Anwaltsakte: P 4902
J.M. Voith GmbH
Kennwort: "Impulsverschiebung"
Doppelsiebformer
Die Erfindung betrifft einen Doppelsiebformer zur Herstellung einer Faserstoffbahn, insbesondere Papier- oder Kartonbahn, aus
einer Faserstoffsuspension, im einzelnen mit den im Oberbegriff des Anspruches 1 angegebenen Merkmalen. Ausgangspunkt der
Erfindung ist also ein Doppelsiebformer mit einer unter der Bezeichnung "Duoformer D" bekanntgewordenen
Bahnbildungseinrichtung. Zum Stand der Technik wird hingewiesen auf die WO 91/02842 (Akte: P 4668) und auf die DE-OS 40 05 420
= US-PS 5,045,153 (Akte: P 4713).
Nachfolgend werden die wesentlichen Merkmale dieser bekannten Doppelsiebformer erläutert:
In der Doppelsiebzone ist in der einen Siebschlaufe eine Vielzahl von fest (aber einstellbar) abgestützten Leisten
vorgesehen, und zwar an der Unterseite eines nach oben entwässernden Saugkastens. Außerdem ist in der anderen
Siebschlaufe eine Vielzahl von nachgiebig abgestützten Leisten vorgesehen. Durch diese Nachgiebigkeit der zuletztgenannten
Leisten kann folgendes erreicht werden: Beispielsweise bei einer Erhöhung der zwischen den beiden Siebbändern zuströmenden
Suspensionsmenge können die nachgiebig abgestützten Leisten etwas ausweichen. Hierdurch wird die Gefahr beseitigt (die bei
alleiniger Verwendung von fest abgestützten Leisten besteht), daß sich in der Faserstoffsuspension vor den Leisten ein
Rückstau bildet. Ein solcher Rückstau könnte die bis hierhin an den beiden Siebbändern gebildeten Faserstoffschichten wieder
zerstören. Mit anderen Worten: Bei diesem bekannten Doppelsiebformer bleibt ein einmal eingestellter
Entwässerungsdruck dank der nachgiebig abgestützten Leisten konstant, auch bei einer Änderung der zugeführten
Suspensionsmenge oder bei einer Änderung des Entwässerungsverhaltens der Faserstoffsuspension. Es findet
also eine automatische Anpassung der Spaltweite zwischen den festen und nachgiebigen Leisten an die genannten geänderten
Verhältnisse statt.
Mit diesem bekannten Doppelsiebformer können auch Faserstoffbahnen mit relativ guter "Formation" (d.h. mit
gleichmäßiger Faserverteilung - oder mit anderen Worten: mit guter "Durchsicht") gebildet werden. Diesbezüglich sind jedoch
die Anforderungen in jüngster Zeit beträchtlich gestiegen, so daß weitere Verbesserungen wünschenswert sind.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, einen Doppelsiebformer der eingangs beschriebenen Art derart zu
gestalten, daß die Qualität der hergestellten Faserstoffbahn, insbesondere die Formation (Durchsicht) betreffend, weiter
verbessert wird.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst. Diese besagen mit anderen Worten folgendes: Im Anfangsbereich
des Teiles der Doppelsiebzone, in der sich die festen und nachgiebigen Leisten einander gegenüberstehen - oder
unmittelbar vor diesem Teil der Doppelsiebzone - ist eine geschlossene, also im wesentlichen wasserundurchlässige
Stützfläche vorgesehen, über die eines der beiden Siebbänder läuft. Somit wird im Bereich dieser Stützfläche dafür gesorgt,
daß die Entwässerung vorübergehend nur durch das gegenüberliegende Siebband hindurch erfolgt. Die normale
beidseitige Entwässerung wird also bewußt ein Stück weit in Bahnlaufrichtung verschoben. Durch diese Maßnahme wird in
überraschender Weise eine beträchtliche Verbesserung der Formation erzielt, wie Versuche ergeben haben.
Dieses günstige Ergebnis kann unabhängig von der Laufrichtung der Siebbänder durch die Doppelsiebzone erzielt werden, also
bei horizontaler oder geneigter oder vertikaler Sieblaufrichtung. Bei überwiegend horizontaler Laufrichtung der
Siebbänder durch die Doppelsiebzone sind die nachgiebig abgestützten Leisten im allgemeinen dem Untersieb zugeordnet.
