DE1931686A1

DE1931686A1 - Zweisieb-Papiermaschine

Info

Publication number: DE1931686A1
Application number: DE19691931686
Authority: DE
Inventors: Schmaeng John Francis; Finnila John S Kent; Gustafson David R; Jll Rockton
Original assignee: Beloit Corp
Current assignee: Beloit Corp
Priority date: 1968-06-25
Filing date: 1969-06-21
Publication date: 1970-02-26
Also published as: BE734977A; JPS4840564B1; ES369117A1; NL6909710A; FI55232C; FI55232B; DE1931686B2; FR2014192A1; CH493694A; US3582467A; GB1261117A; DE1931686C3

Description

PATENTANWALT ^W

7 STUTTGART 1, MOSERSTRASSE 8 ■ TELEFON (0711) 244003

20. Juni 1969 - BE 259 -

BELOIT CORPORATION,
1, St. Lawrence Avenue, Beloit, Wisconsin 525 H* USA

Zweisieb-Papiermaschine

Die Erfindung betrifft Verbesserungen an Maschinen zur Herstellung von Papier und ähnlichem Material, insbesondere Verbesserungen an Vorrichtungen und Verfahren zur anfänglichen Blattbildung aus faserartigem Material in einer verdünnten Suspension in Papiermaschinen.

Obwohl die Erfindung besonders zur Anwendung in dem Blattbildungsbereich von Papiermaschinen geeignet und in erster Linie in diesem Zusammenhang erläutert ist, bestehen auch andere Anwendungsgebiete in ähnlichen Vorrichtungen oder Anlagen. Grundsätzlich handelt es sich bei der Erfindung um eine neuartige Anordnung für die Blattbildung, mit der vor allem höhere Geschwindigkeiten der Papiermaschine und eine verbesserte Papierqualität erreicht werden sollen. Die bei Papiermaschinen ,erforderliche erhebliche Kapitalinvestition macht es zur Aufgabe, fortlaufend sowohl die Papierqualität weiter

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zu entwickeln als auch die Betriebsgeschwindigkeit zu erhöhen. Wesentliches Ziel der Erfindung ist daher die Schaffung einer neuartigen Anordnung zur Blattbildung, um verbesserte Papierqualitäten bei höheren Maschinengeschwindigkeiten zu ermöglichen.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung sind nachfolgend anhand in den Figuren gezeigter Ausführungsbeispiele näher erläutert und beschrieben. Es zeigen

Fig. IA und IB schematische zusammengehörende Seitenansichten innerhalb der Blattbildungspartie einer Papiermaschine gemäß der Erfindung,

Fig. 2 eine teilweise'geschnittene Ansicht einer aus vergrößertem Stoffeinlaß und Blattbildungszone bestehenden Anordnung zur Anwendung beim AusfUhrungsbeispiel nach Fig. IA und IB,

Fig. 3 in Seitenansicht eine Gautschpartie zur Anwendung beim Ausführungsbeispiel der Erfindung nach Fig. IA und IB und

Fig. 4a und kB zusammengehörende Seitenansichten eines weiteren AusfUhrungsbeispiels nach der Erfindung.

Entsprechend Fig. IA und IB läuft ein erstes endloses Formsieb um FUhrungswalzen. einschließlich der Wal zen 12 und 13, wobei ein Teil der durch das Formsieb 11 gebildeten Schleife in einem rechts an Fig. IB anschließenden (nicht gezeigten) Bereich durch weitere Walzen geführt ist, um danach im Unterlauf über eine vordere Spannwalze 13 zurückzukehren. Die Walze 13 ist entsprechend dem angedeuteten Doppelpfeil 13a verstellbar und in Lagern auf einem unteren waagerechten Rahmen H-I abgestützt. Mit Hilfe der Walze 13 wird dem Formsieb 11 während des Betriebs die erforderliche Spannung erteilt. Aus Fig. IB ist zu ersehen, daß der sich waagerecht erstreckende Rahmen H-I senkrechte nach oben stehende Rahmenteile V-I und V-2 aufweist,

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auf denen ein weiterer waagerechter Rahmen H-2 sowie ein dritter und vierter waagerechter Rahmen H-3 und H-4 zu einem üblichen Aufbau befestigt sind. Die FUhrungswalzen 12 für das Formsieb 11 ist an dem senkrechten Rahmenteil V-2 drehbar gelagert.

Ein zweites endloses Pormsieb 21 verläuft gemäß Pig. IB über mehrere drehbar gelagerte FUhrungs- und Spannwalzen, und zwar über die Walze 22 an dem Rahmenvorsprung H-2 und über die auf dem obersten Rahmenteil H-4 abgestutzten Walzen 23, 24 und 25* Eine Stellspindel 22a an dem senkrechten Rahmenteil V-2 dient zur Positionierung der Walze 22, während zum Spannen der Siebschleife 21 entsprechend den schematischen Doppelpfeilen 23a bzw. 24a verstellbare Lagervorrichtungen für die Walzen 23 und 24 vorgesehen sind. Die Formsiebe 11 und 21 werden somit durch übliche Führungsund Spannmittel gesteuert, wobei nicht besonders eingezeichnete Antriebsmittel, beispielsweise für die Walzen 12, 23, und 25, vorgesehen sind, damit die Umfangsgeschwindigkeiten bzw. die in Längsrichtung der Maschine vorhandenen Geschwindigkeiten der beiden Formsiebe 11 und 21 gesteuert und aufeinander abgestimmt werden können. Diese FUhrungs- und Spannmittel sind aus der Technik des Papiermaschirenbaus bekannt und brauchen nicht näher beschrieben zu werden.

Das Formsieb 21 umschlingt eine mit großem Durchmesser ausgeführte offene Walze 26 in einem schematisch bei 26a angedeuteten Saugbereich, an den sich ein nach oben laufender Auffangbehälter 26b anschließt, der mit seinem unteren Ende der Oberfläche der Walze 26 ungefähr an der Trennstelle zwischen dem Formsieb 21 und dem Walzenumfang gegenüberliegt, so daß an der Walze 26 gerade noch anhaftende Wassertropfen in den Auffangbehälter 26b und nicht gegen den inneren Umfang der Schleife des Formsiebes 21 geschleudert werden.

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Das erste Formsieb 11 läuft über einen welter unten Im einzelnen beschriebenen Führungskasten 15 auf die von dem zweiten Formsieb 21 umschlungene offene Walze 26 zu, wobei der Führungskasten 15 auf den Inneren Umfang der Sohlelfe des Formsiebes 11 einwirkt, um den Siebverlauf und den Abstand von dem zweiten Formsieb 21 in dem kritischen Blattbildungsbereich zwischen den Formsleben 11 und 21 an den vorangehenden Enden 26aa des Saugbereiches der offenen Walze 26 zu steuern. Unmittelbar im Anschluß an den Führungskasten 15 läuft das Sieb 11 unter Spannung für einen kurzen Wegbereich In einer sogenannten freien Sohleife weiter, bevor es sich an das zweite Formsieb 21 anlegt, das am Umfang der offenen Walze 26 dem Saugbereich 26a gegenüber weitergeführt wird. Zwischen den Formsieben 11 und 21 findet eine anfängliche Annäherung bzw. Konvergenz statt, die von dem unnachgiebigen Umfang der offenen Walze 26 und von den unnachgiebigen Elementen des FUhrungskastens 15 Innerhalb eines anfänglichen Blattbildungsabschnitt X-I gesteuert wird, nachdem das Formsieb 21 sich an den Umfang der Walze 26 angelegt hat, während das gegenüberliegende Formsieb 11 ohne besonderen FUhrungskontakt durch einen Endabschnitt X-2 des Blattbildungsbereiches läuft. Der gesamte Blattbildungsbereich ergibt sich nach Fig. IB aus den Umfangsabmeseungen X-I plus X-2, worauf die anfängliche Papierbahn bereits als geschichtete Struktur zwischen den Formsleben 11 und 21 besteht, die dann um einen erheblichen Umfangsabschnitt der offenen Walze 26 weiterbewegt wird, der einem zusätzlichen Abschnitt des Saugbereiches 26a gegenüberliegt.

Das Formsieb 21 läuft demnach in einem im wesentlichen unnachgiebigen FUhrungsweg an und um den Umfang der Walze 26 durch den Blattbildungsbereich, der insgesamt mit X bezeichnet werden kann, und anschließend bis etwa an den Dichtstreifen 26c und den benachbarten Auffangbehälter 26b,während das gegenüberliegende Formsieb 11 unter Spannung und unter gesteuertem Abstand von dem gegenüberliegenden Formsieb 21

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über den Führungskasten 15 in dem ersten Abschnitt X-I des Blattbildungsbereiches läuft, dnach als eine nachgiebige, jedoch gespannte freie Schleife innerhalb des zweiten Abschnittes X-2 des Blattbildungsbereiches und schließlich für den Rest des SaMgbereiches X-2 der offenen Walze 26 in der geschichteten Anordnung.

