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TECHNISCHES GEBIET
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Die Erfindung betrifft eine für die Formierpartie einer Faserbahnmaschine bestimmte Doppelsiebanordnung nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
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Unter Faserbahnmaschine ist in dieser Anmeldung eine Papier-, Karton- oder Tissuemaschine oder eine Zellstofftrockenmaschine zu verstehen.
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STAND DER TECHNIK
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In der
WO-Schrift 2004/018768 ist ein Doppelsiebformer einer Papier- oder Kartonmaschine beschrieben. Die erste Siebschlaufe läuft über die erste Brustwalze und die zweite Siebschlaufe läuft über die zweite Brustwalze, wonach die Siebe einen keilförmigen Einlaufspalt bilden. Die Siebe vereinen sich auf der Oberfläche eines sich am Anfang der Doppelsiebzone befindlichen Entwässerungsschuhs. Aus dem Stoffauflauf wird Fasersuspension in den von den Sieben gebildeten Einlaufspalt auf das zum Entwässerungsschuh entgegengesetzte ungestützte Sieb gespritzt. Die Doppelsiebzone verläuft hier vertikal und die Mittelpunkte der Brustwalzen befinden sich in verschiedener Höhe. Die Brustwalzen bestehen bei dieser Lösung aus normalen, in ihrem Querschnitt kreisförmigen Walzen.
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In der
DE-Patentschrift 41 05 215 ist eine Doppelsieb-Formierpartie beschrieben, in der die Brustwalzen von hydrostatischen Lagern gestützt werden. Die Brustwalzen befinden sich in der ersten Ausführungsform so übereinander, dass der Einlaufspalt in der Waagrechten gebildet wird. In die Druckkammern des hydrostatischen Lagers wird Wasser geleitet, das eine Tragfläche für den Brustwalzenmantel bildet. Im Inneren der oberen Brustwalze verläuft eine Seilkonstruktion, die ein Herausfallen der Walze aus dem Lagergehäuse in einer Situation, in der das Sieb die obere Brustwalze nicht gegen das Lagergehäuse drückt, verhindert. Die Brustwalzen haben stirnseitig Halterungen, die die Brustwalzen in axialer Richtung an der Stelle halten. Der Durchmesser der Brustwalzen beträgt ≤ 200 mm, sodass der Stoffauflauf nahe beim Einlaufspalt angeordnet werden kann und ein kurzer Freistrahl erreicht wird. Bei der zweiten Ausführungsform befinden sich die Brustwalzen nebeneinander, sodass der Einlaufspalt in der Vertikalebene gebildet wird. Eine solche Lösung ist relativ kompliziert und mit hohen Investitions- und Betriebskosten verbunden.
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In der
EP-Patentanmeldung 335 821 ist eine Doppelsieb-Formierpartie beschrieben, in der die Brustwalzen durch stationäre Umlenkstangen ersetzt sind. Das erste Sieb läuft über die erste Umlenkstange und das zweite Sieb läuft über die zweite Umlenkstange, wonach die Siebe einen keilförmigen Einlaufspalt bilden. Der Stoffauflauf kann hier nahe beim Einlaufspalt angeordnet werden, sodass ein kurzer Freistrahl erreicht wird. Das Problem bei dieser Lösung bildet die starke Reibung zwischen den Sieben und den stationären Umlenkstangen. Der Stoffstrahl des Stoffauflaufs wird hinter den stationären Umlenkstangen in den zwischen den Sieben gebildeten Einlaufspalt gelenkt. Zwischen den Sieben und den stationären Umlenkstangen ist somit nicht genug Wasser vorhanden, das als Schmiermittel fungieren und die Reibung zwischen den Sieben und den stationären Umlenkstangen reduzieren würde.
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Die Brustwalze muss die aus der Spannung T der Siebe resultierenden hohen Linienlasten aushalten, die typischerweise in der Größenordnung von 10 kN/m liegen.
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Damit die Brustwalze hohen Belastungen standhält ohne sich durchzubiegen, muss sie einen großen Durchmesser haben. Ein großer Durchmesser wiederum bedeutet auch eine große Masse der Brustwalze. Die Stuhlung der Formierpartie muss demzufolge besonders stark bemessen werden, damit die Rotation der schweren Brustwalzen in dem empfindlichen Einlaufspaltbereich keine Schwingungen verursacht.
