Die Erfindung betrifft einen Lufttrockner zum kontaktlosen Trocknen einer durch eine Herstellungs- und/oder Veredelungsmaschine laufenden Papier-, Karton- oder anderen Warenbahn, mit auf mindestens eine Seite der Warenbahn gerichteten Luftblasdüsen und einer Arbeitsbreite, die sich im Wesentlichen über die gesamte Breite der zu trocknenden Warenbahn erstreckt.

Unter Warenbahn sollen auch laufende Bahnen aus Metall- oder Kunststofffolien oder Textilbahnen verstanden werden.

Ein gattungsgemäßer Lufttrockner, der im Prinzip eine Lufttrocknerhaube darstellt, enthält alle wesentlichen Elemente zur Lufttrocknung und ist aus der Praxis bereits bekannt. Diese Lufttrockner bzw. Lufttrocknerhauben werden als Einzelstücke gefertigt, deren Außenabmessungen dem jeweiligen Bedarf an Trocknungskapazität und die Maschinendimension (in Abhängigkeit von der Bahnbreite) angepasst sind. Üblich sind heute Lufthaubenlängen von 2,5 bis 6m. Mit den ständig zunehmenden Bahnbreiten moderner Herstellungs- und/oder Veredelungs- bzw. Streich- Maschinen und den ständig steigenden Leistungsanforderungen bezüglich Luftmenge, Temperatur und Luftgeschwindigkeit ergeben sich zunehmend Probleme mit dieser "klassischen" Konzeption. Dabei gilt, je breiter die Maschine ist, desto breiter, länger und vor allem höher muss auch die Lufthaube, also der Lufttrockner sein und über entsprechend hohe Anschlussquerschnitte verfügen. Auch die erforderliche dickere Isolierung erhöht die Gesamtabmessung und das Gewicht des Trockners bzw. Trockenhaube.
Um bei großen Lufthauben eine gleichmäßige Düsenaustrittsgeschwindigkeit sowohl über die Arbeitsbreite als auch in Bahnlaufrichtung zu erreichen, ist heute ein mehrstufiges Luftverteilsystem üblich, das ebenfalls zu einer großen Bauhöhe beiträgt.

Beispielsweise kann so bei einer modernen Papier- oder Kartonmaschine mit einer Arbeitsbreite von 10m und einer Haubenlänge von 4 m und einer Haubenhöhe von 3m leicht ein Gewicht von über 20 Tonnen erreicht werden.
Neben den Schwierigkeiten, die sich hieraus für das Handling bei der Fertigung und Montage mit entsprechenden Kranen etc. ergeben, wird auch der Transport, insbesondere der Straßentransport zu einem erheblichen Problem.

Hinzu kommt, dass bei großen Abmessungen der Lufthaube, d.h. des Trockners, Qualitätsproblemen durch eine Anpassung der Trocknungskurve an die Erfordernisse nur ungenügend entgegengewirkt werden kann. Üblicherweise kann über die gesamte Länge der Haube nur eine bestimmte Luftmenge, Lufttemperatur und Düsenaustrittsgeschwindigkeit eingestellt werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen verbesserten Lufttrockner zu entwickeln, mit dem die Nachteile des Standes der Technik vermeidbar sind.

Die Aufgabe der Erfindung wird gelöst durch einen im Kennzeichen des Anspruches 1 angegebenen Lufttrockner, der in Abhängigkeit von der vorgesehenen Trocknerlänge in Maschinenrichtung (MD- machine direction) aus mindestens zwei einzelnen, modulartig zusammensetzbaren Segmenten aufbaubar ist.

Dadurch können einzelne Segmente, die auch als Module bzeichnet werden können, in kleinerer Dimension hergestellt werden. Diese sind dadurch bedeutend einfacher fertig- und handhabbar und lassen sich beliebig zu einem Trockner in erforderlicher Dimension und Trocknungskapazität zusammensetzen. Damit sind die bisherigen großen logistischen Probleme beseitigt, zumindestens aber minimiert.

Die Erfinder haben auch erkannt, dass insbesondere bei der Trocknung von gestrichenen Papier- oder Kartonbahnen die Trocknungsparameter in möglichst kurzen Trocknungszonen - was durch die Bereitstellung von einzelnen Segmenten bzw. Modulen möglich wird, variiert werden sollten. Dadurch kann ein unerwünschtes, sogenanntes Mottling auf der Oberseite der gestrichenen Faserstoffbahn vermieden werden, was sich wiederum auf eine spätere Bedruckbarkeit günstig auswirkt. Demzufolge sind die erfindungsgemäß kleiner dimensionierten Segmente hinsichtlich dieses Effektes von besonderer Bedeutung.

Die Segmente lassen sich zweckmäßig handhaben , wenn sie zwischen 0,3 und 3m, vorzugsweise zwischen 0,5 und 2m lang sind. Damit sind sie sehr vorteilhaft in Maschinen (Längs-) Richtung nebeneinander setzbar.

Zwischen den einzelnen Segmenten können frei verschiebliche Verbindungselemente vorgesehen sein, mit denen unterschiedliche Wärmedehnungen der einzelnen Segmente bzw. Module abfang- bzw. ausgleichbar sind.

