Verfahren und Vorrichtung zum Prüfen der Festigkeit einer geförderten Baim aus Bogen- oder Folienmaterial
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Prüfen der Festigkeit einer geförderten Bahn aus Bogen- oder Folienmaterial.
Bei der Papierherstellung wird die hergestellte Papierbahn zu grossen, sogenannten Mutterrollen in der Papiermaschine aufgerollt. Diese Rollen werden im allgemeinen von der Papiermaschine zu einer besonderen Umrollmaschine in der Papiermühle weiterbefördert. In dieser Umrollmaschine wird die Mutterrolle abgerollt und wieder aufgerollt, und zwar vorzugsweise auf Papprollen. Bei dem Umrollen werden Rollen hergestellt, die in bezug auf Breite und Durchmesser den Wünschen des Kunden angepasst sind. Gleichzeitig wird ferner ein Saumbeschneiden der Ränder der Papierbahn sowie gegebenenfalls ein Zuammenfügen der Bahn bei etwaigen Brüchen der Bahn in der Mutterrolle bewirkt. Die so fertiggerollten Rollen werden normalerweise verpackt und sind dann lieferfertig.
Es ist selbstverständlich, dass verschiedene Ansprüche an die Festigkeit des Papiers gestellt werden, und zwar je nach der künftigen Verwendung.
Im allgemeinen kann man doch sagen, dass die Entwicklung in den letzten Jahren gegen immer schneller arbeitende und mehr komplizierte Konvertierungsmaschinen, wie Tütenmaschinen, Sackmaschinen und Druckpressen, mit immer grösseren Ansprüchen auf die Festigkeit des Papiers geführt hat.
Das folgende Beispiel hat zum Zweck, diese Verhältnisse im Zusammenhang mit dem Drucken zu veranschaulichen. Das zu bedruckende Papier wird in modernen Druckpressen wie folgt verwendet.
Eine Papierrolle wird in das Abrollgestell der Druckpresse eingesetzt, wonach die Bahn durch die Druckpresse geführt wird. Die Druckpresse läuft dann, bis diese Rolle verbraucht ist.
In den letzten Jahren war man bestrebt, die Stillstandzeit der Druckpressen herabzusetzen. Eine Lösung war, das Abrollgestell derart anzuordnen, dass die Druckpresse nicht nach Verbrauch jeder einzelnen Papierrolle abgestellt werden musste. Dies kann auf verschiedene Art erreicht werden, wird aber im allgemeinen in der Praxis derart durchgeführt, dass das Abrollgestell mehrere Rollen trägt und dass, wenn eine Papierrolle verbraucht ist, die Bahn der nächsten Rolle durch eine besondere Klebevorrichtung mit der Bahn der ersten Rolle zusammengeklebt wird. Dies wird oft ohne Herabsetzung der Geschwindigkeit der Druckpresse erreicht. Dadurch wird ein ununterbrochenes Drucken ermöglicht.
Vorrichtungen für ein ununterbrochenes Abrollen sind selbstvertändlich aus wirtschaftlichen Gründen vorgenommen, da eine Betriebsunterbrechung bei den modernen, schnellaufenden Druckpressen sehr kostspielig ist.
Dies bedeutet auch, dass grosse Ansprüche an die Festigkeit des Papiers gestellt werden, da in einer schnellaufenden Druckpresse die Papierbahnen verhältnismässig hohen Beanspruchungen ausgesetzt sind. Ein Stillstand auf Grund eins Bruches bedeutet nämlich nicht nur, dass eine neue Bahn durch die Presse geführt werden muss, sondern auch oft ein Saubermachen der Druckwalzen und dergleichen.
Hieraus geht somit hervor, dass es wesentlich ist, dass die gelieferten Papierrollen ein möglichst fehlerfreies Papier enthalten. Die Erfahrung hat jedoch gezeigt, dass die Festigkeit eines Papiers an sich ausreichend ist, um die in einer Druckpresse entstehenden Beanspruchungen auszuhalten. Die trotzdem in der Druckpresse entstehenden Brüche, die auf eine allzu geringe Papierstärke zurückzuführen sind, hängen oft mit einer örtlichen Herabsetzung der Festigkeit des Papiers zusammen. Ein näheres Studium dieser Verhältnisse zeigt, dass ein sehr grosser Teil solcher örtlichen Herab setzungen der Festigkeit auf das Vorhandensein kleiner Verunreinigungen in der Papierbahn, wie Textilfiber, Splitter von Holzstoffmasse und dergleichen, zurückzuführen sind. Andere festigkeitsherabsetzende Ursachen sind sogenannte Glättfalten, Löcher im Papier usw.