In diesem Falle ist es vorteilhaft, die geschlossene Stützfläche ebenfalls dem Untersieb zuzuordnen, so daß die
Entwässerung im Bereich der geschlossenen Stützfläche überwiegend nur nach oben, also durch das Obersieb hindurch,
stattfindet.
Um die Gefahr zu beseitigen, daß (in Laufrichtung) vor der
geschlossenen Stützfläche in der Faserstoffsuspension (wie oben beschrieben) ein Rückstau entsteht, ist es vorteilhaft, die
geschlossene Stützfläche mittels nachgiebiger Elemente (Federn, Druckkissen od.dgl.) an das Untersieb anzudrücken. Die
Andrück-Kraft kann (wie bei den nachgiebigen Leisten) innerhalb gewisser Grenzen frei gewählt werden, beispielsweise durch
Ändern der Federkraft oder des Kissen-Druckes.
Der erfindungsgemäße Doppelsiebformer kann in bekannter Weise
eine überwiegend horizontal verlaufende Ein-Sieb-Vorentwässerungszone aufweisen. In diesem Falle kann
kurz vor dem Beginn der Doppelsiebzone ein Sekundär-Stoffauflauf vorgesehen werden. Mit dessen Hilfe kann
auf die vorentwässerte erste Faserschicht eine zweite Schicht aufgegeben werden. In der Regel haben die zwei Schichten
unterschiedliche Eigenschaften, beispielsweise verschiedene Farben. In diesem Falle erzielt man mit Hilfe der
erfindungsgemäßen geschlossenen Stützfläche einen zusätzlichen Vorteil: Man erreicht nämlich, daß die zweite
Suspensionsschicht nicht unmittelbar nach dem Aufgeben durch die schon vorentwässerte erste Schicht hindurch entwässert
wird. Vielmehr wird die zweite Suspensionsschicht zunächst nur
in Richtung nach oben entwässert. Hierdurch wird vermieden, daß ein Bestandteil der zweiten Suspensionsschicht, z.B. der
Farbstoff, rasch in die erste Schicht eindringt. Mit anderen Worten: Es wird erreicht, daß gewisse unterschiedliche
Eigenschaften der Schichten, z.B. unterschiedliche Farben, bis zur Fertigstellung der Papier- oder Kartonbahn unverändert
bleiben.
Verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der schematischen Zeichnungen beschrieben.
Jede der Figuren 1 bis 5 zeigt eines der verschiedenen Ausführungsbeispiele.
In der Fig. 1 laufen zwei Siebbänder 11 und 12 (mit der dazwischen befindlichen, teilweise noch flüssigen
Faserstoffsuspension) zwischen einem unteren Entwässerungskasten 17 und einem oberen Entwässerungskasten 18
hindurch. Der untere Entwässerungskasten hat an seinem Zulauf-Ende eine starre Leiste 8. Auf diese folgt mit
variierbarem Abstand eine geschlossene, also wasserundurchlässige Platte 9A, die für das untere Siebband 11
eine Stützfläche 9 bildet. Die Platte ist über Leisten 27A und Druckfedern 24A (deren Federkraft einstellbar ist) oder über
pneumatische Druckkissen auf einer starren, wasserdurchlässigen Platte 2 6 abgestützt. In Bahnlaufrichtung hinter der Platte 9A
folgen mehrere Leisten 27 (mit ungefähr rechteckigem Querschnitt), die von unten her nachgiebig an das Untersieb 11
angedrückt werden. Sie sind zu diesem Zweck beispielsweise über Druckfedern 24 (oder über pneumatische Druckkissen) auf der
starren wasserdurchlässigen Platte 26 abgestützt. Alternative: Die Leisten 27 ruhen auf einer flexiblen Platte, die durch
mehrere pneumatische Druckkissen abgestützt ist. Es versteht sich, daß die Kraft der Druckfedern 24 (oder der in den
Druckkissen herrschende Druck) bei jeder einzelnen Leiste 27 individuell einstellbar ist.
