacher ist die Einführung.
Die durchschnittliche Einführungszeit in der Trockenpartie
liegt herkömmlich bei etwa 3–6 Minuten, was sich
sogar um 40% verkürzen lässt, da eine Lösung
nach der Erfindung weniger Zeit für die Ausbreitung erfordert
und der Lauf der Einführungsbahn schneller und sicherer ist.
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In 2 wird
eine Lösung nach einer vorteilhaften Ausführungsform
der Erfindung dargestellt, in der beispielhaft zwei Trocknungszylinder 2 der
Trocknungszylindergruppe und eine zwischen diesen befindliche Umkehrwalze 24 dargestellt
sind, die an den Einzelsiebzug anpassbar sind. Die Konstruktion
der betreffenden Umkehrwalze 24 ist nicht genauer dargestellt,
weil, wie vorstehend festgestellt, die Konstruktion der Walze und
möglicherweise die Konstruktion der in Verbindung mit der
Walze angeordneten Unterdruckvorrichtungen in erster Linie von der zu
verwendenden Bahngeschwindigkeit abhängen. Anders ausgedrückt,
alle Walzenkonstruktionen von einer gerillten oder perforierten
Walze bis zu einer gerillten und perforierten Wal ze kommen in Frage.
In 2 ist jedoch ein in den Taschenraum oberhalb der
Umkehrwalze zu positionierender Unterdruckkasten 30 dargestellt,
mit dem beim Einführungsvorgang die Einführungsbahn
unterstützt wird, sowohl vor der Umkehrwalze 24 als
auch nach dieser in der Siebaufhängung zu verbleiben. Falls
die Umkehrwalze 24 eine gerillte Walze oder eine perforierte
Walze ist, richtet der Unterdruckkasten den Unterdruck auch auf
den Teil der Einführungsbahn, der um die Walze herum läuft.
In der Fig. sind außerdem in Verbindung mit einem Abstreiferbalken 28 angeordnete Blasrohre 32 beispielhaft
dargestellt, deren Strahl entlang dem Zylinder gegen den sich öffnenden
Spalt in der Weise gerichtet ist, dass der Strahl dazu beiträgt,
die Einführungsbahn von der Aufhängung des Zylinders
gegen das Sieb und in die Saugreichweite des Unterdruckkastens zu
transportieren. Bei einer derartigen Zuganordnung der Bahn nach
der Erfindung ist es vorteilhaft, in Verbindung mit allen Zylindern
einen schlauchbelasteten Abstreifer zu verwenden, wobei der Abstreifer
längere Zeit dem Druck einer breiten Einführungsbahn
standhält.
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Die Öffnung
bzw. Düse des genannten Blasrohrs hat einen Durchmesser
von 4–12 mm, vorteilhaft 6–10 mm, und die Rohrform
kann von einer kreisförmigen bis zu einer schlitzartigen
flachen Öffnung variieren, vorausgesetzt, deren Querschnittsfläche
entspricht der Querschnittsfläche eines runden Lochs. Die
Löcher des Blasrohrs können an der Seite des Rohrs
positioniert sein oder vom Hauptrohr kann ein gesondertes Rohr mit
einem vorstehend erwähnten Querschnitt auf den sich öffnenden
Spalt gerichtet werden. In diesem Zusammenhang kann erwähnt werden,
dass in Verbindung mit einem schmalen Einführungsstreifen
nach dem Stand der herkömmlichen Technik 1–3 mm
große Blaslöcher verwendet werden, die voneinander
in einem Abstand von etwa 50 mm liegen. Außerdem ist darauf
hinzuweisen, dass nach dem Stand der Technik zur Steuerung der Blasfunktion
eine sehr grobe Sequenzierung verwendet wird. Unter einer Sequenzierung
versteht man das Ein- und Ausschalten von Blasfunktionen beim Fortschreiten
der Einführung von einer Trocknungsgruppe zur anderen.
Es ist normal, dass in Systemen nach dem Stand der Technik eine
grobe Sequenzierung verwendet wird, um Sicherheitskoeffizienten hoch
zu halten, wobei ein großer Teil der Blasrohre zur gleichen
Zeit am Ende der Einführung geöffnet sind. Anders
ausgedrückt, die Blasrohre können in mehreren
Trocknungsgruppen gleichzeitig geöffnet sein. Natürlich
führt das zu einem großen Verbrauch an Blasluft
und zu einem großen Energieverbrauch. Bei der Erfindung
wurde wiederum festgestellt, dass eine 8 mm große Öffnung
vorteilhaft für die Ablösung der Einführungsbahn
ist, mit der man im Vergleich zum Stand der Technik zu einer fast
zehnfachen Strömungsleistung pro Öffnung gelangt.
