EP1424441B1

EP1424441B1 - Verfahren und Vorrichtung zum Überführen einer Papierbahn

Info

Publication number: EP1424441B1
Application number: EP02026549A
Authority: EP
Inventors: Allan Broom
Original assignee: Voith Patent GmbH
Current assignee: Voith Patent GmbH
Priority date: 2002-11-28
Filing date: 2002-11-28
Publication date: 2007-08-22
Anticipated expiration: 2022-11-28
Also published as: EP1424441A1; DE50210775D1; ATE371054T1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Überführen eines Einfädelstreifens, der Teil einer laufenden Papierbahn ist. Ein solches Verfahren und die dazugehörende Vorrichtung sind in der DE-A-101 15 618 beschrieben. Der Streifen wird dabei von einer bahnabgebenden Bahnführungsfläche an eine Bahnfördervorrichtung übergeben, wobei man den Randstreifen der Bahn mittels wenigstens eines Hochenergie-Luftstrahls von der Bahnführungsfläche ablöst und hierdurch gleichzeitig quer durchtrennt, so dass der Einfädelstreifen mit seinem neu gebildeten Anfang mittels der Bahnfördervorrichtung erfasst und zur nächsten Baueinheit einer der Herstellung und/oder Behandlung der Bahn dienenden Maschine, insbesondere Papiermaschine, weitergeleitet wird.
Mit einem solchen Verfahren und der dazugehörenden Vorrichtung ist nicht nur das Ablösen des Streifens von der bahnabgebenden Bahnführungsfläche, sondern gleichzeitig auch das Quer-Durchtrennen möglich. Die dazu verwendeten Randdüsen arbeiten auf pneumatischem Wege mit Hochenergie-Luftstrahlen.
Das genannte Verfahren und die Vorrichtung sind bereits geeignet für höhere Arbeits- bzw. Bahngeschwindigkeiten und für Papierbahnen mit geringer flächenbezogener Masse (FbM).
Der Vollständigkeit halber soll in diesem Zusammenhang auf die Broschüre "Double-Tail-Elimination" (Vermeiden von Doppelbändeln) der FIBRON Machine Corporation, New Westminster B.C., Canada verwiesen werden.
Aus der DE-A-19962731 ist eine Bahnfördereinrichtung bekannt. Diese Einrichtung weist eine Trenneinrichtung mit einem feststehenden Messer auf. Die Trenneinrichtung ist an einer Einlaufvorrichtung befestigt und lässt sich nur mit dieser gemeinsam bewegen.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung anzugeben mit dem bei hohen Arbeitsgeschwindigkeiten auch Papiere von höherer flächenbezogener Masse (FbM), wie z. B. Verpackungspapiere oder Karton überführt werden können.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß von einem Verfahren gemäß Anspruch 1 und einer Vorrichtung gemäß Anspruch 3 gelöst.
Erfindungsgemäß ist als mechanische Abtrenneinrichtung ein erstes und ein zweites rotierendes Messer vorgesehen. Beide Messer sind Rundmesser, die mit einem Antrieb versehen sind.
Durch das Vorsehen einer zusätzlichen mechanischen Abtrenneinrichtung in Kombination mit den in der DE-A-101 15 618 beschriebenen pneumatisch arbeitenden Hochenergie-Randdüsen wird erstmalig sicher gestellt, dass auch dickere Papierbahnen (also Papiere mit höherer FbM) bzw. deren Einfädelstreifen sauber und schnell quer durchtrennt werden können. Das ist um so bedeutsamer, da bei den heutigen Maschinen zur Herstellung von Verpackungspapieren und von Karton, ähnlich wie bei der Herstellung von graphischen Papieren, relativ hohe Bahngeschwindigkeiten gefordert werden.
Bisher war das Überführen relativ dicker Bahnen von einer Maschinensektion zur nächsten auch deshalb sehr problematisch, weil die verwendeten Trenneinrichtungen manchmal zu einem Papierstau führten. Das Entfernen von gestautem Papier erfolgte dabei von Hand, was widerum mit der Gefahr von Verletzungen verbunden war.
