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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung einer mehrlagigen Faserstoffbahn, mit einer Siebpartie zur Bildung der mehrlagigen Faserstoffbahn, einer Pressenpartie zur weiteren Entwässerung der mehrlagigen Faserstoffbahn und einer Trockenpartie zur Trocknung der mehrlagigen Faserstoffbahn, wobei die Siebpartie ein erstes luftdurchlässiges Formierband, das zur Bildung einer ersten Lage der mehrlagigen Faserstoffbahn eingerichtet ist, umfasst und das die gebildete mehrlagige Faserstoffbahn zu einer Abnahmestelle mit einer Abnahmevorrichtung führt, wobei die Abnahmevorrichtung ein Abnahmesaugelement und ein dieses umschlingendes weiteres Band umfasst und die mehrlagige Faserstoffbahn durch die Abnahmevorrichtung an der Abnahmestelle vom ersten luftdurchlässigen Formierband abgenommen wird und die Pressenpartie mindestens drei Pressnips umfasst, wobei die zwei letzten Pressnips durch ein drittes Presselement und ein zweites Presselement und einem gemeinsamen Gegenelement mit glatter Oberfläche zur Glättung der mit dem ersten luftdurchlässigen Formierband in direktem Kontakt stehenden Seite der ersten Lage der mehrlagigen Faserstoffbahn, gebildet sind und der erste Pressnip durch das zweite Presselement des zweiten Pressnips und einem ersten Presselement gebildet ist.
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Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Herstellung einer mehrlagigen Faserstoffbahn.
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Vorrichtungen dieser Art sind aus dem Stand der Technik bekannt. Das Dokument
DE102014210879 A1 beschreibt eine Papiermaschine und ein Verfahren zur Herstellung von Verpackungspapieren. Eine mehrlagige Verpackungspapierbahn, bestehend aus einer Deckelage, einer Schonschicht und einer Rückenlage, wird in einer Siebpartie mit zwei Formiereinheiten hergestellt und in einer Pressenpartie, bestehend aus einer Kompaktpresse mit
3 Pressnips, weiter entwässert und anschließend einer Trockenpartie und weiteren Prozessschritten zugeführt. In der Siebpartie wird die Rückenlage auf die Deckelage aufgegautscht und durch die Deckelage hindurch entwässert. Dies führt zu einer Vergrauung der üblicherweise hellen Deckelage.
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Das Dokument
DE 11 2009002741T5 offenbart ebenfalls eine Maschine zur Herstellung einer mehrlagigen Kartonbahn, beispielsweise einen White Top Liner mit einer Deckelage und einer Rückenlage. Die einzelnen Lagen werden in der Siebpartie gebildet, miteinander verbunden, entwässert und mit einem Pressfilzband in die Pressenpartie, welche als Kompaktpresse mit drei Pressnips ausgeführt sein kann, überführt.
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Eine weitere Maschine zur Herstellung von Karton mit wenigstens zwei Lagen ist in dem Dokument
DE 60027739 T2 beschrieben. Die Siebpartie besteht aus zwei Formiereinheiten zur Herstellung einer Deckelage und einer Rückenlage mit anschließender Vergautschung zu einer Kartonbahn. Diese wird anschließend durch ein Pressband in die Pressenpartie überführt und weiter entwässert. Diese besteht aus einer Kompaktpresse mit drei Pressnips. Anschließend folgt eine Trockenpartie und weitere Prozessabschnitte. In der Siebpartie wird die Rückenlage auf die Deckelage aufgegautscht und durch die Deckelage hindurch entwässert. Dies führt, wie schon ausgeführt, zu einer Vergrauung der üblicherweise hellen Deckelage.
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Die bekannten Vorrichtungen weisen entweder den Nachteil der Vergrauung der hochwertigen hellen Deckelage auf, was zu einer Wertminderung führt, oder die Papiermaschinenkonfigurationen sind sehr komplex und teuer aufgebaut. In der
DE 60027739 T2 ist in einer Ausführungsform der (
3) die Deckelage in der Siebpartie oben angeordnet, um eine Entwässerung der Rückenlage durch die Deckelage zu vermeiden. Dies erfordert jedoch eine aufwändige Pressenpartiekonfiguration in Form einer invertierten Kompaktpresse mit schlechter Runnability oder eine zusätzliche vierte Presse zur Glättung der Oberfläche der Deckelage.
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Die Aufgabe der Erfindung ist es daher eine Vorrichtung zur Herstellung einer mehrlagigen Faserstoffbahn, beispielsweise eines White Top Liners oder White Top Test Liners, vorzuschlagen, die einerseits eine gute Runnability der Faserstoffbahn in der Papiermaschine gewährleistet und andererseits der Qualitätsbeeinträchtigung, wie beispielsweise durch Vergrauung und geringe Glätte der höherwertigen Lage der mehrlagigen Faserstoffbahn, beispielsweise der hellen Deckelage, entgegenwirkt.
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Die Aufgabe wird durch Merkmale des Anspruches 1 gelöst. Es wird eine Vorrichtung zur Herstellung einer mehrlagigen Faserstoffbahn für eine Papiermaschine, mit einer Siebpartie zur Bildung der mehrlagigen Faserstoffbahn, mit einer Pressenpartie zur weiteren Entwässerung der mehrlagigen Faserstoffbahn und mit einer Trockenpartie zur Trocknung der mehrlagigen Faserstoffbahn vorgeschlagen, wobei die Siebpartie ein erstes luftdurchlässiges Formierband, das zur Bildung einer ersten Lage der mehrlagigen Faserstoffbahn eingerichtet ist, umfasst und das die gebildete mehrlagige Faserstoffbahn zu einer Abnahmestelle mit einer Abnahmevorrichtung führt, wobei die Abnahmevorrichtung ein Abnahmesaugelement und ein dieses umschlingendes weiteres Band umfasst und die mehrlagige Faserstoffbahn durch die Abnahmevorrichtung an der Abnahmestelle vom ersten luftdurchlässigen Formierband abgenommen wird und die Pressenpartie mindestens drei Pressnips umfasst, wobei die zwei letzten Pressnips durch ein drittes Presselement und ein zweites Presselement und einem gemeinsamen Gegenelement mit glatter Oberfläche zur Glättung der mit dem ersten luftdurchlässigen Formierband in direktem Kontakt stehenden Seite der ersten Lage der mehrlagigen Faserstoffbahn, gebildet sind und der erste Pressnip durch das zweite Presselement des zweiten Pressnips und einem ersten Presselement gebildet ist.