Der Führungskasten 15 gemäß Fig. IB gewährfeistet eine erwünschte sehr genaue Positionierung des Formsiebes 11 und dessen Abstand von dem Formsieb 21 in dem ersten und sehr kritischen Abschnitt X-I des Blattbildungsbereiches. Diese genaue Positionierung des äußeren Formsiebes 11 in den anfänglichen Stufen des Blattbildungsabschnittes X-I ist von besonderer Bedeutung für die Funktion der Blattbildung, und zwar nicht nur unter dem Gesichtspunkt einer erwünschten weitgehenden Einstellbarkeit des Verhältnisses der Entwässerung durch das Formsieb 11 zu der Entwässerung durch das Formsieb 21 und in das Innere der Walze 26, sondern auch unter dem Gesichtspunkt der Steuerung geringster Druckunterschiede, die sonst an dem Papierstoff innerhalb der Blattbildungszonen X-I und X-2 wirken könnten.

Vor allem bei der Blattbildung aus Papierstoff verschiedenartigen Konzentrationen entsteht durch die Absetzgeschwindigkeit von Papierstoffasern auf den gegenüberliegenden Sieben und 21 am Anfang der Blattbildungszone X-I ein Faserbett, das nur etwa wie ein Filterbett wirkt. Bei der Filtration hat häufig das verwendete Filtermittel bestimmte Drainage-Eigenschaften, Partikelgrößen und sogar eine bestimmte Partikelorientierung, so daß die Drainagegeschwindigkeit im Verhältnis zur Filterdicke häufig als eine berechenbare Funktion angenommen wird, oder mindestens glaubt die Fachwelt, in der Lage zu sein, die Drainage-Geschwindigkeit berechnen zu können. Filtermittel und zu filtrierende Materialien sind untersucht worden, um solche Berechnungen durchzuführen und in diesem Zusammenhang einai ^gewissen Grad von Übereinstimmung festzustellen.

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Es sind auch Untersuchungen angestellt worden über die Ablagerung von Pasern aus Papierstoff auf einem Formsieb, um die wissenschaftlichen Grundlagen und Gedankengänge mit denen der berechneten Filtration in Übereinstimmung zu bringen; jedoch aus verschiedenen Gründen erwiesen sich solche Berechnungen nur als vorläufige Annäherungen und nicht als exakte Voraussagen, Papierstoffasern sind nach Größe und Gestalt nicht miteinander identisch, und diese Tatsache kompliziert die Situation beträchtlich, da bestimmte Filtermittel häufig in der Weise ausgesuht werden, daß man ihre Größe und Form kontrollieren kann. Im Zusammenhang mit der Papierblattbildung komm1/fcs offenbar nicht darauf an, an irgendeiner Art exakter Steuerung auf der Grundlage von Übereinstimmungen festzuhalten, die bei Piltrationsberechnungen verwendet werden könnten, weL1 die Filzbildung einer Papierbahn durch eine Vielzahl von Partikelgrößen erfolgt (zuzüglich einer Vielzahl von Zusätzen, wie Ton u.dgl., die keinerlei physische Ähnlichkeit mit Fasern verschiedener Größen im Papierstoff besitzen), die vernünftige Voraussagen und Berechnungen unmöglich machen. Ferner ist zu berücksichtigen, daß zellulosehaltige Fasern von üblichem Papierstoff in bestimmtem Umfang "halbchemische¹¹ Lösungseigenschaften aufgrund der Zurückhaltung von Wassermolekülen u.dgl. aufweisen, wobei diesbezüglich voraussehbare Berechnungen interessant wären und im übrigen auch Gegenstand wissenschaftlicher Unternehmungen bildeten; jedoch haben bei diesen Anstrengungen die wirklichen Probleme der Praxis im Zusammenhang mit der Blattbildung bisher stets zu Enttäuschungen geführt. Schließlich ist Papierstoff dafür bekannt, daß seine Eigenschaften nicht mit denen der klaissischen Newton¹sehen Flüssigkeit übereinstimmen, und zwar wegen des darin suspendierten Stoffes, so daß eine Überführung von Stoffströmungen hoher Geschwindigkeit in Maschinenrichtung in Stoffkörper, die unter einem mehr oder weniger senkrecht zur Maschinenrichtung ausgeübten Druck stehen, weitere Komplikationen mit sich bringt.

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Die vorliegende Erfindung basiert auf Erkenntnissen, die nicht als Lösung derdie Techniker seit Jahren beschäftigenden wissenschaftlichen Probleme angesehen werden. Vielmehr führt die Erfindung zu einer bedeutenden Vielseitigkeit und Anpassungsfähigkeit im Punktionsablauf innerhalb der Blattbildungszone, die dem Bedienungspersonal der Maschine die Möglichkeit geben, die Blattbildungszone optimal für verschiedenartige Stoffeigenschaften einzurichten, und zwar in sehr breiten, jedoch vernünftigen Grenzen, während gleichzeitig noch eine einfach durchzuführende Betriebsweise gewährleistet wird.

Bezüglich der funktionellen und praktischen Gesichtspunkte der vorliegenden Erfindung sei auf die Tatsache verwiesen, daß das Formsieb 21 im wesentlichen von sich mitbewegenden Bauteilen geführt wird, insbesondere einschließlich der offenen Walze 26, deren Umfangsgeschwindigkeit auf die Längsgeschwindigkeit des Formsiebes 21 abgestimmt 1st. Auch das Formsieb 11 läuft über sich mitbewegende FUhrungs- und Spannvorrichtungen, um eine Abnutzung" des Siebes so klein wie möglich zu halten und den Funktionsablauf in der Blattbildungszone günstig zu beeinflussen.

Innerhalb des FUhrungskastens 15 befinden sich jedoch einige ortsfeste Bauteile, über die das Formsieb 11 hinwegläuft. Diese Bauteile führen jedoch insofern zu besonderen Vorteilen der erfindungsgemäßen Vorrichtung, als sie eine Kleinstzahl von siebberührenden Oberflächen aufweisen bezüglich denen eine Relativbewegung des schnell bewegten Formsiebes 11 stattfindet. Die das Sieb berührenden Bauteile des FUhrungskastens 15 sind vorzugsweise mit reibungsarmen Berührungsflächen versehen, die beispielsweise aus äußerst harten, keramischen und spiegelglatten Elementen bestehen, welche die Siebabnutzung auf einem Minimalwert halten. Art und Eigenschaften solcher

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hochschmelzenden keramischen Oberflächen sind bekannt und brauchen hier nicht näher beschrieben zu werden.

In Fig. 2 sind wesentliche Merkmale des Blattbildungsbereiches in vergrößertem Maßstab dargestellt. Der stromaufliegende Abdichtstreifen 26d befindet sich etwas oberhalb von Austrittsspalt, dessen Größe mit H₁ bezeichnet ist. Der Abschnitt X-I des Blattbildungsbereiches, der durch das den Außenumfang der offenen Walze 26 umschlingende Pormsieb 21 sowie das über die Führungsflächen des Führungskastens 15 bewegte Formsieb 11 gebildet ist, besitzt eine von dem Strahlfc austritt H-I fortlaufend abnehmende Dicke, und zwar über die Entfernung D, bis zur Abmessung H₂* Der gesamte Abschnitt X-I, in dem die beiden Formsiebe 11 und 21 konvergierend einander angenähert werden, is t länger al^die Zwischendiemension D-,, die in Fig. 2 als Bezugsgröße angegeben ist, weil der konvergierende Abschnitt X-I etwa am Beginn der Blattbildungszone X-2 aufhört, die durch den Siebabschnitt 11a an der Ablaufseite des FUhrungskastens 15 gebildet wird, wobei dieser Siebabschnitt selbst frei ist von jeder beengenden Unterstützung oder Führung.

