DE102019122292A1

DE102019122292A1 - Vorrichtung und Verfahren zur Herstellung einer Faserstoffbahn

Info

Publication number: DE102019122292A1
Application number: DE102019122292.3A
Authority: DE
Inventors: Martin Tietz; Caio Penteado; Jonas Bergström
Original assignee: Voith Patent GmbH
Current assignee: Voith Patent GmbH
Priority date: 2019-08-20
Filing date: 2019-08-20
Publication date: 2020-08-20

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft nach einem ersten Aspekt eine Vorrichtung (10) zur Herstellung einer Faserstoffbahn (FB), insbesondere Tissue- oder Hygienebahn, umfassend eine erste Bespannung (20) mit einer der auf ihr transportierten Faserstoffbahn (FB) zugewandten Papierseite und einer der Faserstoffbahn (FB) abgewandten Maschinenseite, eine zweite Bespannung (26) mit einer der auf ihr transportierten Faserstoffbahn (FB) zugewandten Papierseite und einer der Faserstoffbahn (FB) abgewandten Maschinenseite, eine Transfervorrichtung (24) zum Transferieren der Faserstoffbahn (FB) von der Papierseite der ersten Bespannung (20) auf die Papierseite der zweiten Bespannung (26), eine Saugumlenkwalze (28) zum Umlenken und Besaugen der zweiten Bespannung (26) mit der darauf transportierten Faserstoffbahn (FB), wobei die Saugumlenkwalze (28) auf der Maschinenseite der zweiten Bespannung (26) angeordnet ist, und eine Schuhpresse (30) mit einem Schuh (32) zum Pressen der zweiten Bespannung (26) mit der darauf transportierten Faserstoffbahn (FB) gegen einen Yankee-Zylinder (36), so dass die Faserstoffbahn (FB) anschließend auf der Oberfläche des Yankee-Zylinders (36) weitertransportiert wird, wobei die Vorrichtung (10) ausgebildet ist, in zwei unterschiedlichen Betriebsmodi betrieben zu werden, nämlich einem ersten Betriebsmodus zur Erzeugung einer dreidimensional strukturierten Faserstoffbahn (FB), wobei in dem ersten Betriebsmodus die zweite Bespannung (26) ein Prägeband ist und die Vorrichtung (10) ferner eine dritte Bespannung (40) in Form eines Filzes umfasst, welche sowohl zwischen der Maschinenseite der zweiten Bespannung (26) und der Oberfläche der Saugumlenkwalze (28), als auch zwischen der Maschinenseite der zweiten Bespannung (26) der dem Schuh (32) der Schuhpresse (30) geführt ist, und einem zweiten Betriebsmodus zur Erzeugung einer im Wesentlichen glatten Faserstoffbahn (FB), wobei in dem zweiten Betriebsmodus die zweite Bespannung (26) ein Filz mit im Wesentlichen glatter Oberfläche ist. Nach einem zweiten Aspekt betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer Faserstoffbahn (FB), insbesondere Tissue- oder Hygienebahn, unter Verwendung einer solchen Vorrichtung (10).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Herstellung einer Faserstoffbahn, insbesondere einer Tissue- oder Hygienebahn.
Es sind bereits von verschiedenen Herstellern Maschinen kommerziell auf dem Markt erhältlich, die in zwei unterschiedlichen Betriebsmodi arbeiten können, nämlich einem Betriebsmodus zur Herstellung einer Tissue- oder Hygienebahn in so genannter Premium- oder Ultra-Premium-Qualität und einem Betriebsmodus zur Herstellung von Tissue- oder Hygienebahnen von geringerer Qualität. Dabei unterscheiden sich die verschiedenen Qualitätsstufen voneinander insbesondere durch den so genannten „Bulk“ der fertigen Faserstoffbahn. Unter dem Begriff „Bulk“ versteht man, wie dick oder voluminös die fertige Faserstoffbahn im Verhältnis zur Menge des eingesetzten Faserstoffs ist. Je voluminöser bzw. dicker die Faserstoffbahn ist, desto größer ist der Bulk und desto weicher und saugfähiger ist das fertige Tissue- oder Hygieneerzeugnis.
Erzielt werden die höheren Qualitäten zumeist durch die Verwendung von Prägebändern. Solche Prägebänder (auch „imprinting fabrics“ oder „structured fabrics“ genannt) sind zum Beispiel in den Druckschriften WO99/47749 und WO01/18307 beschrieben. Sie zeichnen sich dadurch aus, dass sie geeignet sind, die Faserstoffbahn dreidimensional zu strukturieren, d.h. eine mit bloßem Auge am fertigen Produkt deutlich sichtbare Struktur in die Faserstoffbahn einzuprägen. Bei der Struktur kann es sich dabei um abstrakte Muster, wie zum Beispiel Wellenlinien oder Punkte, oder um konkrete Darstellungen, wie zum Beispiel Sonnen oder Tiere, handeln. Die dreidimensionale Strukturierung der Faserstoffbahn erhöht deren Bulk, da die Faserstoffbahn nicht vollflächig sondern nur teilweise verdichtet wird, insbesondere in dem Bereich der Maschine, in dem die Faserstoffbahn durch Pressen mechanisch entwässert wird. Der nicht oder weniger verdichtete Bereich der Faserstoffbahn muss dann jedoch anderweitig entfeuchtet werden, nämlich durch Wärmezufuhr, wie zum Beispiel bei einem Durchströmungstrockner (auch „TAD“ als Abkürzung für „Through-Air-Dryer“ genannt). Dies wiederum führt zu einem merklich höheren Energiebedarf für die Herstellung einer Tissue- oder Hygienebahn mit Premium- oder Ultra-Premium-Qualität im Vergleich zur Herstellung einer Tissue- oder Hygienebahn mit niedrigerer Qualität, bei der die mechanische Entwässerung im Wesentlichen vollflächig geschieht.