Der obere Entwässerungskasten 18 kann sowohl am vorderen als auch am hinteren Ende, wie schematisch mit Doppelpfeilen
dargestellt, an vertikal verschiebbaren Tragelementen aufgehängt sein. Er ist somit justierbar, falls erforderlich
auch während des Betriebes. An seiner Unterseite befindet sich eine Reihe von z.B. mindestens acht Leisten 28 mit vorzugsweise
parallelogrammförmigem Querschnitt, die an der Oberseite des Obersiebes 12 anliegen und fest mit dem Kasten 18 verbunden
sind. Oberhalb der Leisten 28 sind in dem Entwässerungskasten 18 eine vordere Unterdruckkammer 21 und eine hintere
Unterdruckkammer 22 vorgesehen. Vor dem oberen Entwässerungskasten 18 läuft das Obersieb 12 über eine
Siebleitwalze 14. In der Fig. 1 ist also angenommen, daß das Untersieb 11 zwischen einem nicht dargestellten Stoffauflauf
und dem Zusammentreffen mit dem Obersieb (an der Siebleitwalze
14) eine im wesentlichen horizontale
Ein-Sieb-Vorentwässerungsstrecke bildet (siehe Fig. 2).
Gemäß Fig. 1 ist als Beispiel folgendes vorgesehen: Im Bereich des oberen Entwässerungskastens 18 ist die Anzahl der starren
Leisten 28 größer (vorzugsweise ungefähr doppelt so groß) als die Anzahl der unteren, nachgiebig abgestützten Leisten 27. Am
oberen Entwässerungskasten betragen die Abstände zwischen zwei benachbarten Leisten 28 ungefähr das zwei- bis vierfache der
Leistendicke. Bei den unteren Leisten sind diese Abstände wesentlich größer. Innerhalb der Länge des oberen Kastens 18
liegt jede der unteren Leiste 27 gegenüber einer Lücke zwischen zwei oberen Leisten 28. Je zwei oder drei obere Leisten 28
liegen gegenüber einer Lücke zwischen zwei unteren Leisten (Abweichend von Fig. 1 können die oberen und unteren Leisten
auch ungefähr gleiche Abstände voneinander aufweisen, siehe Fig. 2-5).
Auf die Entwässerungskästen 17 und 18 folgt beispielsweise ein im Untersieb 11 angeordneter gekrümmter Saugkasten 23 oder ein
ähnlicher im Obersieb 12 angeordneter Saugkasten 23' in Form einer Verlängerung des Kastens 18.
Beim Betrieb des Doppelsiebformers findet in dem Bereich, wo die unteren und oberen Leisten 27, 28 einander gegenüberliegen,
eine intensive zweiseitige Entwässerung (nach unten und nach oben) statt, wobei jede der Leisten 27, 28 durch eine geringe
(kaum sichtbare) Umlenkung des betreffenden Siebbandes 11 oder 12 in dem noch flüssigen Teil des Faserstoffes einen
Druckimplus einleitet, der eine gleichmäßigere Faserverteilung bewirkt (z.B. etwa vorhandene Flocken zerteilt). Diese Wirkung
wird dadurch verstärkt, daß am Anfang der Doppelsiebzone die Entwässerung nach unten durch die Platte 9A vorübergehend
unterbrochen wird, so daß hier allein eine Entwässerung nach oben stattfindet. Folglich wird die Zone, in der die unteren
Leisten 27 die genannten Druckimpulse in den noch flüssigen Faserstoff einleiten, in Bahnlaufrichtung verschoben. Das
Ausmaß dieser Verschiebung kann variiert werden, indem man die Position der Platte 9A in Bahnlaufrichtung, oder
entgegengesetzt, verändert; siehe z.B. die mit 9' bezeichnete Position. Jedoch sollte in der Regel wenigstens die erste obere
Leiste 28 der Platte 9A gegenüberliegen.