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Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der erste Pressnip doppelt befilzt ist und einen Oberfilz und einen Unterfilz aufweist und dass das weitere Band als ein luftdurchlässiges Transferband ausgeführt ist und sich unter Ausbildung einer Transferzone von der Abnahmestelle bis zu einer Übergabestelle der Faserstoffbahn an den Unterfilz des ersten Pressnips erstreckt.
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Diese Vorrichtung hat den Vorteil, dass die auf dem ersten Formierband gebildete erste Lage der mehrlagigen Faserstoffbahn in Kombination mit einer einfachen Pressenkonfiguration entwässert und die auf der dem ersten Formierband zugewandten Seite in der Presse geglättet wird. Durch den doppelt befilzten ersten Pressnip wird die Entwässerungskapazität der Pressenpartie erhöht. Diese Anordnung eignet sich vorteilhafterweise für die Herstellung von White Top Liner oder für White Top Test Liner. Diese Kartonsorten und Verpackungspapiersorten umfassen eine höherwertige, hellere Deckelage und eine dunklere, üblicherweise braune Rückenlage. Zwischen diesen Lagen können, je nach Kartonsorte, noch weitere Lagen vorgesehen sein. Als Zwischenlagen sind beispielsweise eine Schonschicht und eine Einlage üblich. Die vorliegende Erfindung ist also besonders vorteilhaft auf für die Herstellung von White Top Liner oder für White Top Test Liner anwendbar, wobei die erste Lage durch die Deckelage gebildet wird.
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In einer weiteren praktischen Ausgestaltung ist in der durch das Transferband gebildeten Schlaufe ein Transfersaugelement, vorzugsweise ein Saugkasten, mit mindestens einer Saugzone im Bereich der Transferzone angeordnet. Durch die mindestens eine Saugzone wird die mehrlagige Faserstoffbahn weiter entwässert, wobei die Entwässerungsrichtung nun in entgegengesetzter Richtung zur Entwässerungsrichtung auf dem ersten Formierband verläuft. Diese Art der weiteren Entwässerung ermöglicht die Entwässerung auf dem ersten Formierband zu reduzieren, beispielsweise durch geringere Entwässerungsdrücke, ohne den Trockengehalt der mehrlagigen Faserstoffbahn am Eintritt in die Pressenpartie zu vermindern. Einer Vergrauung der ersten Lage wird somit entgegengewirkt. Durch diese Verlagerung der Entwässerung in die Transferzone nimmt auch die Markierung der zu glättenden Seite der ersten Lage der mehrlagigen Faserstoffbahn durch das Formierband ab. Eine Verbesserung der Glätte der ersten Lage wird dadurch erreicht.
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Vorteilhafterweise weist das Transfersaugelement mindestens zwei, vorzugsweise mindestens drei, Saugzonen in Herstellungsrichtung auf. Dadurch lässt sich der Entwässerungsverlauf anpassen.
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In einem praktischen Fall ist der Unterdruck in der mindestens einen Saugzone auf einen Wert von mehr als 20 kPa, insbesondere mehr als 30kPa, vorzugsweise mehr als 40kPa, einstellbar.
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In einer weiteren Ausführungsmöglichkeit weist das Transfersaugelement mindestens zwei Saugzonen in Herstellungsrichtung auf und wobei der Unterdruck in den Saugzonen in Herstellungsrichtung ansteigend einstellbar ist.
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Ferner ist es vorteilhaft, wenn das Transfersaugelement einen dem Transferband zugewandten wasserdurchlässigen Keramikbelag aufweist.
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Vorzugsweise umfasst der Keramikbelag Leisten und Schlitze und wobei die Breite der Schlitze in Herstellungsrichtung vorzugsweise größer als 10 mm ist. Die zwischen den Leisten liegenden Schlitze erstrecken sich über die gesamte Breite des Transfersaugelements. Allerdings ist es auch möglich, dass die Schlitze quer zur Herstellungsrichtung durch Stege unterbrochen sind.
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In einer möglichen Ausgestaltung ist der Keramikbelag zumindest teilweise perforiert ausgeführt.
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Ferner kann der Keramikbelag auch eine Kombination aus Leisten und Schlitzen und Perforationen umfassen. Die Perforationen können als Bohrungen ausgeführt sein.
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Die relative offene Fläche des Keramikbelags liegt vorzugsweise bei Werten von größer als 50%.
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In einer praktischen Ausführung ist das Abnahmesaugelement als Saugwalze oder als Rohrsauger oder als Flachsauger ausgebildet. Insbesondere bei Geschwindigkeiten der Papiermaschine von größer als 700 m/min ist eine Saugwalze besonders geeignet.
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Das Abnahmesaugelement ist vorzugsweise mit einem Unterdruck von mehr als 20kPa, insbesondere mehr als 30kPa, vorzugsweise mehr als 40kPa, betreibbar.
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In einem möglichen praktischen Fall wird das Abnahmesaugelement als Saugwalze mit zwei in Herstellungsrichtung hintereinander angeordneten Saugzonen ausgeführt. Die erste Saugzone ist als Abnahmesaugzone und die zweite Saugzone ist als Haltezone derart ausgeführt, dass Unterdrücke von mehr als 20kPa, insbesondere mehr als 30kPa angelegt werden können. Besonders vorteilhaft ist, wenn das Abnahmesaugelement so ausgeführt ist, dass der Unterdruck der zweiten Saugzone, also der Haltezone, höher als der Unterdruck der ersten Saugzone, also der Abnahmezone, ist. Das Abnahmesaugelement unterscheidet sich somit von bekannten Abnahmesaugelementen, bei denen der Unterdruck der zweiten Saugzone, also der Haltezone, kleiner als der Unterdruck der ersten Saugzone, also der Abnahmezone, ist. Nach der Haltezone folgt das Transfersaugelement, wobei die mehrlagige Faserstoffbahn durch den Unterdruck der mindestens einen Saugzone des Transfersaugelements am Transferband gehalten wird.
