DE2708390B2

DE2708390B2 - Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung der Dicke von Bahnen

Info

Publication number: DE2708390B2
Application number: DE2708390A
Authority: DE
Inventors: Peter John Pointe Claire Walker (Kanada)
Original assignee: Midland Ross Corp
Current assignee: Midland Ross Corp
Priority date: 1976-03-02
Filing date: 1977-02-26
Publication date: 1979-12-06
Also published as: NZ183408A; FR2343081B1; PH14750A; FI770643A7; GB1536609A; AU2263277A; MX144638A; JPS52124908A; SE7702187L; DE2708390A1; FI60420C; AU498888B2; CA1052147A; FI60420B; FR2343081A1; SE432272B; JPS607080B2; US4114528A; DE2708390C3

Description

abweichende Dicken hüben.

Die die Vorrichtung betreffenden Unteransprüche kennzeichnen verschiedene zweckmäßige Gestaltungsmöglichkeiten für eine derartige Vorrichtung.

Bevorzugte Ausführungsbcispiele des Er'indungsgegenstandes werden nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 eine perspektivische Darstellung einer Vorrichtung gemäß der Erfindung,

F i g. 2 eine perspektivische Teilschnittdarstellung der Zuleitungen fnit zugeordneten Düsen, Kammern und Ventilen der Vorrichtung nach Fig. I,

Fig. 3 einen Querschnitt durch die Anordnung nach Fig. 1,

Fig.4 einen Teillängsschnitt gemäß Schnittlinie IV-IVder Fig. 3,

Fig. 5 eine perspektivische Teilansicht eines Ventils einer Vorrichtung gemäß der Erfindung

Fig. 6 einen Querschnitt durch eine weitere Ausführungsform einer Vorrichtung gemäß der Erfindung,

Fig. 7 einen Querschnitt durch eine weitere Ausführungsform einer Vorrichtung gemäß der Erfindung,

Fig. 8 eine diagrammatische Darstellung einer Gesamtanlage, beinhaltend einen Kalander mit Vorrichtung zur Steuerung der Dicke, Luftzufuhrsystem, Dickensensor, Computer und weiterer Steuerungskomponenten.

Die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung ist Teil der in F i g. 8 dargestellten Gesamtanlage. Wie aus l· i g. 1 ersichtlich, durchläuft eine Materialbahn 5, z. B. eine Papierbahn, Kalanderwalzen 6 und 7 sowie eine Dickenmeßeinrichlung 8. Beim Ausführungsbeispiel nach den Fig. 1, 2 und 3 ist eine Preßluft abgebende Vorrichtung 10 längs der Kalanderwalze 6 angeordnet und weist Düsen 11 auf, die im wesentlichen radial zur Achse der Walze 6 stehen. Die Düsen sind in gleichförmigen Abständen über die Länge der Kalanderwalze 6 angeordnet, so daß die von ihnen abgegebene Luft durch unterschiedliche Temperaturen Veränderungen im Durchmesser dei angeblasenen Abschnitte der zylindrischen Oberfläche der Kalanderwalze 6 erzeugen kann, die innerhalb des Ausstrahlungsbereiches der jeweiligen Düse liegt. Die Vorrichtung 10 hat ferner eine Mehrzahl von Kammern 14, die jeweils einen Auslaß haben, nämlich die jeweilige der Kammer zugeordnete Düse 11. Die Kammern 14 sind voneinander durch vertikale Wände 15 abgetrennt, die sich zwischen einer äußeren vertikalen Wand 16 und einer inneren vertikalen Wand 17 erstrecken. Für die spezielle dargestellte Ventileinrichtung ist die Kammer 14 an ihrer Oberseite von einer von heißer Luft durchströmten Zwischen- oder Zwcilkammer 17a durch eine horizontale Wand oder Lochplatte 18 abgetrennt und in ihrem Bodenbereich ist sie von einer von kalter Luft durchströmten Zwischen- oder Zweitkammer 21 duich eine horizontale Wand oder Lochplatte 22 abgetrennt.

Die Vorrichtung 10 beinhaltet ferner eine Heißluftleitung 25, die sich über die ganze Länge der Vorrichtung erstreckt und die mit den verschiedenen Heißluftzweitkammerri 17a über eine Mehrzahl von öffnungen 26 in Verbindung steht, wobei jeweils eine öffnung für eine der Zweitkammern I7;i vorgesehen ist. Eine Kaltluftleitiing 28, die von der Heißluflleitung durch eine Wand 29 abgetrennt ist, hat ebenfalls eine Mehrzahl von öffnungen .31, die sich jeweils in eine der Kaliluftzweit- h^r> kammern 21 öffnen.