Ohne auf die Ausrichtung der Mittellinie der Stoffströmung CL im Stoffeinlaß J besonders einzugehen, reicht der Hinweis t aus, daß die annäherende Dicke des StoffStrahls gleich H₁ ist und sich nach relativ kurzer Entfernung D₁ in dem ersten Blattbildungsabschnitt X₁ auf die Abmessung H_g verringert hat, und zwar aufgrund der erwünschten schnellen Entwässerung in den Saugbereich 26aa der offenen Walze 26 sowie nach unten zwischen die Querstege 15a bi s 15e des Führungskastens 15· Die offene Walze 26 kann verschiedene übliche Bauarten besitzen und besteht gemäß Fig. 2 aus einem äußeren Mantel 26f mit teilweise angedeuteten Durchbrechungen 26g, so daß die bailiehe Festigkeit noch gewährleistet ist. Der äußere Abschnitt des Walzenmantels 26f kann mit wabenförmigen Zellen oder einfach mit einer Vielzahl von quer zur Maschine ver-

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laufenden radialen Verlängerungen 26h versehen sein, über denen als OberfLäche ein Sieb oder spiralförmiger Draht (nicht gezeigt) bekannter Art liegt, um dem Formsieb 21 ausreichende Auflagefläche zu bieten. Die Walze 26 besitzt demnach einen geringen Anteil geschlossener Fläche, das eine größerer geschlossener Flächenanteil zur Bildung von Druckunterschieden auf der Innenseite des Formsiebes 21 gegenüber .den Blattbildungsabschnitten X-I, X-2 oder selbst auch in dem nachfolgenden Entwässerungsabschnitt X-J5 fuhren würde. Der Dichtstreifen 26d und der stromab liegende Dichtstreifen 26c (Fig. Ib) sind zur Bildung einer Drucksteuerungskammer vereinet,die koaxial innerhalb des Walzenmantels 26 angeordnet ist und mit üblichen Einrichtungen versehen ist, um zwischen den Trennwänden 26d und 26c in den verschiedenen Abschnitten X-I, X-2, X-3 einen unteratmosphärischen Druck aufrechtzuerhalten. Wenn das gewebte Formsieb 21, das zum Beispiel auch aus Kunststoff oder aus einem Polyamidgewebe bestehen kann, auf dem Außenumfang der Walze 26 aufliegt, wird über die Blattbildungszone ein im wesentlichen gleichförmiger und konstanter Druck auch in den kritischen Bereichen der Blattbildungszone mit relativ einfachen Mitteln aufrechterhalten. Die Entwässerungsgeschwindigkeit des aus der Düse J austretenden und durch das Formsieb 21 strömenden Papierstoffes in das Innere der offenen Walze 26 ist somit gesteuert. Durch eine Verstellung der Stoffaustrittsdüse J in der Weise, daß die Mittellinie CJ des Düsenstrahls bezüglich einer annähernden Tangente an die Walze 26 geschwenkt wird, läßt sich die Entwässerung durch das Sieb 21 in das Innere der Wä. ze 26 zusätzlich steuern.

Gemäß der Erfindung ist eine weitere Veränderliche steuerbar, und zwar die Entwässerung in der entgegengesetzten Richtung durch den,Führungskasten 15 hindurch. Unter der Annahme, daß jeder Quersteg 15a bis 15e in der erforderlichen Art und Weise für eine bestimmte Arbeitsweise innerhalb der Blattbildungszone einer Papiermaschine angeordnet.ist, kommt dem Bauteil 15& in erste* Linie die Aufgabe der Führung des

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Siebes 11 in einer geeigneten Annäherung an den Abschnitt X-I zu. Die unmittelbar dahinter angeordneten Leisten oder Stege ' 15b bis 15e sind mit ihren Oberseiten quer zur Maschinenrichtung angeordnet. Die Oberseitender Querstege 15b bis 15e sind in Längsrichtung (Maschinenrichtung) sehr schmal und stehen zueinander mindestens mit Bezug auf diese geringe Längsabmessung der Oberseite in einem merklichen Abstand. Die bevorzugte offene bzw. ausgesparte Oberfläche des Führungskastens 15 beträgt mindestens 50 #. Bei praktischen Ausführungsformen der Erfindung erreichte dieses Verhältnis βθ % bis 80 %, meistens im Durchschnitt" 75 70 offene Oberfläche. Die Querstege 15b bis 15e sind so geformt, daiä sie über die Breite der Maschine mit dem darüber laufenden Sieb 11 im wesentlichen nur Linienberührung haben. Je geringer die Berührung mit dem Formsieb 11 ist, desto geringer ist auch dessen Abnutzung. Da jedoch der Papierstoffsträi an der Stelle H-. unter beträchtlichem Druck austritt (unter Berücksichtigung hoher Austrittsgeschwindigkeiten in der Größe von 600 bis 1100 m/mln)_# entwickeln sich innerhalb des in den Konvergenzbereich hineingedrückten Papierstoffes hohe Drücke, wobei das Volumen bei den bestehenden Betriebsgeschwindigkeiten sehr schnell verringert wird. Selbstverständlich ist die Entwässerung des Papierstoffes durch die Formsiebe 11 und 21 hindurch in der Lage, dieser notwendigen sehr schnellen Verringerung des Volumens Rechnung zu tragen. Jedoch findet die Entwässerung zwangsläufig dadurch statt, daß das Wasser innerhalb des Papierstoffes durch die dispergierten Festkörper, nämlich Fasern, Tonerde und andere Zusätze gedrückt wird, die sieh sehr schnell auf den Formsleben 11 und 21 aufbauen und dementsprechenden Abflußwiderstand erzeugen. Die Düsenaustrittsgeschwindigkeit des Papierstoffes wird somit in Druck umgesetzt, der im allgemeinen senkrecht zur Tangente des über die offene Walze 26 laufenden Siebes gerichtet ist und auch senkrecht zur Tangente des geführen Formsiebes 11. Das Formsieb 11 bewegt sich unter relativ

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hoher Spannung, so daß es von dem auftretenden Druck nicht in die offener* Flächen zwischen den FUhrungsteilen 15a bis 15e hineingedrUckt werden kann. Eine große Siebspannung, mit der diese unerwünschte Folge beseitigt- werden kann, führt dazu, daß sich das Formsieb 11 nicht entlang einer echten Kurve über die Oberselten der Querstege 15a bis 15e bewegt; das Sieb durchläuft vielmehr eine Mehrzahl von Sehnen, die jeweils von der angenäherten LinienberUhrung an der Oberseite der Querstege 15b bis 15e bis zur nächsten LinienberUhrung reicht. Je größer die auf das Sieb 11 ausgeübte Spannung ist, desto dichter folgt das Sieb demVerlauf einer Mehrzahl von Sehnen oder geraden Verbindungslinien von einem Quersteg des Führungskastens I5 bis zum nächsten. Man erkennt jedoch, daß das Profil des Siebverlaufes in Maschinenrichtung, das durch eine Vielzahl unter relativ engen Abständen in Längsrichtung stehender Punkte des Formsiebes 11 gebildet wird, welche die Querstege 15b bis 15e nacheinander berühren, einer Kurve entspricht. Es ist auch denkbar, daß unter bestimmten Umständen die Betriebsbedingungen für den Abschnitt X-I des Blattbildungsbereiches einen im wesentlich=η auf eine Ebene ausgerichteten Verlauf der Berührungskanten erfordert, vor allem dann, wenn der Durchmesser der offenen Walze 26 extrem groß wäre. Auch in diesem Fall würde jedoch nur annäherungsweise ein ebener Verlauf erreicht, weil die angenommenen berechenbaren Entwässerungskurven nicht einer geradlinigen Funktion entsprechen. Die hier infrage kommenden mathematischen Berechnungen erfordern eine Beziehung zwischen dem Abstand der beiden Formsiebe 11 und 21, der am Austrittsspalt der Größe H-, entspricht und sich als Funktion der Entfernung des Papierstoffes in Stromab-Richtung ergibt. Diese Entfernung ist für eine bestimmte Stelle mit D₁ bezeichnet, an der in Fig. 2 ein Siebabstand in der Größe Hp besteht.

Eine überschlägige Aufstellung einer Äbstandsfunktion für die beiden Formsiebe dürfte grundsätzlich möglich sein, obwohl man damit keine genaue Formel erhält, mit der eine

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Lösung für alle möglichen Papierstoffarten errechenbar ist. Die Formel für die Beziehung zwischen dem Abstand der beiden Formsiebe 11 und 21 als Funktion der Entfernung in Stromab-Richtung von dem Stoffaustritt ergibt sich zu H=CD, worin H der in mm angegebene Abstand zwischen den beiden Formsieben, D die in mm angegebene Entfernung stromab von dem Eintrittspunkt des Düsenstrahls in den Bereich zwischen die beiden Siebe (gemäß Fig. 2 im wesentlichen an der Stelle H₁) und C eine Konstante ist, die für den bevorzugten dünnen Strahlkanal etwa 0,5 beträgt, obwohl bei ungewöhnlich dünnen Austrittsstrahlen dieser Faktor zwischen 0,25 und 0,3 und bei dickeren Austrittsstrahlen 1,0 bis 1,5 oder mehr betragen kann. Der Exponent k entspricht einem negativen Bruch, mit dem Wert von vorzugsweise -1/4, der jedoch auch innerhalb des Bereiches zwischen -0,2 für niedrige bis -0,8 für relativ große Austrittsstrahldicken liegen kann. Das nachfolgende Berechnungsbeispiel zeigt, daß sich die Größe H innerhalb der ersten 25 nun hinter dem Austrittsspalt nur unwesentlich ändert:

H= 12,7 mm Strahldicke

c = 0,5 bevorzugter Wert

D = 25,4 mm

k = -o,25

H = Ci^

12,7 = (0,5) (25,4)-⁰'²⁵

Diese Formel gewinnt jedoch ihre Bedeutung bei der Bestimmung der Entfernung H im Bereich von D zwischen 25 mm bis 200 mm bzw. bis zu 300 mm.

