DE2442925C3 - Bahnbildungszone einer Papiermaschine mit zwei Siebbändern - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Bahnbildungszoiie einer Papiermaschine, insbesondere zur Herstellung von Seidenpapier mit einem äußeren und einem inneren endlosen umlaiifciKleii wasserdurchlässigen Sicbband, die hinter der Sloffaufgabc nach einer anfänglichen Konvergenz in parallele Lage zueinander überführt sind, indem sie, die feuchte Papierbahn zwischen sich aufnehmend, entlang einer konvex gekrümmten Flüche geführt sind, üher deren Bereich die Entwässerung unter der Spannkraft des äußeren Sicbbandcs und der Fliehkraft erfolgt, und mit der gekrümmten Fläche nachgeordneten Umlcnkwalzcn für die Siebbänder, die derart angeordnet sind, daß das innere Siebband nebst der hierauf liegenden Papierbahn bei einem Trennpunkt von der gekrümmten Fläche abhebt, der in Laufrichtung der Siebbänder dem Trennpunkt nachgeordnet ist, bei dem tlas äußere Siebband von dem inneren Sicbband abhebt.

Die Erfindung geht damit aus von einer Hühnbildimgszoiic ίΐΓΐηίίβ der DE-OS 2 100964 abzw. der entsprechenden C Λ-1'S hHfi3()ft und befaßt sieh mit dem Problem, die Mitnahme der Papierbahn durch das innere Siebband sicherzustellen, was hei einer Bahnbildungszone gemäß der Gattung im Bereich des Abhebens der Siebbänder von der konvex gekrümmten Fläche innerhalb der Fliehkraft-Entwässerungszone und voneinander einigen muß. Wird wie bei einer Bahnbildungszone gemäß der Gattung die Faserstoffhahn nicht nur durch Fliehkraft, sondern auch nach innen entwässert, weil die beiden Siebbänder mit der zwischen ihnen eingebetteten Faserstoffbahn innerhalb der Bahnbildungszone üher eine Saugwalze laufen, ist ohnehin sichergestellt, daß die entwässerte Papierbahn dem inneren Siebband folgt, weil die Papierbahn durch den Saugzug der Saugwalze mit dem gewehten Siebband verbunden ist. Es spielt dann keine Rolle, wie groß der Divergenzwinkel ist, den die beiden voneinander und von der gekrümmten Walzcnoberfläche abhebenden Siebbänder bilden.

Bei der Herstellung von Leichtgewichtspapieren, wie beispielsweise Seidenpapier, ist jedoch eine Entwässerungder Faserstoffbahn nach innen durch Saugzug deshalb problematisch, weil hierdurch die Faserorientierung innerhalb der Fasersloffbahn gestört werden könnte. Wenn aber der Saugzug nach innen entfällt, d. h. ausschließlich über Fliehkraft entwässert wird, ist zu erwarten, -laß die entwässerte Papierbahn weniger der Tendenz unterliegt, verbunden mit dem inneren Siebband weiterzulaufen, vielmehr wird sie unter dem Einfluß der Fliehkraft und der Entwässerungsrichtungvon dem äußeren Siebband mitgenommen werden. Von hier aus hat sich die Erfindung die Aufgabe gestellt, sicherzustellen, daß beim Auseinanderlaufen der Siebbahnen die Papierbahn vollständig an dem inneren Siebband haften bleibt, d. h. weder aufgespalten oder aufgerissen noch durch die Zentrifugalkraft auf das äußere Sicbband geworfen wird. Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die Kombination folgender Merkmale gelöst:

a) Die beiden Trennpunktc, an denen die Siebbänder voneinander und von der konvex gekrümmten Fläche im Bereich der Flichkraft-Entwässerungszone abheben, sind unmittelbar hintereinander derart angeordnet, daß das äußere und das innere Siebband am Trennpunkt des inneren Siebbandes von der gekrümmten Fläche zwischen sich einen Winkel (r<) von nicht mehr als 5 Grad bilden,

b) die gekrümmte vlächc ist zumindest im Abhcbebercich der Siebbänder glatt und undurchlässig.