Neben dem hohen Energiebedarf ist auch die Umrüstzeit zum Wechseln zwischen den beiden Betriebsmodi nachteilhaft bei zumindest einigen der bekannten Maschinenkonzepte.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein neues, alternative Maschinenkonzept bzw. Verfahren bereitzustellen, welches sich besonders dadurch auszeichnet, dass relativ einfach zwischen den verschiedenen Betriebsmodi gewechselt werden kann und es energieeffizient ist.
Gelöst wird diese Aufgabe durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche 1 und 12. Die abhängigen Ansprüche stellen vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung dar.
Somit wird gemäß der vorliegenden Erfindung eine Vorrichtung zur Herstellung einer Faserstoffbahn, insbesondere Tissue- oder Hygienebahn, vorgeschlagen, welche eine erste Bespannung mit einer der auf ihr transportierten Faserstoffbahn zugewandten Papierseite und einer der Faserstoffbahn abgewandten Maschinenseite, eine zweite Bespannung mit einer der auf ihr transportierten Faserstoffbahn zugewandten Papierseite und einer der Faserstoffbahn abgewandten Maschinenseite, eine Transfervorrichtung zum Transferieren der Faserstoffbahn von der Papierseite der ersten Bespannung auf die Papierseite der zweiten Bespannung, eine Saugumlenkwalze zum Umlenken und Besaugen der zweiten Bespannung mit der darauf transportierten Faserstoffbahn, wobei die Saugumlenkwalze auf der Maschinenseite der zweiten Bespannung angeordnet ist, und eine Schuhpresse mit einem Schuh zum Pressen der zweiten Bespannung mit der darauf transportierten Faserstoffbahn gegen einen Yankee-Zylinder, so dass die Faserstoffbahn anschließend auf der Oberfläche des Yankee-Zylinders weitertransportiert wird, umfasst.
Somit kommt die erfindungsgemäße Vorrichtung mit relativ wenig Bauteilen bzw. Bauteilgruppen aus.
Darüber hinaus ist die Vorrichtung erfindungsgemäß ausgebildet, in zwei unterschiedlichen Betriebsmodi betrieben zu werden, nämlich einem ersten Betriebsmodus zur Erzeugung einer dreidimensional strukturierten Faserstoffbahn, wobei in dem ersten Betriebsmodus die zweite Bespannung ein Prägeband ist und die Vorrichtung ferner eine dritte Bespannung in Form eines Filzes umfasst, welche sowohl zwischen der Maschinenseite der zweiten Bespannung und der Oberfläche der Umlenkwalze, als auch zwischen der Maschinenseite der zweiten Bespannung der dem Schuh der Schuhpresse geführt ist, und einen zweiten Betriebsmodus zur Erzeugung einer im Wesentlichen glatten Faserstoffbahn, wobei in dem zweiten Betriebsmodus die zweite Bespannung ein Filz mit im Wesentlichen glatter Oberfläche ist.
Der Wechsel zwischen den beiden Betriebsmodi, um Faserstoffbahnen mit unterschiedlicher Qualität herzustellen, ist somit sehr einfach möglich. Um von dem ersten Betriebsmodus in den zweiten Betriebsmodus zu wechseln, bedarf es lediglich eines Entfernens der dritten Bespannung und eines Austauschens der zweiten Bespannung, nämlich ein Ersetzen des Prägebandes durch einen Filz. Weitere Elemente, wie zum Beispiel Walzen oder dergleichen müssen nicht umgerüstet werden. Unter dem Begriff „Prägeband“ ist dabei eine, vorzugsweise wasserdurchlässige, Bespannung zu verstehen, die geeignet ist, eine dreidimensionale Struktur in die Faserstoffbahn einzuprägen, welche am fertigen Produkt mit bloßem Auge deutlich zu erkennen ist. Mit dem Begriff „Filz mit im Wesentlichen glatter Oberfläche“ ist hingegen gemeint, dass der Filz nicht geeignet ist, eine solche dreidimensionale Struktur in die Faserstoffbahn einzuprägen. Als „Filz“ wird dabei eine Bespannung verstanden, die wenigstens eine Stapelfaserlage umfasst und somit geeignet ist, größere Mengen Wasser zumindest temporär aufzunehmen.