Die mit Hilfe dieser Formel errechneten Werte geben eine mehr oder weniger gem ue Annäherung an die Kurvenform für das Über die Querstege 15b bis 15e laufende Formsieb 11, obwohl in der Praxis offensichtlich diese Kurve nicht vorhanden Ist, wenn man den Verlauf des Siebes 11 über mehrere Sehnenstränge

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entsprechend den Berührungspunkten auf der Oberseite der Querstege betrachtet. Die Formel läßt ferner erkennen, daß sich die Formsiebe 11 und 21 nicht unbedingt in einem zueinander entgegengesetzten konvexen Verlauf annähern müssen, es sei denn, der Durchmesser der offenen Walze 26 wäre besonders groß. Die durch die Berührungspunkte zwischen den Querstegen 15b bis 15e und dem Sieb gegebene Kurve berücksichtigt den Zusammenhang mit den bestimmbaren Veränderlichen, z.B. Entwässerungsgeschwindigkeit (wobei die Partikeleigenschaften Veränderungen dieser Geschwindigkeiten mit sich bringen), Maschinengeschwindigkeit,Papierstoffkonzentration, Richtung des DUsenaustrittsstrahls, Volumen, Geschwindigkeit usw.. Die in der Formel berücksichtigte Wechselbeziehung zwischen den einzelnen Größen bietet jedoch einen bequem zu handhabenden Anhalt zur Bestimmung des Konvergenzwertes zwischen den Formsieben 11 und 21. Das Konvergenz- oder VerjUngungsmaß in dem anfänglichen und kritischen Abschnitt X-I des Blattbildungsbereiches bleibt weder dem Zufall überlassen noch anderen Einflußgrößen, z.B. der Siebspannunguigl., die gewöhnlich für die Aufrechterhaltung eines genauen den erforderlichen Betriebsbedingungen entsprechenden Verlaufes des Siebes 11 in dieser Anordnung keine befriedigenden Steuergrößen darstellen. Wie schon erwähnt, kann das Formsieb 21 auch einen nichtkonvexen Verlauf gegenüber dem Formsieb 21 annehmen, wenn der Durchmesser der Walze 26 besonders groß ist. Das beduetet jedoch nicht, daß eine geradlinige Funktion der auf das Sieb 11 wirkenden Spannung dieser Formel genügt. Die Querstege 15a his 15e sind in Längsrichtung sehr schmal und besitzen zwischen sich einen erheblichen Abstand, um die Entwässerung durch das Sieb 11 hindurch so wenig wie möglich zu behindern. Die Querstege 15b bis 15e stehen mit dem Formsieb 11 jeweils in Linienberührung und besitzen darüber hinaus ohne Übergang nach unten verlaufende Abströmkanten, so daß an der Rückseite dieser Querstege ein sog.

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Pumpeffekt vermieden wird, und zwar im Gegensatz zu bekannten Anordnungen in Papiermaschinen, in denen ein entsprechendes Führungselement an der Ablaufseite nur mit einer Verjüngung zwischen 3° bis 5 versären ist. Diese Pumpwirkung würde zwangsläufig Druckunterschiede an der Unterseite des über den Führungskasten 15 laufenden Formsiebes 11 erzeugen. Ein wesentliches Merkmal der Erfindung ist jedoch die Aufrechterhaltung eines möglichst gleichförmigen Druckes auf der Rückseite der konvergierenden Formsiebe 11 und 21. Auf diese Weise wird das anfänglich gebildete Papierblatt, das gegenüber jeder Störung oder Zustandsveränderung in den zeitlich ersten Formungsstufen sehr empfindlich ist, in keiner Weise durch plötzliche Druckänderungen beeinflußt, die von dem Innenumfang der Formsiebe aus wirken könnten. Die Querstege 15b bis 15e dienen deshalb in erster Linie als Führungen für einen genauen Verlauf des Formsiebes 11. Diese Führung des Formsiebes 11 erfolgt hauptsächlich zu dem Zweck, um verschiedene Einflußgrößen, wie die Entwässerungsgeschwindigkeit und den in den ersten Phasen der Blattbildung an dem Außenumfang der Formsiebe 11 und 21 erzeugten Entwässerungswiderstand in die günstigste Zuordnung zueinander zu bringep, so daß die Umwandlung der in Maschinenrichtung verlaufenden Stoffgeschwindigkeit in Druck innerhalb des Abschnittes X-I des Blattbildungsbereiches keine Möglichkeit hat, irgendwelche Schwingungen oder Flukiationen hervorzurufen. Im vorliegenden Fall wird angestrebt, die anfängliche Phase der Blattbildung auf beiden Formsieben innerhalb des kritischen Bereiches durch einen kontinuierlichen Stoffaufbau ohne Unterbrechung oder Veränderungen vorzunehmen und diese anfänglich gebildeten Blattelemente einem vorbestimmten Druck auszusetzen.

Um die beiden Formsiebe einander so anzunähern, daß die. Entwässerung nicht unverhältnismäßig nur in einer Richtung erfolgt, ist der Führungskasten 15 gemäß Fig. 2 auf einem oitefesten Schwenkpunkt P₁₁- gelagert und mittels eines Armes

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schwenkbar, der seinerseits an dem stromaufwärtigen Ende des Führungskastens 15 an dem Gelavkpunkt P,„ befestigt ist. In der Zeichnung ist nur eine schematische Darstellung verwendet worden, die durch andere für die jeweilige Bedienungsart geeignete Einrichtungen ersetzt werden kann. Eine leichte Schwenkung des FUhrungskastens 15 führt zu einer bestimmten Änderung der oben angegebenen Konstanten C und k in der für die Abstandsbeziehung H verwendeten Formel. Die Betätigungsstange 17 kann auch so gelagert sein, daß sie unter einem vorbestimmten Druck nachgibt, der innerhalb der Stoffströmung erzeugt wird. Andererseits können die einzelnen Querstege 15b bis 15© so angeordnet sein, daß die tatsächliche . Linienberührung oder der Liniendruck, der von dem darüber laufenden Formsieb 11 ausgeübt wir d, in jeder Stellung konstant ist. In Fig. 2 ist eine Membran 17bb eingezeichnet, welche den Führungskasten 15 über den Hebel 17 in einer vom Druck innerhalb des Abschnittes X-I im Blattbildungsbereich abhängigen Stellung hält. Es ist ferner möglich, den einzelnen Quersteg 15b schwenkbar anzuordnen und in Abhängigkeit von einem pneumatischen Kissen oder einer Membran 15bb zu betätigen, um die Arbeitskante d?s Quersteges 15b bei einem bestimmten Druck innerhalb des Stoffstrahles an der Unterseite des Formsiebes 11 anliegend zu halten. Die äie diesbezüglich in der Zeichnung enthaltenen Angaben sind rein schematischer Art und dienen allein zur KlarsteHing , daß viele bekannte Mittel zur Abstützung der Querstege 15b bis 15e zur Verfügung stehen und die Ausbildung des Führungskastens 15 eine Vielseitigkeit der Gestaltung im einzelnen ohne weiteres zuläßt, wobei die Arbeitskanten der Querstege gegen die Unterseite des, Formsiebes in der Weise einwirken, daß übermäßige Druckunterschiede innerhalb des Papierstoffes innerhalb der Blattbildungszone von dem einen Quersteg bis zum nächsten ausgeschlossen werden. Es ist klar, daß die betriebliche Ausnutzung von Vorrichtungen der geschilderten Art in einer Papierfabrik von zahlreichen anderen praktischen Überlegungen abhängt,daß jedoch der Grundgedanke

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der vorliegenden Erfindung bestehen bleibt, mehrere Querstege 15 b bis 15 e so anzuordnen, daß eine bestimmte Papierstoff zusammensetzung bei bestimmten Geschwindigkeiten und anderen Betriebsbedingungen in der Lage ist, zumindest praktisch, wenn nicht gar exakt, din gleichförmige Drücke auf das Formsieb in diesem kritischen Bereich auszuüben, während Änderungen oder Schwingungen, die zu Störungen in der Blattbildung führen könnten, bei Anwendung der Erfindung vermieden werden.

