DE2061506B2 - Papiermaschine mit senkrechter Bahnbildungszone - Google Patents
Papiermaschine mit senkrechter BahnbildungszoneInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Papiermaschine zur Herstellung einer Papierbahn mit einer senkrechten
Bahnbildungszone nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 und geht damit aus von dem deutschen Patent
1950686. Solche Senkrecht-Papiermaschinen v-,
sind erst in den letzten Jahren entwickelt worden und sind wegen ihres kleinen Platzbedarfes und der möglichen
hohen Bahngeschwindigkeiten wirtschaftlich interessant. Sie lassen jedoch in mancher Hinsicht, wie
z. B. Arbeitsablauf und erreichte Papierqualität, μ manches zu wünschen übrig. Wenn z. B. die Bahngeschwindigkeit
erhöht wird, treten oft betriebstechnische Schwierigkeiten in Verbindung mit der Ablagerung
bestimmter Papierstofftypen auf, die eine höhere Verdünnung des Stoffbreies erfordern. Die auftretenden
Probleme beschränken sich nicht auf Schwierigkeiten in der Steuerung der Stofführung, die eine genügende
Entwässerung der sich bildenden Bahn bei einem Mindestmaß an Beeinträchtigung der inneren
Struktur der Bahn bewirken soll, die durch zu schnelle Entwässerung Schaden erleiden kann, sondern umfassen
auch Konstruktionsprobleme, die technische Angemessenheit von baulichen und/oder funktionellen
Teilen, vorzeitigen Verschleiß usw.
Die in dem deutschen Patent 1950686 beschriebene Senkrecht-Papiermaschine mit gemeinsamer
Umlenkung der beiden Siebbänder und der dazwischen eingebetteten Faserbahn im Anschluß an die
Bahhbildungszone sieht innerhalb der Bahnbildungszone Abstreifer an gegenüberliegenden Seiten vor, die
wegen ihres Kontaktes mit den Siebbändern einen Verschleiß verursachen sowie die Bahngeschwindigkeit
begrenzen. Eine Begrenzung der Bahngeschwindigkeit setzt aber auch der Fliehkraft-Entwässerung
im Bereich der Umlenkung im Anschluß an die Bahnbildungszone eine Grenze. Ferner sieht das ältere Patent
vor, die Siebbänder sogleich nach der gemeinsamen Umlenkung voneinander zu trennen. Dies
bedeutet, daß bis zum Abheben der beiden Siebbänder voneinander die Faserorientierung gefestigt und
die Entwässerung beendet sein muß, was nur möglich ist bei entsprechend lang ausgeführter Bahnbildungszone
und hoher Bahngeschwindigkeit zur Erzielung einer kräftigen Fliehkraft-Entwässerung, die wie gesagt
durch die Abstreifer zu beiden Seiten der Bahnbildungszone aber begienzt ist.
Ein weiteres Problem bei Senkrecht-Papiermaschinen mit geringem Platzbedarf ist der Zwang, die
schnelle Entwässerung ohne Beeinträchtigung der Faserorientierung durchzuführen. Auch in dieser Hinsicht
sind die Abstreifer im Bereich der Bahnbildungszone wegen des von ihnen ausgeübten Gegendruckes
nachteilig.
Der im Anspruch 1 angegebenen Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Senkrecht-Papiermaschine
mit geringem Platzbedarf zu schaffen, bei welcher der Papierbahn in einer ersten Entwässerungszone innerhalb der Bahnbildungszone ohne Gegendruck
gegen die Siebbänder und damit ohne Störung der Faserorientierung das Wasser derart vollständig
entzogen wird, daß der Druck der beiden Siebbänder bei der Umlenkung zur Fliehkraft-Entwässerung die
Faserorientierung nicht mehr stören kann. Diese Aufgabe wird für eine Papiermaschine der eingangs genannten
Gattung dadurch gelöst, daß
a) im Bereich zwischen den Brustwalzen und der Umlenkung die Siebbänder berührungsfrei verlaufen,
b) die Umlenkung mindestens 90° beträgt, und
c) die Siebbänder im Anschluß an die Umlenkung parallel zueinander geführt werden.