Eine Verbesserung des Energiehaushaltes kann dadurch erreicht werden, indem die zusammengesetzten Segmente eine gemeinsame Außenisolierung besitzen.
Außerdem ist es möglich, dass die einzelnen Segmente gegeneinander thermisch isoliert sind, was den Wärmehaushalt für die Trocknungsluft optimiert.

Die erfindungsgemäßen Segmente sind auf einfache Weise in eine Herstellungs- und/oder Veredelungsmaschine (Streichmaschine) einbaubar, indem sie eine gemeinsame Halterung zur Anbindung an Stuhlungsteile der besagten Maschine besitzen.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung kann darin bestehen, dass jedes Segment über ein eigenes Umluftsystem verfügt, mit dem die aus den einzelnen Blasdüsen austretende Trocknungsluft in ihrer Menge und/oder Temperatur und/oder ihrer Beladung und/oder Geschwindigkeit in jedem einzelnen Segment individuell einstellbar und gegebenenfalls regelbar ist, so dass eine zonenweise Beaufschlagung der Faserstoffbahn mit Trocknungsluft möglich ist.

Die einzelnen Segmente können aber auch über Sammelanschlüsse an ein gemeinsames Umluftsystem angeschlossen werden, was eine kostengünstigere Variante darstellt.

Schließlich können auch einzelne Regel- oder Stellklappen im gemeinsamen Umluftsystem vorgesehen sein, mit denen Luftmenge bzw. Luftgeschwindigkeit in den einzelnen Segmenten individuell einstell- oder regelbar sind.

Der erfindungsgemäße modulartige bzw. baukastenartige Aufbau des Lufttrockners bzw. der Trockenhaube erlaubt eine Ausführung als selbsttragendes Gebilde. Dadurch kann das beim Stand der Technik übliche unterstützende und aufwändig herzustellende "Fachwerk" entfallen.
Hierdurch und durch die bessere Ausnutzung der für die Anschlüsse zur Verfügung stehenden Flächen kann die Bauhöhe des Trockners insgesamt deutlich reduziert werden.
Die einzelnen Segmente bzw. Module sind dazu zweckmäßigerweise als selbsttragende Blechkonstruktion ausgeführt.

Der erfindungsgemäß kontaktlos (also ohne Berührung zur jeweiligen Bahnoberfläche) arbeitende Trockner lässt sich besonders vorteilhaft innerhalb einer Maschine zur Herstellung und/oder Veredelung einer Papier-, Karton- oder anderen Faserstoffbahn einsetzen. Dabei kann er als selbständiges Bahntrockenelement wirken oder in unmittelbarer Nähe eines Infrarottrockners und/oder eines Bahn-Umlenkelementes, beispielsweise eines Airturns, an einer oder beiden Bahnseiten der Faserstoffbahn angeordnet sein, je nachdem ob eine einseitige oder beidseitige Beschichtung der Faserstoffbahn stattgefunden hat.
Eine frische Auftragsschicht wird dadurch nicht in Mitleidenschaft gezogen.

Der Trockner ist leichter als bisher herstell- und auch transportierbar, ermöglicht aber vor allem die heute geforderten enorm großen Arbeitsbreiten und Trocknungsleistungen.

Die Erfindung soll nachstehend anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert werden:

• Es zeigen in schematischer Darstellung:
  • Figur 1:
    • eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Lufttrockners im Querschnitt
  • Figur 2 :
    • eine Ansicht auf den erfindungsgemäßen, perspektivisch gezeichneten Lufttrockner
  • Figur 3:
    • eine schematische Ansicht von oben auf den erfindungsgemäßen Lufttrockner
  • Figur 4 bis 6:
    • Varianten der Einstellmöglichkeiten der Trocknungsluft
  • Figur 7:
    • eine Einbaumöglichkeit des erfindungsgemäßen Lufttrockners innerhalb einer Streichmaschine

In den Figuren sind gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen.

In der Figur 1 ist ein erfindungsgemäßer Lufttrockner 1 im Querschnitt dargestellt. Er besteht aus einzelnen modulartig zusammengesetzten Segmenten bzw. Modulen 2 (im Weiteren aber nur als Segmente bezeichnet). Im Beispiel bilden drei Segmente 2, die nebeneinander in Maschinenrichtung (machine direction, bzw. MD-Richtung) gesetzt sind, den Lufttrockner 1. Je nach aufzubauender Größe könnte noch wenigstens ein weiteres Segment hinzugefügt werden. Im oberen Teil 2.1 des wenigstens einen bzw. der Segmente 2 befinden sich Sauganschlüsse, während der untere Teil 2.2 Blasanschlüsse beinhaltet, die in Luftblasdüsen 3 münden, die auf die zu trocknende Warenbahn 4 gerichtet sind.

Die einzelnen Segmente 2 sind zwischen 0.3 und 3m, vorzugsweise 0,5 und 2m lang.