Die Saugumlenkwalze ist vorzugsweise aktiv angetrieben, um den Abschnitt der zweiten Bespannung mit der darauf transportierten Faserstoffbahn zwischen der Transfervorrichtung und der Saugumlenkwalze stets zuverlässig auf Zug halten zu können.
Vorzugsweise erfolgt das Transferieren der Faserstoffbahn von der Papierseite der ersten Bespannung auf die Papierseite der zweiten Bespannung unmittelbar, d.h. ohne die Verwendung einer weiteren Bespannung. Somit kommt die Vorrichtung mit sehr wenigen Bauteilen aus und ist entsprechend kostengünstig herzustellen und zu warten. Hierzu ist es von Vorteil, wenn die Transfervorrichtung in Form eines Saugkastens ausgebildet ist.
Um die erfindungsgemäße Vorrichtung möglichst einfach und kostengünstig zu halten, ist es bevorzugt, wenn die Vorrichtung sowohl in dem Abschnitt zwischen der Transfervorrichtung und der Saugumlenkwalze, als auch in dem Abschnitt zwischen der Saugumlenkwalze und der Schuhpresse frei von Mitteln zum Besaugen und/oder Pressen der zweiten Bespannung und der darauf transportierten Faserstoffbahn ist. Hierin unterscheidet sich die vorliegende Vorrichtung ebenfalls maßgeblich von anderen, ansonsten ähnlichen Vorrichtungen, die aus dem Stand der Technik bekannt sind, wie zum Beispiel jener, die in der Druckschrift WO 03/000002 A1 beschrieben ist. Diese bekannten Vorrichtungen sind weitaus komplizierter aufgebaut.
Die Vorrichtung kann ausgebildet sein, im ersten Betriebsmodus die zweite Bespannung mit einer anderen, insbesondere geringeren, Geschwindigkeit als die erste Bespannung zu bewegen, so dass die Faserstoffbahn bei der Übergabe von der Papierseite der ersten Bespannung auf die Papierseite der zweiten Bespannung gekreppt wird. Somit kann die Faserstoffbahn bereits im gekreppten Zustand an das Prägeband übergeben werden. Dabei kann die Vorrichtung ferner ausgebildet sein, den Trockengehalt der Faserstoffbahn an der Transfervorrichtung auf unter 30%, vorzugsweise zwischen 22% und 28% einzustellen. Man spricht in diesem Fall auch von einem „Wet-Creping“. Die Einstellung des Trockengehalts kann zum Beispiel durch Beschickung von Saugkästen mit entsprechendem Unterdruck erreicht werden.
Im zweiten Betriebsmodus kann die zweite Bespannung hingegen mit einer im Wesentlichen identischen Geschwindigkeit wie die erste Bespannung bewegt werden, so dass die Faserstoffbahn ungekreppt bei der Schuhpress an den Yankee-Zylinder übergeben wird. Das Kreppen erfolgt hier vorzugsweise bei der Abnahme der Faserstoffbahn von der Oberfläche des Yankee-Zylinders durch einen so genannten Kreppschaber. Da an dieser Stelle der Trockengehalt der Faserstoffbahn merklich über 30% liegt, spricht man auch von „Dry-Creping“.
Die Vorrichtung umfasst vorzugsweise ferner einen Doppelsiebformer, mit einer radial inneren Bespannung und einer radial äußeren Bespannung, welche abschnittsweise eine Formierwalze umschlingen. Bei einem Doppelsiebformer wird eine Faserstoffsuspension, aus welcher die Faserstoffbahn durch Entwässerung gebildet wird, in einen Spalt zwischen zwei Bespannungen über einen Stoffauflauf eingebracht. Die Formierwalze ist vorzugsweise besaugt, um die Entwässerung weiter zu erhöhen.
Um den Aufbau der erfindungsgemäßen Vorrichtung möglichst einfach zu belassen, wird ferner vorgeschlagen, dass die erste Bespannung die radial innere Bespannung des Doppelsiebformers ist.
Dabei kann die radial innere Bespannung des Doppelsiebformers ein Filz sein und die radial äußere Bespannung des Doppelsiebformers vorzugsweise ein Formiersieb sein.
Um den Trockengehalt der Faserstoffbahn bereits vor der Übergabe an den Yankee-Zylinder weiter zu erhöhen und somit weniger Energie am Yankee-Zylinder zu benötigen, wird zudem vorgeschlagen, dass die Vorrichtung ferner ein Pressband umfasst, welche abschnittsweise die Saugumlenkwalze derart umschlingt, dass im bestimmungsgemäßen Gebrauch die zweite Bespannung und die darauf transportierte Faserstoffbahn zwischen dem Pressband und der Saugumlenkwalze gepresst werden. Durch die Bandpresse hindurch kann Entwässerung durch mechanischen Druck relativ schonend erfolgen, wobei jedoch einige Zonen der Faserstoffbahn wegen der Struktur des Prägebandes nicht oder nur geringfügig komprimiert werden.