Gemäß Fig. 2 läuft das Untersieb 11 an einem Stoffauflauf 10
über eine Brustwalze 13 und danach über Entwässerungselemente 16a, 16b und 16c. Das letzte dieser Entwässerungselemente ist
als gekrümmter Saugkasten 16c ausgebildet; von hier läuft das Untersieb 11 mit einer geringfügigen Neigung nach unten zum
unteren Entwässerungskasten 17. Dieser hat an seinem Zulauf-Ende einen wasserundurchlässigen Schuh 9B. Dessen
Oberfläche bildet also wiederum für das Untersieb 11 eine geschlossene Stützfläche 9. Oberhalb des gekrümmten Saugkastens
16 ist ein Sekundär-Stoffauflauf 10' angeordnet. Oberhalb des
Entwässerungskastens 17 ist wiederum ein Obersieb 12 angeordnet, das über Siebleitwalzen 14 und 19 sowie über starre
Leisten 28 eines ansonsten nicht dargestellten oberen Entwässerungskastens läuft. Die vordere Siebleitwalze 14
befindet sich in nur geringem Abstand von der geschlossenen Stützfläche 9. Hier beginnt die Doppelsiebzone; sie endet an
einem Trennsauger 23A. Die Doppelsiebzone verläuft zunächst mit schwacher Neigung nach unten und danach mit schwacher Neigung
nach oben zu dem genannten Trennsauger 23A. Die starren Leisten 28 sind diesem Verlauf der Doppelsiebzone angepaßt; das gleiche
gilt für die das Untersieb stützenden nachgiebigen Leisten 27. Der in Fig. 3 dargestellte Doppelsiebformer hat eine wiederum
im wesentlichen horizontal verlaufende, aber leicht nach oben gewölbte Doppelsiebzone; diese umfaßt drei hintereinander
angeordnete Abschnitte I, II und III. Die nur teilweise dargestellten endlosen Siebbänder (Untersieb 11 und Obersieb
12) laufen in unmittelbarer Nähe eines Stoffauflaufs 10 über je
eine Brustwalze 13 bzw. 14, so daß die beiden Siebbänder miteinander am Beginn der Doppelsiebzone einen keilförmigen
Einlaufspalt 15 bilden. Der vom Stoffauflauf 10 abgegebene
Stoffstrahl kommt mit den beiden Siebbändern 11 und 12 erst dort in Kontakt, wo das Untersieb 11 im ersten Abschnitt I der
Doppelsiebzone über einen stationären, gekrümmten Formierschuh 16 läuft. Dessen gekrümmte Lauffläche ist aus einigen Leisten
16' gebildet (mit dazwischen befindlichen Entwässerungsschlitzen) und aus einem daran anschließenden
Schuh 9C, der eine geschlossene wasserundurchlässige Stützfläche 9 bildet. Der Abstand zwischen den beiden
Brustwalzen 13 und 14 ist variierbar. Der Formierschuh 16 kann mit oder ohne Unterdruck betrieben werden.
Im zweiten Abschnitt II der Doppelsiebzone laufen die zwei Siebbänder 11 und 12 (mit der dazwischen befindlichen, teilweise
noch flüssigen Faserstoffsuspension) zwischen einem unteren Entwässerungskasten 17 und einem oberen Entwässerungskasten 18 hindurch. Im unteren Entwässerungskasten 17 befindet
sich mehrere Leisten 27 (mit ungefähr rechteckigem Querschnitt), die wie in Fig. 1 und 2 von unten her nachgiebig
an das Untersieb 11 angedrückt werden.
Der wie in Fig. 1 ausgebildete obere Entwässerungskasten 18 hat an seiner Unterseite mehrere starre Leisten 28. Im Bereich des
Formierschuhes 16 wird ein Teil des Wassers der Faserstoffsuspension nach unten abgeführt; ein anderer Teil
dringt - aufgrund der Spannung des Obersiebes 12 - durch das Obersieb hindurch nach oben und wird durch die vorderste der
Leisten 28 in die vordere Unterdruckkammer 21 umgelenkt. Das zwischen den oberen Leisten 28 nach oben dringende Wasser
gelangt in die hintere Unterdruckkammer 22. Das zwischen den unteren Leisten 27 durch das untere Sieb 11 dringende Wasser
wird nach unten abgeführt.
Im dritten Abschnitt III der Doppelsiebzone laufen beide Siebbänder
12 und 13 über einen weiteren gekrümmten Formierschuh 23, der (wie dargestellt) vorzugsweise in der unteren Siebschlaufe
11 angeordnet ist. Hinter diesem kann in der Schlaufe des Obersiebes 12 eine zusätzliche Leiste 29 mit Unterdruckkammer
3 0 vorgesehen sein. Außerdem können in der Schlaufe des Untersiebes Flachsauger 31 vorgesehen werden. Dort kann (wie mit
strichpunktierten Linien dargestellt) das Obersieb 12 mittels einer Leitwalze 19 vom Untersieb 11 und von der gebildeten Faserstoffbahn
getrennt werden. Untersieb und Faserstoffbahn laufen
sodann über eine Siebsaugwalze 20. Die Leitwalze 19 kann aber auch weiter hinten liegen, so daß das Obersieb 12 erst auf
der Siebsaugwalze 2 0 vom Untersieb 11 getrennt wird.