In diesem Zusammenhang hat die Erfahrung gezeigt, dass es unmöglich ist, solche Fehler gänzlich zu vermeiden, auch wenn alle denkbaren Massnahmen unternommen werden, um die Fehler zu vermeiden.
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Prüfen der Festigkeit einer Bahn, bei dem die Bahn ununterbrochen derartigen Beanspruchungen ausgesetzt wird, dass eine örtliche Herabsetzung der Festigkeit des Materials einen Bruch der Bahn auslöst. Bei einem Umrollen, das als solches diskontinuierlich ist, ist die Kapazität der Umrollmaschine normalerweise so gross, dass die zum Zusammenfügen der Bahn erforderliche Zeit bei einem in dieser Weise bewusst hervorgebrachten Bruch keine Mehrkosten für den Stillstand bedeuten. Ausserdem nimmt ein Zusammenfügen der Bahn in der Rollmaschine verhältnismässig wenig Zeit in Anspruch, z. B. im Vergleich mit ein Zusammenfügen in einer Druckpresse oder dergleichen.
Das Verfahren nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Bahn mittels wenigstens eines die Bahn berührenden Abtastgliedes entlang ihrer Breite einem der gewünschten Mindestfestigkeit angepassten Druck ausgesetzt wird, und dass dieses Glied unter Einfluss des genannten Druckes die Bahn durchbricht, wenn die Festigkeit derselben an irgendeiner Stelle den genannten Mindestwert unterschreitet, wobei die Bahn bricht.
Eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass sie wenigstens ein die Oberfläche der geförderten Bahn berührendes Abtastglied aufweist, das annähernd in zur Bahn senkrechter Richtung gegen die Bahn beweglich ist und von einem der Mindestfestigkeit der Bahn gewünschten Druck beeinflusst wird und die Bahn durchdringt, wenn die Festigkeit derselben an einer vom Abtastglied berührten Stelle die genannte Mindestfestigkeit unterschreitet.
Auf diese Weise kann man nach der Erfindung einen Produktionswegfall während der nachfolgenden Bearbeitung z. B. in der Druckpresse auf Grund von Brüchen vermeiden, die durch örtliche Fehler in der Bahn bedingt sind und statt dessen diese Fehler zu geringen Kosten während des Umrollens beseitigen.
Das Verfahren, das Material ununterbrochenen Beanspruchungen auszusetzen, kann selbstverständlich auf verschiedene Art durchgeführt werden.
Eine Ausführungsform der Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens wird in den Zeichnungen veranschaulicht, wo
Fig. 1 die Vorrichtung von der Seite zeigt,
Fig. 2 ein Schaubild und
Fig. 3 ein Querschnitt ist.
In den Zeichnungen bezeichnet 10 die genannte Mutterrolle, 11 die Papierbahn, 12 und 13 Leitrollen, über welche die Papierbahn geführt wird, und 14 Abtaster, die gegen die Papierbahn gepresst werden. Jeder dieser Abtaster ist in einem Lager 15 drehbar gelagert. Die ganze Abtastvorrichtung wird von einem Halter 16 getragen. Ein Druckluftbehälter 17 ist zur Betätigung eines Druckkolbens 18 (Fig. 3) in einem Zylinder 19 vorgesehen, und zwar zur Betätigung der Abtaster 14.
Während des Betriebes drücken die z. B. in zwei Reihen quer über der Bahn angeordneten Abtaster 14 gegen die Papierbahn 11, und in Abhängigkeit von dem so aufgebrachten Anpressdruck wird die Papierbahn zwischen den Rollen 12 und 13, wie in Fig. 1 dargestellt, in gewissem Ausmass hinuntergedrückt. Auf diese Weise wird die Papierbahn punktweise Beanspruchungen ausgesetzt, und wenn ein Fehler im Papier die Vorrichtung passiert, und die so aufgebrachte Beanspruchung die Festigkeit des Papiers an der Fehlerstelle überschreitet, wird der entsprechende Abtaster durch das Papier hindurchgedrückt. Die Erfahrung zeigt, dass auf Grund der Eigenschaften des Papiers ein derartig zustandegebrachtes Durchdrücken des Papiers eine Weiterführung des Schadens in Querrichtung der Bahn mit sich bringt und also einen Druck verursacht.
Es hat sich als zweckmässig erwiesen, die entsprechenden Abtaster 14 einzeln zu lagern, so dass sie in senkrechter Richtung einzeln beweglich sind, um die genannte Wirkung zu erzielen. Es ist ferner wichtig, dass die Abtaster einen richtigen Pressdruck ausüben, der auch regulierbar sein soll, und zwar in Abhängigkeit von der Art des zu prüfenden Papieres. Es ist ferner notwendig, dass die Bewegung der Abtaster ohne zu grosse Trägheit geschieht, damit sie genügend schnell reagieren können, wenn eine Fehlerstelle passiert.