Alternativ oder zusätzlich zu der Bandpresse kann in dem Bereich, in dem Bereich, in welchem die zweite Bespannung mit der auf ihr transportierten Faserstoffbahn über die Saugumlenkwalze umgelenkt wird, eine Heizvorrichtung vorgesehen ist, die ausgebildet ist, die Faserstoffbahn aufzuheizen. Die Heizvorrichtung kann zum Beispiel in Form eines Dampfblaskastens oder Dampfblasrohrs oder einer Heißlufthaube ausgebildet sein.
Energetisch besonders vorteilhaft ist es dabei, wenn die Heizvorrichtung mit Abluft aus einer Haube des Yankee-Zylinders betrieben wird. Somit kann die vorhandene Abwärme noch sinnvoll genutzt werden.
Gemäß einem weiteren Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer Faserstoffbahn, insbesondere Tissue- oder Hygienebahn, unter Verwendung einer zuvor beschriebenen Vorrichtung. Die in Bezug auf die Vorrichtung erläuterten Vorteile und Weiterbildungen gelten dabei sinngemäß auch für das erfindungsgemäße Verfahren und umgekehrt.
So kann gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren die Vorrichtung von einem Betrieb in dem ersten Betriebsmodus auf einen Betrieb in dem zweiten Betriebsmodus umgerüstet wird, indem die dritte Bespannung entfernt und das Prägeband, welches im ersten Betriebsmodus die zweite Bespannung bildet, durch einen Filz ersetzt wird.
Ferner wird vorgeschlagen, dass die zweite Bespannung im ersten Betriebsmodus mit einer anderen, insbesondere geringeren Geschwindigkeit bewegt wird als die erste Bespannung. Auf diese Weise kann die Faserstoffbahn bereits vor der Übergabe an das Prägeband gekreppt werden, wie oben beschrieben.
Im Gegensatz hierzu kann die zweite Bespannung im zweiten Betriebsmodus mit im Wesentlichen identischer Geschwindigkeit wie die erste Bespannung bewegt werden. Somit erfolgt hier kein Kreppen der Faserstoffbahn vor einer Übergabe an die zweite Bespannung.
Im zweiten Betriebsmodus kann die Faserstoffbahn erst bei der Abnahme von dem Yankee-Zylinder gekreppt werden.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von schematischen und nicht maßstabsgetreuen Zeichnungen weiter erläutert. Es zeigen:

1 eine erste beispielhafte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in einem ersten Betriebsmodus zur Erzeugung einer dreidimensional strukturierten Faserstoffbahn;
2 die erste beispielhafte Ausführungsform gemäß 1, jedoch in einem zweiten Betriebsmodus zur Erzeugung einer nicht-strukturierten Faserstoffbahn;
3 eine zweite beispielhafte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in dem ersten Betriebsmodus zur Erzeugung einer dreidimensional strukturierten Faserstoffbahn;
4 eine dritte beispielhafte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in dem zweiten Betriebsmodus zur Erzeugung einer nicht-strukturierten Faserstoffbahn;

1 zeigt eine erste beispielhafte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 10, wobei die Vorrichtung 10 gemäß der in 1 dargestellten Konfiguration in einem ersten Betriebszustand zur Herstellung einer dreidimensional strukturierten Faserstoffbahn FB, insbesondere Tissue- oder Hygienebahn, arbeitet. Hierzu umfasst die Vorrichtung 10 einen Doppelsiebformer 12. Im Doppelsiebformer 12 wird eine Suspension, die überwiegend aus Wasser besteht und nur einen geringen Anteil an Fasern aufweist, über einen Stoffauflauf 14 mit einer Richtungskomponente vertikal nach oben in einen Spalt gespritzt, welcher durch zwei Bespannungen gebildet wird, die in einer Doppelsiebzone gemeinsam einen Umfangsabschnitt einer Formierwalze 16 umschlingen. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die radial äußere Bespannung 18 ein Formiersieb, wohingegen die radial innere Bespannung 20, welche im Folgenden auch als „erste Bespannung“ 20 bezeichnet wird, ein Filz ist. Diese Ausbildung der radial äußeren Bespannung 18 als Formiersieb und radial inneren Bespannung 20 als Filz ist jedoch nicht zwingend. Durch den mechanischen Druck, den die Faserstoffsuspension zwischen den beiden Bespannungen 18, 20 erfährt, wird bereits an dieser frühen Stelle im Herstellprozess eine große Menge Wasser durch die Bespannungen 18, 20 abgeführt, so dass sich die eigentliche Faserstoffbahn FB, die in den Figuren durch eine gestrichelte Linie angedeutet ist, herausbilden kann. Der Entwässerungsprozess wird dabei in diesem Ausführungsbeispiel durch Unterdruck, welcher an der Formierwalze 16 angelegt und gezielt eingestellt werden kann, unterstützt.