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In einer weiteren Ausgestaltungsvariante ist das Abnahmesaugelement als Saugwalze ausgebildet und der Saugwalze ist eine Rinne funktional zugeordnet, die vorzugsweise in das Saugelement des Transfersaugelements integriert ist. Die Rinne nimmt dabei das von der Saugwalze abgeschleuderte Wasser auf. Das Wasser wird seitlich quer zur Herstellungsrichtung, vorzugsweise zusammen mit dem Wasser der mindestens einen Saugzone des Transfersaugelements, abgeführt.
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In einer vorteilhaften Ausführung ist die Luftdurchlässigkeit des Transferbandes größer, insbesondere mindestens doppelt so groß, als die Luftdurchlässigkeit des ersten Formierbandes. Dadurch wird ein hoher Trockengehalt der mehrlagigen Faserstoffbahn erreicht und gleichzeitig die Entwässerung stabilisiert.
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Vor der Abnahmestelle ist vorzugsweise eine Dampfblasvorrichtung zur direkten Beaufschlagung der mehrlagigen Faserstoffbahn mit Dampf angeordnet. Die Dampfblasvorrichtung erstreckt sich über die gesamte Breite der Faserstoffbahn.
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In einem praktischen Fall ist im Bereich der Transferzone eine Dampfblasvorrichtung zur direkten Beaufschlagung der mehrlagigen Faserstoffbahn mit Dampf angeordnet. Die Dampfblasvorrichtung erstreckt sich über die gesamte Breite der Faserstoffbahn.
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Vorteilhafterweise ist das Formierband als Siebgewebe oder als luftdurchlässige Membran ausgeführt. Beispielsweise ist das Formierband als ein gewobenes Formiersieb ausgeführt oder als perforierte luftdurchlässige Membran.
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Das Transferband kann als Siebgewebe oder als luftdurchlässige Membran oder als Spiralsieb ausgeführt sein. Beispielsweise ist das Transferband als ein gewobenes Formiersieb oder als perforierte luftdurchlässige Membran ausgeführt.
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Dem Unterfilz kann zwischen der Übergabestelle und dem ersten Pressnip auf der der Faserstoffbahn abgewandten Seite ein Bahnlaufstabilisator zur Stabilisierung des Bahnlaufes zugeordnet sein.
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In einer praktischen vorteilhaften Ausführung ist das Transferband frei von einem Pressnip. Unter Pressnip ist hier beispielsweise ein durch zwei Walzen gebildeter Pressnip zu verstehen. Dadurch, dass das Transferband zusammen mit der mehrlagigen Faserstoffbahn nicht durch einen Pressnip geführt ist, wird eine Markierung oder Strukturierung der zu glättenden Seite vermieden.
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In einer beispielhaften Ausführung umfasst die Siebpartie mindestens eine erste Formiereinheit mit dem ersten Formierband zur Bildung der ersten Lage der mehrlagigen Faserstoffbahn und mindestens eine zweite Formiereinheit zur Bildung einer zweiten Lage der mehrlagigen Faserstoffbahn und eine Vergautschungszone. Die Formiereinheiten sind so zueinander angeordnet und ausgebildet, dass die zweite Lage der mehrlagigen Faserstoffbahn auf die die erste Lage der mehrlagigen Faserstoffbahn in der Vergautschungszone zur Ausbildung der mehrlagigen Faserstoffbahn vergautscht wird.
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Vorzugsweise findet im Bereich von der Vergautschungszone bis zur Abnahmestelle der Faserstoffbahn im Wesentlichen keine Entwässerung mehr statt. Dieser Bereich ist vorzugsweise frei von Entwässerungselementen zur Entwässerung der Faserstoffbahn in Richtung des ersten Formierbandes.
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Optional können in diesem Bereich besaugte Vorrichtungen auf der der Faserstoffbahn gegenüberliegenden Seite des ersten Formierbandes lediglich zur Stabilisierung des Bahnlaufes vorgesehen sein.
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Vorteilhafterweise kann die mehrlagige Faserstoffbahn weiß gedeckte Liner, insbesondere White Top Testliner mit einer Deckelage und einer Rückenlage umfassen, und die Siebpartie so eingerichtet sein, dass die Deckelage die erste Lage der mehrlagigen Faserstoffbahn bildet.
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Die Siebpartie kann zusätzlich Formiereinheiten zur Bildung weiterer Lagen, wie beispielsweise einer Schonschicht oder einer Einlage aufweisen.
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Es ist auch möglich, mindestens eine weitere Lage durch einen mehrschichtigen Stoffauflauf in Kombination mit der Formiereinheit für die Deckelage oder mit der Formiereinheit für die Rückenlage zu bilden. Der mehrschichtige Stoffauflauf bringt dabei zwei Schichten bestehend aus unterschiedlichen Faserstoffsuspensionen auf das entsprechende Formierband auf.
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In einer praktischen Ausführung ist das gemeinsame Gegenelement des zweiten und des dritten Pressnips als Walze mit glatter Oberfläche zur Glättung der Unterseite der ersten Lage der Faserstoffbahn, ausgeführt.
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In einer möglichen Ausführung ist das gemeinsame Gegenelement des zweiten und des dritten Pressnips als Walze mit einem diese umschlingenden, vorzugsweise luftundurchlässigen Glättband mit glatter Oberfläche, zur Glättung der Unterseite der ersten Lage der Faserstoffbahn, ausgeführt.