Die Lagerung und das sonstige Ausführen der Abtaster kann selbstverständlich verschiedenartig sein, die Zeichnung zeigt aber eine Vorrichtung, die sehr einwandfrei funktioniert.
Nach Fig. 3 wird der erforderliche Anpressdruck der Abtaster dadurch erzielt, dass der Druckkolben 18 bei der senkrechten Bewegung der Abtaster sich entsprechend in seinem Zylinder 19 bewegt. Dieser Zylinder ist an dem für sämtliche Abtaster gemeinsamen Druckluftbehälter 17 angeschlossen. Die Druckluft im Behälter beeinflusst eine im Zylinder angebrachte Membran 20. Wenn die Abtaster 14 sich in der normalen Lage befinden, wird der Kolben 18 nach oben gegen die Membran gedrückt, und auf diese Weise übt die Druckluft einen nach unten wirkenden Anpressdruck auf die Abtaster aus. Die Ausführung des Kolbens 18 und der Membran 20 ist derart, dass die Membran eine rollende Bewegung ausführt, wenn sich die Abtaster in senkrechter Richtung bewegen. Auf diese Weise wird eine möglichst reibungsfreie, senkrechte Bewegung der Abtaster erreicht.
Durch diese Vorrichtung ist es auch sehr einfach, durch zweckmässige Regulierung des Luftdruckes im Behälter den gewünschten Anpressdruck der Abtaster einzustellen.
Verschiedene Abänderungen können innerhalb des Rahmens der Erfindung vorgenommen werden, besonders in bezug auf die Ausgestaltung der Abtaster. Diese brauchen z. B. nicht drehbar gelagert zu sein, sondern können auch in Richtung nach oben und unten verschiebbar sein und gegebenenfalls mit Rollen an ihrem der Papierbahn zugekehrten Ende versehen sein. Die Abtaster sind zweckmässig derart ausgeführt, dass sie ein Anzeigesignal und gegebenenfalls einen die Förderung der Papierbahn anhaltenden Impuls auslösen, wenn die Papierbahn zerreisst.
Anstatt Luftdruck kann Flüssigkeitsdruck, Federbelastung, Gewichtsbelastung oder eine elektromagnetische Vorrichtung zur Beeinflussung der Abtaster in Frage kommen.
Die Erfindung kann auch für die Prüfung anderer beweglicher Bahnen als Papier, z. B. Kunststoff, Laminaten, Textilien und Metallfolien, verwertet werden.
Method and device for testing the strength of a conveyed tree made of sheet or foil material
The present invention relates to a method and an apparatus for testing the strength of a conveyed web of sheet or foil material.
During paper production, the paper web produced is rolled up into large, so-called parent rolls in the paper machine. These rolls are generally transferred from the paper machine to a special rewinding machine in the paper mill. In this rewinding machine, the master roll is unrolled and then rolled up again, preferably on cardboard rolls. During rewinding, rolls are produced which are adapted to the customer's wishes in terms of width and diameter. At the same time, the edges of the paper web are trimmed and the web is joined together if the web breaks in the master roll. The rolls finished in this way are usually packaged and then ready for delivery.
It goes without saying that different demands are made on the strength of the paper, depending on the future use.
In general, one can say that the development in recent years has led to ever faster and more complex converting machines, such as bag machines, sack machines and printing presses, with ever greater demands on the strength of the paper.
The purpose of the following example is to illustrate these relationships in the context of printing. The paper to be printed on is used in modern printing presses as follows.
A roll of paper is inserted into the unwind stand of the printing press, after which the web is fed through the printing press. The press will then run until that roll is used up.
In recent years efforts have been made to reduce the downtime of the printing presses. One solution was to arrange the unwinding frame in such a way that the printing press did not have to be switched off after each individual roll of paper was used up. This can be achieved in various ways, but is generally carried out in practice in such a way that the unwinding frame carries several rolls and that, when a paper roll is used up, the web of the next roll is glued together with the web of the first roll by a special gluing device . This is often accomplished without slowing down the speed of the printing press. This enables uninterrupted printing.
Devices for uninterrupted unwinding are of course made for economic reasons, since an interruption in operation is very costly in modern, high-speed printing presses.
This also means that great demands are made on the strength of the paper, since the paper webs are exposed to relatively high stresses in a high-speed printing press. A standstill due to a break does not only mean that a new web has to be fed through the press, but also that the printing rollers have to be cleaned and the like.