ι Durch diesen kleine Divcrgenzwinkel wird folgendes erreicht: Zwischen den beiden Siebbändern stellt sich insbesondere unter Berücksichtigung von hohen Arbeitsgeschwindigkeiten von annähernd 36 m/sec ein Vakuum ein, das nur von außen her aufgefüllt werden kann, da ja das innere Siebband im Bereich zwischen den beiden Trennpunkten an der undurchlässigen gekrümmten Fläche anliegt, es entsteht bei dem Auffüllen des Vakuums ein durch das Mußcrc Siebband gehender Luftstrom, der das an dem äußeren Sicbbänd haftende Wasser nach ihnen drückt, so daß das äußere Siebband von Fasern und Wasser befreit wird, womit die Papierbahn mit dem äußeren Sicbband nicht mehr in irgendeiner Weise verbunden ist. Darüber hinaus bildet sich in der Divergenzzone der beiden Siebbänder, in der das innere Siebband noch an der undurchlässigen gekrümmten Fläche anliegt, ein dynamischer Differcntialdruck aus, der quer zur Bahn wirkt und die Bahn entgegen der Fliehkraft an

das innere Siebband andrückt. Dieser Vorgang wird in der zur Verfügung stehenden Zeit durch die Kleinheit des Divergenzwinkels zwischen den Siebbändern von höchstens 5 Grad begünstigt. Die Bahn wird nicht zuletzt durch die Oberflächenspannung des Wassers an dem inneren Siebband festgehalten, das durch den Differentialdruck mit der Bahn von dem äußeren Siebband auf <fcs> innere Siebband gespült wird und die Maschen des gewebten inneren Siebbandes ausfüllt. Letztlich stellt sich die überraschende Wirkung ein, das die entwässerte Papierbahn entgegen der Fliehkraft am inneren Siebband »angeheftet« wird, was zu erreichen war.

Zum Stand der Technik ist noch auf die US-PS 3537955 bzw. die entsprechende DE-OS 1761934 hinzuweisen, in denen eine Vorrichtung zur Übergabe einer entwässerten Papierbahn von einem Langsieb auf ein Filzband beschrieben ist, wobei das Filzband über eine gekrümmte Gleitbahn geführt ist und nach dem Abheben von der gekrümmten Gleitbahn mit einer ebenen Fläche einen Divergenzwinkel von bis zu 5 Grad bildet. Hierdurch soll in dem sich vergrößernden Zwischenraum zwischen der ebenen undurchlässigen Fläche und der Filzbahn ein anhaltender Unterdruck erzeugt werden, um die Papierbahn von dem mitlaufenden und ebenfalls divergierenden Langsieb zu übernehmen und an der Filzbahn anzuheften, wodurch eingewisser Berührungspunkt mit der Erfindung darin besteht, daß über einen betont kleinen Divergenzwinkel ein Vakuum eingestellt wird, das nicht so rasch aufgefüllt wird. Die Anwendung eines derartigen kleinen Divcrgenzwinkels zwischen zwei Siebbändern im Sinne der Erfindung ist aber nicht durch diesen Stand der Technik nahegelegt, und zwar aus folgenden Gründen nicht:

Die Erfindung richtet sich auf das Ende einer Bahnbildungszonc mit zwei endlosen Siebbändern, die nach dem Überlauf über eine gekrümmte Fläche voneinander getrennt werden müssen und wobei ein Siebband, nämlich das innere Siebband, die Papierbahn weitertragcnsoll. Die Entgegenhaltungen beziehen sich demgegenüber auf die Übernahme der Papierbahn von eben diesem vorerwähnten inneren Siebband durch eine Filzbahn, den Aufnahmefilz. Hierdurch bedingt sind die Wirkungen des sich zwischen zwei auseinanderlaufenden Bahnen ausbildenden Vakuums unterschiedlich. Bei der Erfindung bewirkt das Vakuum einen Saugzug mit Luftstrom von außerhalb durch das abhebende äußere Siebband hindurch gegen die Papierbahn, wogegen es nach dem Stund der Technik der einzige Zweck des Unterdrukkes ist, die Papierbahn an der Filzbahn festzuhalten. Bei der Erfindung ist die Luftströmung von außen durch das äußere Siebband hindurch das primäre Mittel, um die Papierbahn gegen das andere, innere Siebband heranzuführen und zu halten, wogegen bei der Vorrichtung nach den Entgegenhaltungen zunächst die spontane Expansion des zuvor zusammengedrückten Filzes und die dadurch bewirkte Wasserrückströmung primär das Mittel sind, um die Papierbahn an dem Filz anhaften zu lassen; die anschließende Unterdruckausbildung soll nur dazu dienen, die Papierbahn an dem Filz festzuhalten. Somit erfüllt die Untcrdruckausbildung im Rahmen der Erfindung einen anderen Zweck.