Nunmehr ist es mit der erfinderischen Lösung gelungen, auch bei hohen Bahngeschwindigkeiten Papier mit hoher flächenbezogener Masse derart zu überführen, dass Papierstau und Verletzungsgefahr so gut wie ausgeschlossen sind.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung funktioniert dabei so, dass mittels der Randdüsen unter kurzzeitigem Hochdruck der Einfädelstreifen von der bahnabgebenden Fläche - beispielsweise dem letzten Trockenzylinder - gelöst , gleichzeitig vorgeschnitten bzw. perforiert wird und mittels der erfindungsgemäß "versteckt" angeordneten und in entsprechende Position gebrachter mechanischen Abtrenneinrichtung die Bahn bzw. der Bändel endgültig quer durchtrennt wird.
Eine derartige mechanische Abtrenneinrichtung ist bekannt aus der EP-B-0554339 , bei der in einer Ebene angeordnete und angetriebene, gegenläufig rotierende Messer vorgesehen sind.
Beim praktischen Einsatz dieser Trenneinrichtung kam es allerdings manchmal zu den oben dargelegten Papierstaus mit den angegebenen negativen Folgen. Mit der erfindungsgemäßen "versteckten" Anordnung der Trenneinrichtung wird dies, wie oben schon dargelegt, verhindert, zumindest aber weitgehend vermindert.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht auch darin, dass mit ein und derselben erfindungsgemäßen Vorrichtung sowohl Papier mit niedrigem, als auch hohem Flächengewicht überführbar ist.
Je nachdem welche Papiersorte in der Papiermaschine herzustellen und/oder zu behandeln ist, wird über die Zuschaltung der mechanischen Trenneinrichtung entschieden.
Auch eine bereits installierte Vorrichtung mit pneumatisch wirkenden Randdüsen kann auf einfache Weise mit der versteckten mechanischen Trenneinrichtung nachgerüstet werden.
Eine weitere zweckmäßige Ausführung der Erfindung besteht in der Vorsehung einer weiteren Blaseinrichtung. Eine solche Blaseinrichtung ist in der DE-A-100 31 644 beschrieben. Mit dieser zusätzlichen Blaseinrichtung kann eine sogenannte Doppel-Tail-Bildung des Einfädelstreifens bzw. Bahnanfanges im Bereich der bahnabgebenden Bahnführungsfläche und der Bahnfördervorrichtung besser und schneller als bisher wieder aufgelöst werden.
Diese Maßnahme ist sehr wichtig, weil so ein Doppel-Tail im weiteren Verlauf der Maschine sehr unkontrolliert umherflattern, sich stauen und zu Abrissen und damit zu Produktionausfällen führen kann.
Von der weiteren Blaseinrichtung geht ein solcher Luftstrahl aus, dessen Geschwindigkeit vorübergehend größer als die Geschwindigkeit des zu überführenden Einfädelstreifens bzw. der ganzen Bahn (bei geringerer Bahnbreite) ist.
Der genannte Luftstrahl bläst dabei in Richtung einer sich ungewollt gebildeten oder gerade bildenden taschenartigen Umklappung (Doppel-Tail) des Einfädelstreifens bei der beginnenden Überführung. Infolge dieser Strahlwirkung löst sich der Doppel-Tail wieder auf, so dass der Einfädelstreifen wird wieder gestreckt weiterlaufen kann und eine kontrollierte Bahnüberführung möglich ist.
Vorteilhafterweise ist die Geschwindigkeit des Luftstrahles zumindest vorübergehend größer als das 1,2 bis 3-fache der Geschwindigkeit des Einfädelstreifen. Der Luftstrahl wird beim Überführvorgang dabei impulsartig aktiviert, wozu dieselbe Druckluftquelle, die für die Randdüsen vorgesehen ist, aber auch eine gesonderte Quelle verwendbar ist.
Weitere zweckmäßige Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Insgesamt ergibt sich mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung eine kompakte Einrichtung, die sich gleichermaßen gut für graphische Papiere als auch für Verpackungspapiere bzw. Karton einsetzen lässt.
Nachfolgend soll die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert werden:
Es zeigen:

Fig 1:: die erfindungsgemäße Streifen-Überführvorrichtung im Abgabebereich in schematischer Darstellung.
Fig 2:: die Draufsicht auf die erfindungsgemäße Vorrichtung

Zur Vereinfachung werden für gleiche Bauteile in den Figuren auch gleiche Bezugszeichen verwendet.
Aus der Figur 1 ist eine bahnabgebende Fläche 1a, z. B. vom letzten Trockenzylinder 1 einer Papiermaschine entnehmbar, von dem eine laufende Kartonbahn bzw. ein von ihr längs abgetrennter Einfädelstreifen (Bändel) 2 einer breiten Kartonbahn von ca. 200 g/m² FbM zu einem nächsten - nicht dargestellten Behandlungsschritt 7 überführt wird.
Dem Zylinder 1 ist eine Baugruppe 10 , eine Bahnfördervorrichtung, zugeordnet, die im gewählten Beispiel drei aus einem Rechteck-Hohlprofil ausgebildete Hochdruckkammern 15 a, b, c, eine Führungsplatte 17 für den zu überführenden Streifen 2a (bzw. Bahn), eine Niederdruckkammer 18, sowie die Kammer 18 begrenzende Wände 19,20 umfasst.
Entweder zweigen aus der oberen Kammer 15 a - der Breite der Bahn bzw. dem Streifen zugeordnete - Randdüsen 21 ab, oder die Randdüsen 21 werden, wie in Figur 1 dargestellt, über eine Hochdruckleitung 30 beaufschlagt. Die Randdüsen sind in Figur 1 als c-förmiges Rohrstück dargestellt und lösen mit ihrem kurzzeitigen Hoch-Impuls-Druckluftstrahl von 7 bis 10 bar, vorzugsweise 5 bar, den Streifen vom Zylinder 1. je nachdem wie hoch die flächenbezogene Masse (FbM) des Papieres ist, erfolgt dabei auch gleichzeitig zumindest eine Perforierung oder Vortrennung des Streifens in Querrichtung.
Zwischen zwei untere Hochdruckkammern 15 b und 15 c ist eine mechanisch wirkende Abtrenneinrichtung 40 angeordnet. Durch diese versteckte und geschützte Anordnung wird das Bedienpersonal der Papiermaschine vor Unfällen, die sich auf Grund der vorhandenen Messer ergeben können, geschützt. Diese Abtrenneinrichtung 40 ist wie der Doppelpfeil in Fig.1 zeigt, verschiebbar von einer Warte - in eine Arbeitsposition bzw. für die wahlweise Durchtrennung ausgebildet. Die Abtrenneinrichtung 40 besteht aus zwei im wesentlichen horizontal in einer Ebene ausgerichteten Rundmessern 41 und 42 mit Schneidkanten 43, wie in Fig 2 dargestellt ist.
Die Messer sind so angeordnet, dass sie gegenläufig rotieren und dabei einander überlappende Kreise beschreiben. Die Messer 41 und 42 sind jeweils mit einem eigenen, nicht näher in den Figuren dargestellten aber an sich bekannten, Antrieb 45 versehen. Der vom Trockenzylinder 1 ankommende, von den beiden Randdüsen 21 abgelöste und gegebenfalls je nach FbM der Bahn zumindest vorgeschnittene Streifen 2 wird dadurch endgültig sauber und schnell quer durchgetrennt.
Es soll erwähnt sein, dass als Antriebsmotoren sich sowohl Elektromotoren mit hoher Drehzahl, als auch luftgesteuerte Motoren eignen.
Da die Kammer 15b eine nach oben gerichtete Blasöffnung 51 sowie eine gerundete, nach oben gerichtete Führungswand 55 aufweist, wird unter Wirkung des bekannten Coanda-Effektes im Bereich der Wand 55 ein Unterdruck erzeugt, der den neuen Anfang des Bändels 2a der besagten Führungsplatte 17 zuführt und von wo aus der Bändel weitertransportiert wird zum (nicht dargestellten) Übernahmebereich einer folgenden Maschinensektion 7.
Sehr vorteilhaft ist es auch, wenn dazu eine weitere, sogenannte Coanda-Düse 57, die in etwa wie Düse 51 gestaltet ist, innerhalb der Führungsplatte 17 angeordnet wird.
Hierdurch wird der Streifen bzw. eine schmale gesamte Bahn, flach und ohne zu flattern, überführt.
Oftmals bildet sich bei den heutigen schnelllaufenden Maschinen (zumeist über 2000m/min) ein sogenannter und unerwünschter Doppel-Tail 2c.
Dies ist ein taschenartig umgeklappter Anfang des Streifens (bzw.Bahn).
Die Auflösung des Doppel-Tails bzw. seine flache Weiterführung wird mit einer zusätzlich angeordneten Blasluftdüse 50 erreicht. Die Blasluft ist deshalb direkt in die Tasche 2c gerichtet.
Die Blasgeschwindigkeit ist während des Überführvorganges ungefähr 1,2 bis 3 mal so hoch, wie die Bahngeschwindigkeit. Als Druckluftquelle ist ebenfalls die Leitung 30 nutzbar oder aber es ist eine zusätzliche, nicht in den Figuren dargestellte Druckluftleitung vorhanden.
Er soll noch erwähnt sein, dass weitere Blasöffnungen 51' in den Kammern 15a-c und in der Kammer 18 vorhanden sind, um einerseits das Überführen des Streifens 2a über Stufen 60 sowie eine gekrümmte Leitfläche 49 und andererseits den abgetrennten Teil 2b entlang der Wand 20 einwandfrei nach unten in den Pulper P zu leiten.