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Der Verlauf des luftdurchlässigen Transferbandes kann vorzugsweise so gewählt sein, dass die Richtung der Transferzone, das heißt die Laufrichtung des Transferbandes im Bereich der Transferzone, im Wesentlichen zwischen einer gedachten horizontalen Linie, das heißt der Herstellungsrichtung, und einer gedachten vertikalen Linie liegt. Es ist auch denkbar die Richtung der Transferzone so zu wählen, dass die Laufrichtung des Transferbandes im Bereich der Transferzone eine Richtungskomponente entgegen der Herstellungsrichtung aufweist.
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Vorzugsweise verläuft das Transferband in der Transferzone nach dem Abnahmesaugelement unter einem Winkel zwischen 0° bis 120°, insbesondere zwischen 20° bis 120° zur Herstellungsrichtung geneigt. Das heißt die Transferzone ist unter einem Winkel von 0° bis 120° ausgerichtet.
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Besonders vorteilhaft ist eine mögliche Ausrichtung der Transferzone in einem Winkelbereich zwischen 40° bis 90°. Dadurch wird die Abfuhr des, durch die in der Transferzone statt findenden Entwässerung der mehrlagigen Faserstoffbahn, anfallenden Siebwassers verbessert und erleichtert. Das entwässerte Siebwasser ist durch seine kinetische Energie abführbar. Je nach Ausrichtung der Transferzone ist keine Vakuumunterstützung für das Abführen notwendig. Insbesondere für Neigungswinkel zwischen 20° und 90° kann das Siebwasser aus den separaten Transfersaugelementen ohne den Einsatz zusätzlicher Energie abfließen.
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Vorteilhaft ist eine mögliche Ausrichtung der Transferzone in einem Winkelbereich zwischen 80° bis 120°, insbesondere zwischen 90° und 120°. Dadurch wird die Abfuhr des, durch die in der Transferzone statt findenden Entwässerung der mehrlagigen Faserstoffbahn, anfallenden Siebwassers verbessert und erleichtert. Das entwässerte Siebwasser ist durch seine kinetische Energie und durch die Wirkung der Schwerkraft abführbar. Eine Vakuumunterstützung für das Abführen ist auch in diesem Falle nicht notwendig.
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Durch die geneigte Anordnung der Transferzone zur Herstellungsrichtung kann einer möglichen unkontrollierten Rückbefeuchtung der mehrschichtigen Faserstoffbahn entgegengewirkt werden.
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In einer möglichen Ausführungsform kann das Transfersaugelement durch mehrere separate Transfersaugelemente, die beispielsweise jeweils als Saugkasten ausgeführt sein können, gebildet. Beispielsweise können zwei bis vier Saugkästen im Bereich der Transferzone hintereinander angeordnet sein. Die zum Transferband weisenden Seiten der separaten Transfersaugelemente können mit einem offenen, wasserdurchlässigen Keramikbelag versehen sein. Die separaten Transfersaugelemente können zur Steigerung der Entwässerung jeweils besaugt sein, wobei der jeweilige Unterdruck in den separaten Transfersaugelementen einstellbar, vorzugsweise unabhängig voneinander einstellbar ist.
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In einer bevorzugten praktischen Ausführung weisen die mehreren separaten Transfersaugelemente jeweils eine Sammelrinne zur Sammlung und Abfuhr des Siebwassers auf. Die Sammelrinne erstreckt sich dabei quer zur Herstellungsrichtung und kann ein oder mehrere Anschlüsse zum Abführen des Siebwassers aufweisen.
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In einem praktischen Fall ist der Unterdruck in mindestens einem der mehreren separaten Transfersaugelemente auf einen Wert von mehr als 20 kPa, insbesondere mehr als 30kPa, vorzugsweise mehr als 40kPa, einstellbar.
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In einer weiteren Ausführungsmöglichkeit ist der Unterdruck in den mehreren separaten Transfersaugelementen in Laufrichtung des Transferbandes ansteigend einstellbar.
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Insbesondere für eine zur Horizontalen geneigten Transferzone kann es vorteilhaft sein, die Abnahmestelle und damit auch die Übergabestelle tiefer anzuordnen. Dadurch wird die Bauhöhe der nachfolgenden Pressenpartie reduziert oder einer Vergrößerung der Bauhöhe der Presse als Folge einer zur Horizontalen geneigten Transferzone entgegengewirkt.
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Vorzugsweise liegt die Abnahmestelle auf einer unterhalb der durch das erste Formierband gebildeten Schlaufe liegenden horizontalen Ebene.
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Die Aufgabe wird auch durch die Merkmale des Anspruches 23 gelöst.
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Es wird ein Verfahren zur Herstellung einer mehrlagigen Faserstoffbahn vorgeschlagen, welche in einer Siebpartie gebildet, in einer Pressenpartie weiter entwässert und in einer Trockenpartie getrocknet wird, wobei in der Siebpartie eine erste Lage der mehrlagigen Faserstoffbahn auf einem ersten luftdurchlässigen Formierband gebildet wird und die gebildete mehrlagige Faserstoffbahn durch das erste luftdurchlässige Formierband zu einer Abnahmestelle mit einer Abnahmevorrichtung geführt wird, wobei die Abnahmevorrichtung ein Abnahmesaugelement und ein dieses umschlingendes weiteres Band umfasst und die mehrlagige Faserstoffbahn durch die Abnahmevorrichtung an der Abnahmestelle vom ersten luftdurchlässigen Formierband durch das weitere Band abgenommen wird und zur Pressenpartie mit mindestens drei Pressnips geführt wird, wobei die zwei letzten Pressnips durch ein drittes Presselement und ein zweites Presselement und einem gemeinsamen Gegenelement mit glatter Oberfläche gebildet werden und wobei die mit dem ersten luftdurchlässigen Formierband in direktem Kontakt stehenden Seite der ersten Lage der mehrlagigen Faserstoffbahn mit dem gemeinsamen Gegenelement in direkten Kontakt gebracht und geglättet wird und wobei der erste Pressnip durch das zweite Presselement des zweiten Pressnips und einem ersten Presselement gebildet ist. Erfindungsgemäß zeichnet sich das Verfahren dadurch aus, dass der erste Pressnip doppelt befilzt ist und einen Oberfilz und einen Unterfilz aufweist und dass das weitere Band als ein luftdurchlässiges Transferband ausgeführt ist und dass die mehrlagige Faserstoffbahn an einer Übergabestelle vom Transferband an den Unterfilz des ersten Pressnips übergeben wird.