Hierdurch wird folgendes erreicht: Der berührungslose Verlauf der Siebbänder in der Bahnbildungszone
ermöglicht eine weitgehende Entwässerung ohne wesentlichen Druck von außen und allein
durch die Konvergenz der Siebbänder bis zur Umlenkung. Diese Entwässerung bringt auch keine Störung
der Faserorientierung mit sich, wie der berührungslose Verlauf der Siebbänder überhaupt erst den Weg zur
Erhöhung der Bahngeschwindigkeit eröffnet.
Die Umlenkung um mindestens 90° im Anschluß an die Bahnbildungszone erfolgt schon bei weitgehend
verfestigter Faserbahn und hat zur Folge, daß durch einen großen Umschlingungswinkel für die beiden
Siebbänder mit der eingebetteten Faserbahn eine kräftige Fliehkraft-Entwässerung erfolgt. Diese kräftige
Fliehkraft-Entwässerung vermag die gefestigte Faserorientierung nicht mehr zu beeinträchtigen.
Die Parallelführung der Siebbänder im Anschluß an die Umlenkung führt schließlich dazu, daß auf einer
gewissen Laufstrecke die Faserbahn noch zwischen den Siebbändern verbleibt und hier noch eine zusätzliche
Entwässerung durch Schwerkraft oder Saugkästen erfolgen kann.
Einige Varianten in der Ausbildung der Umlenkung sind in den Ansprüchen 2 bis 6 angegeben.
In der 2^eichnurig sind einige Ausführungsbeispiele
der Papiermaschine gemäß der Erfindung dargestellt, und zwar zeigt
Fig. 1 eine Papiermaschine mit offener Walze als Umlenkung, ϊ
Fig. 2 eine Papiermaschine mit stationärer Umlenkung, und
Fig. 3 eine Papiermaschine mit massiver Walze als Umlenkung.
In Fig. 1 ist ein Ausführungsbeispiel einer Papiermaschine 10 dargestellt. Man erkennt einen Stoffzuteilkasten
11, in den der Papierstoff in Form einer verdünnten wäßrigen Suspension von Fasern ständig
eingeleitet wird. Der Kasten 11 steht in Verbindung mit einer Stauvorrichtung 11a, die eine Einrichtung ι j
life zur Erhöhung der Vermischung von Fasern innerhalb der wäßrigen Suspension enthält, wodurch
auch die darin vorliegende Turbulenz beseitigt wird. Die Stauvorrichtung Hfl speist einen sich mit hoher
Geschwindigkeit in senkrechter Richtung bewegenden, banddünnen Papierstoffstrom in den sich senkrecht
erstreckenden Herstellungsspalt G ein.
Unterhalbdes Stoffzuteilers 11 sind zwei Brustwalzen 12 und 13 im Sinne der gekrümmten Pfeile drehbar
gelagert, und zwar in einer waagerechten Ebene, um den Stoffstrom entlang einer waagerechten Ebene
aufzunehmen. Der Abstand der Brustwalzen 12, 13 voneinander bestimmt die Gestalt des sich senkrecht
erstreckenden Spaltes G, der die Dicke des aus der Stauvorrichtung 11« austretenden Stoffstromes be- jo
stimmt. Die Brustwalzen 12, 13 sind mit Abstreifvorrichtungen 12a bzw. 13a versehen, die zur Säuberung
der Umfangsflächen der Walzen von anhaftenden Fremdkörpern dienen. Die Brustwalzen sind in Fig. 1
als massive Walzen dargestellt, jedoch ist es auch ;-,
möglich, sie als offene Walzen auszubilden.
Von den beiden Siebbändern Fl und Fl ist das Siebband Fl als erstes Siebband bezeichnet und über
die erste Brustwalze 12 herumgeführt. Dieses Siebband läuft dann über eine Mehrzahl von Siebführungen
weiter, nämlich über eine offene Umlenkwalze 14, eine stationäre Saugvorrichtung 15 und eine Vielzahl
von Führungswalzen 12c, die das wandernde Siebband Fl zurück zur ersten Brustwalze 12 leiten.
