Überführband zum Überführen einer Papier- oder Kartonbahn und Vorrichtung zum Überführen einer Papier- oder Kartonbahn

Abstract

 Die Erfindung betrifft ein Überführband (1) zum Überführen einer Papier- oder Kartonbahn (3), das elektrostatisch aufladbar ist. Dabei weist das Überführband (1) Ladungsträgerflächen (5, 6) auf, die in einer Matrix (4) aus nicht leitfähigem Material angeordnet sind. Ferner betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum Überführen einer Papier- oder Kartonbahn mit einem derartigen Überführband.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Überführband zum Überführen einer Papier- oder Kartonbahn, das elektrostatisch aufladbar ist. Ferner betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum Überführen einer Papier- oder Kartonbahn.

[0002] Nach dem Wiederanfahren einer Papiermaschine oder nach einem Abriss der Papier- oder Kartonbahn, im Folgenden kurz "Bahn" genannt, ist ein Überführen eines neuen Bahnanfangs erforderlich. In der Regel wird dafür ein schmalerer Bahnstreifen erzeugt. Dieser Bahnstreifen wird dann mit Hilfe eines Überführbandes zum Beispiel von einer Trockenpartie zu einer Wickelstation überführt.

[0003] Es ist nun bekannt, zum Überführen eines Papierstreifens Seilsysteme zu verwenden. Eine andere bekannte Möglichkeit besteht darin, luftdurchlässige Überführbänder zu verwenden, die auf einer von der Bahn abgewandten Seite zum Beispiel durch einen Saugkasten besaugt werden, so dass die Bahn angesaugt wird und an dem Überführband haftet.

[0004] Seilsysteme unterliegen einem deutlichen Verschleiß und weisen nur eine relativ geringe Arbeitsgeschwindigkeit auf. Systeme, bei denen die Bahn angesaugt wird, haben den Nachteil, dass für das Erzeugen eines Vakuums relativ viel Platz benötigt wird und dieser Vorgang relativ lärmintensiv ist. Dabei hat sich gezeigt, dass auch bei angesaugter Bahn der Überführvorgang nicht immer erfolgreich ist.

[0005] In DE 103 05 606 A1 wird als weitere Alternative vorgeschlagen, das Überführband elektrostatisch aufzuladen. Allerdings bleibt völlig offen, wie ein elektrostatisch aufladbares Überführband verwirklicht werden soll.

[0006] Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Überführband bereitzustellen, das elektrostatisch aufladbar ist.

[0007] Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass das Überführband Ladungsträgerflächen aufweist, die in einer Matrix aus nicht leitfähigem Material angeordnet sind.

[0008] Die Ladungsträgerflächen können dann abwechselnd negativ und positiv geladen werden. Dadurch entsteht ein elektrisches Feld, das elektrostatische Anziehungskräfte zwischen dem Überführband und einer daraufliegenden Bahn bewirkt. Durch das nicht leitfähige Material zwischen den Ladungsträgerflächen wird ein direkter Potentialausgleich zwischen den Ladungsträgerflächen verhindert. Dabei können die Ladungsträgerflächen relativ dünn ausgebildet sein, so dass das Überführband ausreichend flexibel bleibt. Eine elektrostatische Aufladung kann relativ schnell aufgebaut und wieder abgebaut werden. Es ist dadurch möglich, das Überführband zum Beispiel nur im Überführbereich elektrostatisch aufzuladen, so dass ein einfaches Abheben der Bahn am Ende des Überführbereichs möglich ist.

[0009] Bevorzugterweise sind die Ladungsträgerflächen gegenüber einer Auflageseite für die Papier- oder Kartonbahn isoliert. Dadurch ist es möglich, auch eine relativ feuchte Bahn mit dem Überführband zu transportieren, ohne dass durch die Bahn ein Kurzschluss zwischen den Ladungsträgerflächen erfolgt, der zu einem Abbau des elektrischen Feldes zwischen den Ladungsträgerflächen führen würde, so dass dann die Adhäsion zwischen Überführband und Bahn aufgehoben würde. Dabei könnte es zudem auch zu einer Beschädigung der Bahn kommen.

