DE2708390C3 - Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung der Dicke von Bahnen - Google Patents

Description

abweichende Dicken haben.

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

Bevorzugte Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes 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 to Zuleitungen mit zugeordneten Düsen, Kammern und Ventilen der Vorrichtung nach Fig. 1,

F i g. 3 einen Querschnitt durch die Anordnung nach Fig. 1,

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

F i g. 5 eine perspektivische Teilansicht eines Ventils einer Vorrichtung gemäß der Erfindung

F i g. 6 einen Querschnitt durch eine weitere Ausfüh- rungsform 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 Fig. 8 dargestellten Gcsamlanlage. Wie aus Fig. 1 ersichtlich, durchläuft eine Matcrialbahn 5, z. B. eine Papierhahn, Kalanderwalzen 6 und 7 sowie eine Dickenmeßeinrichtung 8. Beim Ausführungsbeispiel nach den Fig. 1. 2 und 3 ist eine Preßluft abgebende Vorrichtung 10 längs der Kalanderwalze 6 angeordnet und weist Düsen ti auf, die im wesentlichen radial zur Achse der Walze 6 stehen. Die Düsen sind in gleichförmigen Abstanden über die Länge der Kalanderwalze 6 angeordnet, so daß die von ihnen abgegebene Luft durch unterschiedliche Temperaturen Veränderungen im Durchmesser der angeblasenen Abschnitte der zylindrischen Oberfläche der Kalanderwalze 6 erzeugen kann, die innerhalb des Ausstrahlungsbereichcs 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 Zweitkammer 17,i durch eine horizontale Wand oder Lochplatte 18 abgetrennt und in ihrem Bodenbereich ist sie von einer von kalter Luft durchströmten Zwischen- oder Zwcilkammer 21 durch eine horizontale Wand oder I .ochplatie 22 abgetrennt.

Die Vorrichtung 10 beinhaltet ferner eine Heißluflleitung 25, die sich über die ganze Länge der Vorrichtung erstreckt und die mit den verschiedenen Heißluftzwcitkammern 17;» über eine Mehrzahl von Öffnungen 26 in bo Verbindung steht, wobei jew'i. <_;v· Öffnung für eine der Zweilkammern 17,i vorgesehen ist. F.inc Kaltluftleitiing 28, die von der I leißluflleilung durch eine Wand 29 abgetrennt ist, hat ebenfalls eine Mehrzahl von Öffnungen 31. die sich jeweils in eine der Kaliluftzweit- hs kammern 21 öffnen.

Durch die Zuführung von heiß- und Kaltluft in die Kammer 14 wird die Strömung von den Zweitkammern in die Kammer in einer solchen Weise gesteuert, daß 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 als Mischkammer wirkende Kammer eintritt, in Übereinstimmung mit einem Anwachsen der Menge von Heißluft, die von der Zweitkammer 17a zwecks 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 Ventilstücke 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 F i g. 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 eine- neutralen Stellung Abschnitte der Lücken 38 zwischen den Sägezähnen der beiden Ventilstücke zu den Kammern 17;? und 21 so offen sind, daß gleiche Mengen von Heiß- und Kaltluft von den Kammern 17.7 und 21 aus jeweils in die Kammer 14 einströmen können. Wird die Veniilstange in der einen oder anderen Richtung bewegt, werden die Zahnlücken der Ventilstücke 34 und 35 in die jeweils zugehörige Sekundärkammer I7;i 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, immc r noch auf einem konstanten Volumen.

Als Teil einer Einrichtung für die automatische, individuelle Stellungsändcrung 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 Signaldrückc extrem schnell und feinfühlig ansprechen, sind die Zylinder 41 auf ein möglichst reibungsfreies Arbeiten ausgelegt. Derartige Zylinder sind handelsüblich.

Als Beispiel für eine F.inrichtung 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 Heißluftsyslem zugeoi Jnet 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 lleißluftlcitiing 25. Um die Leitung und die darin befindliche Lift wahrend der Ruheperioden der Anlage

auf einer konstanten Temperatur zu halten, kann das Heißluftsystem eine Rückführleitung 51 enthalten, deren eines Ende mit der Heißluftleitung verbunden ist und deren anderes Ende mit der Leitung 45 kurz vor deren Eintritt π den Erhitzer 48 verbunden ist, wobei der Luftstrom u der Leitung 5t durch ein Rückführgebläse 52 aufrechterhalten wird. In ähnlicher Weise läuft die Luft durch die Leitung 46 zu einem Kühlaggregat 55 und von dort durch eine Leitung 56 zur Kaltluftleitung 58. Um eine gleichförmige Temperatur in der Kaltluftleitung aufrechtzuerhalten, kann auch die KaItIuIt durch das Kühlaggregat und die Leitung mittels einer Rückführleitung 57 und einem Rückführgebläse 58 im Kreislauf gehalten werden.

Die verschiedenen Düsen 11 zielen in radialer Richtung auf 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 verläßt, läuft sie durch eine Dickenmeßeinrichtung 8 bekannter Bauart, mit der mit elektronischen Mitteln kontinuierlich die gesamte Breite der Materialbahn 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 werden 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 Meßeinrichtung 8 empfängt. Der Mehrfachschalter 62 hat eine Mehrzahl von Steuerpunkten 63. die eine individuelle Verbindung zu entsprechenden, pneumatisch betätigbaren 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 Einstellung des Ventils 32 im Verhältnis zu den Lochplatten 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 Einrichtungsarbeiten an der Ventilanlage 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 Anlege vorhanden ist.