Unter Berücksichtigung von Fig. IA ergibt sich als eine weitere Veränderliche von wesentlicher Bedeutung in der Gesamtanordnung die Möglichkeit der Verstellung der Mittellinienvorrichtung der Stoffströmung bei ihrer Einführung in die Blattbildungszone oder deren Abschnitte X-I und X-2, so daß dort die günstigste Verteilung der Entwässerung in zwei Hauptrichtungen stattfindet. Zweckmäßigerweise sollte die Entwässerung in der Weise vorsichgehen, daß durch die Formsiebe 11 und 21 nicht weniger als 20 % bzw. nicht mehr als 70 % hindurchgehen, wobei optimalen Ergebnisse erwartet werden, wenn das Entwässerungsverhältnis durch die beiden Formsiebe hindurch 50:50 beträgt. Der Stoffeinlauf j gemäß Fig. IA besitzt insofern einen üblichen Aufbau, als er eine dünnflüssige wässrige Suspension miteinander verhakter und sich miteinander bewegender Fasern in einem bandförmigen dünnen Strahl vom Austrittsspalt (H₁ in Fig. 2 z.B.) mit sehr hoher Geschwindigkeit in gleichgerichtetem Zustand abigibt. Die Gleichrichtung der Papierstoffströmung verläuft in diesem Falle annähernd tangential an die offene Walze 26, wobei jedoch die Wahl sehr geringer Abweichungen von der echten Tangentenrichtung eine sehr nützliche Proportionierung der Entwässerung auf die beiden Formsiebe 11 und 21 ermöglicht. Aufgrund einer sehr geringen Schwenkung der Mittellinie des AustrittsstrählfflB zur weiteren Annäherung an das Formsieb 21 auf der offenen Walze 26 erhöht sich der Entwässerungswert in dieser Richtung, und

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zwar bei der Anordnung nach Fig. 2 entgegen der Schwerkraft, obwohl es wiederum durch den Saugkasten in diese Richtung gezwungen wird. Der Einlauf selbst entspricht einer bekannten und handelsüblichen Ausführung, die im einzelnen in der US-Patentschrift 467 664 vom 28.6.I965 beschrieben worden ist, die in der Zeichnung durch J , Jv₁ und J schematisch durch Pfeile angedeutet sind.

Gemäß Pig. 2 sind an der Innenseite des Einlaufes obere und untere quer verlaufende, relativ steife jedoch nachgiebige (beispielsweise aus Hartgummi bestehende) Elemente J-I und J-2 mit Blechhalterungen J-2 und J-4 zur zusätzlichen Versteifung festgeklemmt. Solche aus Gummi oder einem festen Elastomer bestehenden Elemente J-I und J-2 erstrecken sich bis in unmittelbare Nähe der Formsiebe 11, 21, um sich abdichtend an diese im Bereich des Strahlaustrittes H₁ anzulegen, und um eine Druckabdichtung mit den Formsieben zu erreichen. Die Bauelemente J-I und J-2 würden sonst einen "frei« " Düsenstrahl in den Verengungsbereich zwischen die Formsiebe und 21 einleiten, während sie bei der in Fig. 2 gezeigten Anordnung eine Abdichtung mit den Formsieben 11 und 21 bewirken und somit eine zusätzliche unter Druck stehende hydraulische Blattbildungszone in den Abschnitten X-I und X-2 ermöglichen, so daß in diesem Bereich ein Uberatmosphärischer Druck erzeugt werden kann, um die Entwässerung ohne jeden Rückfluß des Papierstoffes in entgegengesetzten Richtungen dir ch die Formsiebe 11 und 21 zu beschleunigen. Die Dichtwirkung entsteht durch einen engen Abstand von etwa 6 mm zwischen den Formsieben 11 und 21 und den Bauteilen J-I und J-2. Es wird demnach zwischen den Formsieben 11 und 21 aufgrund des zusätzlichen hydraulischen Druckes in dem Blattbildungsbereich eine beschleunigte Entwässerung ermöglicht, wobei der, hydraulische Druck im vorliegenden Fall durch die nach unten gerichteten Mittellinien CJ des Düsenstrahls gemäß Fig." 2 besonders wirksam ausgenutzt wird. Nicht dargestellte Seitenwände dienen dazu, um über die Breite der

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Maschine einen gleichförmigen Druck in der Blattbildungszone aufrechtzuerhalten.

Der empfindliche Abschnitt X-I des Blattbildungsbereiches wird sowohl von der Außenfläche der offenen Walze 26 als auch von denFUhrungsstegen des Entwässerungskastens 15 beeinflußt, während im Endabschnitt X-2 des Blattbildungsbereiches an der Unterseite des Formsiebes 11 nicht unbedingt Führungsmittel vorhanden sein müssen. In dem Abschnitt X-2 des Bereiches haben bereits die entscheidenden und störungsanfälligsten Vorgänge der Blattbildung stattgefunden, deren Beendigung mit Bezug auf d ie eigentliche Entwässerung mehr oder weniger in dem verbleibenden Saugabschnitt X-5 erfolgt, wobei es hier nicht mehr auf eine so genaue Führung und Ausrichtung des äußeren Siebabschnittes 11a ankommt. Dieser äußere Abschnitt 11a des Formsiebes 11 legt sich innerhalb einer beträchtlichen Länge allmählich an die Walze 26an, bevor er aufgrund der ihm innewohnenden Längsspannung in die Sandwich-Anordnung übergeht, bei der die Papierbahn W-I von dem Formsieb 11 gegen das Formsieb 21 auf der offenen Walze 26 gedrückt wird. Erfindungsgemäß wird das Formsieb 11 nur in den empfindlichsten Abschnitten X-I des Blattbildungsbereiches mit großer Genauigkeit geführt, im Gegensatz zu der dauernden Anlage des Formsiebes 11 in nachfolgender Stromab-Richtung. Da der Verlauf des Formsiebes 11 in Anpassung an eine vorbestitnmte Kurvenführung zur besten Ausformung des Blattbildungsabschnittes X-I nicht durch eine rotierende oder eine sich mitbewegende Oberfläche gesteuert werden kann, wird das Formsieb auf der Umrißlinie der hintereinander angeordneten Querstege 15b bis 15e gehalten. Der bestmögliche Verlauf des Formsiebes 11 in dem Abschnitt X-I ergibt sich bei Verwendung einer begrenzten Anzahl ortsfester Querstege mit einer möglichst geringen Gesamtberührungsfläche mit dem Sieb, um den Verschleiß so klein wie möglich zu halten. Im Anschluß an den letzten Quersteg 15e ist der zwischen den Formsieben befindliche innere Druck in

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dem teilweise entwässerten Papierstoff ausreichend, um den erwünschten Verlauf Innerhalb einer freien Schleife des Formsiebabschnittes 11a zu gewährleisten. Die elementare Blattbildung ist bereits vor dem letzten Quersteg 15e soweit erfolgt, daß die Gefahr einer Beschädigung danach nur sehr gering ist, so daß das Formsieb unter brauchbaren Spannungskräften stehen kann, um den verbleibenden Vorgang der Blattbildung in dem Abschnitt X-2 durchzuführen. Unter diesen Umständen ist es möglich, einen Ausgleich zu treffen zwischen der zwangsläufigen oder positiven Führung im Verlauf des Formsiebes 11 zur Erzielung optimaler Bedingungen für die anfängliche und empfindliche Blattbildung innerhalb des Abschnittes X-I und einer sadi gemäßen ausreichenden Ausrichtung der unter Spannung stehenden Formsiebschleife 11a ohne Jede Berührung mit beengenden Oberflächenelementen, um die Blattbildung ohne Beschädigungsgefahr in der Gesamtanordnung durchzuführen. Mit der gezeigten Anordnung wird eine ausgezeichnete Papierbahnqualität und gleichzeitig eine leichte Maschinenbetätigung auch unter dem Gesichtspunkt einfacher Ausrüstung und geringer Abnutzung erreicht. Die neuartige vielseitige Anpassungsfähigkeit der Betriebsweise, die im vorliegenden Fall durch die Verwendung einer relativ großen offenen Walze 26 für einen wesentlichen Abschnitt des Kurvenverlaufes für das eine Formsieb gewährleistet ist, gestattet die Verwendung einer sehr ■vereinfachten Schwenkeinstellung für den Stoffeinlafi J in Verbindung mit einer Einstellung des Führungskastens, so daß die verbleibenden Bauteile einfacher an die heute üblichen Anforderungen an Qualität und Durchsatzgeschwindigkeit bei der Papierherstellung angepaßt werden können.

Gemäß Fig. 2 kann etwa am Ende des Blattbildungsabschnittes X-2 und am Beginn des Entwässerungsabschnittes X-5 an der Stelle 26x ein Dichtstreifen zur Bildung eines Zwischen-Saugkastens angeordnet sein, so daß noch vor dem Entwässerungsabschnitt X-J5 eine zusätzliche Steuerung für eine stufenweise Änderung des am Innenumfang des Formsiebes 1 wirkenden Druckes möglich ist.