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Die Erfindung erstreckt sich ausdrücklich auch auf solche Ausführungsformen, welche nicht durch Merkmalskombinationen aus expliziten Rückbezügen der Ansprüche gegeben sind, womit die offenbarten Merkmale der Erfindung - soweit dies technisch sinnvoll ist - beliebig miteinander kombiniert sein können.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnungen.
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Es zeigen
- 1 eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einem Transferband zwischen der Siebpartie und der Pressenpartie vereinfachter Darstellung;
- 2 eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einer beispielhaften Siebpartieausführung vereinfachter Darstellung;
- 2a eine Variante der Pressenpartie der erfindungsgemäßen Vorrichtung in vereinfachter Darstellung;
- 3 eine zweite Variante einer Siebpartieausführung der erfindungsgemäßen Vorrichtung vereinfachter Darstellung;
- 3a ; eine dritte Variante einer Siebpartieausführung der erfindungsgemäßen Vorrichtung vereinfachter Darstellung;
- 3b eine weitere Variante einer Siebpartieausführung der erfindungsgemäßen Vorrichtung vereinfachter Darstellung;
- 4 einen Ausschnitt mit einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einem vertikalen Verlauf der Transferzone in vereinfachter Darstellung;
- 5 einen Ausschnitt mit einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einer tiefergelegten Abnahmestelle in vereinfachter Darstellung;
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In 1 ist eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 zur Herstellung einer mehrlagigen Faserstoffbahn 2 für eine Papiermaschine, mit einer Siebpartie 3 zur Bildung der mehrlagigen Faserstoffbahn 2, mit einer Pressenpartie 11 zur weiteren Entwässerung der mehrlagigen Faserstoffbahn 2 und mit einer Trockenpartie 37 zur Trocknung der mehrlagigen Faserstoffbahn 2 dargestellt. Zwischen der Siebpartie 3 und der Pressenpartie 11 ist ein luftdurchlässiges Transferband 10 zur Führung der mehrlagigen Faserstoffbahn 2 von der Siebpartie 3 zur Pressenpartie 11 angeordnet. Die Transferzone 22 ist dabei im Wesentlichen horizontal ausgerichtet. Das heißt der Verlauf des Transferbandes 10 im Bereich der Transferzone 22 nach dem Abnahmesaugelement 9 ist horizontal ausgeführt. Die Siebpartie 3 weist ein erstes luftdurchlässiges Formierband 4 auf, das zur Bildung einer ersten Lage der mehrlagigen Faserstoffbahn 2 eingerichtet ist. Mittels einer Abnahmevorrichtung 8, welche durch das Transferband 10 und einem Abnahmesaugelement 9 gebildet ist, wird die mehrlagige Faserstoffbahn 2, das heißt die erste Lage mit einer mindestens einen weiteren Lage, vom ersten Formierband 4 an einer Abnahmestelle 7 abgenommen und dabei auf das Transferband 10 übertragen (bekannt als „pick-up“-Stelle). Vor der Abnahmestelle 7 ist das erste Formierband 4 über eine Siebumlenkwalze 34 geführt. Das Transferband 10 umschlingt dabei das Abnahmesaugelement 9, das in diesem Beispiel als Saugwalze 9 ausgeführt ist, wobei der angelegte Unterdruck größer als 20kPa ist. Das erste Formierband 4 läuft nach der Abnahmestelle 7 über eine Umlenkwalze 35 und über Leitwalzen 39 wieder zurück. Die Leitwalzen 39 sind auf einer zick-zack-förmigen, um eine im Wesentlichen horizontal ausgerichteten Linie angeordnet, so dass das erste Formierband im Wesentlichen horizontal zurückgeführt wird. Das luftdurchlässige Transferband 10 erstreckt sich unter Ausbildung einer Transferzone 22 von der Abnahmestelle 7 bis zu einer Übergabestelle 23, an der die Faserstoffbahn 2 an den Unterfilz 21 des ersten Pressnips 12 übergeben wird. Im Bereich der Abnahmestelle 7 und der Übergabestelle 23 ist die mehrlagige Faserstoffbahn 2 immer gestützt. Diese Transferstellen sind also ohne freien Bahnzug ausgeführt. Innerhalb der durch das Transferband 10 gebildeten Schlaufe ist in diesem Beispiel ein Saugkasten 24 als Transfersaugelement 24 eingesetzt. Der Saugkasten 24 hat drei Saugzonen 25, 26, 27 und ist im Bereich der Transferzone 22 angeordnet. Der Unterdruck in den Saugzonen beträgt mehr als 20kPa. Die Unterdruckversorgung und/oder der Saugkasten 24 sind derart ausgebildet, dass der Unterdruck ansteigend von Saugzone zu Saugzone einstellbar ist. So kann die erste Saugzone 25 einen Unterdruck von mehr als 20kPa, die zweite Saugzone 26 einen Unterdruck von mehr als 30kPa und die dritte Saugzone 27 einen Unterdruck von mehr als 40kPa aufweisen. Durch die Saugzonen wird die mehrlagige Faserstoffbahn weiter entwässert, wobei die Entwässerungsrichtung nun in entgegengesetzter Richtung zur Entwässerungsrichtung auf dem ersten Formierband 4 verläuft. Dies ermöglicht die Entwässerung auf dem ersten Formierband 4 zu reduzieren, beispielsweise durch geringere Entwässerungsdrücke, ohne den Trockengehalt der mehrlagigen Faserstoffbahn 2 am Eintritt in die Pressenpartie zu vermindern. Einer Vergrauung der ersten Lage wird somit entgegengewirkt. Durch diese Verlagerung der Entwässerung in die Transferzone 22 nimmt auch die Markierung durch das erste Formierband 4 der zu glättenden Seite der ersten Lage 2a der mehrlagigen Faserstoffbahn 2 ab. Eine Verbesserung der Glätte der ersten Lage 2a wird dadurch erreicht. Am Transfersaugelement 24 ist, in Herstellungsrichtung gesehen, vor der ersten Saugzone 25 eine der Saugwalze 9 zugeordnete Rinne 28 zur Abführung des abgeschleuderten Siebwassers angeordnet und vorzugsweise im Transfersaugelement integriert. Das Transfersaugelement 24 weist einen dem Transferband 10 zugewandten wasserdurchlässigen Keramikbelag auf. Der Keramikbelag ist mit Leisten und mit dazwischenliegenden Schlitzen mit einer Schlitzweite von 12 mm ausgeführt.