Das zweite Siebband F2 wird über die zweite Brust- 4-, walze 13 geführt, läuft gemeinsam mit dem ersten
Siebband Fl über die Umlenkwalze 14 sowie die Saugvorrichtung 1.5, um dann über eine Vielzahl von
Führungswalzen 13c zurück zur zweiten Brustwalze 13 geführt zu werden. Die in Abständen aufeinanderfolgenden
Führungswalzen 12c bzw. 13c können mit konventionellen Abstreifvorrichtungen 12dbzw. 13d
auf deren Ablaufflächen versehen werden, um anhaftende Fremdkörper abzuschaben. Zusätzlich werden
die Führungswalzen 12c, 13c mit Spannvorrichtungen Tl bzw. ΊΓ2 versehen, die innerhalb der Siebbänder
Fl, F2 eine gewünschte Zugspannung aufrechterhalten.
Die Brustwalzen 12, 13 sind im Verhältnis zur nachfolgenden Umlenkwalze 14 derart angeordnet, t>o
daß die Siebbändler Fl, F2 von dem anfänglichen
keilförmigen Spalt G aus zusammenlaufen und gemeinsam über die Umlenkwalze 14 geleitet sind. Der
Wasserentzug tritt in beträchtlichem Maße in dem mit Al bezeichneten Bereich zwischen Spalt G und Um- b5
lenkwalze auf, indem das Wasser durch die Siebbänder auf deren den Umfangsflächen der Brustwalzen
12, 13 nachgeordneten Bei eich austritt. Der Papierstoffstrom trifft die Umfangsfläche der Siebbänder
Fl, F2 im wesentlichen tangential, während diese über die Brustwalzen 12,13 geführt werden. Die Geschwindigkeit
des Stoffstromes wird im wesentlichen in hydraulischen Druck verwandelt, der mithilft, den
Papierstoff zu entwässern. Wie durch die Vielzahl der Pfeile im Bereich Al angegeben ist, werden auf den
unmittelbaren Ablaufseiten der Walzen 12, 13 wesentliche Mengen von Wasser aus dem Papierstoff
bzw. aus der sich bildenden Faserbahn W gezogen. In dieser anfänglichen Stufe der Siebbänder Fl, F2
wirken auf den Stoffstrom nur sehr kleine Drücke ein mit der Wirkung, daß die Fasern zwischen den wandernden
Siebbändern derart umfaßt sind, daß eine natürliche Schwerkraftentwässerung unter einer Verteilung
der verschieden langen Fasern innerhalb der sich neu bildenden Faserbahn eintritt. Eine solche Verteilung
der Fasern über den Querschnitt trägt ursächlich zur Entstehung einer hochqualifizierten Faserhahn
bei. Während die wandernden Siebbänder Fl, F2 weiterhin zusammenlaufen, werden sie über die Umfangsfläche
der Umlenkwalze 14 geleitet, die in Fig. 1 als offene Walze dargestellt ist. Es ist zu bemerken,
daß die innere Umfangsfläche des Siebbandes Fl im Bereich der Berührung bzw. der Umschlingung der
Umlenkwalze 14 frei ist von Gegenhaltevorrichtungen. Die »innere Umfangsfläche« eines Siebbandes
ist im folgenden auch mit »exponierter Fläche« bezeichnet, durch die der Abfluß von Wasser erfolgen
kann. Über die Umlenkwalze 14 wird somit eine sandwich-artige Einheit geleitet, wobei das zweite Siebband
F2 einen Teil der Umfangsfläche (mindestens 90°) der Umlenkwalze 14 unhüllt, der ausreicht, das
Wasser aus den exponierten freien Sieboberflächen des Siebbandes auszutreiben, wie durch die Pfeile Al
schematisch angedeutet. Diese Änderung der Laufrichtung der Bahn bringt nicht nur eine zusätzliche
Entwässerung mit sich, sondern erzeugt auch einen genügenden Druck auf die Fasern zwischen den wandernden
Siebbändern, der dieselben aneinanderbringt und zur Bildung einer einheitlichen, sich im wesentlichen
selbsttragenden Faserbahn W beiträgt.