This shows that it is essential that the paper rolls supplied contain paper that is as free of defects as possible. However, experience has shown that the strength of a paper is sufficient to withstand the stresses that arise in a printing press. The breaks that nevertheless occur in the printing press, which can be traced back to an insufficiently thick paper, are often connected with a local reduction in the strength of the paper. A closer study of these conditions shows that a very large part of such local reductions in strength are due to the presence of small impurities in the paper web, such as textile fibers, splinters of wood pulp and the like. Other causes that reduce the strength are so-called smooth folds, holes in the paper, etc.
In this context, experience has shown that it is impossible to completely avoid such errors, even if all possible measures are taken to avoid them.
The present invention relates to a method for testing the strength of a web, in which the web is continuously subjected to such stresses that a local reduction in the strength of the material causes the web to break. In the case of rewinding, which as such is discontinuous, the capacity of the rewinding machine is normally so great that the time required to join the web together does not mean any additional costs for the standstill if a break is deliberately produced in this way. In addition, joining the web in the rolling machine takes relatively little time, e.g. In comparison with joining in a printing press or the like.
The method according to the invention is characterized in that the web is subjected to a pressure adapted to the desired minimum strength along its width by means of at least one sensing element in contact with the web, and that this member breaks the web under the influence of said pressure if the strength thereof is at any one Place falls below the specified minimum value, whereby the path breaks.
A device for carrying out the method is characterized in that it has at least one sensing element which is in contact with the surface of the conveyed web and which is movable against the web approximately in a direction perpendicular to the web and is influenced by a pressure desired for the minimum strength of the web and penetrates the web if the strength of the same at a point touched by the sensing element falls below the specified minimum strength.
In this way, according to the invention, a loss of production during the subsequent processing, for. B. in the printing press due to breaks caused by local errors in the web and instead eliminate these errors at low cost during rewinding.
The process of subjecting the material to continuous stresses can of course be carried out in various ways.
An embodiment of the device for performing the method is illustrated in the drawings, where
Fig. 1 shows the device from the side,
Fig. 2 is a diagram and
Figure 3 is a cross section.
In the drawings, 10 denotes the named parent roll, 11 the paper web, 12 and 13 guide rollers over which the paper web is guided, and 14 scanners which are pressed against the paper web. Each of these scanners is rotatably mounted in a bearing 15. The entire scanning device is carried by a holder 16. A compressed air container 17 is provided for actuating a pressure piston 18 (FIG. 3) in a cylinder 19, specifically for actuating the scanner 14.
During operation, press the z. B. arranged in two rows across the web scanner 14 against the paper web 11, and depending on the applied pressure, the paper web between the rollers 12 and 13, as shown in Fig. 1, pressed down to a certain extent. In this way, the paper web is exposed to point-wise stresses, and if a flaw in the paper passes the device and the stress thus applied exceeds the strength of the paper at the flaw, the corresponding scanner is pushed through the paper. Experience shows that due to the properties of the paper, if the paper is pushed through in this way, the damage continues in the transverse direction of the web and thus causes pressure.
It has proven to be expedient to mount the corresponding scanners 14 individually so that they can be moved individually in a vertical direction in order to achieve the aforementioned effect. It is also important that the scanners exert a correct pressure, which should also be adjustable, depending on the type of paper to be tested. It is also necessary that the movement of the scanner takes place without excessive inertia, so that they can react quickly enough if a fault occurs.
The storage and the other execution of the scanner can of course be different, but the drawing shows a device that works very well.
According to FIG. 3, the required contact pressure of the scanner is achieved in that the pressure piston 18 moves accordingly in its cylinder 19 during the vertical movement of the scanner. This cylinder is connected to the compressed air tank 17 common to all scanners. The compressed air in the container affects a diaphragm 20 mounted in the cylinder. When the scanners 14 are in the normal position, the piston 18 is pushed up against the membrane and in this way the compressed air exerts a downward pressure on the scanners . The design of the piston 18 and the diaphragm 20 is such that the diaphragm performs a rolling movement when the scanners move in the vertical direction. In this way, a vertical movement of the scanner that is as frictionless as possible is achieved.
This device also makes it very easy to set the desired contact pressure of the scanner by appropriate regulation of the air pressure in the container.
Various modifications can be made within the scope of the invention, particularly with regard to the design of the scanners. These need z. B. not to be rotatably mounted, but can also be displaceable in the upward and downward directions and optionally be provided with rollers at their end facing the paper web. The scanners are expediently designed in such a way that they trigger a display signal and possibly an impulse that sustains the conveyance of the paper web when the paper web tears.
Instead of air pressure, liquid pressure, spring loading, weight loading or an electromagnetic device for influencing the scanner can be used.
The invention can also be used for testing other moving webs than paper, e.g. B. plastic, laminates, textiles and metal foils can be recycled.