Nach dem Verlassen der Doppelsiebzone wird die Faserstoffbahn FB auf der ersten Bespannung 20 weitertransportiert. Die radial äußere Seite der ersten Bespannung 20, auf welcher die Faserstoffbahn FB transportiert wird, wird auch „Papierseite“ genannt, wohingegen die radial innere Seite, die der Faserstoffbahn FB gegenüberliegt, als „Maschinenseite“ bezeichnet wird. Auf der Maschinenseite der ersten Bespannung 20 können nach der Doppelsiebzone weitere Entwässerungselemente angeordnet sein, so wie in diesem Ausführungsbeispiel Vakuumsaugkästen 22. Auch die Vakuumsaugkästen sind vorzugsweise mit einem variablen Unterdruck beaufschlagbar. Der Unterdruck an der Formierwalze 16 und/oder der Unterdruck an den Vakuumsaugkästen 22 wird vorzugsweise so eingestellt, dass der Trockengehalt der Faserstoffbahn FB zwischen 22% und 28% liegt, wenn die Faserstoffbahn FB mittels einer Transfervorrichtung 24, die hier als ein weiterer Saugkasten mit vorzugsweise gekrümmter Oberfläche ausgeführt sein kann, von der Papierseite der ersten Bespannung 20 auf eine radial äußere Seite, bzw. Papierseite einer zweiten Bespannung 26 übergeben wird.
In der in 1 dargestellten Konfiguration für den ersten Betriebsmodus der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist die zweite Bespannung 26 als Prägeband ausgebildet. Das Prägeband zeichnet sich dadurch aus, dass es an seiner Papierseite derart strukturiert ist, dass es in die Faserstoffbahn eine am Endprodukt mit bloßem Auge gut erkennbare dreidimensionale Struktur einprägen kann. Das Prägeband kann beispielsweise ein gewobenes Sieb sein, wobei deutlich erhabene Flotierungen der Kett- oder Schussfäden auf der Papierseite als Erhebungen hervorstehen und so eine Struktur einprägen. Alternativ kann das Prägeband aber zum Beispiel auch ein Sieb sein, welches mit zusätzlichen Strukturen auf der Papierseite bestückt ist, um den Prägeeffekt zu erzeugen.
In diesem Betriebsmodus unterscheidet sich die Umlaufgeschwindigkeit der zweiten Bespannung 26 von der Umlaufgeschwindigkeit der ersten Bespannung 20, so dass die Faserstoffbahn FB an der Transfervorrichtung 24 gekreppt wird. Bei einem Trockengehalt der Faserstoffbahn FB von unter 30% spricht man hier von einem „Wet-Creping“. Dabei kann die zweite Bespannung 26 insbesondere langsamer in der Vorrichtung 10 als die erste Bespannung 20 rotieren.
Die gekreppte Faserstoffbahn FB wird auf der Papierseite der zweiten Bespannung 26 bzw. des Prägebandes unmittelbar zu einer Saugumlenkwalze 28 transportiert, welche mit einem Unterdruck beaufschlagt bzw. beaufschlagbar ist und welche die zweite Bespannung 26 mit der auf ihr transportierten Faserstoffbahn FB hinsichtlich deren Bewegungsrichtung umlenkt. „Unmittelbar“ bedeutet in diesem Zusammenhang, dass zwischen der Transfervorrichtung 24 und der Saugumlenkwalze 28 keine weiteren Elemente in der Maschine vorgesehen sind, die die Faserstoffbahn FB besaugen und/oder mechanisch pressen. Durch den an der Saugumlenkwalze 28 angelegten Unterdruck bildet sich die dreidimensionale Struktur des Prägebandes besonders gut in der Faserstoffbahn FB aus. Vorzugsweise ist die Saugumlenkwalze 28 in der Vorrichtung 10 aktiv angetrieben, damit die zweite Bespannung 26 und die auf ihr transportierte Faserstoffbahn FB in dem Abschnitt zwischen Transfervorrichtung 24 und Siebumlenkwalze 28 immer auf Zug belastet ist, so dass sich wegen der Geschwindigkeitsdifferenz der ersten Bespannung 20 und der zweiten Bespannung 26 keine unerwünschten Falten in diesem Abschnitt an der Faserstoffbahn FB ausbilden können.
Nach der Saugumlenkwalze 28 wird die Faserstoffbahn FB unmittelbar weiter auf der zweiten Bespannung 26 bis zu einer Schuhpresse 30 transportiert. Auch hier bedeutet „unmittelbar“, dass zwischen der Saugumlenkwalze 28 und der Schuhpresse 30 keine weiteren Elemente in der Maschine vorgesehen sind, die die Faserstoffbahn FB besaugen und/oder mechanisch pressen. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel umfasst die Schuhpresse 30 einen feststehenden Schuh 32, über welchen ein flexibles Band 34 geführt wird. Der Schuh ist dabei so ausgebildet und angeordnet, dass er im bestimmungsgemäßen Betrieb der Vorrichtung 10 die zweite Bespannung 26 mit der darauf transportierten Faserstoffbahn FB gegen die Oberfläche eines Yankee-Zylinders 36 drückt und zwar derart, dass anschließend die Faserstoffbahn FB von dem Yankee-Zylinder 36 auf seiner Oberfläche weitergeführt wird. Es sei an dieser Stelle darauf hingewiesen, dass die Begriffe „Schuh“ und „Schuhpresse“ im Zweifel breit zu verstehen sind und nicht zwingend einen festen Schuh im engeren Sinn erfordern. Auch hydrostatische oder andere Mittel, die geeignet sind, einen verlängerten Pressspalt mit der Oberfläche des Yankee-Zylinders auszubilden, sind hiermit gemeint. Die Verwendung einer Schuhpresse, d.h. einer Presse mit verlängertem Pressspalt hat gegenüber einer herkömmlichen Transferpresse ohne einen solchen verlängerten Pressspalt den Vorteil, dass bei gleicher Entwässerungsleistung die maximale Druckbelastung, die die zweite Bespannung 26, auf welcher die Faserstoffbahn FB transportiert wird, erfährt, merklich geringer ist, so dass es zu einem geringeren Verschleiß der zweiten Bespannung 26 kommt und diese seltener ausgewechselt und ersetzt werden muss.