Durch die Größe der Umschlingung, die im Ausführungsbeispiei
nach Fig. 1 ca. 90° beträgt, kann ein Einfluß auf den Grad des Wasserentzugs sowie auf
die Zeitdauer eines auf die Faserbahn ausgeübten Druckes ausgeübt werden. Indem in Fig 1 die Umlenkwalze
14 durch eine offene Walze dargestellt ist, erhält man den Vorteil, daß ein Wasserentzug auch
zur Walze hin erfolgt. Die rotierende Ausführung der Siebführung hat ferner den Vorteil, daß an der Siebbahn
F2 und der Führung selbst wenig Abnützung entsteht, zumal der Antrieb der Walze 14 im wesentlichen
durch die Siebband-Bewegung erfolgt.
Während die Siebband-Einheit über die Umlenkwalze 14 läuft und in einer waagerechten Richtung
weiterwandert, wobei die innere Umfangsfläche des Siebbandes Fl die stationäre Wasser-Entiugsstrecke
15 berührt, bleibt die innere bzw. exponierte Fläche des Siebbandes F2 frei von Berührung mit irgendwelchen
Gegenhaltevorrichtungen. Die Entwässerungsstrecke 15, die wie dargestellt aus einer Mehrzahl von
üblichen Saugkasten besteht, dient zum Entzug zusätzlicher Wassermengen aus der entstehenden Faserbahn
und zur Bildung der Faser-Wasser-Luft-Kontaktlinie entlang des Siebbandes Fl, wobei die
neugebildete Faserbahn am Siebband Fl haftet und sich vom Siebband F2 löst. An der Ablaufseite der
Entwässerungsstrecke 15 wird das Siebband Fl über die erwähnten Führungswalzen 13c geleitet und hebt
dabei von der Faserbahn W ab.
Das Siebband Fl trägt die neu gebildete Faserbahn
W in waagerechter Richtung weiter bis zur Berührung mit einem Übernahme-Filz PF, dereine Aufnahmewalze
26, an der ein Saugkasten 26a angebracht ist, die unter Unter-Atmosphärendruck gehalten ist und die in bekannter Weise die Faserbahn
W vom Siebband Fl zum Übernahme-Filz PF führt. Der Übernahme-Filz PF besteht aus einem feineren
Gewebe als die Siebbahn Fl und stellt dadurch eine dichtere Oberfläche der feuchten Faserbahn W
entgegen, wodurch diese auf den Übernahme-Filz PF übergeht. Der Übernahme-Filz trägt die Faserbahn
W aus der Siebpartie 10 aus zur weiteren Behandlung, z. B. einer ersten Preß-Station (nicht dargestellt).
Zweckmäßig bildet der Übernahme-Filz PF ein endloses Band, das - eine Mehrzahl von Schleifen
bildend - über eine Mehrzahl von Walzen läuft.
In der Nähe der Entwässerungszone /11, Al und
15 ist eine Auffangwanne 5 angeordnet, die das abgezogene Wasser auffängt und über eine Leitung SC
ableitet. Miteinander synchronisierte Antriebsvorrichtungen Ml und Ml dienen zum Antrieb der Siebbahnen
Fl, F2in Stoffstrom-Geschwindigkeiten. Wie dargestellt, sind die Antriebsvorrichtungen Ml, Ml
mit einigen Führungswalzen 12c bzw. 13c verbunden, jedoch können sie auch mit anderen Walzen verbunden
sein.