Der Abstand zwischen den beiden Sieben 11 und 12 ist übertrieben groß gezeichnet. Hierdurch soll verdeutlicht
werden, daß die beiden Siebe 11 und 12 auf einer relativ langen Strecke innerhalb der Doppelsiebzone zueinander konvergieren.
Dies verdeutlicht, daß der Vorgang der Bahnbildung am ersten Formierschuh 16 (im Abschnitt I) verhältnismäßig langsam
einsetzt und erst im Abschnitt III beendet wird. Dabei kann das Ende der Hauptentwässerungszone, in der die beiden Siebe
zueinander konvergieren, (und somit das Ende des Bahnbildungsvorganges) beispielsweise ungefähr in der Mitte der
Umschlingungszone des zweiten Formierschuhes 23 liegen, so wie
dies beispielhaft in Figur 3 gezeigt ist. Das Ende der Sieb-Konvergenz ist dort symbolisch durch den Punkt E
dargestellt; dort hat der Trockengehalt der Papierbahn ungefähr den Wert 8 % erreicht. Dieser Punkt kann aber auch z.B. auf
einem der Flachsauger 31 oder im Endbereich des Abschnittes II liegen.
Die in den Figuren 4 und 5 dargestellten Ausführungsbeispiele unterscheiden sich von den übrigen in erster Linie dadurch, daß
die Doppelsiebzone in Sieblaufrichtung im wesentlichen vertikal von unten nach oben ansteigt. Hierdurch vereinfacht sich das
Abführen des der Fasersuspension entzogenen Wassers; denn das Wasser kann weitgehend gleichmäßig nach beiden Seiten hin
abgeführt werden. Insbesondere im mittleren Abschnitt II der Doppelsiebzone werden keine Unterdruckkammern benötigt. Die
Formierschuhe 16, 23, insbesondere die im dritten Abschnitt III angeordneten, können bei Bedarf mit einer Saugeinrichtung
versehen werden.
Weitere Elemente des in Figur 4 dargestellten Doppelsiebformers sind eine Formier-Saugwalze 40 sowie mehrere
Wasserauffangbehälter 41, 42 und 43, ferner Leitbleche 44, die den feststehenden Leisten 28 zugeordnet sind, sowie eine
Wasserabführleiste 45. Die übrigen Elemente sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen wie die entsprechenden Elemente
der Figur 3. Das gleiche gilt für die Figur 5.
In Fig. 4 ist - ähnlich wie in Fig. 2 - am Zulauf-Ende des Entwässerungskastens 17, also vor den nachgiebigen Leisten 27,
ein Schuh 9D mit geschlossener Oberfläche vorgesehen. In Fig. 5 ist dagegen ein solcher Schuh 9E vor den starren Leisten 28
angeordnet.
Heidenheim, 16.12.91
0609k/DSh/Srö/71-79
Anwaltsakte: P 4902
J.M. Voith GmbH
Kennwort: "Impulsverschiebung"
Ansprüche
1. Doppelsiebformer zur Herstellung einer Faserstoffbahn,
insbesondere Papier- oder Kartonbahn, aus einer Faserstoffsuspension, mit den folgenden Merkmalen:
a) zwei Siebbänder (endlose Siebschlaufen 11 und 12)
bilden miteinander eine Doppelsiebzone;
b) in der Doppelsiebzone läuft das eine Siebband (12) über starre Leisten (28), die mit gegenseitigem Abstand an
einem Entwässerungskasten (18) angeordnet sind;
c) in der Doppelsiebzone läuft außerdem das andere Siebband (11) über einige Leisten (27), die gegenüber
den starren Leisten (28) liegen, mittels nachgiebiger Elemente (Federn 24, pneumatische Druckkissen od.dgl.)
abgestützt und mit einer wählbaren Kraft gegen das andere Siebband andrückbar sind;
d) dadurch gekennzeichnet, daß in einer der Siebschlaufen
(11 oder 12) in Laufrichtung vor den dort befindlichen Leisten (27 oder 28) eine geschlossene Sieb-Stützfläche
(9) vorgesehen ist.