Da die in der Konfiguration für den ersten Betriebsmodus als Prägeband ausgebildete zweite Bespannung 26 keine nennenswerte Eigenschaft aufweist, Feuchtigkeit aus der Faserstoffbahn FB aufzunehmen, insbesondere nicht als Filz, d.h. als eine Bespannung mit wenigstens einer Stapelfaserlage, ausgebildet ist, ist in diesem Betriebsmodus eine dritte Bespannung 40 in Form eines Filzes vorgesehen. Die dritte Bespannung 40 wird, wie in 1 gut zu erkennen ist, vollständig innerhalb der Siebschlaufe der zweiten Bespannung 26 geführt, wobei die dritte Bespannung 40 zwischen dem flexiblen Band 34 der Schuhpresse 30 und der Maschinenseite der zweiten Bespannung 26 durch den verlängerten Pressspalt der Schuhpresse 30 geführt wird und somit das aus der Faserstoffbahn FB in der Schuhpresse 30 herausgepresste Wasser aufnehmen kann. Ferner wird die dritte Bespannung auch zwischen der Oberfläche der Saugumlenkwalze 28 und der Maschinenseite der zweiten Bespannung 26 geführt. Damit der an der Saugumlenkwalze 28 angelegte Unterdruck auf die Faserstoffbahn FB wirken kann, sind sowohl die zweite Bespannung 28 als auch die dritte Bespannung 40 entsprechend permeabel ausgebildet. Die dritte Bespannung 40, bzw. der Filz wird in einem Bereich außerhalb des Abschnitts zwischen Saugumlenkwalze 28 und Schuhpresse 30 durch eine hier nicht dargestellte Konditioniereinheit entfeuchtet. Selbiges trifft sinngemäß vorzugsweise auch auf die anderen in 1 gezeigten Bespannungen zu.
Nach der Schuhpresse 30 wird die Faserstoffbahn FB auf der Oberfläche des Yankee-Zylinders 36 mitgeführt und weiter getrocknet. Zur besseren Trocknung ist über dem Yankee-Zylinder noch eine Yankee-Haube 38 vorgesehen, so dass die Faserstoffbahn FB, wenn sie zwischen dem Yankee-Zylinder 36 und der Yankee-Haube 38 geführt wird, von heißer Luft bzw. Dampf durchströmt werden kann.
Anschließend wird die Faserstoffbahn FB mittels eines Schabers 42 von der Oberfläche des Yankee-Zylinders 36 abgenommen und kann dann entweder noch weiter verarbeitet oder direkt aufgerollt werden.
2 zeigt die erfindungsgemäße Vorrichtung 10 aus 1, jedoch in einer Konfiguration, um in dem zweiten Betriebsmodus zu arbeiten, d.h. um eine Faserstoffbahn FB, insbesondere Tissue- oder Hygienebahn, herzustellen, welche im Wesentlichen glatt, d.h. nicht dreidimensional strukturiert ist. Im zweiten Betriebsmodus unterscheidet sich die Vorrichtung 10 darin von dem ersten Betriebsmodus, dass die dritte Bespannung 40 bzw. der Filz 40 entfernt worden ist. Dafür ist in dieser Konfiguration die zweite Bespannung 26 als Filz ausgebildet. Ein Prägeband ist somit bei diesem Betriebsmodus nicht vorhanden. Ferner werden die erste Bespannung 20 und die zweite Bespannung 26 mit im Wesentlichen identischer Geschwindigkeit betrieben, so dass es an der Transfervorrichtung 24 nicht zu einem Kreppen der Faserstoffbahn FB kommt. Das Kreppen findet stattdessen erst am Yankee-Zylinder 36 durch den Schaber 42 statt. Der Yankee-Zylinder 36 kann in dem zweiten Betriebsmodus mit weniger Dampf beschickt werden, da die Faserstoffbahn FB durch die im Wesentlichen vollflächige Pressung in der Schuhpresse bereits stärker mechanisch entfeuchtet worden ist als im ersten Betriebsmodus mit dem Prägeband. Somit ist im zweiten Betriebsmodus weniger Energie zur Herstellung der Faserstoffbahn FB notwendig, was jedoch zu Lasten eines geringeren Bulks geht.