Zusammenfassend ist festzustellen, daß die Siebpartie 10 einer Papiermaschine nach Fig. 1 eine
höchst einfache Vorrichtung darstellt, die ein Minimum an Siebführungen benutzt, um einen Papierstoffstrom
zu entwässern und eine selbsttragende Faserbahn zu bilden. Wesentliche Wassermengen
werden durch Schwerkraft-Entwässerung entzogen, zusätzliche Wassermengen durch den Einsatz von
Zentrifugal- und Druckkräften. Gleii hzeitig entsteht
genügender Druck auf die sich bilde.ide Faserbahn, wobei die einzelnen Fasern sich miteinander verschlingen
und dadurch eine selbsttragende Faserbahn entsteht. Der erwähnte Druck entsteht im Bereich der
Umschlingung der Umlenkwalze 14 durch die Siebband-Einhcit. Da die Umlenkwalze 14 eine rotierende
Fläche darstellt, die sich mit der Siebgeschwindigkeit bewegt und jeden Reibkontakt sowie eine Abnutzung
verhindert, wird ein plötzlicher Druckanstieg vermieden, der die wandernde Faserbahn beschädigen und
die Qualität des erhaltenen Papiers beeinträchtigen könnte.
Die in Fig. 2 dargestellte Papiermaschine 20 ähnelt derjenigen nach Fig. 1 mit Ausnahme der Umlenkung
16, die an Stelle der Walze 14 tritt. Die Umlenkung
16 ist ortsfest ausgebildet und mit konvex gekrümmter Arbeitsfläche verschen, an der das Siebband F2 vorbeigleitel
und die der Siebband-Faserbahn-Einheit einen Richtungswechsel gegenüber der bisherigen
Laufrichtung aufzwingt, wobei das Siebband Fl gegen das Siebband Fl gedrängt wird und gleichzeitig die
Verbindung der einzelnen Fasern der Faserbahn untereinander gefördert wird. Die Umlenkung 116 ist mit
einer glatten, im wesentlichen reibungslosen, wasserundurchlässigen
Oberfläche versehen, die die Siebbänder über eine Krümmung forl von der bisherigen
Laufrichtung führt, und zwar mit einer Umfangsgeschwindigkeit, die genügt, um Wasser durch und weg
von der exponierten Seite des Siebbandes Fi zu treiben,
die frei von Berührung mit irgendwelchen Ge genhaltcvorrichtungen ist.
Die Umlenkung 16 hat eine hintere Arbeitskanti 16', die unter einem Winkel von mindestens 5° voi
r> der Siebrichtung divergiert, um an der Ablaufseitc de
Umlenkung 16 ein Pumpen zu verhindern. Das Pum pen würde auf der neugebildeten Faserbahn W uner
wünschte Markierungen, Streifenbildung usw. verur Sachen und ist somit zu vermeiden.
ίο Gegenüber der hinteren Arbeitskante 16' der Umlenkung
16 ist eine kontinuierlich entwässernde Streichleiste (Foil) 16« in englaufcnder Beziehung zi
der inneren Ümfangsfläche des Siebbandes Fl angeordnet. Diese Streichieiste ist mit einer Leitkante ver-
ir) sehen, die an ihrem Scheitel etwas gekrümmt ist um
zum Abführen des entlang der Rückseite des Siebe; Fl mitgeführten Wassers dient. Die Entwässerungs-Streichleiste
16a bezweckt nicht, die Siebbänder zu ir gendeiner Richtungsänderung zu zwingen, sonderr
dient lediglich dazu, die im Wasser enthaltener Fremdkörper abzulösen und in die Auffangwanne S
7M befördern.
Die Arbeitsfläche der Umlenkung 16 und dei Streichleiste 16« können mit einem harten, spiegel
ähnlich glatten Überzug gewisse Bereiche verseher werden, d. h. derjenigen Bereiche, die mit den wandernden
Siebbändern in Berührung kommen, wöbe die Zusammensetzung dieses Überzugs gebildet seir
kann aus Wolfram-Karbiden, Titan-Karbiden, einen"
ίο keramisch kristallinen feuerfesten Metalloxyd wie
Aluminium-Oxyd od. dgl., welche alle spiegelähnlicr poliert werden. Der keramische Überzug ergibt ar
dieser monolithischen Oberfläche eine Bedeckung dei Arbeitsfläche der Führungen 16 und 16« derart, daß
j-, ein Reiben auf der Arbeitsseite durch die Siebbahner
vermieden wird. Dieser Überzug kann ähnlich demjenigen ersteilt werden, der in der US-PS 3 250671 beschrieben
ist.