In F i g. 6 ist eine weitere Vorrichtung 70 gezeigt, die Kammern 71 und 72 für Heißluft und Kaltluft sowie eine Leitung 73 mit einer Düse 74 hat. Die Leitung 73 stellt mit ihrem Wandabschnitt 76 eine Ventilkammer dar. in der ein zylinderabschnitlförmiges Ventilstück 77 drehbar in entgegengesetzten Winkelrichtungen um seine Drehachse 78 gelagert ist, um die Luftmenge, die von dem Heißluftzweig 81 der Leitung zur Düse 74 strömt. zu vergrößern oder zu verkleinern und dabei dann

to zugleich entsprechend die Luftzufuhr durch den Kaltluftzweig 82 der Leitung zur Düse entsprechend zu verringern oder zu vergrößern. Eine automatische Arbeitsweise in der Proportionierung der Luft von den Zweigleitungen 81 und 82 geschieht durch einen Hebel 83, der mittels eines Gestänges 84 an der hin- und herbeweglichen Stößelstange 85 eines Druckluftzylinders 80 angelenkt ist. der ähnlich dem vorstehend beschriebenen Zylinder 41 aufgebaut sein kann.

Die automatische Steuerung der Mischung von Heißluft und Kaltluft für die Düse 74 kann mittels einer Einrichtung geschehen, wie sie in F i g. 8 gezeigt ist und wie sie vorher im Zusammenhang mit der Vorrichtung 10 beschrieben wurde.

Bei dem in Fig. 7 dargestellten Ausführungsbeispiel ist eine Vorrichtung90 gezeigt mit einer Heißluftleitung

86 und einer Kaltluftleitung 87 sowie einer individuellen Mischkammer 88 für jede Düse 99. Die Mischkammern sind von den Zuleitungen durch eine Wand 89 abgetrennt, die jeweils eine Öffnung 91 für den Eintritt der Heißluft in die Mischkammer 88 und eine Öffnung 92 für den Eintritt der Kaltluft in die Mischkammer aufweist. Der Durchtritt der Luft von den Leitungen 86,

87 wird durch eine Lochplatte 85 reguliert, die öffnungen 96 und 97 hat. die vorzugsweise den gleichen Durchmesser haben und die ferner den Durchmessern der Öffnungen 91 und 92 entsprechende Durchmesser haben. Die Öffnungen 96 und 97 haben dabei einen Abstand voneinander, der kleiner oder größer ist als der Abstand zwischen den Öffnungen 91 und 92. wobei die

■to Differenz jeweils etwa gleich dem Durchmesser einer der Öffnungen 96 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

<o 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 (5)

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 (11, 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, daduich gekennzeichnet, daß die öffnungen (91,92) in einem ebenen Abschnitt der Wand (89) der Heißluft- bzw. Kaltluftleitung liegen und das Ventilstück (95) eine Lochplatte ist, die gleitend an dem ebenen Wandabschnilt 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 (95) über den ebenen Wandabschnitt gleich/eilig 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 Zusammenlaufbcreich der beiden Zweigleitungen (81,82) das Ventilsack (77) drehbar angeordnet ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß den Heiß- bzw. Kallluftzuleilungen abströmseitig je eine Kammer (17,-j, 21) auf den entgegengesetzten Seiten der die Zuleitung begrenzenden Wand (17) zugeordnet ist, welche mil je einer Öffnung (26, 31) versehen ist, und daß ferner das Mischventil (32) ein Ventilstückpaar (34, 35) enthüll, das koaxiai auf einer Vcntilstange (33) im Absland zueinander derart angeordnet ist, doß das eine Ventilstück in der einen Wandungsolfnung liegt i^;nd das andere Ventilsack dann unmittelbar außerhalb der anderen öffnung liegt, wobei deren Lage durch eine Axialverschiebung der Vcntilstange (33) umkehrbar isl und die Ventilstange (33) mit einem Stellglied (41) verbunden ist.

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 ein;r 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 Kalanderwalze mil Variationen der Luftaufprallgeschwindigkeit in den Nachbarbereichen der zu korrigierenden Umfangszone aufprallen lassen. In jedem FaI! wurde aber nur dann Luft zum ^A,ufprallen gebracht, wenn eine Umfangskorrektur der Kalanderwalze entsprechend einer erforderlichen Dickenkorrektur nötig war. Es hat sich dabei gezeigt, diß sich in Perioden geringen Luftbedarfs die Temperatur der Behandlungsluft über die Wandungen der 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 Kaliluftfördersystem 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 gatiungsgcmäßcn Art dahingehend auszugestalten, daß eine besonders schnelle Korrektur des Kalanderwal/endurchmessers gewährleistet ist.

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

Beim Erfindiingsgegensiand 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 l.angserstrekkung hat. Ergeben sich Dickenänderungen in der Matcrialbahn und muß daho" eine Korrektur des Kalandcrwalzeiidurchniessers stattfinden, gesell ich I dies äußerst rasch dadurch, daß ausgehend von der Grund- oder Standardlemperatur die Gemisch/usam-

W) mensei/.ung von Heiß- und Kaltluft in Abhängigkeit von den Meßwerten der Dickcnmeßeiiirichlung bei dem jeweils betroffenen Luftstrahl nur entsprechend verändert zu werden braucht, wobei die Veränderung in ihrer absoluten Größe jeweils gering sein kann. Hierdurch

h5 ei 'ibt sieh ein äußerst schnelles Ansprechen tier k .,.,inderwal/endurchniesseranilerung auf die Meßwerte tier Diekenmel.Vniricliliiiijj. so daß ills l'nkv hiervon auch leweils nur sehr kiii/e H;i liiiliinucn.ihsthtiii It-