3 zeigt eine zweite beispielhafte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung 10, wobei sich diese von der zuvor beschriebenen ersten Ausführungsform lediglich darin unterscheidet, dass eine zusätzliche Bandpresse 44 vorgesehen ist, mit einem Pressband 46, welches abschnittsweise die Saugumlenkwalze 28 derart umschlingt, dass im bestimmungsgemäßen Gebrauch die zweite Bespannung 26 und die darauf transportierte Faserstoffbahn FB zwischen dem Pressband 46 und der Saugumlenkwalze 28 gepresst werden. Hierdurch kann die mechanische Entwässerung der Faserstoffbahn weiter gefördert und die benötigte thermische Energie am Yankee-Zylinder 36 reduziert werden. Durch das Vorsehen der Bandpresse 44 mit dem Pressband 46 wird dabei wieder eine - in Prozessrichtung betrachtet - relativ lange Presszone bereitgestellt, was eine gute Entwässerung erlaubt, ohne lokal zu starken Druck auf die zweite Bespannung 26 und die auf ihr transportierte Faserstoffbahn FB auszuüben. Dies ist wiederum vorteilhaft in Hinblick auf einen großen Bulk der Faserstoffbahn FB und einen geringen Verschleiß der zweiten Bespannung 26.
Es sei angemerkt, dass in 3 die Vorrichtung 10 in der Konfiguration für den ersten Betriebsmodus dargestellt ist. Alternativ könnte aber auch die Konfiguration für den zweiten Betriebsmodus gezeigt sein.
Um die Faserstoffbahn FB vor ihrer Übergabe an den Yankee-Zylinder 36 noch weiter auf möglichst schonende Weise zu Entfeuchten, kann zusätzlich oder alternativ zu der Bandpresse 44 die Faserstoffbahn FB, vorzugsweise in dem Bereich, in dem sie die Saugumlenkwalze 28 umschlingt, aufgeheizt werden. Dies kann zum Beispiel durch einen Dampfblaskasten, eine Heißlufthaube oder eine andere geeignete Heizvorrichtung 48 geschehen. In 3 ist die Heizvorrichtung 48 nur schematisch dargestellt.
4 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel, bei welchem die erfindungsgemäße Vorrichtung 10 keine Bandpresse aber eine Heizvorrichtung 48 zum Aufheizen der Faserstoffbahn FB in dem Bereich, in welche die Faserstoffbahn FB von der Saugumlenkwalze 28 umgelenkt wird, umfasst. In diesem dritten Ausführungsbeispiel wird die Heizvorrichtung 48 mit Abluft bzw. Dampf aus der Yankee-Haube 38 beschickt, was energetisch besonders vorteilhaft ist. In diesem Ausführungsbeispiel trifft der Dampf aus der Heizvorrichtung 48 zudem direkt auf die Faserstoffbahn FB und muss nicht erst noch ein Pressband oder andere Bespannung durchdringen, was ebenfalls energetisch vorteilhaft ist.
Es sei angemerkt, dass in 4 die Vorrichtung 10 in der Konfiguration für den zweiten Betriebsmodus dargestellt ist. Alternativ könnte aber auch die Konfiguration für den ersten Betriebsmodus gezeigt sein.
Bezugszeichenliste

10: Vorrichtung (zur Herstellung einer Faserstoffbahn)
12: Doppelsiebformer
14: Stoffauflauf
16: Formierwalze
18: radial äußere Bespannung
20: erste Bespannung (radial innere Bespannung)
22: Vakuumsaugkasten
24: Transfervorrichtung (z.B. Saugkasten)
26: zweite Bespannung (Prägeband oder Filz, je nach Betriebsmodus)
28: Saugumlenkwalze
30: Schuhpresse
32: Schuh (der Schuhpresse)
34: flexibles Band (der Schuhpresse)
36: Yankee-Zylinder
38: Yankee-Haube
40: dritte Bespannung (Filz)
42: Schaber
44: Bandpresse
46: Pressband
48: Heizvorrichtung (z.B. Dampfblaskasten oder Heißlufthaube)
FB: Faserstoffbahn

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

WO 9947749 [0003]
WO 0118307 [0003]
WO 03/000002 A1 [0013]

Claims

Vorrichtung (10) zur Herstellung einer Faserstoffbahn (FB), insbesondere Tissue- oder Hygienebahn, umfassend: - eine erste Bespannung (20) mit einer der auf ihr transportierten Faserstoffbahn (FB) zugewandten Papierseite und einer der Faserstoffbahn (FB) abgewandten Maschinenseite, - eine zweite Bespannung (26) mit einer der auf ihr transportierten Faserstoffbahn (FB) zugewandten Papierseite und einer der Faserstoffbahn (FB) abgewandten Maschinenseite, - eine Transfervorrichtung (24) zum Transferieren der Faserstoffbahn (FB) von der Papierseite der ersten Bespannung (20) auf die Papierseite der zweiten Bespannung (26), - eine Saugumlenkwalze (28) zum Umlenken und Besaugen der zweiten Bespannung (26) mit der darauf transportierten Faserstoffbahn (FB), wobei die Saugumlenkwalze (28) auf der Maschinenseite der zweiten Bespannung (26) angeordnet ist, und - eine Schuhpresse (30) mit einem Schuh (32) zum Pressen der zweiten Bespannung (26) mit der darauf transportierten Faserstoffbahn (FB) gegen einen Yankee-Zylinder (36), so dass die Faserstoffbahn (FB) anschließend auf der Oberfläche des Yankee-Zylinders (36) weitertransportiert wird, wobei die Vorrichtung (10) ausgebildet ist, in zwei unterschiedlichen Betriebsmodi betrieben zu werden, nämlich: - einem ersten Betriebsmodus zur Erzeugung einer dreidimensional strukturierten Faserstoffbahn (FB), wobei in dem ersten Betriebsmodus die zweite Bespannung (26) ein Prägeband ist und die Vorrichtung (10) ferner eine dritte Bespannung (40) in Form eines Filzes umfasst, welche sowohl zwischen der Maschinenseite der zweiten Bespannung (26) und der Oberfläche der Saugumlenkwalze (28), als auch zwischen der Maschinenseite der zweiten Bespannung (26) der dem Schuh (32) der Schuhpresse (30) geführt ist, und - einem zweiten Betriebsmodus zur Erzeugung einer im Wesentlichen glatten Faserstoffbahn (FB), wobei in dem zweiten Betriebsmodus die zweite Bespannung (26) ein Filz mit im Wesentlichen glatter Oberfläche ist.