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Wie schon angedeutet, kann entsprechend Fig. IB ein übliches Entwässerungselement P gegenüber dem Innenumfang des Formsiebes 11 vor Erreichen der Walze 12 angeordnet sein. Dieses Entwässerungselement besitzt an seiner Ablaufseite F_a eine Verjüngung oder Abschrägung, so daß dort eine zusätzliche Pumpwirkung zur Entwässerung entsteht, die über einem Auffangbehälter F_b abgeleitet wird. Darüber hinaus können weitere Entwässerungselemente F in ausreichendem Abstand im Anschluß an die Blattbildungsabschnitte X-I und X-2 vorgesehen sein, um Wassertropfen abzuwischen, die sich an der Unterseite des Formsiebes 11 ansammeln, wenn die Sandwich-Anordnung, bestehend aus beiden Formsieben 11 und 21 und der dazwischen liegenden Papierbahn W-I gemäß Fig. IB auf die Walze 12 zu bewegt wird. Das Entwässerungselement F braucht nicht die Unterseite des Formsiebes 11 zu berühren, wenn jede zusätzliche Siebabnutzung vermieden werden soll; denn das Entwässerungselement würde auch dann Wassertropfen an der Anlaufseite F_Y abwischen, obwohl die Pumpwirkung an der Ablaufseite F "nur noch nominal sein würde. In jedem Fall ist die erwünschte Arbeitsweise des Entwäseerungselementes F ge_r währleistet, ob eine Berührung mit dem Formsieb 11 erfolgt oder nicht. Das Entwässerungselement F 1st vorzugsweise in Längsrichtung stromab vom Umfang der Walze 26 angeordnet, und zwar an einer Stelle, an der der Parallellauf der beiden Formsle be Ϊ1 und 21 bereits vorliegt und die Entwässerung der Papierbahn W-I begonnen hat. Der freie Schleifenabschnitt 11a des Formsiebes 11 im Anschluß an den Führungskasten 15 bleibt dennoch im wesentlichen frei von behindernden oder beengenden Führungseinrichtungen, bevor der freie Schleifenabschnitt etwa an der Stelle 26x in Fig. 2 in den Parallellauf mit dem Formsieb 21 übergeht.

Fig. j5 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel für die im Parallellauf befindlichen Formsiebe. In Flg. IB werden die Formsiebe 11 und 21 im Anschluß an das Passieren der Walze 12

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voneinander getrennt. Die Walze 12 ist vorzugsweise glattwandig ausgeführt, so daß bereits dadurch eine beträchtliche RUckhaltewirkung auf die Papierbahn W-I an dem ablaufenden oder weggeführten Formsieb 11 ausgeübt wird, während der Druck der umgebenden Atmosphäre an der Rückseite des Trennsiebes 21 wirksam werden kann.

In Fig. 3 jedoch ist die der Walze 12 (Flg. IB) entspreche! de Walze mit 32 bezeichnet, während die Formsiebe 31 und 41 den Formsieben 11 bzw. 21 entsprechen. Das Formsieb 31 ist über die Walzen 32, 33, 34 und 35 geführt, die sämtlich als Führung an dem inneren Umfang der Schleife des Formsiebes 31 wirken. Das obere Formsieb 41 bewegt sich im wesentlichen parallel zu dem unteren Formsieb 31 gemeinsam mit der Papierbahn W-3> und zwar zuerst durch eine Gautsche, die durch eine obere Walze 4l gebildet wird, welche schwenkbar an einem Arm über einen Pneumatikzylinder 52 abgestutzten Arm 50 gelagert ist, um zwischen den Walzen 32 und 42 einen Preßspalt N-3 zu bilden, in dem eine zusätzliche Entwässerung der Papierbahn W-3 erfolgt. Danach wird das obere Formsieb 21, das um eine Umlenkwalze 44 und schließlich um eine Walze 34 läuft, von der Papierbahn abgetrennt, wobei die Walze 43 der in Fig. IB gezeigten Walze 23 entspricht.

Die waagerechten Rahmenteile H-Il und H-l4 entsprechend den in Fig. IB gezeigten waagerechten Rahmenteilen H-I und H-4. Weitere senkrechte Rahmenteile V-13 und V-l4 sowie eine frei nach unten gerichtete Aufhängung V-15 sind üblicher Bauart und brauchen nicht näher beschrieben zu werden. Die Papierbahn W-3 wird von dem unteren Formsieb 31 abgehoben, indem sie um eine glattwandige Gautschwalze 34 läuft, die, falls erforderlich, auch offener Bauart sein kann, und zwar mit Hilfe eines umlaufenden Abnehmerfilzes F-3, der um eine Abnehmerwalze 6l geführt ist, die in Abhängigkeit von der jeweils beabsichtigten Arbeitsweise für das Abnehmen der Papierbahn W-3 ebenfalls glatt-

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wandig oder als Saugwalze ausgeführt sein kann. Die Anordnung gemäß Fig. 3 enthält einen längeren Laufweg für die Formsiebe 31 und 4l innerhalb des parallelen Laufbereiches im Anschluß an die Walze 32 durch den Gautschspalt N-3, worauf die Trennung der Formsiebe in üblicher Weise erfolgt.

In Fig. 4a und kB sind die den in den vorangehenden Figuren entsprechenden Bauteile mit den gleichen Bezugszeichen, jedoch der 100er Reihe, versehen. Gemäß Fig. 4A umschlingt das eine Formsieb 121 eine mit großem Durchmesser ausgeführte offene Walze 126, deren Saugbereich sich etwa von der Stelle 126aa (gegenüber dem Stoffaustritt) bis zur Stelle 126c erstreckt, worauf das Formsieb 121 entsprechend Fig. 4b mit der aufliegenden Papierbahn W-IOO über eine saugende Gautschwalze 170 läuft und anschließend in einem abwärts geneigten Bereich 121 um eine glattflächige Umlenkwalze 171 und schließlich zurück über die Walzen I72 und I73. Die Papierbahn W-IOO wird mit Hilfe eines Filzes F-JOO abgenommen, der eine saugende Abnehmerwalze Ιβΐ umschlingt und gegen die Papierbahn W-100 im Bereich des abwärts geneigten Abschnittes des Formsiebes 121 angedrückt wird. Der Abnehmerfilz F-300 führt die Papierbahn W-100 an seiner Unterseite in eine Pressenpartie, die im vorliegenden Beispiel aus einer glatten Walze I8I, und einer mit Nuten versehenen Walze 182 besteht, Vielehe gemeinsam einen Preßspalt PN bilden, wobei mittels einer dritten Walze 182 die Preßkräfte aufgebraucht werden. Die Walze 182 in der Pressenpartie besitzt das Bezugszeichen G als Hinweis auf eine Nutenanordnung auf der Walze, wie sie beispielsweise in den US-Patentschriften- 3 198 693, 3 198 694, 3 198 695, 3 198 und 3 198 697 beschrieben ist.

Fig. 4b zeigt ferner eine Art von Gautschpressenanordnung, bestehend aus der saugenden Abnehinerwalze I6I und einer gegenüberliegenden verstellbaren Walze l84, deren Verstellmöglich-

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keit durch den Doppelpfeil l84a angedeutet ist, so daß an dem Walzenspalt FN ein erheblicher Druck aufgebracht werden kann, um den AbnahmeVorgang und die Entwässerung an dieser Stelle zu verbessern. Die Führungswalze 172 ist in Richtung des Doppelpfeiles 172a verstellbar, um die Spannung des Formsiebes 121 steuern· zu können.

Entsprechend Fig. A ist ein endloses Formsieb 111 über eine Mehrzahl mitdrehender Walzen 113a bis 113g geführt, wobei die Walze 113e zur Einstellung der Siebspannung in Richtung des Doppelpfeils 113a¹ verstellbar ist. Selbstverständlich kann jede einzelne Walze aus der Gruppe 113a bis 113g sowohl als Spannungs- als auch als Antriebswalze für das Formsieb dienen, das über einen aus Querstegen bestehenden Führungskasten 115 läuft, der mit dem Führungskasten 15 in Fig. 2 vergleichbar ist. Der Führungskasten 115 arbeitet mit der Walze 126 zusammen, um den Siebverlauf und -abstand entsprechend der Formel H- CD zu gewährleisten. Bei der Anordnung nach Fig. 4A besitzt der Führungskasten 115 einen Zapfen P-II7, an dem eine verstellbare Schraubspindel 117bb angreift. Der Führungskasten ist um einen festen Anlenkpunkt P-115 schwenkbar, der sich an dem aus waagerechten Rahmenteilen H-121 bis H-I26 und aus senkrechten Rahmenteilen V-121 bis V-I30 bestehenden Rahmen befindet.

V/eitere Verstellmöglichkeiten des Führungskastens 115 sind aufgrund eines zusätzlichen Schwenkpunktes P-215 sowie einer schwenkbar befestigten Stellvorrichtung 217bb vorhanden, so daß die erforderliche Einstellung wirksamer Berührungslinien für die Querstege 115a entsprechend der oben genannten Konvergenzformel durchführbar ist und an der Ablaufseite der Berührungslinien 115a der Querstege II5 eine freie Siebschleife lila entsteht, und zwar in umgekehrter Lage bezüglich der Anordnung in Fig. 2, jedoch in einer vergleichbaren funktioneilen Anordnung. Die entsprechenden Blattbildungsabschnitte sind hier mit X-IOO, X-200 und X-300 bezeichnet.

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Im Vergleich zu der Anordnung nach Pig. IB besitzt die Walze 126 einen wesentlich größeren Durchmesser als die Walze 26, so daß sie innerhalb des Abschnittes X-400 insofern eine zusätzliche Punktion ausfuhrt, als die Papierbahn W-IOO auf dem Formsieb 121 festgehalten und die Trennung der Papierbahn von dem Formsieb 111 durchgeführt wird. Zu diesem Zweck sind zusätzliche Abdichtstreifen 126x und 126xx der Innenseite des Mantels der Walze 126 anliegend angeordnet, um in verschiedenen Umfangsabschnitten unterschiedliche Drucksteuerungen zu ermöglichen.