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Auch die in den Stoffaufläufen zu fahrenden Drücke nehmen zu, sodass der Stoffauflauf, um die hohen Drücke aushalten zu können, ausgesteift werden muss.
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Die großen Brustwalzendurchmesser und die hohen Stoffauflaufdrücke führen dazu, dass der Stoffauflauf in einem größeren Abstand vom Einlaufspalt angeordnet werden muss. Die Folge davon ist ein längerer Freistrahl, sodass die Wahrscheinlichkeit von diversen Störungen im Stoffstrahl zunimmt.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Durch die erfindungsgemäße Doppelsiebanordnung in der Formierpartie einer Faserbahnmaschine wird im Vergleich zu den Lösungen nach dem Stand der Technik eine Verbesserung erreicht. Man erzielt damit einen kurzen Freistrahl des Stoffauflaufs und eine geringe Reibung der Siebe im Einlaufspalt.
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Die hauptsächlichen Merkmale der erfindungsgemäßen Doppelsiebanordnung in der Formierpartie einer Faserbahnmaschine sind im kennzeichnenden Teil von Patentanspruch 1 aufgeführt.
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Die übrigen kennzeichnenden Merkmale der Erfindung gehen aus den abhängigen Patentansprüchen hervor.
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Bei der erfindungsgemäßen Lösung besteht wenigstens die eine der beiden Brustwalzen aus einer Schuhwalze. Der Außenumfang der Schuhwalze wird von einem um eine stationäre Stützkonstruktion rotierenden flexiblen Schlauchmantel gebildet, dessen Umlaufbahn sich so von der Kreisbahn abweichend gestalten lässt, dass der Stoffauflauf nahe an den Einlaufspalt herangebracht werden kann.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung bestehen beide Brustwalzen aus Schuhwalzen.
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Wird der Einlaufspalt mit Hilfe einer Schuhwalze gebildet, die einen rotierenden flexiblen Schlauchmantel hat, so wird dadurch die im Einlaufspalt auf die Siebe wirkende Reibung minimiert. Der gute Kontakt zwischen dem Schlauchmantel und dem Sieb bleibt erhalten, wenn der Fasersuspensionsstrahl des Stoffauflaufs erst nachdem sich das Sieb von der Oberfläche des Schlauchmantels gelöst hat zwischen die Siebe geleitet wird.
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Die geringere Masse der Schuhwalze bewirkt, dass mit der erfindungsgemäßen Lösung eine geringere Schwingungsneigung im Vergleich zu jener Situation, in der die Brustwalzen aus herkömmlichen, eine große Masse aufweisenden Walzen bestehen, erreicht wird. Dank der geringeren Schwingungsneigung kann die Stuhlung der Formierpartie gewichtssparender gestaltet werden.
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Mit der erfindungsgemäßen Lösung kann auch der Siebumlauf gelenkt werden, wobei dann im Siebumlauf keine mittig gestützten Breitstreckwalzen, sog. CS-Walzen, benötigt werden.
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Die erfindungsgemäße Lösung kann auch in bereits existierenden Formierpartien eingesetzt werden, wobei die herkömmlichen Brustwalzen der Formierpartie gegen Schuhwalzen ausgetauscht werden.
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Im Folgenden wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 zeigt in schematischer Darstellung eine zu einer Faserbahnmaschine gehörende Formierpartie, in der die erfindungsgemäße Doppelsiebanordnung eingesetzt werden kann.
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2 zeigt eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Doppelsiebanordnung.
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3 zeigt eine Variante der erfindungsgemäßen Doppelsiebanordnung.
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4 zeigt eine weitere Variante der erfindungsgemäßen Doppelsiebanordnung.
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BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
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In 1 ist die schematische Seitenansicht einer zu einer Faserbahnmaschine gehörenden Formierpartie gezeigt, in der die erfindungsgemäße Doppelsiebanordnung eingesetzt werden kann.