[0010] Vorzugsweise weist das Überführband ein Polymermaterial auf. Ein Polymermaterial ist ausreichend flexibel und leicht verarbeitbar. Dabei weist es eine hohe Lebensdauer auf und ist relativ kostengünstig.

[0011] Bevorzugterweise ist in Bahnlaufrichtung und in Querrichtung eine Vielzahl von Ladungsträgerflächen nebeneinander angeordnet. Dadurch kann über das gesamte Überführband ein elektrostatisches Feld erzeugt werden, so dass eine gute Adhäsion zwischen der Bahn und dem Überführband erreicht wird. Dabei ist es auch möglich, gezielt nur einen Teil der Ladungsträgerflächen zu polarisieren, wodurch die Adhäsionskraft zwischen Überführband und Bahn einstellbar ist. Prinzipiell sind Adhäsionskräfte von ca. 0,5 bis 1 N/cm² möglich.

[0012] Vorteilhafterweise weisen in Bahnlaufrichtung nebeneinander liegende Ladungsträgerflächen eine gleiche Polung und in Querrichtung nebeneinander liegende Ladungsträgerflächen eine unterschiedliche Polung auf. Dadurch ist eine Steuerung der Ladung der Ladungsträgerflächen sowohl über die Zeit, also in Bahnlaufrichtung, als auch quer zur Bahnlaufrichtung möglich.

[0013] Bevorzugterweise sind die Ladungsträgerflächen aufgedampft. Dadurch können die Ladungsträgerflächen relativ dünn ausgebildet sein. Die Ladungsträgerflächen können beispielsweise Kohle oder Graphit oder auch ein leitfähiges Metall wie zum Beispiel Silber oder Kupfer aufweisen.

[0014] Bevorzugterweise sind die Ladungsträgerflächen als Metallfilm ausgebildet. Ein Metallfilm ermöglicht eine relativ schnelle Umpolung. Dadurch kann die Anziehung des Überführbands relativ schnell aufgehoben werden.

[0015] Die Aufgabe wird auch durch eine Vorrichtung zum Überführen einer Papier- oder Kartonbahn mit einem Überführband nach einem der Ansprüche 1 bis 8 gelöst.

[0016] Dabei ist besonders bevorzugt, dass die Vorrichtung eine Ladewalze aufweist. Die Übertragung der Polung erfolgt also mit Hilfe der Ladewalze. Dabei kann die Übertragung der Ladung auf die Walze beispielsweise mit Schleifkontakten erfolgen. Als Schleifkontakte können zum Beispiel Kohlebürsten verwendet werden. Dadurch kann die Ladungsübertragung in Abhängigkeit von der Zeit und der Breite der Ladewalze erfolgen. Die Ladungsübertragung kann dabei von einer Rückseite des Überführbands erfolgen, so dass kaum Verschleiß an der Auflageseite für die Papier- oder Kartonbahn auftritt.

[0017] Vorzugsweise weist die Vorrichtung eine Entladewalze auf. Die Entladewalze kann prinzipiell genau wie die Ladewalze ausgebildet sein. Dabei erfolgt durch die Entladewalze entweder eine Umpolung oder ein Abbau der Ladungen der Bahn. Im Anschluss an die Entladewalze lässt sich die Bahn relativ leicht vom Überführband abheben.

[0018] Vorteilhafterweise weist die Vorrichtung eine Antriebswalze und eine Spannwalze auf. Mit Hilfe der Antriebswalze lässt sich die Geschwindigkeit des Überführbandes genau auf die gewünschte Geschwindigkeit der Papier- oder Kartonbahn einstellen. Dabei ist es mit Hilfe der Spannwalze möglich, die Spannung des Überführbandes einzustellen. Dadurch ist es beispielsweise möglich, einstellbare Leitwalzen zu verwenden, mit deren Hilfe ein Abzugswinkel, in dem die Papier- oder Kartonbahn von dem Überführband wieder entfernt wird, eingestellt werden kann. Auch eine Längung des Überführbandes kann durch eine Spannwalze ausgeglichen werden. Gegebenenfalls können auch mehrere Spannwalzen verwendet werden.