Durch die Zuführung von Heiß- und Kalllufl in die Kammer 14 wird die Strömung von den Zweitkuminern in die Kammer in einer solchen Weise gesteuert, dal! ein konstantes Volumen in die Kammer gefördert wird, ungeachtet des dort bestehenden Mischungsverhältnisses von Heißluft und Kaltluft. Im Prinzip erfordert eine solche Arbeitsweise, daß die Menge von Kaltluft, die in die ais Mischkammer wirkende Kammer eintritt, in Übereinstimmung mit einem Anwachsen der Menge von Heißluft, die von der Zweitkammer 17a /weeks Temperatursteigerung der von der Düse abzugebenden Luft zugeführt wird, reduziert wird. Wird von der Düse 11 kühlere Luft verlangt, wird der Kaltluftstrom von der Zweitkammer 21 in Entsprechung der Reduktion der Heißluftzufuhr von der Zweitkammer 17a gesteigert.

Die Einstellung der Temperatur der von der Düse 11 abgegebenen Luft geschieht bei dem in den F i g. 3 bis 5 dargestellten Ausführungsbeispiel durch eine Ventileinrichtung, bei der die Wände 18 und 22 koaxiale Löcher aufweisen und ein Ventil 32 aufnehmen, das eine in Längsrichtung hin- und herbewegbare Ventilstange 33 sowie zwei zylindrische, endseitig geschlossene Ventilsiücke 34 und 35 aufweist, die gemeinsam auf der Ventilstange 33 angeordnet sind und die jeweils in den dafür vorgesehenen Öffnungen der Wände 18 und 22 liegen. Die Ventilstücke 34 und 35, von denen das Ventilstück 34 in Fig.5 im einzelnen gezeigt ist. haben eine zylindrische Seitenwand 39, die von dem geschlossenen Ende 36 aus verläuft und dem geschlossenen Ende gegenüberliegend eine Sägezahnkontur 37 hat. Die Ventilstücke 34 und 35 sind an der Ventilstange 33 so angeordnet, daß in siner neutralen Stellung Abschnitte der Lücken 38 zwischen den Sägezähnen der beiden Ventilstücke zu den Kammern 17a und 21 so offen sind, daß gleiche Mengen von Heiß- und Kaltluft von den Kammern 17a und 21 aus jeweils in die Kammer 14 einströmen können. Wird die Ventilstange in der einen oder anderen Richtung bewegt, werden die Zahnlücken der Ventilstücke 34 und 35 in die jeweils zugehörige Sekundärkammer 17a oder 21 stärker eingeführt und demzufolge mehr geöffnet, während sich die anderen Lücken des anderen Ventilstückes entsprechend in Schließlage bewegen. Selbst wenn man das Ventil bis zu einer vollständigen Absperrung einer der beiden Zweitkammern bewegen würde, wäre die Luftmenge. die die Kammer 14 durchströmt und aus der Düse 11 austritt, immer noch auf einem konstanten Volumen.

Als Teil einer Einrichtung für die automatische, individuelle Stellungsänderung eines jeden Ventils endet die jeweilige Ventilstange 33 in einem kleinen, von einer Feder rückführbaren, einfach wirkenden Zylinder 41. In der praktischen Anwendung sind die Zylinder 41 mit Rückführfedern versehen, die in der Lage sind, federnd Drücken in einer Größenordnung von 0,35 bis 2,1 kp/cm² nachzugeben, die auf die Zylinder 41 aufgebracht werden können. Da es wünschenswert ist, daß die Zylinder 41 auf variierende Signaldrücke extrem schnell und feinfühlig ansprechen, sind die Zylinder 41 auf ein möglichst reibungsfreies Arbeiten ausgelegt. Derartige Zylinder sind handelsüblich.

