DE19538149A1 - Verfahren und Stoffauflauf für eine Papier- oder Kartonmaschine zur Herstellung einer mindestens dreischichtigen Bahn - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Verfahren dieser Art werden angewandt, um mit Hilfe eines Stoffauflaufes eine mehrschichtige Papierbahn auf dem Former der Papiermaschine zu bilden. Dabei wird in der Regel angestrebt, die verschiedenen Schichten aus verschiedenen Stoffen herzustellen; es kann aber auch mit dem gleichen Stoff und unterschiedlichen physikalischen Bedingungen gefahren werden. Auch nachdem die Stoffsuspension aus dem Stoffauflauf ausgetreten ist, werden die verschiedenen Schichten oft noch einen definierten Abschnitt lang durch Trennwände oder Trennlamellen voneinander getrennt. Dabei wurden schon Lösungen gefunden, solche Trennelemente als flexible Lamellen auszubilden oder als starre Trennwände, die zumeist als Fortsetzung der innerhalb des Stoffauflaufes liegenden Trennwände ausgeführt wurden.

Es hat auch Lösungen gegeben, wie z. B. in der DE 31 07 926 gezeigt, bei denen eine innerhalb des Stoffauflaufes befindliche Trennwand gelenkig angebracht war. In diesem Spezialfall war ein unterschiedlicher Druck benachbarter Kammern innerhalb des Stoffauflaufes nicht mehr möglich.

Lösungen mit flexiblen Lamellen und solche mit starren Trennwänden bis zur Vereinigung der Schichten haben sich je nach Anwendungsfall bereits bewährt, ergaben aber dennoch nicht immer eine optimale Qualität der gebildeten mehrschichtigen Papierbahn.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zu schaffen, mit dem mehrschichtige Papier- oder Kartonbahnen von noch besserer Qualität mit möglichst geringem zusätzlichen Aufwand hergestellt werden können. Insbesondere sollen die Formation und die Abdeckwirkung der äußeren Schichten verbessert werden. Die Schichtenreinheit in der gebildeten Bahn soll möglichst hoch sein.

Diese Ziele werden durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 genannten Merkmale erreicht.

Die besondere Wirkung dieser Maßnahmen liegt darin, daß nur ein Teil der auch nach dem Austritt aus dem Stoffauflauf vorteilhafterweise getrennten Schichten des Strahles in einer bestimmten Richtung zwangsweise geführt ist, während ein anderer Teil die Möglichkeit hat, sich ohne eine starre Führung an eine solche starr geführte Schicht anzulegen. Dadurch gelingt es also, den aus dem Stoffauflauf austretenden Mehrschichtstrahl so zu führen, daß er einerseits bezüglich seiner Richtstrahlrichtung eindeutig definiert ist und andererseits ein sehr gleichmäßiges Zusammenströmen aller Schichten gewährleistet ist.

Stoffaufläufe, die geeignet sind, das erfindungsgemäße Verfahren auszuführen, werden in den entsprechenden Unteransprüchen beschrieben. Dabei wird in der Regel davon ausgegangen, daß die starre Führung einer Suspensionsschicht, z. B. durch eine starre Trennwand zwischen zwei benachbarten Schichten, möglich ist. Die weniger starr geführte Schicht wird dann, sofern sie eine der beiden Außenlagen der Bahn bildet durch eine weniger starre oder flexible Lamelle von der Nachbarschicht getrennt oder als Innenlage der Bahn mit zwei flexiblen Lamellen von beiden benachbarten Schichten.

Die Erfindung und ihre Vorteile werden erläutert anhand von Zeichnungen. Dabei zeigen:

Fig. 1 eine schematische Prinzip-Skizze zur Erläuterung des Verfahrens;

Fig. 2-6 verschiedene Ausführungsformen von Stoffaufläufen, schematisch in Seitenansicht, die zur Durchführung des Verfahrens geeignet sind;

Fig. 7 ein weiterer erfindungsgemäßer Stoffauflauf für einen Rundsiebformer;

Fig. 8 ein weiterer erfindungsgemäßer Stoffauflauf für eine Langsieb-Papiermaschine.