[0019] In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Vorrichtung schwenkbar. Die Vorrichtung kann dann für den Überführvorgang in den Weg der Bahn eingeschwenkt werden und nach Abschluss des Überführvorgangs wieder herausgeschwenkt werden. Ein Betrieb der Vorrichtung erfolgt dann nur während des Überführens. Ein Leerlauf der Vorrichtung ist dabei nicht erforderlich, so dass Energie eingespart wird. Gleichzeitig wird verhindert, dass eine ungewünschte Beeinflussung der Papier- oder Kartonbahn durch das Überführband erfolgt.

[0020] In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Überführband maschinenbreit ausgebildet. Dadurch kann die Papier- oder Kartonbahn maschinenbreit überführt werden. Es ist dann nicht unbedingt erforderlich, zunächst einen Streifen aus der Bahn herauszubilden. Dabei kann die Bahn auch während des Betriebs durch das Überführband vor Umwelteinflüssen geschützt werden.

[0021] Die Erfindung wird im Folgenden anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele in Verbindung mit der Zeichnung näher beschrieben. Hierin zeigen in schematischer Darstellung:

Fig. 1

einen Aufbau eines Überführbandes,

Fig. 2

eine Draufsicht auf das Überführband,

Fig. 3

eine Ladewalze,

Fig. 4

eine Entladewalze,

Fig. 5

eine Vorrichtung zum Überführen und

Fig. 6

ein Beispiel zur Verwendung einer Vorrichtung zum Überführen.

[0022] In Fig. 1 ist ein Aufbau eines Überführbandes 1 vereinfacht dargestellt, wobei auf einer Auflageseite 2 des Überführbandes 1 eine Papier- oder Kartonbahn 3 angeordnet ist. Das Überführband 1 weist eine Matrix 4 auf, die aus einem nicht leitfähigen Material, in diesem Fall ein Polymermaterial, gebildet ist. In der Matrix 4 sind Ladungsträgerflächen 5, 6 angeordnet, wobei die eine Ladungsträgerfläche 5 positiv und die andere Ladungsträgerfläche 6 negativ geladen ist. Die Ladungsträgerflächen 5, 6 sind mit Hilfe einer Isolierschicht 7 gegen die Bahn 3 isoliert.

[0023] Durch die in Fig. 1 dargestellte Polarität der Ladungsträgerflächen 5, 6 bildet sich ein elektrisches Feld zwischen den Ladungsträgerflächen 5, 6 aus. Dadurch werden elektrostatische Anziehungskräfte zwischen dem Überführband 1 und der Bahn 3 erzeugt. Die Bahn 3 haftet dann aufgrund elektrischer Adhäsion am Überführband 1. Dabei liegen die Adhäsionskräfte zum Beispiel im Bereich zwischen 0,5 und 1 N/cm².

[0024] In Fig. 2 ist die Anordnung der Ladungsträgerflächen 5, 6 auf dem Überführband 1 vereinfacht dargestellt. Die Ladungsträgerflächen 5, 6 sind in Form von Leiterbahnen in die Matrix 4 eingebracht. Dabei sind die Ladungsträgerflächen 5, 6 in einer Bahnlaufrichtung 8 unterbrochen. In Bahnlaufrichtung 8 nebeneinander liegende Ladungsträgerflächen 5, 6 weisen dabei jeweils die gleiche Polarität auf. In Querrichtung 9 liegen dabei jeweils Ladungsträgerflächen 5, 6 mit unterschiedlicher Polarität nebeneinander. Dabei sind die Ladungsträgerflächen 5, 6 gegeneinander jeweils auf Lücke angeordnet. Dadurch ist es möglich, alle in Querrichtung 9 auf einer Höhe liegenden positiven Ladungsträgerflächen 5 mit einer durchgehenden, elektrisch leitfähigen Verbindung 10 zu verbinden und alle negativ geladenen Ladungsträgerflächen 6 mit einer durchgehenden, elektrisch leitfähigen Verbindung 11. Die Ladungsträgerflächen 5, 6 und die elektrisch leitfähigen Verbindungen 10, 11 sind dabei in Bahnlaufrichtung 8 in einem sich wiederholenden Muster angeordnet.