Um sicherzustellen, dass die Blasluft ausreicht, ist es bei einem
System nach der Erfindung vorteilhaft, das Blasen mit Hilfe von
Unterbrecherdetektoren zu der Gruppe zu sequenzieren, bei der eine
Einführung stattfindet. Damit reicht die Blasluft für
die gesamte Einführung und auch für mehrere aufeinander
folgende Einführungen.
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In 3 wird
der linke Zylinder von 2 von rechts gesehen sowie der
Unterdruckkasten ganz und das Sieb teilweise entfernt dargestellt.
Aus der Figur ist ersichtlich, wie ein Sieb W und eine Einführungsbahn 26 einen
Zylinder 2 umlaufen. Die Einführungsbahn 26 wird
in der Fig. etwa der Hälfte der gesamten Breite der Bahn
entsprechend dargestellt. Außerdem wird in der Fig. in
Verbindung mit einem Abstreiferbalken 28 ein Abstreifer 29 und
weiterhin ein in Querrichtung der Maschine positioniertes Blasrohr 32 dargestellt,
von dem die Rohre 34 und 36 abzweigen, die auf
den sich öffnenden Spalt des Zylinders 2 und des
Siebs W gerichtet sind. Das Rohr 34 ist ein so genanntes
Loslöseblasrohr, dessen hauptsächlicher Zweck
das Lösen der Einführungsbahn 26 von
dem Zylinder 2 ist. Von diesen Rohren wird eine benötigt,
falls die Einführungsbahn 26 nicht so breit ist
wie die ganze Bahn. Ist die Einführungsbahn 26 wiederum
so breit wie die ganze Bahn, befindet sich an beiden Rändern
der Bahn vorteilhaft ein eigenes Loslöseblasrohr. Die Rohre 36 wiederum
sind so genannte Stützblasrohre, deren Zweck es ist, die
vom Zylinder 2 losgelöste Einführungsbahn 26 zu
stützen und diese im Wirkungsbereich der Saugfunktion des Unterdruckkastens
zu halten. Im sich öff nenden Spalt wird nach dem Losblasen
an jeder Seite ein unterstützendes Blasen für
eine Bahnbreite von einem halben bis zu zwei Metern benötigt,
anders ausgedrückt, für Einführungsbahnbreiten
ab einem Meter. Vorteilhaft ist es außerdem, die Breite
der Einführungsbahn, falls diese sich aus irgendeinem Grund
verändern sollte, in der Weise zu sichern, dass eine lösende/stützende
Blasfunktion in der Nähe der beiden Ränder der
Bahn stattfindet.
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Zu
dem vorstehend Dargestellten ist jedoch zu bemerken, dass eine lösende
bzw. stützende Blasfunktion voneinander unabhängige
lösende und stützende Maßnahmen für
die Einführungsbahn sind, wobei eine stützende
Blasfunktion sich durch einen geringeren Blasdurchfluss unterscheidet.
Anders ausgedrückt, bei jedem Verwendungszweck sind von den
angeführten lösenden und stützenden Maßnahmen
entweder nur eine oder beide zu wählen. Damit ist es zum
Beispiel möglich, dass man bei irgendeinem Verwendungszweck
nur mit stützenden Blasfunktionen auskommt, mit denen die
Einführungsbahn auch vom Zylinder gelöst und die
Bahn gegen das Sieb gestützt gehalten wird. Eine derartige
Lösung kann zum Beispiel bei einer Situation in Frage kommen,
in der die Einführungsbahn breit und die Trocknungsgruppen
lang sind.