In Fig. 1 erkennt man schematisch einen Stoffauflauf 1 mit drei Suspensionsschichten A, B, C, welche sowohl innerhalb des Stoffauflaufes, im linken Teil der Figur, als auch noch in einem Überstand L außerhalb des Stoffauflaufes, im rechten Teil der Figur, voneinander getrennt sind. Als Trennelemente dienen hier, sehr allgemein dargestellt, die Trennwände 3 und 3′. Nach außen hin wird der Stoffauflauf durch zwei Außenwände 7 oben bzw. unten begrenzt. Die Trennwand 3′ verläuft sowohl innerhalb als auch mit dem Überstand L außerhalb des Stoffauflaufes und ist relativ starr ausgebildet. Die in der Figur darüber eingezeichnete Trennwand 3 ist in ihrem innerhalb des Stoffauflaufes liegenden Teil ebenfalls starr ausgebildet; im Bereich des Austrittsspaltes, also dort, wo die Suspensionsschichten A, B, C den Stoffauflauf verlassen, ist hier ein Gelenk 11 angedeutet, über das die Lamelle 5′ mit der Trennwand 3 verbunden ist. Die Folge dieser hier nur funktionell dargestellten Anordnung ist die, daß die Suspensionsschichten B und C auch nach dem Austritt aus dem Stoffauflauf durch die starre Trennwand 3 geführt werden, während die Suspensionsschicht A sich nach dem Austritt aus dem Stoffauflauf mehr oder weniger frei einstellen kann, was den Winkel ihrer Strömung senkrecht zur Strömungsebene betrifft.

Fig. 2 zeigt einen Dreischicht-Stoffauflauf an einem Doppelsieb-Gapformer in etwas detaillierterer Form, aber immer noch sehr schematisch. Man sieht, daß die Suspension durch drei Querstromverteiler 9 über je einen Turbulenzerzeuger 10 in die Düsenräume 2, 2′ geführt werden. In diesen Düsenräumen stehen sie in der Regel unter einem starken Überdruck, mit dessen Hilfe sie beim Austritt aus den Austrittsspalten 6, 6′ in an sich bekannter Weise beschleunigt werden. Die beiden Außenwände 7 enthalten je eine Blende 12 zur Korrektur des Austrittsspaltes. Wichtig für die Erfindung ist, daß die Düsenräume durch Trennwände 3 und 3′ voneinander abgeteilt sind. Dabei wird eine starre Trennwand 3′ über eine bestimmte Strecke aus dem Stoffauflauf durch die Austrittsspalte 6, 6′ herausgeführt, während die andere starre Trennwand 3 bereits im Bereich der Austrittsspalte endet und sich dort eine flexible Lamelle 5 anschließt. Die starren Trennwände 3, 3′ können mit Hilfe von Verstelleinrichtungen 8 winkelverstellbar sein.

Wie bereits erwähnt und in Fig. 3 dargestellt, kann anstelle einer flexiblen Lamelle auch eine starre Lamelle 5′ vorhanden sein, die über ein Gelenk 11 mit der starren Trennwand 3 verbunden ist. Ebenfalls erkennt man, daß das Gelenk, mit dessen Hilfe die Lamelle 5′ beweglich ist, hier außerhalb des Stoffauflaufes, aber im Bereich des Austrittsspaltes liegt.

Anders ist es bei dem in Fig. 4 gezeigten Stoffauflauf, bei dem der Übergang von starrer zur beweglichen Wand innerhalb des Stoffauflaufes gewählt ist. Ferner erkennt man, daß auch die starre Trennwand 3′ nicht zwangsläufig bis zu ihrem Ende starr sein muß, sondern auch eine Verlängerung mit einer flexiblen Lamelle 13 haben kann.

Diese gezeigten Stoffaufläufe zur Ausführung der Erfindung enthalten also sowohl ein Trenn- und Führungselement für die suspensionsschichten in Form einer starren Trennwand 3′ als auch ein Trenn- und Ausgleichselement, gebildet durch Kombination einer kürzeren starren Trennwand 3 mit einer flexiblen Lamelle 5 oder einer schwenkbaren Lamelle 5′. Das Trenn- und Ausgleichselement kann auch aus einem Stück bestehen, bei dem durch stark reduzierten Querschnitt des stromabwärtigen Teiles die größere Beweglichkeit entsteht.

Der Stoffauflauf, der in Fig. 5 gezeigt ist, enthält vier verschiedene abgeteilte Düsenräume 2 und 2′. In einem solchen Fall wird mit Vorteil eine der Trennwände auf ihrer ganzen Länge starr ausgeführt und zwei weitere mit beweglichen Enden versehen. Dadurch wird der Zweck bereits erreicht, daß der Strahl insgesamt eine starre Führung hat und dennoch benachbarte Strahlen sich aneinander angleichen können. In Fig. 5 ist die gesamthaft starre Wand 3′ in der Mitte und in Fig. 6 im oberen Teil des Stoffauflaufes.

Die Fig. 2 bis 6 zeigen jeweils einen Stoffauflauf, der einen Freistrahl bildet, wie er z. B. am Gap-Former benötigt wird. Die Erfindung ist aber auch bei einem Langsiebformer gemäß Fig. 8 oder Rundsiebformer gemäß Fig. 7 anwendbar. Auf die Unterschiede, die sich aus diesen geänderten Einsatzfällen für den Grundaufbau des Stoffauflaufes ergeben, braucht hier nicht näher eingegangen zu werden, da sie bekannt sind. Die Vorteile, die aus der Kombination eines starren Trenn- und Führungselementes mit einem Trenn- und Ausgleichselement herrühren, sind auch hier realisierbar.