In Weiterbildung der Erfindung wird die gekrümmte Fläche, über die die beiden endlosen Siebbänder in der Bahnbildungszone laufen, zweckmäßig durch den zylindrischen Mantel einer Walze dargestellt. Ferner ist es vorteilhaft, daß die der gekrümmten Fläche nachgeordnete Umlenkwalze zur Einstellung des Trennwinkels zwischen den beiden Siebbändern verstellbar ist.

Nachfolgend wird anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels die Erfindung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Seitenansicht einer Bahnbildungszone einer Papiermaschine.

Fig. 2 eine schematische vergrößerte Teilansieht eines Teils der Bahnbildungszone gemäß Fig. 1, und

Fig. 3 eine Darstellung ähnlich Fig. 2, lediglich zur besseren Darstellung des Trennwinkels r<, die an sich von der Größenordnung dieses Winkels her von der Erfindung nicht gedeckt ist.

Die gesamte BuhnbiUungsznnc besteht gemäß Fig. 1 aus zwei endlosen, umlaufenden Siebbändern 10 und 12, die derart über Walzen ,:. führt sind, daß ι sie im Bereich der Stoffaufga'tic eine Einschnürung 13 bilden. Hierauf folgt eine gekrümmte Bildungszone 14, die von der Oberfläche einer glatten zylindrischen Walze 15 dargestellt ist und über die die beiden Siebbänder laufen. Die Oberfläche der Walze ist glatt und . undurchlässig. Die Siebbänder üben eine senkrecht auf die zwischen ihnen eingebettete Faserstoffbahn gerichtete Kraft aus, um Wasser durch das äußere Siebband 10 zu drücken. Die Siebbänder 10 und 12 haben im wesentlichen die gleiche Maschengröße, ι die mit Rücksicht auf die Herstellung von Leichtgewichtspapicren, wie Seidenpapier oder Haiulluchkreppapier, gewählt ist. Die undurchlässige Walze 15 entspricht den Anforderungen einer sehr hohen Arbeitsgeschwindigkeit.

Das äußere Siebband 10 wird von den Walzen 16 bis 22 getragen, die sich innerhalb des Siebbandes befinden. Die Walze 18 ist einstellbar, um das Siebt !and auf eine vorbestimmte lineare Spannung zu bringen. Das innere Siebband 12 wird von den Walzen 23. 24 und λ5 getragen.

Wenn das Wasser aus der Faserstoffbahn IV gepreßt wird, die entlang der Bildungszone 14 gebildet wird, wird das Wasser nach außen gedrückt und von der Oberfläche des äußeren Siebbandes 10 abgespritzt, wo es von einem Behälter 33aufgefangen wird. Ein weiterer Behälter 33a befindet sich dort, wo das äußere Sieb von dem inneren Sieb getrennt wird. Zur Zuführung des Papierstoffes in die Einschnürung 13 ist ein Auflaufkasten 26 vorgesehen, dem der Stoff unter Druck zugeführt wird. Der Auflaufkasten hat, wie bekannt, eine spitz zulaufende Auflaufkammer 26c, die von konvergierenden Wänden 27 und 28 gebildet ist. Die Wand 28 ist drehbar gelagert und einstellbar, so daß die Oröße der AuflaufkasUroöffnung 29, aus der der Stoffstrahl 30 austritt, gesteuert werden kann. Die bewegliche Wand des Auflaufkastens ist im Gelenk 28a drehbar gelagert und wird von einer Antriebsvorrk litung 28b hinsichtlich ihrer Schwenklage gesteuert. Der Auflaufkasten 26 sitzt auf einer Drehachse 26a, um die er als Ganzes durch eine Stellvorrichtung 26/) geschwenkt werden kann, um den Stoffstrahl 30 in gewünschter Weise in die Einschnürung 13 einzugeben.