Claims

Verfahren zum Überführen eines Einfädelstreifens, der Teil einer laufenden Papier-oder Kartonbahn von hoher flächenbezogener Masse, wie Verpackungspapier oder Karton ist, von einer bahnabgebenden Bahnführungsfläche (1a) über eine Bahnfördervorrichtung (10) zur nächsten Baueinheit (7) einer Maschine zur Herstellung und/oder Behandlung der laufenden Papier- oder Kartonbahn, wobei der Einfädelstreifen (2) mittels wenigstens eines kurzzeitigen Hochenergie-Luftstrahls von der Bahnführungsfläche (1a) abgelöst und vorgeschnitten wird und mit einer zusätzlichen mechanischen Abtrenneinrichtung (40) vollständig durchtrennt wird, wobei als mechanische Abtrenneinrichtung (40) ein erstes und ein zweites, jeweils mit einem Antrieb versehenes, rotierendes Messer (41, 42) verwendet wird, welches von einer Warteposition in eine Arbeitsposition verschoben wird und man den mechanischen Abtrennvorgang mit der Abtrenneinrichtung (40) zeitlich auf den Arbeitsvorgang des Hochenergie-Luftstrahles derart abstimmt, so dass der mechanische Abtrennvorgang unmittelbar nach Beginn des Arbeitsvorganges des Hochenergie-Luftstrahles erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
mittels einer zusätzlichen Blaseinrichtung (50) die Bildung eines taschenartig umgeschlagenen neuen Bändelanfanges nach der Abtrennung vermieden wird.
Vorrichtung zum Überführen eines laufenden Einfädelstreifens, der Teil einer laufenden Papier-oder Kartonbahn von hoher flächenbezogener Masse, wie Verpackungspapier oder Karton ist, von einer bahnabgebenden Bahnführungsfläche (1a) an eine Bahnfördervorrichtung (10), insbesondere in einer Maschine zur Herstellung oder Veredelung einer Papierbahn, aufweisend folgende Merkmale:
a) an wenigstens einem der Ränder des Einfädelstreifens (2) ist wenigstens eine Randdüse (21) zum Ablösen des Einfädelstreifens von der Bahnführungsfläche (1a) vorgesehen;

b) die wenigstens eine Randdüse (21) übt zusätzlich die Funktion einer Trenneinrichtung zum Vorschneiden bzw. Perforieren des Einfädelstreifens (2) aus, wobei sie derart ausgebildet ist, dass sie kurzzeitig einen Hochenergie-Luftstrahl ausstößt zwischen die bahnabgebende Bahnführungsfläche (1a) und den Einfädelstreifen (2);

c) es ist eine zusätzliche mechanische Abtrenneinrichtung (40) zur vollständigen Querabtrennung des Einfädelstreifens (2) vorhanden, wobei die mechanische Abtrenneinrichtung (40) ein erstes und ein zweites jeweils mit einem Antrieb versehenes, rotierendes Messer (41, 42) aufweist, die aus einer Warteposition in eine Arbeitsposition verschiebbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, dass
die mechanische Abtrenneinrichtung (40) Teil der Bahnfördervorrichtung (10) ist und in bzw. mit dieser relativ zur bahnführenden Fläche (1a) bewegbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4,
dadurch gekennzeichnet, dass
die mechanische Abtrenneinrichtung (40) unterhalb einer Führungsplatte (17), zwischen zwei übereinander angeordneten Hockdruckkammern (15 b,15 c) versteckt angeordnet ist und wobei die obere der beiden Hochdruckkammern (15 b) eine Blasöffnung (51) aufweist, die den zu überführenden Streifen (2a) in Richtung der Führungsplatte (17) lenkt.
Vorrichtung nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Messer (41, 42) am Umfang jeweils mehrere voneinander beabstandete Schneidkanten (43) aufweisen.
Vorrichtung nach Anspruch 3 und 6,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Messer (41, 42) so angebracht sind, dass sie während ihrer gegenläufigen Rotation einander überlappende Kreise beschreiben.
Vorrichtung nach Anspruch 3 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Messer (41, 42) in geringem Abstand zueinander und in einer Ebene angebracht sind.
Vorrichtung nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, dass
eine zusätzliche Blaseinrichtung (50) zur Auflösung eines gebildeten, taschenartigen umgeschlagenen Anfanges (2c) des Einfädelstreifens (2) vorgesehen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Blaseinrichtung (50) einen solchen Luftstrahl in Richtung des taschenartigen Umschlages (2c) des Einfädel-Streifens (2) abgibt, der zumindest vorübergehend größer als die Geschwindigkeit des abgetrennten Streifens (2b) ist.
Vorrichtung nach Anspruch 10.
dadurch gekennzeichnet, dass
die Geschwindigkeit des Luftstrahles (51) zumindest vorübergehend größer als das 1,2 bis 3 - fache der Streifengeschwindigkeit ist.