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Die Pressenpartie 11 besteht aus drei Pressnips 12, 13, 14, wobei die zwei letzten Pressnips 13, 14 durch ein drittes Presselement 17 und ein zweites Presselement 16 und einem gemeinsamen Gegenelement 18 mit glatter Oberfläche zur Glättung der mit dem ersten luftdurchlässigen Formierband 4 in direktem Kontakt stehenden Seite der ersten Lage 2a der mehrlagigen Faserstoffbahn 2, gebildet sind und der erste Pressnip 12 durch das zweite Presselement 16 des zweiten Pressnips 13 und einem ersten Presselement 15 gebildet ist. Das dritte Presselement 17 des dritten Pressnips 14 ist als Schuhwalze zur Ausbildung eines verlängerten Pressnips ausgeführt. Es ist jedoch auch denkbar, an dieser Stelle einen Pressnip der durch zwei Presswalzen gebildet ist, vorzusehen. Das gemeinsame Gegenelement 18 ist als Walze mit einem glatten Bezug oder einer glatten Beschichtung ausgeführt. Der erste Pressnip 12 ist doppelt befilzt und weist einen Oberfilz 20 und einen Unterfilz 21 auf. Das zweite Presselement 16 ist als Saugpresswalze ausgeführt und begünstigt sowohl die Entwässerung der mehrlagigen Faserstoffbahn 2, als auch deren Runnability, das heißt das Laufverhalten der Faserstoffbahn 2. Nach Durchlaufen der drei Pressnips 12, 13, 14 gelangt die Faserstoffbahn 2 über einen freien Zug zum Trockensieb der Trockenpartie 37. Zumindest die erste Trockengruppe der Trockenpartie 37 ist als einreihige Trockenpartie ausgeführt. In der 1 ist lediglich der erste Trockenzylinder und die nachfolgende Saugwalze dargestellt. Am Gegenelement 18 ist ein Schaber 33 zur Sauberhaltung der glatten Oberfläche vorgesehen.
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In Herstellungsrichtung 38 gesehen, ist vor der Abnahmestelle 7 eine Saugumlenkwalze 34 zur Umlenkung des ersten Formierbandes 4 angeordnet. Zur Verbesserung Entwässerbarkeit der mehrlagigen Faserstoffbahn 2 ist vor der Saugumlenkwalze 34 eine Dampfblasvorrichtung 29 vorgesehen. Ebenso kann im Bereich der Transferzone 22 eine Dampfblasvorrichtung 30 installiert sein. Zur Verbesserung der Lauffähigkeit der mehrlagigen Faserstoffbahn 2 ist im Bereich des Unterfilzes 21 vor dem ersten Pressnip12 in der durch den Unterfilz 21 gebildeten Schlaufe ein Bahnstabilisator 31 vorgesehen. Im Bereich des ersten Formierbandes 4, im Bereich der Transferzone 22 und nach dem ersten Pressnip 14 können Randschneidvorrichtungen 32 zum beidseitigen Beschneiden der mehrlagigen Faserstoffbahn 2 vorgesehen sein. Die abgetrennten Randstreifen werden somit nach der Abnahmestelle 7 vom ersten Formierband 4 und/oder im Bereich des Gegenelements 18 von der restlichen Faserstoffbahn 2 weggeführt und abgeführt. Der Abnahmestelle 7 nachgeordnet ist innerhalb der durch die des ersten Formierbandes 4 gebildeten Schlaufe eine Umlenkwalze 35 vorgesehen, welche zum Öffnen und Schließen des Spaltes zwischen dem Transferband 10 und dem ersten Formierband 4 verschwenkbar ausgeführt ist. Somit ist es möglich die Abnahmestelle 7 beispielsweise in einer Bahnabrisssituation zu öffnen und zu schließen.