In der Walze 126 befindet sich ein erster Dichtstreifen 126aa sowie eine Dichtstreifenstellung 126x am Ende des Blattbildungsabschnittes X-200, zwischen denen sich der Blattbildungsbereich an dem Innenumfang des Formsiebes 121 erstreckt. Das in diesem Abschnitt gegenüberliegende Formsieb 111 läuft über die Berührungslinien 115a des FUhrungskastens II5 und anschließend, unter Spannung stehend, durch einen freien Schleifabschnitt lila, in dem der gespannte, nachgiebige jedoch von beengenden oder behindernden BerUhrungsteilen freie Siebabschnitt lila sich dem Parallellauf mit dem Formsieb 121 mit dazwischen geschichteter die Papierbahn W-Il annähert.

Gemäß Fig. 4A und 4B^aer Papierstoffeinlauf J-IOO an der Stelle J -100 mittels einer nach Art eines Spannschlosses wirkenden Vorrichtung verstellbar, während weitere Verstellmöglichkeiten an der Stelle J_a-100 und J_b-100 angedeutet sind, die denen in Verbindung mit Fig. 1 beschriebenen Anordnungen J , J_b, J entsprechen, um die Mittellinie CL-IOO des DUsenstrahls gemäß Fig. 4A geneigt nach oben zu führen, und zwar tangential an die Walze 126.D?-ie Einzelheiten der Abdichtung am Papierstoffeinlauf, die vorangehend im Zusammenhang mit dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 erläutert worden sind, finden auch bei dem nach oben geneigten Papierstoffeinlaß J-IOO Anwendung. ·

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Bei der Steuerung der durch die Formsiebe 121 und 111 hindurch- < gehenden Entwasserungsanteile wird von einer kompakten Sauganordnung S-115 Gebrauch gemacht, die in Fig. 4A schematisch in Teilkammern S-I, S-2, S-3 usw. unterteilt ist, die jeweils dem in Längsrichtung verlaufenden Abstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden Berührungslinien 115a der Querstege im Führungskasten 115 gegenüber liegen, so daß in jedem dieser Abstandsbereiche zwischen den BerUhrungslinien 115a eine bestimmter ausgewählter unteratmosphärischer Druck angesetzt werden kann.Selbstverständlich ist es mit Hilfe dieser Anordnung möglich, in den Abständen zwischen den BerUhrungslinien 115a echte Druckdifferentiale zu erzeugen. Dies ist jedoch nicht die bevorzugte Funktionsweise des FUhrungskastens 115. Die Unterdruck aufweisenden Teilkammern S-I, S-2 usw. sollen die Papierstoffentwässerung in einer gesteuerten Art und Weise erleichtern, indem innerhalb jeder Teilkammer ein bestimmbarer Druck herrscht, so daß/auf die entstehende Papierbahn an der Außenseite des Formsiebes 111 unmittelbar den BerUhrungslinien 115a gegenüber einwirkende Gesamtdruck in diesem Blattbildungsabschnitt X-IOO im wesentlichen konstant bleibt. Der Dichtstreifen 126a innerhalb der Walze 126 dient in vergleichbarer Weise zur Entwässerung und in dem Maß-e zur Drucksteuerung innerhalb der offenen Walze 126, in dem auch auf der Außenseite des Formsiebes 121 auf die entstehende Papierbahn ein konstanter Druck einwirken soll.

Die im Zusammenhang mit Fig. 4 A gezeigten und beschriebenen Steuerelemente zur Positionierung der Formsiebe 121 und 111 und zur Durchführung der Entwässerung von den Siebinnenseiten aus können innerhalb verschiedener gesteuerter Betriebsabläufe arbeiten,ι um einen praktisch gleichförmigen unveränderlichen Druck auf die äußerst empfindlichen elementaren Papierbahnen innerhalb des Blattbildungsabschnittes X-IOO einwirken zu lassen. Neben dieser an den Innenseiten der beiden Formsiebe

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und 121 im Abschnitt X-IOO wirkenden Drucksteuerungen ist auch die Richtung des entlang der Mittellinie CL-100 verlaufenden Stoffstrahles einstellbar, um die erwünschten Betriebsbedingungen innerhalb des Blattbildungsbereiches zwischen den Formsieben sicherzustellen. Die der weiter oben erläuterten Formel genügenden Abstandsbeziehungen zwischen den Pormsieben 111 und 121 werden durch die verschiedenen Verstell- und Einflußmöglichkeiten angestrebt. Bei der Anordnung gemäß Fig. 4A wirken die Saugelemente 126aa, 126x und S-115 zusätzlich miteinander zur Herbeiführung einer relativ gleichmäßigen Drainage in entgegengesetzten Richtungen durch die beiden Formsiebe. Die zusätzliche Verstellung der Strahlmittellinie CL-100 ist vorgesehen, um mit derartigen Drainagemitteln zusammenzuarbeiten und eine vereinfachte bzw. genauere Bemessung des Ehtwässerungsanteils durch das "jeweilige Formsieb zu ermöglichen.

Aufgrund der Größe der offenen Walze 126 und einer bestimmten Auswahl des zur Herstellung der Papierbahn M-IOO verwendeten Papierstoffes zeigt das AusfUhrungsbeispiel gemäß Fig. 4A eine in hohem Maße vereinfachte Blattbildungsvorrichtung, bei der die Richtung der Mittellinie CL-100 der Stoffströmung aufwärts geneigt ist, so daß der Parallellauf der Formsiebe in dem Bereich PP in Fig. 4A nur für eine relativ kurze Entfernung erforderlich ist.

Die Länge des Parallellaufes PP der beiden Formsiebe mit der dazwischen geschichteten Papierbahn kann jedoch auf einfache Weise vergrößert werden, indem man die Walze 113a nach oben über den Umfang der V/alze 126a hinaus anhebt. Der Stoff einlauf J-IOO kann beim Aufbau gemäß Fig. ^A in der Weise verstellbar gemacht werden, daß sowohl eine.im wesentlichen waagerechte als auch eine tangential an die Unterseite der V/alze 126 verlaufende Stoffzuführung erfolgt, oder selbst in Abwärtsriehtung entlang einer Seite der Walze 126, wobei für diese Fälle die weiter oben beschriebenen Verstellmittel

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- 27 J₀-IOO, Jy₁-IOO und J-100 durch weitere Stellvorrichtungen

CL D C

ergänzt bzw. ersetzt werden müssen. In Jedem Fall bleiben aber die erfindungsgemäßen Vorteile hinsichtlich der Anpassung smöglichkeit, Vielseitigkeit und der Möglichkeit einer s4i r genauen Steuerung der Blattbildung bei sehr hohen Maschinengeschwindigkeiten bestehen.

Die SiebfUhrungen bzw. QuerStege des Führungskastens beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 4A enthalten den stromauf liegenden Quersteg 115aV entsprechend dem Quersteg 15a in Fig. 2. Außerdem können auch hier die BerUhrungslinien oder -kanten 115a als ortsfeste, wasserdurchlässige Führungen für die Sieblaufrichtung angesehen werden. Eine zusätzliche Steuerung der Siebrichtung ist gewährleistet durch den Umfang der offenen Walze 126, während die Führungswalze Ilj5a als Umlenkvorrichtung dient. Sobald der Stoffstrahl zwischen ■ den beiden Formsieben 111 und 121 aufgenommen ist, erfolgt eine allmähliche Annäherung oder Konvergenz zwischen beiden Formsieben aufgrund der gegenüberstehenden Führungselemente 115 und 126 in dem Blattbildungsabschnitt X-100, X-200, bis die Formsiebe mit der dazwischen geschichteten Faserbahn W-100 den Parallellaufbereich PP erreichen, in dem sie über einen Abschnitt des von Anfang an vorhandenen Führungsmittels, .d.h. über den Umfang der Walze 126, und dann in Riphtung der Umlenkwalze HJa laufen. Im Gegensatz zur Ausführung nach Pig. IB läuft im vorliegenden Fall das Formsieb 111 über die Umlenkwalze 113a* während die Papierbahn dem gegenüberliegenden Formsieb 121 folgt. In beiden Fällen bestehen jedoch die beiden ersten oder anfänglichen Führungsmittel 115 und 126 (bzw. 15 und 26) aus einer rotierenden Walze mit einem wasserdurchlässigen Umfang und aus einer im allgemeinen nichtkreisförmig gekrümmten ortsfesten wasserdurchlässigen Oberfläche, um die allmähliche Konvergenz der beiden Siebläufe in dem Blattbildungsbereich herbeizuführen. Die in Längsrichtung