[0025] Die jeweils gleich gepolten Ladungsträgerflächen 5, 6 sind also in Bahnlaufrichtung 8 nicht durchgehend, jedoch durch elektrisch leitfähige Verbindungen 10, 11 in Querrichtung leitfähig verbunden. Dadurch ist eine durchgängige Ladung möglich. Somit kann ein sehr gleichmäßiges elektrisches Feld über dem Überführband 1 erzeugt werden, so dass eine hohe Adhäsion zwischen Überführband 1 und Bahn 3 erzeugbar ist. Da die Ladungsträgerflächen 5, 6 in Bahnlaufrichtung 8 nicht durchgehen, ist eine Steuerung der Ladung bzw. Entladung in Bahnlaufrichtung 8 und damit in Abhängigkeit von der Zeit möglich. Bei der Ausbildung gemäß Fig. 2 ist eine Ladungsverteilung in Querrichtung 9 aufgrund der elektrisch leitfähigen Verbindungen 10, 11 immer gleich. Es ist auch denkbar, jede Ladungsträgerfläche 5, 6 mit einer eigenen Verbindungsleitung zu versehen, um so die Ausbildung des elektrischen Feldes auch in Querrichtung 9 steuern zu können. Durch die relativ große Fläche der Ladungsträgerflächen 5, 6 kann eine etwaige Trägheit der Ladungskontrolle bei der Steuerung ausgeglichen werden.
Zur Übertragung der Polung, also von Ladungen auf die Ladungsträgerflächen 5, 6 wird eine Ladewalze 12 verwendet, wie sie schematisch in Fig. 3 dargestellt ist. Die Ladewalze 12 weist mehrere voneinander isolierte Bereiche a bis f auf. Die Bereiche a bis f werden abwechselnd positiv und negativ geladen. Dabei kann die Übertragung der Ladung auf die Ladewalze 12 zum Beispiel mit Schleifkontakten erfolgen. Die Ladungsübertragung ist dabei über die Zeit und die Breite der Ladewalze 12 kontrolliert steuerbar. Durch die elektrisch leitfähigen Verbindungen 10, 11 in dem Überführband 1 erfolgt dabei ein Ladungsaustausch zwischen Ladungsträgerflächen 5, 6 gleicher Polarität, so dass eine homogene Ausbildung des elektrischen Feldes in Querrichtung 9 gewährleistet ist.

[0026] In Fig. 4 ist eine Entladewalze 13 dargestellt, wobei alle Bereiche a bis f die gleiche Polarität aufweisen. In diesem Beispiel weist die Entladewalze 13 eine positive Ladung auf. Sobald das Überführband 1 mit den Ladungsträgerflächen 5, 6 in Kontakt mit der Entladewalze 3 kommt, erfolgt ein Abbau der negativen Ladung in den Ladungsträgerflächen 6, so dass das elektrische Feld zwischen den Ladungsträgerflächen 5 und 6 verschwindet. Dadurch wirken keine elektrostatischen Anziehungskräfte mehr zwischen dem Überführband 1 und der Bahn 3. Die Bahn 3 kann dann leicht von dem Überführband 1 abgehoben werden.

[0027] In Fig. 5 ist nun vereinfacht eine Vorrichtung 14 zum Überführen einer Papier- oder Kartonbahn 3 dargestellt, wobei ein erfindungsgemäßes Überführband 1 verwendet wird. Das Überführband 1 ist über eine Antriebswalze 15, Leitwalzen 16, 17 und eine Spannwalze 18 geführt. Im Bereich der Leitwalze 16 kommt eine Papier- oder Kartonbahn 3 in Kontakt mit dem Überführband 1. Im Anschluss an die Leitwalze 17 wird die Bahn 3 von dem Überführband 1 abgehoben. Durch eine Verstellung der Leitwalze 17 ist dabei ein Abführwinkel α einstellbar. Vor der Leitwalze 16 ist die Ladewalze 12 angeordnet, wie sie in Fig. 3 dargestellt ist. Die Ladewalze 12 sorgt für die erforderliche elektrostatische Aufladung des Überführbandes 1. Dadurch wird die Bahn 3 mittels elektrostatischer Adhäsion am Überführband 1 gehalten. Die Entladewalze 13, wie sie in Fig. 4 dargestellt ist, ist vor der Leitwalze 17 angeordnet und sorgt für eine Entladung des Überführbandes 1 und damit für einen Abbau des elektrostatischen Feldes. Dadurch haftet die Bahn 3 nicht weiter am Überführband 1 und kann leicht abgehoben werden.