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In der 2 ist eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einer beispielhaften Siebpartieausführung in vereinfachter Darstellung gezeigt. Das erste Formierband 4 ist als Langsieb ausgeführt und bildet die erste Formiereinheit 3a, auf der die erste Lage 2a der mehrlagigen Faserstoffbahn 2 gebildet wird. Dem ersten Formierband 4 ist ein Stoffauflauf 36 zur Aufbringung einer Faserstoffsuspension zugeordnet. Diese wird mit Hilfe von an sich bekannten Entwässerungselementen durch das erste Formierband hindurch entwässert und somit die erste Lage 2a gebildet. Diese Siebpartie 3 weist eine oberhalb der ersten Formiereinheit 3a angeordneten zweite Formiereinheit 3b auf, welche eine zweite Lage 2b der mehrlagigen Faserstoffbahn 2 bildet. Die zweite Lage 2b der mehrlagigen Faserstoffbahn 2 wird mit Hilfe einer Gautschwalze 6 in einer Vergautschungszone 5 auf die erste Lage 2a aufgegautscht und somit die mehrlagige Faserstoffbahn 2 gebildet. Im Falle einer zweilagigen Faserstoffbahn 2 wird die zweite Lage direkt auf die erste Lage aufgegautscht. Für den Fall einer drei- oder vierlagigen Faserstoffbahn mit einer oder zwei Zwischenlagen, wird die zweite Lage auf eine der Zwischenschichten aufgegautscht. Drei- oder vierlagige Faserstoffbahnen können durch zusätzliche Formiereinheiten und/oder durch Mehrschichtstoffaufläufe in Kombination mit der beschriebenen Siebpartie erzeugt werden. Die zweite Formiereinheit 3b ist als Doppelsiebformer ausgebildet. Die von einem Stoffauflauf 36 ausgegebene Faserstoffsuspension wird zwischen zwei Formierbändern zur Bildung der zweiten Lage 2b entwässert. Bezüglich der Beschreibung der weiteren, mit Bezugszeichen versehenen, Elemente wird auf die Beschreibung der 1 verwiesen. Einander entsprechende Elemente sind mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
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In der 2a ist eine Variante der Pressenpartie der erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß den 1 und 2 dargestellt. Das gemeinsame Gegenelement 18 des zweiten und des dritten Pressnips 13, 14 ist als Walze mit einem diese umschlingenden, vorzugsweise luftundurchlässigen Glättband 19 mit glatter Oberfläche, zur Glättung der Unterseite der ersten Lage 2a der Faserstoffbahn 2, ausgeführt. Die mehrlagige Faserstoffbahn 2 wird vom Trockensieb der nachfolgenden Trockenpartie direkt vom Glättband 19 ohne freien Zug abgenommen.
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In den 3, 3a und 3b sind weitere Varianten einer Siebpartieausführung der erfindungsgemäßen Vorrichtung in vereinfachter Darstellung gezeigt. In der 3 ist oberhalb der durch das erste Formierband 4 gebildeten ersten Formiereinheit 3a eine zweite Formiereinheit 3b angeordnet. Diese ist ebenfalls als Langsieb ausgeführt. Zusätzlich ist dem Langsieb ein weiteres Formiersieb zur beidseitigen Entwässerung der zweiten Lage 2b zugeordnet. Die 3a unterscheidet sich von der in der 3 dargestellten Siebpartie 3 durch eine abschnittsweise zweiseitige Entwässerung der ersten Lage 2a vor der Vergautschungszone 5. Dem ersten Formierband 4 ist ein Obersieb zur Entwässerung der Faserstoffbahn nach oben zugeordnet. Die erste Formiereinheit 3a ist somit als Hybridformer ausgeführt. In der in 3b dargestellten Siebpartie 3 wird die erste Lage 2a der mehrlagigen Faserstoffbahn 2 in einer als Doppelsiebformer ausgeführten ersten Formiereinheit 3a nach zwei Seiten entwässert. Die erste Formiereinheit 3a ist somit als Gapformer ausgeführt. In allen drei Varianten der Siebpartie wird die mehrlagige Faserstoffbahn 2 durch das erste Formierband 4 bis zur Abnahme durch das Transferband 10 an der Abnahmestelle 7 geführt. Von der Vergautschungszone 5 bis zur Abnahmestelle 7 findet im Wesentlichen keine Entwässerung mehr statt. Bezüglich der Beschreibung der weiteren, mit Bezugszeichen versehenen, Elemente wird auf die Beschreibung der vorausgehenden Figuren verwiesen. Einander entsprechende Elemente sind mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
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Die 4 zeigt einen Ausschnitt mit einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 mit einem vertikalen, das heißt unter einem Winkel 40 von 90° zur Herstellungsrichtung angeordneten Verlauf der Transferzone 22 in vereinfachter Darstellung. Diese mögliche Ausführungsform ist alternativ zu der in den vorangehenden Figuren dargestellten Ausführungsform mit einem horizontalen Verlauf der Transferzone 22. Die mehrlagige Faserstoffbahn 2 wird mittels einer Abnahmevorrichtung 8, welche durch das Transferband 10 und einem Abnahmesaugelement 9 gebildet ist, vom ersten Formierband 4 an einer Abnahmestelle 7 abgenommen und dabei auf das Transferband 10 übertragen. Das erste Formierband 4 läuft nach der Abnahmestelle 7 über eine Umlenkwalze 35 und über Leitwalzen 39 wieder zurück. Die Leitwalzen 39 sind auf einer zick-zack-förmigen, um eine im Wesentlichen horizontal ausgerichteten Linie angeordnet, so dass das erste Formierband im Wesentlichen horizontal zurückgeführt wird. Nach dem Abnahmesaugelement 9 verläuft das Transferband 10 senkrecht, das heißt unter einem Winkel 40 von 90° zur Herstellungsrichtung 38 geneigt, nach oben bis zu der Übergabestelle 23, an der die mehrlagige Faserstoffbahn 2 an den Unterfilz 21 übergeben wird. Somit verläuft auch die Transferzone 22 unter einem Winkel 40 von 90° zur Herstellungsrichtung 38. Innerhalb der durch das Transferband 10 gebildeten Schlaufe sind in diesem