Als Beispie! für eine Einrichtung zum Zuführen von Luft zu den Heißluft- und Kaltluftleitungen 25, 28 zeigt Fig. 1 eine Einrichtung mit einem Gebläse 44, das Druckluft zu den Zweigleitungen 45 und 46 führt, die jeweils dem Kaltluftsystem bzw. dem Heißluftsysiem zugeordnet sind. Auf dem Wege zur Förderung zur Leitung 25 wird die Luft mittels der Leitung 45 zu einem Erhitzer 48 geführt und von dort mittels der Leitung 49 zur Heißluftleitung 25. Um die Leitung und die darin befindliche Luft während der Ruheperioden der Anlage

auf einer konstanten Temperatur zu halten, kann das Heißlufisysteni eine Rückführlcitung 51 enthalten, deren eines linde mit der Heißluftleitung verbunden ist und deren anderes linde mit der Leitung 45 kurz Mir deren I lint rill in den Erhitzer 48 verbunden ist, wobei der Lullstrom in der Leitung 51 durch ein Riickführgebläse 52 aufrechterhalten wird. In ähnlicher Weise läuft die Luft durch die Leitung 46 zu einem Kühlaggregal 55 und von dort durch eine Leitung 56 zur Kaliluftlciiung 58. Dm eine gleichförmige Temperatur in der Kaltluflleitung aufrechtzuerhalten, kann auch die Kaltluft durch das Kühlaggregat und die Leitung mittels einer Rückführlcitung 57 und einem Rückführgebläse 58 im Kreislauf gehalten werden.

Die verschiedenen Düsen Il zielen in radialer Richtung aiii den Umfang der Kalanderwalze 6, die im Zusammenwirken mit der Kalanderwalze 7 die Materialbahn 5 nach unten vorbewegt, wie mit den Pfeilen angedeutet. Wenn die Materialbahn die Kalanderwalzen verNM.li. lauft sie durch eine DickenmcBcinrichliing 8 bekannter liauari. mit der mit elektronischen Mitteln kontinuierlich die gesamte Breite der Matcrialbahn abgetastet wird, um Informationen über die Materialbahndicke zu gewinnen. Diese Informationen werden in einen handelsüblichen Computer 60 eingegeben, der in der Lage ist, daraufhin elektrische Signale abzugeben. Die vom Computer abgegebenen elektrischen Signale weiden einem elektrisch-pneumatischen Umformer 61 zugeführt. Der Umformer 61 erzeugt pneumatische Signale, die zu einem mechanischen Mehrfachschalter geschickt werden, der die Signale synchron mit der MeUeinrichiung 8 empfängt. Der Mehrfachschalter 62 hat eine Mehrzahl von Steuerpunkten 63. die eine individuelle Verbindung zu entsprechenden, pneumatisch betäiigbarcn Ventilen herstellen, wie beispielsweise dem Ventil 64, das ein moduliertes Drucksignal über einen Druckregler 65 auf den jeweiligen Zylinder 41 überträgt und somit für eine ordnungsgemäße Einstcllung des Ventils 32 im Verhältnis zu den Lochplattcn 18 und 22 sorgt. Eine Nebenleitung 66 überbrückt den Druckregler 65, um das Entweichen von Luft aus dem Zylinder 41 durch das Vierwegeventil 64 zu ermöglichen, wenn während Einrichlungsarbeiten an der Ventilaniage eine Reduktion des Druckes im Zylinder 41 erforderlich ist. Die Leitungen 67 und 68 stellen weitere Luftleitungen dar, die zu weiteren dem Ventil 64 entsprechenden Ventilen führen, da für jede Düse und jedes Ventil 32 eine entsprechende Anlage vorhanden ist.

In Γ i g. b ist eine weitere Vorrichtung 70 gezeigt, die Kammern 71 und 72 für I lcißlufl und Kaltluft sowie eim Leitung 7^ mit einer Düse 74 ha!. Die Leitung 73 stellt mit ihrem Waiidabschniit 76 eine Venlilkainnier dar. ir '> der ein /ylinderabschnillförmiges Ventilstück 77 drehbar in entgegengesetzten Winkelrichtungcn um seine Drehachse 78 gelagert ist, um die Luftmenge, die von dem Hcißliifizweig 81 der Leitung zur Düse 74 strömt zu vergrößern oder zu verkleinern und dabei dann

I« zugleich entsprechend die Luftzufuhr durch den Kallluftzwcig 82 der Leitung zur Düse entsprechend zu verringern oder zu vergrößern. Eine automatische Arbeitsweise in der l'roportionierung der Luft von den Zweiglciiimgen 81 und 82 geschieht durch einen Hebel 83, der mittels eines Gestänges 84 an der hin- und herbeweglichen Stößelstange 85 eines Drucklultzylm ders 80 angelenkt ist, der ähnlich dem vorstehend beschriebenen Zylinder 41 aufgebaut sein kann.