[0028] In Fig. 6 ist eine mögliche Anordnung der Vorrichtung 14 zum Überführen einer Papier- oder Kartonbahn dargestellt, wobei zwei Vorrichtungen 14a, 14b verwendet werden. Die Vorrichtungen 14a, 14b dienen bei diesem Beispiel dazu, eine Bahn 3 von einer Trockenpartie 19 einer Papiermaschine zu einem Glättkalander 20 zu führen. Dabei ist eine Auflageseite 2a der Vorrichtung 14a in Schwerkraftrichtung nach oben gerichtet, so dass die Bahn 3 auf dem Überführband 1 aufliegt. Bei der Vorrichtung 14b ist die Auflageseite 2a in Schwerkraftrichtung nach unten gerichtet. Die Bahn 3 hängt dabei aufgrund der elektrostatischen Adhäsion am Überführband 1.

[0029] Mit dem erfindungsgemäßen Überführband und der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Überführen einer Papier- oder Kartonbahn können verschiedene Überführsituationen im Bereich der Trockenpartie und am Kalander abgedeckt werden. Dabei ist ein energiesparender Betrieb möglich, da bei einer elektrostatischen Aufladung nur sehr wenig Strom verbraucht wird. Insbesondere im Vergleich zu Ansaugsystemen wird daher viel Energie eingespart, wobei zusätzlich auch nur sehr geringe Lärmemissionen anfallen. Dabei ist die Vorrichtung wenig schmutzanfällig, wobei das Überführband leicht zu reinigen ist. Eine Verschmutzung der Papierbahn durch das Überführband kann nahezu ausgeschlossen werden. Vorteilhaft ist dabei auch, dass sich die Adhäsion ein- und ausschalten lässt, so dass beispielsweise ein leichtes Abheben der Bahn vom Überführband möglich ist, obwohl die Bahn während des Transports sicher auf dem Überführband gehalten wird. Dabei lässt sich eine derartige Änderung schnell durch eine einfache Umpolung einer Ladungsträgerfläche erreichen. Änderungen sind dabei in weniger als 50 ms möglich.

Ansprüche

1. Überführband zum Überführen einer Papier- oder Kartonbahn, das elektrostatisch aufladbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass es Ladungsträgerflächen (5, 6) aufweist, die in einer Matrix (4) aus nicht leitfähigem Material angeordnet sind.

2. Überführband nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ladungsträgerflächen (5, 6) gegenüber einer Auflageseite (2) für die Papier- oder Kartonbahn (3) isoliert sind.

3. Überführband nach einem der Ansprüche 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass das Überführband (1) ein Polymermaterial aufweist.

4. Überführband nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass in Bahnlaufrichtung (8) und in Querrichtung (9) eine Vielzahl von Ladungsträgerflächen (5, 6) nebeneinander angeordnet ist.

5. Überführband nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass in Bahnlaufrichtung (8) nebeneinander liegende Ladungsträgerflächen (5, 6) eine gleiche Polarität und in Querrichtung (9) nebeneinander liegende Ladungsträgerflächen eine unterschiedliche Polarität aufweisen.

6. Überführband nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass in Querrichtung (9) jede Ladungsträgerfläche (5, 6) jeweils mit der übernächsten Ladungsträgerfläche (5, 6) elektrisch leitend verbunden ist.

7. Überführband nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Ladungsträgerflächen (5, 6) aufgedampft sind.

8. Überführband nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Ladungsträgerflächen als Metallfilm ausgebildet sind.

9. Vorrichtung zum Überführen einer Papier- oder Kartonbahn mit einem Überführband nach einem der Ansprüche 1 bis 8.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Ladewalze (12) aufweist.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 oder 10,
dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Entladewalze (13) aufweist.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Antriebswalze (15) und eine Spannwalze (18) aufweist.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass sie schwenkbar ist.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Überführband (1) maschinenbreit ausgebildet ist.

Zeichnung