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In 4 werden
die bei den durchgeführten Tests erhaltenen Werte für
den benötigten Unterdruck im Ta schenraum dargestellt. Bei
dem Test wurde der Erfolg der Einführung mit einer gerillten
Walze als Funktion der Breite der Einführungsbahn und des Unterdrucks
im Taschenraum untersucht. Eine in der Fig. dargestellte Kurve zeigt
den Grenzwert für den Unterdruck, wenn die Kurve rechts
oben ist, gelingt die Einführung und links unten bedeutet,
dass die Einführung nicht mehr gelingt. Bei dem Text wurde eine
Bahn mit einem Quadratmetergewicht von 87 g/m2 und
mit einem Trockenmittelgehalt von 46% verwendet. Die Bahngeschwindigkeit
betrug 1.242 Meter in der Minute. Wenn in Situationen nach dem Stand
der Technik mit solchen Bahnen und Bahngeschwindigkeiten normalerweise
ein 300–350 mm breiter Einführungsstreifen verwendet
wird, liegt der in der Tasche benötigte Unterdruck bei
etwa 200–250 Pa. Der Test zeigt jedoch auf, dass durch
Zunahme der Einführungsbahnbreite auf etwa 600 mm der in der
Tasche benötigte Unterdruck unter 100 Pa reduziert wird.
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Bei
der Verwendung einer Umkehrwalze mit Unterdruck und mit einem 300
mm schmalen Streifen beträgt der Unterdruck im Taschenraum
etwa 150 Pa und ist die Kurve beim Übergang auf breitere
Streifen flacher. Andererseits gelangt man mit einer Umkehrwalze
mit Unterdruck mit den gleichen Unterdruckvorrichtungen bei einer
breiten Einführungsbahn in der Tasche sogar auf einen Unterdruck
von 300 Pa, was für eine Einführung mit einer
Geschwindigkeit von noch 2.300 m/min ausreicht.
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Anders
ausgedrückt, indem die Breite der Einführungsbahn
auf das Doppelte zunimmt, sinkt der in der Tasche benötigte
Unterdruck unter die Hälfte des früheren Werts.
Natürlich gilt das gleiche Verhältnis auch bei
der Einsparung, die beim Energieverbrauch für die Einführung
erfolgt. Außerdem kann man sich vorstellen, was für
ein geringer Unterdruck, falls überhaupt, benötigt
wird, um die Einführungsbahn auf ihrer Bahn zu halten,
wenn die Breite der Bahn einen Meter oder mehr beträgt.
Es ist leicht zu verstehen, dass bei einer Anwendung der Erfindung in
der Praxis fast bei jedem Einführungszweck mindestens sowohl
eine Energieeinsparung wegen des reduzierten Unterdruckbedarfs als
auch eine Zeiteinsparung erreicht werden kann, da der Übergang
von einer breiteren Einführungsbahn auf die volle Breite der
Bahn eine kürzere Zeit in Anspruch nimmt.
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Bei
den durchgeführten Tests wurde außerdem bemerkt,
dass bei der Verwendung einer zügigen Einführungsblasung
der benötigte Unterdruck im Taschenraum nicht unbedingt
notwendig ist, damit eine seillose Einführung gelingen
würde. Der Grund ist außer einer an sich effektiven
Blasfunktion vor allem auch bei der Verwendung einer gerillten Walze der,
dass für den schließenden Walzenspalt an der gerillten
Walze sich kein so starker Unterdruck entwickelt wie mit glatten
Walzen, was ein Gelingen der Einführung verhindern würde.
Allerdings entsteht mit ausreichend hohen Betriebsgeschwindigkeiten (mehr
als 1.100 m/min) – in gewissem Maße von der Größe
und Form der Rille abhängend – auch bei der Verwendung
einer gerillten Walze für den schließenden Walzenspalt
ein Unterdruck, der dazu zwingt, zur Sicherung der Einführung
einige Unterdruckanordnungen vorzunehmen. Bei der vorteilhaften
Verwendung einer gerillten Walze liegt die Tiefe der Rillen zwischen
4–40 mm, vorteilhaft zwischen 15–30 mm.
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Die
Betriebsgeschwindigkeit wirkt sich weiterhin deutlich auf den im
Taschenraum benötigten Unterdruck aus. Je höher
die Betriebsgeschwindigkeit, ein desto höherer Unterdruck
wird in der Tasche benötigt.
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Zu
dem vorstehend Dargestellten ist anzumerken, dass im Erklärungsteil
der Erfindung nur einige vorteilhafte Ausführungsformen
der Erfindung behandelt werden, ohne dass bezweckt wird, die Erfindung
auf die betreffenden Ausführungsformen zu beschränken.
Somit wird der Schutzbereich der Erfindung nur durch die beiliegenden
Patentansprüche beschränkt.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - US 5232554 [0003]
- - US 5031338 [0004, 0028]
- - US 5600897 [0005, 0007, 0012]
- - US 5600897 A [0008]
- - US 5535527 A [0011]
- - US 5022163 [0011]