Bei einer Arbeitsbreite AB (s. Fig.2) von 11 m ist beispielsweise eine Austrittsgeschwindigkeit an den Luftblasdüsen 3 von 70m/s und eine Arbeitstemperatur in den Segmenten 2 von ca. 450°C einstell- und gegebenenfalls auch regelbar.

Die einzelnen Segmente können gegeneinander thermisch isoliert sein, was mit der positionszahl 5 angedeutet sein soll.
Die Figur 1 zeigt auch, dass die Segmente 2 eine gemeinsame Außenisolierung 6 aufweisen.

In Figur 2 ist eine Ansicht auf einen gesamten Lufttrockner 1 gezeigt, der oberhalb einer in Laufrichtung L laufenden Warenbahn 4 aus Papier angeordnet ist. Dabei sind Sammelanschlüsse 7 und 8 für Saug- und Blasluft dargestellt, die wiederum an ein gemeinsames hier nicht näher dargestelltes Umluftsystem anschließbar sind.
Die Anschlüsse 7 für Blasluft münden in den unteren Teil 2.2 der Segmente 2 und die Anschlüsse 8 für die Saugluft in den oberen Teil 2.1.

Aus Figur 2 ist noch entnehmbar, dass einzelne Stellklappen 9 vorgesehen sind, mit denen die Luftmenge bzw. die Luftgeschwindigkeit in den einzelnen Segmenten 2 individuell einstellbar und gegebenenfalls auch regelbar sind.

Die Figur 3 zeigt ein Schema, des aus einzelnen Segmenten 2 aufgebauten Lufttrockners 1 von oben gesehen. Es soll hierbei deutlich gemacht werden, dass zwischen den einzelnen Segmenten bzw. Modulen frei verschiebliche Verbindungselemente 13 nach Art einer Linearführung, sowie an der Führerseite FS und Triebseite TS der Maschine Halterungen 14 vorgesehen sind. Diese Verbindungselemente 13 und Halterungen 14 lassen unterschiedliche Wärmedehnungen der einzelnen Segmente zu, indem sie diese spannungsarm abfangen.

Die Figur 4 zeigt eine erste Variante der Einstellung der benötigten Trocknungsluft, welche vom erfindungsgemäßen Lufttrockner abgegeben werden soll. Bei dieser ersten Variante sind gleiche Trocknungsbedingungen in allen Segmenten 2 vorgesehen. Die Segmente 2 sind an ein gemeinsames Umluftsystem 10 angeschlossen, wobei in dieses ein Ventilator 11 und eine Beheizungseinrichtung 12 eingebunden ist.

Die Figur 5 zeigt eine zweite Variante der Einstellung der benötigten Trocknungsluft, wobei hier im Gegensatz zur ersten Variante gem. Figur 4, mittels eingebauter Regel- oder Stellklappen 9 unterschiedliche Luftmengen in die einzelnen Segmenten 2 einleitbar sind.

Die Figur 6 zeigt eine dritte Variante der Einstellung der benötigten Trocknungsluft, aber hier gegenüber der gezeigten Variante 2 gemäß Figur 5, zusätzlich unterschiedlich einstellbare Lufttemperaturen, wozu in jede zum Segment 2 führende Luftleitung eine gesonderte Beheizungseinrichtung 12 eingebaut ist.

In Figur 7 ist eine Einbaumöglichkeit eines erfindungsgemäßen Lufttrockners 1 innerhalb einer Streichmaschine gezeigt.
Man erkennt, dass eine Faserstoffbahn 4 von unten her zunächst über eine Leitwalze 15 einem sogenannten "Speedcoater" 16 zuläuft. Der Speedcoater ist ein Auftragswerk, mit dem ein flüssiges bis pastöses Medium zu Veredelungszwecken bzw. zur Verbesserung einer späteren Bedruckbarkeit auf eine oder beide Bahnseiten aufgebracht wird. Im gezeigten Beispiel erfolgt der Auftrag des Auftragsmediums M zugleich auf beide Bahnseiten. Das erfolgt in indirekter Weise, indem jeweils ein Auftragsaggregat 16a (z. B. eine Auftragsdüse) an eine Auftragswalze 16b das Medium M abgibt, die wiederum im Pressnip N, den beide Walzen 16b miteinander bilden, das Medium M an die jeweilige Bahnseite übertragen wird. Anschließend wird die frisch beschichtete Bahn 4 mit Infrarottrocknern 17 vorgetrocknet, danach mittels einer Umlenkeinheit (z.B. einem sogenannten Airturn) 18 umgelenkt und schließlich jede Bahnseite mit erfindungsgemäßen Lufttrocknern 2 fertig getrocknet. Diese Vortrocknung, Umlenkung und Nachtrocknung erfolgen kontaktlos. so dass die frische Auftragsschicht ohne Beschädigungen davonzutragen, ihre erreichte Qualität beibehält und die Faserstoffbahn in Laufrichtung L weiteren gewünschten Behandlungsschritten, wie Fertigtrocknung innerhalb einer Trockengruppe mit Trockenzylindern und/oder Glättung und/oder weiteren Beschichtungsvorgängen bis hin zur Aufrollung zuführbar ist.