Claims (15)

1. Verfahren zur Bildung eines mindestens dreischichtigen Suspensionsstrahles beim Austritt aus dem Stoffauflauf (1) einer Papier- oder Kartonmaschine, wobei die Suspensionsschichten (A, B, C) sowohl im Druckraum des Stoffauflaufes als auch noch mit einem Überstand (L) von mindestens 20 mm nach ihrem Austritt aus dem Stoffauflauf voneinander getrennt sind, dadurch gekennzeichnet, daß nach Austritt aus dem Stoffauflauf mindestens zwei Suspensionsschichten (B, C) bezüglich ihrer Strömungsrichtung wesentlich starrer geführt werden als wenigstens eine weitere Suspensionsschicht (A).

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bezüglich ihrer Strömungsrichtung nach Austritt aus dem Stoffauflauf mindestens zwei Suspensionsschichten (B, C) starr geführt werden und sich mindestens eine Suspensionsschicht (A) richtungsmäßig frei einstellen kann.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Oberstand (L) mindestens 80 mm beträgt.

4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, angewandt an einem Papiermaschinenformer mit einer initialen Formierwalze, dadurch gekennzeichnet, daß die der Formierwalze am nächsten liegende Schicht eine richtungsmäßig weniger starr geführte Suspensionsschicht (A) ist.

5. Stoffauflauf für eine Papier- oder Kartonmaschine zur Herstellung einer mehrschichtigen Papier- oder Kartonbahn gemäß Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche mit mindestens drei voneinander abgetrennten Räumen zur Führung der zur Papier- oder Kartonerzeugung verwendeten Faserstoffsuspension,

• 5.1 welche stromaufwärts je eine Zuführeinrichtung (9) und stromabwärts je einen Düsenraum (2, 2′) enthalten und
• 5.2 deren Düsenräume (2, 2′) ausflußseitig jeweils an einem sich über die Breite erstreckenden Austrittsspalt (6, 6′) enden und
• 5.3 deren Düsenräume von benachbarten Düsenräumen durch starre Trennwände (3, 3′) getrennt werden, von denen mindestens eine Trennwand (3′) als Trenn- und Führungselement dient und durch einen Austrittsspalt (6, 6′) in Strömungsrichtung mit einem Überstand (L) von mindestens 20 mm hindurchgeführt wird und
• 5.4 deren beide äußeren Düsenräume (2′) jeweils durch mindestens eine Außenwand (7) nach außen begrenzt werden,

dadurch gekennzeichnet,
daß mindestens eine zwischen zwei benachbarten Düsenräumen (2, 2′) vorhandene Trennwand (3) zu einem Trenn- und Ausgleichselement gehört, das an seinem stromaufwärtigen Teil starr ist und an seinem stromabwärtigen Ende auf eine Länge (L2) von mindestens 30 mm quer zur Strahlebene wesentlich leichter bewegbar ist als das Trenn- und Führungselement.

6. Stoffauflauf nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine andere starre Trennwand (3) in einem Abstand (L1), der gleich dem Überstand (L) mit einer Toleranz von +20 bis -20 mm ist, stromaufwärts vom Ende der hindurchgeführten starren Trennwand endet, wobei an diesem Ende der dadurch kürzeren, starren Trennwand (3) eine Trennlamelle (5, 5′) angebracht ist, deren Länge (L 2) in Strömungsrichtung mindestens 30 mm beträgt und die quer zur Strahlebene wesentlich leichter bewegbar ist als die Führungswand, so daß durch diese beiden Teile ein Trenn- und Ausgleichselement entsteht.

7. Stoffauflauf nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die die bewegliche Trennlamelle (5, 5′) aufweisende starre Trennwand (3) im Bereich des Austrittsspaltes (6, 6′) endet.

8. Stoffauflauf nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennlamelle (5′) durch ein Gelenk (11) mit einer starren Trennwand (3) verbunden ist.

9. Stoffauflauf nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die bewegliche Trennlamelle (5) biegeschlaff ausgeführt ist.

10. Stoffauflauf nach den Ansprüchen 5, 6, 7, 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Überstand (L) mindestens 80 mm beträgt.

11. Stoffauflauf nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der starren Trennwände (3, 3′) im Düsenraum winkelverstellbar sind.

12. Stoffauflauf nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die durch den Austrittsspalt (6, 6′) hindurchgeführte starre Trennwand (3′) winkelverstellbar ist.

13. Stoffauflauf nach einem der Ansprüche 5 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß sich die starren Trennwände (3, 3′) bezüglich ihres elastischen Widerstandes gegen eine Winkeländerung mindestens um den Faktor 1,3 unterscheiden.

14. Stoffauflauf nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß sich die starren Trennwände (3, 3′) bezüglich ihres elastischen Widerstandes gegen eine Winkeländerung mindestens um den Faktor 2 unterscheiden.