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gekrümmte Oberfläche 115a des ortsfesten FUhrungselementes wird gebildet durch die Verbindungslinien zwischen den Berührungspunkten der Oberseite der Querstege mit dem Formsieb. In beiden AusfUhrungsbeispielen stehen die Formsiebe 11 bzw. 111 unter ausreichender Spannung, so daß der Siebverlauf tatsächlich den sehnenartigen Verbindungslinien zwischen den Berührungsiellen an der Oberseite der Querstege und dem Formsieb entspricht. Diese Spannung reicht ferner aus, um den im Blattbildungsbereich entstehenden Druck standzuhalten, der sonst dazu führen könnte, das Sieb in entgegengesetzt verlaufender Krümmung in die Abstände zwischen den Querstegen hineinzudrücken. Damit würde das Ausmaß der Siebberührung und Siebreibung an den ortsfesten Oberflächen der Querstege vergrößert,

der Siebverschleiß unzulässig erhöht und die Möglichkeit der Beeinflussung der Drücke beiderseits der Formsiebe 11 oder verloren gehen. Da somit eine Betriebsweise mit einer relativ hohen Spannung für das Formsieb 111 bevorzugt wird, besteht dieses Formsieb zweckmäßigerweise aus üblichen Metalldrahtgewebe, während das gegenüberliegende Formsieb 21 bzw. 121 aus Kunststoff oder Metallfasergewebe besteht, da dort auf dem sich mitbewegenden unnachgiebigen Umfang der offenen Walze eine ausreichende Auflage zur Verfügung ist. In allen Fällen sind die zusammenwirkenden Oberflächen der offenen Walze und des Führungskastens so beschaffen, daß innerhalb , des Blattbildungsbereiches eine allmähliche Annäherung in Stromab-Richtung erfolgt und ein gestreckter Kurvenverlauf entsteht, in dem der Krümmungsradius mit ansteigender Entfernung in Stromabrichtung zunimmt. Eine solche Kurve nähert sich einer flachen parabolischen Funktion an, vorzugsweise entsprechend der weiter oben erläuterten Formel. Die Verschiedenen Bauteile zur Entwässerung und zur Positionierung werden gemeinschaftlich gesteuert, um Entwässerungsverhältnisse durch die beiden Formsiebe hindurch im Bereich von j5:7 bis 7s3/erzielen, welche die relativen Entwässerungsvolumen wiedergeben, die durch die gegenüberliegenden Form-

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siebe in den Blattbildungsabschnitten X-I und X-IOO und vorzugsweise auch in den Abschnitten X-2 und X-200 hindurchtreten.

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Claims

DlPL.-ING. WILFRID RAECK

7 STUTTGART 1, MOSERSTRASSE 8 · TELEFON (0711) 244003

Beloit Corporation
Beloit, Wisconsin

Patentans prüche Zweisieb-Papiermaschine, bei der die beiden im wesentlichen

gleich breiten Formsiebe innerhalb eines Bereiches ihres Laufes gegenüberliegend und etwa mit der gleichen Geschwindigkeit wie der zwischen ihnen aufgenommene aus dem Austrittspalt mit hoher Geschwindigkeit austretende Papierstoff bewegt werden, dadurch gekennzeichnet, daß beide Formsiebe (11, 21) in einem anfänglich engen Abstand zueinander zur Aufnahme des Stoffaustrittstrahles (CJ) über ein erstes bzw* ein zweites Führungsmittel (15 bzw* 26) geführt sind und unmittelbar danach in einem Blattbildungsabschnitt (a-1) in eine allmähliche Konvergenz der Formsiebe bis zum Parallellauf mit der dazwischen gebildeten Faserbahn (W-I) vorgesehen ist, wobei der Parallellauf der Formsiebe bereits in einem stromabwärtigen Bereich der ersten und zweiten Führungsmittel vorhanden ist und sich bis zu einem dritten Führungsmittel (12) erstrekct, über das mindestens eines der Formsiebe (11) geführt istj daß das zweite Führungsmittel eine rotierende Walze (26) mit einem wasseraufnehmenden bzw. saugenden Umfang ist, den das zweite Formsieb (21) im Blatt bildungsbereich (X-I, x-2) umschlingt, während das erste Führungs mittel eine ortsfeste wasserdurchlässige nichtkreisförmig derart gekrümmte Oberfläche (15) zur Abstützung des ersten Formsiebes (11) ist, daß zwischen beiden Formsieben in dem Blattbildungsbereich eine allmähliche Annäherung erfolgt; und daß die nichtkreisförmig gekrümmte Oberfläche (15) des ersten Führungsmittels aus einer in Längsrichtung verlaufenden Umrißlinie von Punkten entsteht, die einer Mehrzahl von in Längsrichtung unter engen Ab-

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stänaen stehenden, das Pormsieb berührenden Kanten von Querstegen (I5a-15e) entsprechen»

2_m Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Querstege (l5a-15e) an ihrer Ablaufseite im Anschluß an die das erste Pormsieb (11) berührenden ortsfesten Kanten einen steil abfallenden Verlauf aufweisen, um Druckänderungen entlang des einen Formsiebes innerhalb des Blattbildungsabschnittes (a-1) auf einem Kleinstwert zu halter*

J5· Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Formsieb (11) unter Spannung über die ersten und dritten Führungsmittel (15# 12) geführt ist, während ein zusätzliches Führungsmittel (22) zur Aufrechterhaltung der Spannung des Formsiebes vorgesehen ist«

4« Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ersten und zweiten Führungsmittel (15# 26) eine allmähliche Annäherung zwischen den beiden Formsieben (11, 21) stromab von dem anfänglich engen Abstand (H.) am stromaufwärtigen ünde des Blattbildungsbereiches (X-cO gewährleisten, wobei diesa? anfängliche Abstand im wesentlichen gleich der Dicke des im Blattbildungsbereich aufgenommenen Stoffaustrittstrahls (CJ) ist,

5» Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der sich allmählich verengende Abstand (H) zwischen den beiden Formsieben (11,21) so gesteuert ist, daß innerhalb des Blattbildungsbereiches in dem Stoffstrahl ein im wesentlichen gleichmäßiger Druck aufrecht erhalten bleibt« -

6, Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß sich zwischen den beiden Formsieben (11, 21) von dem stromaufwärtigen jsnde des Blattbildungsbereiches (X-I) an verringernde Abstanäes

(H) einer durch die Formel H = CD errechneten Kurve entspricht, in der H der in mm berechnete Abstand, D die in mm berechnete entfernung in Stromabrichtung, C" eine Konstante im Bereich von Werten zwischen 0,5 bis 1,6 und k eine Konstante im

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Bereich zwischen -0,2 bis -0,8 ist*

7, Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die allmähliche' Konvergenz innerhalb des Blattbildungsbereiches (x-1) bei einer kurvenmäßigen Darstellung des Abstandes (H) zwischen den beiden Formsieben (11, 21) über der entfernung (D) in Stromabrichtung innerhalb des Blattbildungsbereiches (X-l) einer gestreckten Kurve entspricht, deren Krümmungsradien sich mit zunehmender entfernung in Sfcromabrichtung vergrößern·

b¹· Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Konvergenzverlauf innerhalb des Blattbildungsbereiches (X-l) bei einer kurvenmäßigen Darstellung des Abstandes (H) zwischen den beiden Sieben über der stromabgerichteten entfernung (D) einer gestreckten parabolischen Kurve entspricht.

9. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzelehnet, daß der Stoffstrahleinlass (J) zur Ausrichtung auf den Blattbildungsbereich (a-1) verstellbar ist, um das Verhältnis der durch das erste Formsieb (11) zu der durch das zweite Formsieb (21) erfolgenden entwässerung in dem Blattbildungsbereich auf We*· te zwischen Ji 7 bis 7O zu halten.

10· Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das als offene Walze ausgeführte zweite Führungsmittel (26) mit einem inneren Saugabschnitt (26a) versehen ist, der über einen offenen Umfang (26g) mit dem dem Blattbildungsbereich (X) gegenüberliegenden Umfangsabschnitt in Verbindung steht, um den Wasserentzug über das zweite Formsieb zu steuern·

11· Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die wasserdurchlässige Oberfläche des ersten Führungsmittels (15) zu mindestens 50 % offen ist«

Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stoffstrahleinlass (J-100) derart einstellbar ist, daß der Stoffstrahl schräg nach oben in den Blattbildungsbereich an

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die nach oben laufenden Umfangsseite der das zweite Formsieb (121) führenden rotierend angetriebenen offenen Walze (126) lenkbar ist.

13* Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnt, daß das erste Formsieb (11) aus mit Wasser geschmierte η flexiblen und spannbaren Kunststoffasern besteht»

14» Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Formsieb (ill) im Parallellauf mit dem zweiten Formsieb (121) die nach oben laufende Seite der offenen Walze (126) umschlingt, und daß in der Nähe der Oberseite der offenen Walze eine einrichtung vorgesehen ist, die das erste Formsieb (111) von der offenen Walze (126) abnimmt, während die Papierbahn auf dem zweiten Formsieb (121) über die Oberseite der offenen Walze weiterläuft»

0 09 809/0264

BAD ORIGINAL