Die automatische .Steuerung der Mischung von lleiUlult und Kaltluft für die Düse 74 kann mittels einei Einrichtung geschehen, wie sie in I"ig.8 gezeigt ist uiul wie sie vorher im Zusammenhang mit der Vorrichtung 10 beschrieben wurde.

Bei dem in Γ ig. 7 dargestellten Alisführungsbeispiel

;*> ist eine Vorrichtung 90 gezeigt mit einer Hcißluftlcitung

86 und einer Kaltluftleitung 87 sowie einer individuellen Mischkammer 88 für jede Düse 99. Die Mischkammer!] sind von den Zuleitungen durch eine Wand 84 abgetrennt, die jeweils eine Öffnung 91 für den Einiiiii

i» der Heißlull in die Mischkammer 88 und eine Öffnung 92 für den Eintritt der KaIlIuIt in die Mischkammer aufweist. Der Durchtritt der Luft von den Leitungen 8h.

87 wird durch eine Lochplatte 85 reguliert, die Öffnungen 96 und 97 hat. die vorzugsweise den gleichen

i^r> Durchmesser haben und die feiner den Durchmessern der Öffnungen 91 und 92 entsprechende Durchmesset haben. Die Öffnungen 96 und 97 haben dabei einen Absland voneinander, der kleiner oder größer isl als der Absland zwischen den Öffnungen 91 und 92, wobei die Differenz jeweils clwa gleich dem Durchmesser einer der Öffnungen % oder 97 ist. Wird demzufolge die Lochplatte bewegt, um den Durchlaß von Luft aus den Leitungen 86 und 87 zu variieren, bewegt sich die Lochplatte 85, um anteilmäßig eine der Öffnungen 91 oder 92 zu schließen, während zugleich die jeweils andere Öffnung 92 oder 91 entsprechend geöffnet wird. Das auf diese Weise in der Kammer 88 gebildete Gemisch von Heißluft und Kaltluft verläßt die Vorrichtung 90 dann durch die Düse 99.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Steuerung der Dicke von Bahnen, wie z. B. Papierbahnen, in einem Kalander, bei dem eine der Kalanderwalzen zur Durchmesserveränderung mit Luftstrahlen beaufschlagt wird und Heißbzw. Kaltluft getrennt voneinander der Kalanderwalze zugeführt und die Luftstrahlen gleichmäßig über die Länge verteilt auf die Kalanderwalze gerichtet werden, dadurch gekennzeichnet, daß für jeden Luftstrahl abhängig von den Meßwerten der Dickenmeßeinrichtung ein Gemisch von Heiß- und Kaltluft hergestellt und der Düse zugeführt wird.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens; nach Anspruch 1, mit einer Reihe nebeneinander angeordneter Düsen, sowie hiervon getrennten Zuleitungen für Heiß- und Kaltluft und mit einer über die Luftzufuhr einwirkenden Dickenmeßeinrichtung sowie Stellgliedern für die Luftzufuhr zu den Düsen, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellglieder für jede Düse (H, 74,99) als Mischventil ausgebildet sind, das ein Ventilstück (34, 35, 77, 95) zum anteiligen Schließen der einen z. B. mit der Heißluftleitung in Verbindung stehenden Öffnung und entsprechend anteilmäßigem öffnen der anderen z. B. mit der Kaltluftleitung verbundenen öffnung aufweist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die öffnungen (91,92) in einem ebenem Abschnitt der Wand (89) der Heißluft- bzw. Kaltluftleitung liegen und das Ventilstück (95) eine Lochplatte ist, die gleitend an dem ebenen Wandabschnitt geführt ist und öffnungen (96, 97) aufweist, deren Abstand größer oder kleiner als der Abstand zwischen den Öffnungen (91,92) der Wand (89) ist, wobei durch die Bewegung der Lochplatte f95) über den ebenen Wandabschnitt gleichzeitig das öffnen der einen und Schließen der anderen Öffnung erfolgt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Wandung ein die öffnungen aufweisendes Leitungsrohr verbunden ist und jede Düse (74) in Verbindung mit den beiden Zweigleitungen (81, 82) der mit den öffnungen in der Wandung in Verbindung stehenden Leitungen in Verbindung steht, wobei im Zusammenlaufbereich der beiden Zweigleitungen (81, 82) das Ventilstück (77) drehbar angeordnet ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß den Heiß- bzw. Kaltluftzuleitungen abströmseitig je eine Kammer (17a, 21) auf den entgegengesetzten Seiten der die Zuleitung begrenzenden Wand (17) zugeordnet ist, welche mit je einer Öffnung (26, 31) versehen ist, und daß ferner das Mischventil (32) ein Ventilstückpaar (34,35) enthält, das koaxial auf einer Ventilstange (33) im Abstand zueinander derart angeordnet ist, daß das eine Ventilstück in der einen vVandungsöffnung liegt und das andere Ventilstück dann unmittelbar außerhalb der anderen öffnung liegt, wobei deren Lage durch eine Axialverschiebung der Ventilstange (33) umkehrbar isl und die Ventilslange (33) mit einem Stellglied (41) verbunden isl.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung der Dicke von Bahnen, wie z. B. Papierbahnen, nach dem Gattungsbegriff des Verfahrensanspruches 1 sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach dem Gattungsbegriff des Hauptvorrichtungsanspruches 2.