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Die Formierpartie umfasst eine erste Siebschlaufe 11, die über die erste Brustwalze 100 läuft, und eine zweite Siebschlaufe 21, die über die zweite Brustwalze 200 läuft. Die Laufrichtung des ersten Siebes 11 ist durch den Pfeil S1, die Laufrichtung des zweiten Siebes 21 durch den Pfeil S2 angegeben. Hinter der ersten Brustwalze 100 bilden das erste Sieb 11 und das zweite Sieb 21 einen keilförmigen, d. h. sich verjüngenden Einlaufspalt G, an dessen Ende die Siebe 11, 21 zusammenlaufen und eine aufwärts gerichtete Doppelsiebzone bilden. Aus dem Stoffauflauf 40 wird der Fasersuspensionsstrahl in den zwischen den Sieben 11, 21 gebildeten Einlaufspalt G gespritzt. Hinter ihrer Vereinigungsstelle laufen die Siebe 11, 21 über die erste gekrümmte Entwässerungszone Z1. Diese erste gekrümmte Entwässerungszone Z1 wird von einem innerhalb der ersten Siebschlaufe 11 angeordneten gekrümmten Entwässerungsschuh 50 gebildet. Hinter der ersten gekrümmten Entwässerungszone Z1 laufen die Siebe 11, 21 über die zweite gekrümmte Entwässerungszone Z2. Die Krümmung der zweiten Entwässerungszone Z2 ist entgegengesetzt zur Krümmung der ersten gekrümmten Entwässerungszone Z1 gerichtet. Die zweite gekrümmte Entwässerungszone Z2 wird von der innerhalb der zweiten Siebschlaufe 21 angeordneten Entwässerungseinheit 60 gebildet. Die Entwässerungseinheit 60 umfasst zwei hintereinander angeordnete Saugkammern. Die in Laufrichtung der Siebe 11, 21 betrachtet erste Saugkammer hat einen an der Innenseite des zweiten Siebes 21 anliegenden Leistendeckel. Auf der zum Leistendeckel entgegengesetzten Seite, innerhalb der ersten Siebschlaufe 11, befindet sich eine Belastungsleisteneinheit 61. Die zweite Saugkammer hat einen zweiten gegen die Innenseite des zweiten Siebes 21 zu liegen kommenden Leistendeckel. In der Doppelsiebzone können, wie in der Zeichnung gestrichelt dargestellt, bei Bedarf weitere Entwässerungselemente, wie z. B. Saugkästen, beiderseits der Siebe 11, 21 angeordnet werden.
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Hinter der zweiten Entwässerungszone Z2 laufen die Siebe 11, 21 über eine dritte Entwässerungszone Z3. Die dritte Entwässerungszone Z3 besteht aus einer innerhalb der ersten Siebschlaufe 11 angeordneten Saugwalze 13, auf deren Außenmantel die Siebe 11, 21 in einem bestimmten Sektor laufen. Daran schließt sich ein leicht abwärts geneigter Doppelsiebabschnitt an, an dessen Ende das zweite Sieb 21 mit Hilfe der Leitwalze 23 vom ersten Sieb 11 getrennt und in den Umlauf zurückgeführt wird. Danach lauft die Materialbahn W an der Oberseite des ersten Siebes 11 schräg abwärts zur Pick-up-Stelle P, wo die Materialbahn W mit der sich innerhalb der Pick-up-Gewebeschlaufe 31 befindlichen Pick-up-Saugwalze 32 vom ersten Sieb 11 an die Unterseite des Pick-up-Gewebes 31 der Pressenpartie überführt wird. An der Unterseite des Pick-up-Gewebes 31 haftend wird die Materialbahn W weiter in die Pressenpartie geführt.