Wie bekannt hat d«;r Auflaufkasten 26 zu Beginn der konischen Auflaufkammer 26c eine gelochte Trennwand 32, an der eine Serie von biegsamen Trennwänden 31 befestigt sind, die sich mit ihren freien Enden gegenüber dem Stoffstrom selbst ein-

stellen können. Hierdurch wird im Bereich des Stoffaustrittes ein niedriger Turbulcnzgrad und eine gleichmäßige Faserverteilung innerhalb des Stoffstromes erreicht.

Am Ende der Bildungszone 14 werden die Siebbiinder 10 und 12 nacheinander von der Walze IS getrennt bzw. abgehoben, wobei die Papierbahn W dem inneren Siebband 12 folgt. Das äußere Siebband 10 hebt von dem inneren Siebband 12 an dem Trennpunkt 34 ab, wie Fig. I und 2 zeigen. Die Bahn W wird schließlich von dem inneren Siebband 12 mittels eines Abnahmefilzes 36 abgehoben, der von einer Abnahmefilzwalze 37 mit der Papierbahn in Kontakt gebracht wird.

Die Erfindung kann am besten anhand von Fig. 2 und 3 erläutert werden. Hier erkennt man, daß die beiden Siebbänder 10 und 12 die glatte Walze 15 mit dem Radius r teilweise nmsrhlingcn, wobei am Ende der Bahnbildungszone an einem Trennpunkt 34 das äußere Siebband 10 von dem inneren Siebband 12 bzw. der Papierbahn abhebt und das innere Siebband 12 an dem Trennpunkt 35 von der Walzenoberfläche abhebt. Beide Trennpunkte 34 und 35 sind unmittelbar hintereinander angeordnet, wobei die beiden Siebbänder im letzten Trennpunkt 35 zwischen sich einen Winkel α von höchstens 5 Grad bilden. Dieser Winkel ist in Fig. 3 verdeutlicht und beträgt hier mehr als 5 Grad, womit gesagt sein soll, daß Fig. 3 nicht in Übereinstimmung der Erfindung steht, sondern lediglich den Trenn- und Divergenzwinkel ο deutlicher darstellen soll, als dies in Fig. 2 möglich wäre. Dementsprechend ist die Strecke D zwischen A und B, die die dichte Aufeinanderfolge der beiden Trennpunkte 34 und 34 repräsentiert, in Fig. 2 der Erfindung entsprechend und in Fig. 3 nicht.

Der relativ kleine Winkel von höchstens 5 Grad, den die beiden Siebbänder im zweiten Trennpunkt 35 zwischen sich bilden, bewirkt einen Unterdruck in dem Zwischenraum zwischen den Bändern, der im Bereich D desxhalb nur von außen auszufüllen ist, weil die Walze 15 eine undurchlässige Oberfläche hat. in Jen! Bei eich Li findet eine Luftströmung von außerhalb durch das äußere Siebband 10 hindurch statt, mit der Wirkung, daß die Bahn gegen das innere Siebband 12 gedrückt wird. Da von der Bildungszone 14 her die Maschen des inneren Siebbandes 12 ohnehin mit Wasser angefüllt sind, sorgt die Oberflächenspannung schon für eine Fixierung der Bahn an dem inneren Siebband 12. Im Verein mit dem Saugzug von außen in Folge der Auffüllung des Vakuums bewirkt diese Oberflächenspannung, daß die Bahn entgegen der Fliehkraft nicht dem äußeren Siebband 10, sondern dem inneren Siebband 12 folgt.