Bei einem bekannten Verfahren und einer bekannten Vorrichtung der gattungsgemäßen Art (US-PS 37 70 578) wird so vorgegangen, daß die Kalanderwalze

ίο zur Durchmesserveränderung an jeweils bestimmten Stellen ihrer Längserstreckung entweder mit Heißluft oder mit Kaltluft beaufschlagt wird, wie es jeweils die Dickenkorrektur erfordert. Man hat dabei die Heißluft oder die Kaltluft auf eine Kreisumfangszone der Kalanderwalze aufprallen lassen und die Geschwindigkeit des Luftaufpralls variiert. Da hierbei aber die Gefahr besteht, daß die benachbarten Bereiche des beaufschlagten Kreisumfangsabschnitts unzulässig beeinträchtigt werden, hat man auch Heißluft oder Kaltluft auf die Kaianderwalze mit Variationen der Luftaufprallgeschwindigkeit in den Nachbarbereichen der zu korrigierenden Umfangszone aufprallen lassen. In jedem Fall wurde aber nur dann Luft zum Aufprallen gebracht, w?nn eine Umfangskorrektur der Kalanderwalze entsprechend einer erforderlichen Dickenkorrektur nötig war. Es hat sich dabei gezeigt, daß sich in Perioden geringen Luftbedarfs die Temperatur der Behandlungsluft über die Wandungen de; Speicher und der Leitungssysteme der Raumtemperatur angenähert hat. Demzufolge haben, wenn dann eine Dickenkorrektur erforderlich war, die Düsen zumindest für einen meßbaren Zeitraum zunächst Behandlungsluft unkorrekter Temperatur abgegeben, bis sich das Heißluftoder das Kaltluftfördersystem jeweils wieder auf die erforderliche Temperatur eingespielt hat. Auf diese Weise ist die Korrektur der Bahndicke relativ langsam erfolgt, so daß relativ große Bahnlängen nicht die gewünschte Dicke haben.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren sowie eine Vorrichtung der gattungsgemäßen Art dahingehend auszugestalten, daß eine besonders schnelle Korrektur des Kalanderwalzendurchmessers gewährleistet ist.

Die erfindungsgemäße Lösung bezüglich des Verfahrens ergibt sich aus dem kennzeichnenden Teil des Anspruches 1. Die erfindungsgemäße Lösung bezüglich der Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ergibt sich aus dem kennzeichnenden Teil des Anspruches 2.

Beim Erfindungsgegenstand wird nunmehr ein kontinuierlicher Luftstrom von einer vorgegebenen Grundtemperatur, die auch beibehalten wird, auf die Kalanderwalze gerichtet, die dadurch einen besonders gleichförmigen Durchmesser auf ihrer Längserstrekkung hat. Ergeben sich Dickenänderungen in der Materialbahn und muß daher eine Korrektur des Kalanderwalzendurchmessers stattfinden, geschieht dies äußerst rasch dadurch, daß ausgehend von der Grund- oder Standardtemperatur die Gemischzusammensetzung von Heiß- und Kaltluft in Abhängigkeit von den Meßwerten der Dickenmeßeinrichtung' bei dem jeweils betroffenen Luftstrahl nur entsprechend verändert zu werden braucht, wobei die Veränderung in ihrer absoluten Größe jeweils gering sein kann. Hierdurch

b5 ergibt sich ein äußerst schnelles Ansprechen der Kalanderwalzendurchmesseründeriing auf die Meßwerte der Dickcnmeßeinridiiung, so daß als f'olge hiervon auch jeweils nur sehr kiir/c Bahnlängcnuhschnittu