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2 zeigt eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Doppelsiebanordnung, in der die Brustwalzen 100, 200 aus Schuhwalzen bestehen. Jede dieser Schuhwalzen umfasst ein stationäres Querhaupt 110, 210, um das ein flexibler Schlauchmantel 120, 220 rotiert. Der Schlauchmantel 120, 220 ist in seiner Konstruktion wasserundurchlässig, damit keine Fasern und auch kein Füll- oder anderer Feinstoff ins Walzeninnere eindringen können. Das Querhaupt 110, 210 ist mit seinen Enden an der Stuhlung der Formierpartie abgestützt. An dem Querhaupt 110, 210 wiederum sind der Schuh 130, 230, der die Bildung des Einlaufspaltes reguliert, sowie die Führungs-, d. h. Stützelemente 140, 240 abgestützt. Die Umlaufbahn des Schlauchmantels 120, 220 wird somit von dem durch den Schuh 130, 230 und die Stützelemente 140, 240 bestimmten Umriss bzw. Umfang gebildet. Das erste Sieb 11 läuft in einem bestimmten Sektor an der Außenseite des Schlauchmantels 120 der Brustwalze 100 und das zweite Sieb 21 läuft in einem bestimmten Sektor an der Außenseite des Schlauchmantels 220 der zweiten Brustwalze 200. Die Schlauchmäntel 120, 220 der Brustwalzen 100, 200 rotieren somit zusammen mit den Sieben 11, 21. Die Drehrichtung der Schlauchmäntel 120, 220 ist durch die Pfeile S3 und S4 angegeben. Durch passende Gestaltung der Schuhe 130, 230 und der Stützelemente 140, 240 bewirkt man eine Situation, in der der Schlauchmantel 110, 210 nicht auf einer kreisförmigen Bahn, sondern auf einer eiförmigen Bahn rotiert. Durch eine solche Doppelsiebanordnung erhält man für den Stoffauflauf 40 mehr Platz, sodass der Stoffauflauf 40 im Vergleich zu der herkömmlichen, mit im Querschnitt runden Brustwalzen verwirklichten Doppelsiebanordnung näher bei dem von den Sieben 11, 21 gebildeten Einlaufspalt G angeordnet werden kann.
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Der Krümmungsradius R1 der durch den Schuh 130, 230 bestimmten gekrümmten Führungsfläche ist kleiner als der durchschnittliche Krümmungsradius R der Schuhwalze 100, 200. Gebildet wird der durchschnittliche Krümmungsradius R der Schuhwalze 100, 200 vom Krümmungsradius R des zum Schuh 130, 230 der Schuhwalze 100, 200 entgegengesetzten kreisförmigen Abschnitts.
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Die Schuhwalze 100, 200 umfasst außerdem Spritzvorrichtungen 150, 250, mit denen gegen die Innenfläche des Schlauchmantels 120, 220 Schmierstoff gespritzt wird. Der Schmierstoff wird von der Innenfläche des Schlauchmantels 120, 220 mitgeführt und bildet einen Schmiermittelfilm zwischen der Innenfläche des Schlauchmantels 120, 220 und der Stützfläche der Schuhe 130, 230 sowie den Stützflächen der Führungs-, d. h. Stützelemente 140, 240. Als Schmierstoff kann zum Beispiel Wasser oder Öl eingesetzt werden.
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Die Schuhwalze umfasst auch Mittel zum Spannen des Schlauchmantels 120, 220 (in der Zeichnung nicht dargestellt). Dabei können zum Beispiel die Stützelemente 140, 240 und/oder der Schuh 130, 230 radial bewegt und so der Schlauchmantel 120, 220 in die gewünschte Form gespannt werden. Weiter kann der Schuh 130, 230 in seiner Form profilierend sein und dadurch Breitstreckwirkung auf das Siebgewebe 11, 21 haben.
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Der aus dem Stoffauflauf 40 kommende Fasersuspensionsstrahl trifft hinter der Stelle, an der sich die Siebe 11, 21 von der Außenseite des Schlauchmantels 120, 220 der Schuhwalzen 100, 200 gelöst haben, auf die Siebe 11, 21. Der Fasersuspensionsstrahl trifft somit auf das ungestützte Sieb 11, 21. Die Siebe 11, 21 trennen sich bevorzugt im Bereich der vom Schuh 130, 230 gebildeten gekrümmten Führungsfläche von der Außenfläche des Schlauchmantels 120, 220.