Unterstützt wird diese Wirkungsweise dadurch, daß nach dem zweiten Trennpunkt 35, an dem das innere Siebband 12 von der Walzenoberfläche abhebt, ebenfalls ein Vakuum unter dem unteren Siebband entsteht. Hierdurch wird die Bahn auf dem Siebband 12 gehalten, wie auch das in den Maschen des Siebbandes mitgeführte Wasser nach unten abgezogen wird, wie in Fig. 2 durch Pfeile angedeutet ist. Dieses noch an rjpr oh**rf!ärhp der Walze \S anhaftende Wasser ^vird in einem Behälter 15a aufgefangen.

Die Bildungszone 14 ist so lang, daß die Faserstoffbahn im Scheitelpunkt der Walze 15 entwässert ist. Die Wassermenge, die während der Bahnbildung aus der Faserstoffbahn abgezogen wird, ist eine Funktion der Größe des Radius τ der Walze 15 und der linearen Spannung des äußeren Siebbandes 10. Wie Fig. I zeigt, ist die Umlenkwalze 16 für das äußere Siebband 10 derarti-'nstellbar, daß man den Winkel α zwischen den Siebbändern wahlweise einstellen kann. Hierzu ist die Walze 16 auf einem drehbar gelagerten Arm 16a im Gelenk 166 gehaltert, dessen Stellung mit Hilfe einer schematisch gezeigten Antriebsvorrichtung 16c verändert werden kann.

Der Lufteinbruch durch das äußere Sieb 10 hindurch aufgrund des sich zwischen den Sieben im Bereich D einstellenden Vakuums hat auch zur Folge, daß das Siebband 10 gesäubert wird. Diese Säuberung wird durch die innere Luftverdichtung erhöht, die dazu beiträgt, jedes vorhandene Wasser vorwärtszudrücken, um eine Verdichtung an der Trennstelle 35 zu erzeugen. Zur Säuberung des äußeren Siebbandes gehört, daß die Maschen von anhaftenden Fasern betreit werden, bbenso wird das innere Siebband 12 durch das Abheben von der Walzenoberfläche im Trennpunkt 35 gesäubert.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Bahnbildungszone einer Papiermaschine, insbesondere zur Herstellung von Seidenpapier, mit einem äußeren und einem inneren endlosen umlaufenden wasserdurchlässigen Siebband, die hinter der Stoffaufgabe nach einer anfänglichen Konvergenz in parallele Lage zueinander überführt sind, indem sie, die feuchte Papierbahn zwischen sich aufnehmend, entlang einer konvex gekrümmten Fläche geführt sind, über deren Bereich die Entwässerung unter der Spannkraft des äußeren Siebbandes und der Fliehkraft erfolgt, und mit der gekrümmten Fläche nachgeordneten Umlenkwalzen für die Siebbänder, die derart angeordnet sind, daß das innere Siebband nebst der hierauf liegenden Papierbahn bei einem Treiinpunkt von <1<~ΐ gekrümmten Fläche abhebt, der in Laufrichtung der Siebbänder den- Trennpunkt nachgeordnet ist, bei dem das äußere Siebband von dem inneren Siebband abhebt, gekennzeichnet durch die Kombination folgender Merkmale:

a) die beiden Trennpunkte (34,35) sind unmittelbar hintereinander derart angeordnet, daß das äußere (10) und das innere Siebband (12) am Treniipunkt (35) des inneren Siebbandes (12) von der gekrümmten Fläche zwischen sich einen Winkel («) von nicht mehr als 5° bilden,

b) die gekrümmte Flache (Ij) ist zumindest im Abhebebereich deruiebbänder glatt und undurchlässig.

2. Bahnbildungszone nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die gekrümmte Räche der zylindrische Mantel einer Walze (15) ist.

3. Bahnbildungszone nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die der gekrümmten Fläche (15) nachgeordncte Umlenkwalze (16) zur Einstellung des Trennwinkels («) zwischen den beiden Siebbändern (10, 12) verstellbar ist.