Vorrichtung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Transfervorrichtung (24) in Form eines Saugkastens ausgebildet ist.
Vorrichtung (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (10) sowohl in dem Abschnitt zwischen der Transfervorrichtung (24) und der Saugumlenkwalze (28), als auch in dem Abschnitt zwischen der Saugumlenkwalze (28) und der Schuhpresse (30) frei von Mitteln zum Besaugen und/oder Pressen der zweiten Bespannung (26) und der darauf transportierten Faserstoffbahn (FB) ist.
Vorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (10) ausgebildet ist, im ersten Betriebsmodus die zweite Bespannung (26) mit einer anderen, insbesondere geringeren, Geschwindigkeit als die erste Bespannung (20) zu bewegen, so dass die Faserstoffbahn (20) bei der Übergabe von der Papierseite der ersten Bespannung (20) auf die Papierseite der zweiten Bespannung (26) gekreppt wird, wobei die Vorrichtung vorzugsweise ferner ausgebildet ist, den Trockengehalt der Faserstoffbahn (FB) an der Transfervorrichtung (24) auf unter 30%, weiter bevorzugt zwischen 22% und 28% einzustellen.
Vorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (10) ausgebildet ist, im zweiten Betriebsmodus die zweite Bespannung (26) mit einer im Wesentlichen identischen Geschwindigkeit wie die erste Bespannung (20) zu bewegen, so dass die Faserstoffbahn (FB) ungekreppt bei der Schuhpresse (30) an den Yankee-Zylinder (36) übergeben wird.
Vorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (10) ferner einen Doppelsiebformer (12) umfasst, mit einer radial inneren Bespannung (20) und einer radial äußeren Bespannung (18), welche abschnittsweise eine Formierwalze (16) umschlingen.
Vorrichtung (10) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Bespannung (20) die radial innere Bespannung (20) des Doppelsiebformers (12) ist.
Vorrichtung (10) nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die radial innere Bespannung (20) des Doppelsiebformers (12) ein Filz ist und die radial äußere Bespannung (18) des Doppelsiebformers (18) vorzugsweise ein Formiersieb ist.
Vorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (10) ferner ein Pressband (46) umfasst, welches abschnittsweise die Saugumlenkwalze (28) derart umschlingt, dass im bestimmungsgemäßen Gebrauch die zweite Bespannung (26) und die darauf transportierte Faserstoffbahn (FB) zwischen dem Pressband (46) und der Saugumlenkwalze (28) gepresst werden.
Vorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Bereich, in welchem die zweite Bespannung (26) mit der auf ihr transportierten Faserstoffbahn (FB) über die Saugumlenkwalze (28) umgelenkt wird, eine Heizvorrichtung (48) vorgesehen ist, die ausgebildet ist, die Faserstoffbahn (FB) aufzuheizen.
Vorrichtung (10) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizvorrichtung (48) mit Abluft aus einer Haube (38) des Yankee-Zylinders (36) betrieben wird.
Verfahren zur Herstellung einer Faserstoffbahn (FB), insbesondere Tissue- oder Hygienebahn, unter Verwendung einer Vorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (10) von einem Betrieb in dem ersten Betriebsmodus auf einen Betrieb in dem zweiten Betriebsmodus umgerüstet wird, indem die dritte Bespannung (40) entfernt und das Prägeband, welches im ersten Betriebsmodus die zweite Bespannung (26) bildet, durch einen Filz ersetzt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Bespannung (26) im ersten Betriebsmodus mit einer anderen, insbesondere geringeren, Geschwindigkeit bewegt wird als die erste Bespannung (20).
Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Bespannung (26) im zweiten Betriebsmodus mit im Wesentlichen identischer Geschwindigkeit wie die erste Bespannung (20) bewegt wird und/oder dass die Faserstoffbahn (FB) im zweiten Betriebsmodus bei der Abnahme von dem Yankee-Zylinder (36) gekreppt wird.