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3 zeigt eine Variante der erfindungsgemäßen Doppelsiebanordnung. Die Rotationsmittelpunkte C1, C2 der Schlauchmäntel 120, 220 der Brustwalzen 100, 200 liegen bei dieser Ausführungsform auf der gleichen waagrechten Geraden L1. Der Schuh 130 der ersten Brustwalze 100 befindet sich in vertikaler Richtung unterhalb der besagten Geraden L1 und der Schuh 230 der zweiten Brustwalze 200 oberhalb der besagten Geraden L1. Der auf den Einlaufspalt G folgende Entwässerungsschuh 50 ist bei dieser Ausführungsform innerhalb der zweiten Siebschlaufe 21 angeordnet. Die auf den Entwässerungsschuh 50 folgende Entwässerungseinheit 60 befindet sich wiederum innerhalb der ersten Siebschlaufe 11 und die dagegenwirkende Belastungseinheit 61 innerhalb der zweiten Siebschlaufe 21. Der aus dem Stoffauflauf 40 kommende Fasersuspensionsstrahl wird bei dieser Ausführungsform kurz vor jener Stelle, an der die Siebe 11, 21 sich auf der Außenseite des Entwässerungsschuhs 50 vereinen, auf die Außenseite des ersten Siebes 11 geleitet. Der aus dem Stoffauflauf 40 kommende Fasersuspensionsstrahl trifft auf die Außenseite des Siebes 11, nachdem sich das Sieb 11 im Bereich des Schuhs 130 von der Oberfläche des Schlauchmantels 120 der ersten Brustwalze 100 gelöst hat.
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4 zeigt eine zweite Variante der erfindungsgemäßen Doppelsiebanordnung. Diese Ausführungsform entspricht der Ausführungsform von 3 mit dem Unterschied, dass sich die Rotationsmittelpunkte C1, C2 der Schlauchmäntel 120, 220 der ersten und der zweiten Brustwalze 100, 200 in der Vertikalebene in verschiedener Höhe befinden. Der Rotationsmittelpunkt C1 des Schlauchmantels 120 der ersten Brustwalze 100 befindet sich um den Abstand D höher als der Rotationsmittelpunkt C2 des Schlauchmantels 220 der zweiten Brustwalze 200.
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Bei den heutigen etwa 10 m breiten Gap-, d. h. Doppelsiebformern werden Brustwalzen eingesetzt, deren Durchmesser ca. 1000 mm beträgt. Der aus dem Stoffauflauf kommende Fasersuspensionsstrahl hat dann bestenfalls eine Freistrahllänge von ca. 300 mm. Durch Einsatz von Schuhwalzen als Brustwalzen lässt sich die Länge dieses Freistrahls im besten Fall bis auf die Hälfte reduzieren. Der Außenumfang des Schlauchmantels der Schuhwalze kann so geformt werden, dass er am Schuh einen Kreisbogensektor von ca. 30–80 Grad und einem Radius von ca. 20–250 mm bildet, an dessen beide Ränder sich im Wesentlichen gerade Bogenabschnitte anschließen, die sich mit einem Kreisbogen von ca. 600–1000 mm Durchmesser vereinen. Der kleine Krümmungsradius des Schuhs der Schuhwalze und die sich anschließenden geraden Abschnitte ermöglichen eine sehr nahe Anordnung des Stoffauflaufs beim Einlaufspalt. Der Krümmungsradius des Schlauchmantels der Brustwalze ist im Bereich des Schuhs kleiner als der durchschnittliche Krümmungsradius der Brustwalze.
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Bei den in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsformen bestehen beide Brustwalzen aus Schuhwalzen. Es ist dies eine vorteilhafte Lösung, jedoch kann die Doppelsiebanordnung auch in der Weise verwirklicht werden, dass nur die eine Brustwalze aus einer Schuhwalze, die andere Brustwalze aber aus einer herkömmlichen Walze besteht. Schon mit einer Schuhwalze lassen sich im Vergleich zu den Lösungen nach Stand der Technik Vorteile erzielen.
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Vorangehend wurden nur einige bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung beschrieben und für den Fachmann versteht sich, dass diese im Rahmen der beigefügten Patentansprüche auf vielerlei Weise modifiziert werden können.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- WO 2004/018768 [0003]
- DE 4105215 [0004]
- EP 335821 [0005]