Beispiel drei separate Transfersaugelemente 24.1, 24.2, 24.3 angeordnet. Das erste Transfersaugelement 24.1, das zweite Transfersaugelement 24.2 und das dritte Transfersaugelement 24.3 sind in diesem Beispiel jeweils als Saugkasten ausgeführt und im Bereich der Transferzone 22 angeordnet. Die zum Transferband 10 weisenden Seiten der separaten Transfersaugelemente 24.1, 24.2, 24.3 sind mit einem offenen, wasserdurchlässigen Keramikbelag versehen. Die separaten Transfersaugelemente 24.1, 24.2, 24.3 sind zur Steigerung der Entwässerung jeweils besaugt, wobei der jeweilige Unterdruck in den separaten Transfersaugelementen 24.1, 24.2, 24.3 unabhängig voneinander einstellbar ist. Der Unterdruck in den Saugzonen beträgt mehr als 20kPa. Die Unterdruckversorgung und die Transfersaugelemente 24.1, 24.2, 24.3 sind derart ausgebildet, dass der Unterdruck ansteigend von Transfersaugelement zu Transfersaugelement einstellbar ist. So kann das erste Transfersaugelement 24.1 einen Unterdruck von mehr als 20kPa, das zweite Transfersaugelement 24.einen Unterdruck von mehr als 30kPa und das dritte Transfersaugelement 24.3 einen Unterdruck von mehr als 40kPa aufweisen. Durch die Transfersaugelemente 24.1, 24.2, 24.3 wird die mehrlagige Faserstoffbahn 2 weiter entwässert, wobei die Entwässerungsrichtung nun in entgegengesetzter Richtung zur Entwässerungsrichtung auf dem ersten Formierband 4 verläuft. Diese Anordnung ermöglicht die Entwässerung auf dem ersten Formierband 4 zu reduzieren, beispielsweise durch geringere Entwässerungsdrücke, ohne den Trockengehalt der mehrlagigen Faserstoffbahn 2 am Eintritt in die Pressenpartie 11 zu vermindern. Einer Vergrauung der ersten Lage 2a wird somit entgegengewirkt. Die separaten Transfersaugelemente 24.1, 24.2, 24.3 weisen jeweils eine Sammelrinne 41 zur Sammlung und Abfuhr des Siebwassers, vorzugsweise auf Triebseite der Papiermaschine, auf. Die jeweilige Sammelrinne 41 erstreckt sich dabei quer zur Herstellungsrichtung und weist einen seitlich angeordneten Anschluss oder mehrere, quer zur Herstellungsrichtung verteilte Anschlüsse zum Abführen des Siebwassers auf. Die Sammelrinne 41 ist dabei so angeordnet und ausgeführt, dass das bei der Entwässerung der mehrlagigen Faserstoffbahn 2 anfallende Siebwasser durch die Wirkung der Schwerkraft frei abfließen kann. Durch diese Anordnung wird die Abfuhr des, durch die in der Transferzone 22 statt findenden Entwässerung der mehrlagigen Faserstoffbahn 2, anfallenden Siebwassers verbessert und erleichtert. Das entwässerte Siebwasser ist aufgrund seiner kinetischen Energie und durch die Wirkung der Schwerkraft abführbar. In der vertikalen Anordnung der Transferzone 22 ist keine Vakuumunterstützung für das Abführen notwendig. Das Siebwasser kann frei aus den drei separaten Transfersaugelementen 24.1, 24.2, 24.3 abgeführt werden, ohne Überlaufwehre überwinden zu müssen, wie dies bei der horizontalen Anordnung der Transferzone 22 der Fall ist. Der Saugwalze 9 ist eine separate Rinne 28 zur Abführung des abgeschleuderten Siebwassers zugeordnet.
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Die 5 einen Ausschnitt mit einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1, die sich von der in 4 gezeigten Ausführungsform durch eine tiefergelegte Abnahmestelle 7 unterscheidet. Auch in diesem Beispiel läuft das erste Formierband 4 nach der Abnahmestelle 7 über eine Umlenkwalze 35 und über Leitwalzen 39 wieder zurück. Die Leitwalzen 39 sind auf einer zick-zack-förmigen, um eine im Wesentlichen horizontal ausgerichteten Linie angeordnet, so dass das erste Formierband 4 im Wesentlichen horizontal zurückgeführt wird. Der vertikale Abstand der Umlenkwalze 35 zu der Saugumlenkwalze 34 ist vergrößert und die Abnahmestelle 7 auf einer horizontalen Ebene unterhalb der im Wesentlichen horizontal ausgerichteten Linie, um die die Leitwalzen zick-zack-förmig platziert sind, angeordnet. In diesem Beispiel liegt die Abnahmestelle 7 auf einer unterhalb der durch das erste Formierband 4 gebildeten Schlaufe liegenden horizontalen Ebene. Dadurch wird die Bauhöhe der nachfolgenden Pressenpartie 11 reduziert beziehungsweise einer Vergrößerung der Bauhöhe der Presse als Folge einer zur Horizontalen geneigten Transferzone 22 entgegengewirkt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Vorrichtung
- 2
- mehrlagige Faserstoffbahn
- 2a
- erste Lage
- 2b
- zweite Lage
- 3
- Siebpartie
- 3a
- erste Formiereinheit
- 3b
- zweite Formiereinheit
- 4
- erstes Formierband
- 5
- Vergautschungszone
- 6
- Gautschwalze
- 7
- Abnahmestelle
- 8
- Abnahmevorrichtung
- 9
- Abnahmesaugelement
- 10
- weiteres Band, Transferband
- 11
- Pressenpartie
- 12
- erster Pressnip
- 13
- zweiter Pressnip
- 14
- dritter Pressnip
- 15
- erstes Presselement
- 16
- zweites Presselement
- 17
- drittes Presselement
- 18
- Gegenelement
- 19
- Glättband
- 20
- Oberfilz
- 21
- Unterfilz
- 22
- Transferzone
- 23
- Übergabestelle
- 24
- Transfersaugelement
- 24.1
- erstes Transfersaugelement
- 24.2
- zweites Transfersaugelement
- 24.3
- drittes Transfersaugelement
- 25
- erste Saugzone
- 26
- zweite Saugzone
- 27
- dritte Saugzone
- 28
- Rinne
- 29
- Dampfblasvorrichtung
- 30
- Dampfblasvorrichtung
- 31
- Bahnstabilisator
- 32
- Randschneidvorrichtung
- 33
- Schaber
- 34
- Saugumlenkwalze
- 35
- Umlenkwalze
- 36
- Stoffauflauf
- 37
- Trockenpartie
- 38
- Herstellungsrichtung
- 39
- Leitwalze
- 40
- Winkel
- 41
- Sammelrinne
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102014210879 A1 [0003]
- DE 112009002741 T5 [0004]
- DE 60027739 T2 [0005, 0006]