Die stationäre Umlenkung 16 nach Fig. 2 ermög-
w licht einen viel größeren Halbmesser der Krümmung
gegenüber einer rotierenden Walze, ohne deren Platz zu beanspruchen. Obwohl auf die Vorteile einer rotierenden
Walze verzichtet wird, wird durch einen rcibungsmindernden Überzug auf einer stationären Um-
4·-, lenkung 16 sehr wenig, wenn überhaupt ein senkrechter Druck auf die wandernden Siebbänder
FI, Ft ausgeübt. Die Vorrichtung 20 ist daher ebenso einfach in ihrer Bauart, wirtschaftlich im Unterhalt
und erzeugt trotzdem Papier hoher Qualität.
-,ο Fig. 3 zeigt die Siebpartie 40 einer Papiermaschine
zur Erzeugung einer äußerst kompakten Faserbahn durch Einstellung eines vergrößerten Umschlingungswinkels
im Bereich der Umlenkung der Fascrbahn-Siebbahn-Einheit um die massive Umlenkwalze 14a.
v, Die Umschlingung beträgt weniger als 180", aber mehr als 90°, und erzeugt zusätzlichen Druck auf die
Papierbahn, wodurch die einzelnen Fasern zu größerer Dichte und festerem Zusammenhai!, d. h. zur Bildung
einer höchst dichten Faserbahn miteinander ver-
(,0 bundcn werden. Wie bereits ausgeführt, wird entlang
der beiden Seiten der bahnbildenden Siebbänder Fl, F2 im Bereich Al eine Schwerkraft-Entwässerung
ermöglicht, wobei im Bereich des Richtungswechsels bei der Walze 14« eine zusätzliche Entwässerung cr-
(,■-, folgt, siehe die Pfeile Al. Der wesentliche Teil der
Entwässerung erfolgt jedoch in der Zone AX.
Durch die Erfindung wird eine einheitliche und verbesserte senkrechte Papiermaschine ceschaffun.
die eine Umlenkung zum schlagartigen Ablenken zweier Siebbiinder enthalt, zwischen denen die Faserbahn
eingebettet ist. Die Arbeitsgeschwindigkeit ist eine derartige, daß im Bereich der Siebführungen
Wasser von den freien Siebbandflächen ausgetrieben wird, wahrend die Fasern miteinander verwoben und
einheitlich zusammengefügt werden, so daß sich eine
selbsttragende Faserbahn ergibt. Die dargestellten Vorrichtungen sind relativ einfach in der Bauart und
wirtschaftlich im Unterhalt und benötigen ein Minimum an Siebführungen sowie an Bodenfläche, wobei
auch eine entsprechende Entwässerung erzielt wird, um ein Zerreißen der Faserbahn oder Papierbahn zu
verhindern.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (5)
1. Papiermaschine zur Herstellung einer Papierbahn in einer senkrechten Bahnbildungszone r>
zwischen zwei konvergierenden Siebbändern mit zwei horizontal gelagerten, einen Spalt bildenden
Brustwalzen, mit einem oberhalb der Brustwalzen angeordneten Stoffauflauf sowie einer unterhalb
der Bahnbildungszone angeordneten Umlenkung in für die beiden Siebbänder nebst der dazwischen
angeordneten Papierbahn, dadurch gekennzeichnet, daß
a) im Bereich zwischen den Brustwalzen (12, 13) und der Umlenkung (14, 16) die Sieb- li
bänder (Fl, Fl) berührungsfrei verlaufen,
b) die Umlenkung mindestens 90° beträgt,
c) die Siebbänder im Anschluß an die Umlenkung parallel zueinander geführt werden.
2. Papiermaschine nach Anspruch 1, dadurch >n gekennzeichnet, daß die Umlenkung als stationäre
und wasserdichte Einheit (16) ausgebildet ist und eine glatte, konvex gekrümmte Oberfläche
(Fig. 2) aufweist.
3. Papiermaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche der Einheit
mit einem Überzug aus einem keramischen Material versehen ist.
4. Papiermaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Umlenkung eine dreh- jo
bare Walze (14, 14a) ist (Fig. 1 und 3).
5. Papiermaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Walze (14) offen oder
massiv ist.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
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