Maschine zur Bearbeitung von Papierstoff Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Maschine zur Bearbeitung von Papier stoff.
Die erfindungsgemässe Maschine ist da durch gekennzeichnet, dass ein Grundwerk mit einer Arbeitsfläche mit im Abstand von einander angeordneten Rippen und ein ko axial zum Grundwerk angeordneter Rotor mit Messern vorgesehen sind, welche Messer eine Leitkante, einen Rücken sowie einen sieh längs der Leitkante erstreckenden Fuss auf weisen, welcher mit den Rippen in Berührung kommt, während der Rücken in bezug auf den Fuss zurüelkv ersetzt ist, das Ganze derart, dass hinter dem Fuss, zwischen dem Grundwerk und dem Messerrücken ein freier Raum vor handen ist.
In der beiliegenden Zeichnung ist ein Aus führungsbeispiel der erfindungsgemässen Ma- sehine dargestellt. Es zeigen: Fig. 1 eine Ansicht der Maschine von oben, Fig. 2 einen Vertikalschnitt nach der Linie 2-3 der Fig. 1, Fing. 3 eine vergrösserte Ansicht des Rotors und des Grundwerkes, Fig. 4 einen Vertikalschnitt nach der Linie 4-4 der Fig. 2, Fig. 5 einen Schnitt nach Linie 5-5 der Fig. 4, Fig. 6 eine Vorderansicht des Messers, Fig. 7, 8 und 9 Schnitte durch das Messer nach den Linien 7-7, 8-8 und 9-9 der Fig. 6, Fig. 10, 11 und 12 Schnitte durch eine geänderte Ausführungsform des Messers, Fig. 13 einen Schnitt nach der Linie 13-13 der Fig. 2.
Der Rotor 2 (Fig. 1-4) wird durch die Welle 6 angetrieben. Die innern Enden 7 der Messer 3 sind mit dem Rotor 2 mittels des Ringes 8 und der Bolzen 9 fest verbunden. Die Messer ragen nach aussen und berühren die Rippen 5 des Grundwerkes 1. Die Leit- kanten der Messer 3 kreuzen sieh mit den Rippen und Rillen des Grundwerkes in einem Winkel von 10 bis 30 .
Aus Fig. 7, 8, 9 ist ersichtlich, dlass die untere Fläche jedes Messers bei 10 eine Ver tiefung aufweist, so dass nur ein verhältnis mässig schmaler Fuss 11 mit den Rippen 5 des Grundwerkes 1 in Berührung kommt. Die obere Fläche 12 des Messers bildet in der Nähe der vorwärts bewegten Kante 13 mit der untern Fläche des Fusses 11 einen spitzen Winkel von vorzugsweise weniger als 45 . Wird die Fläche 12 gehärtet, so wird das Messer praktisch selbstschärfend sein. Der übrige Teil 14 der Oberfläche ist glatt und gekrümmt und bildet mit der untern Fläche 10 den Rücken 15 des Messers. Das Messer ist.
gegen die Spitze hin verjüngt, so dass sich, wie in Fig. 7, 8, 9 gezeigt, Querschnitte von allmählich abnehmender Grösse ergeben. In allen Teilen ist jedoch die Breite des Messers erheblich grösser als dessen Dieke.
In Fig. 10, 11 und 12 ist eine andere Aus führungsform eines Messers gezeigt. Die Mes ser beider Formen verursachen bei ihrer Rela tiv bewegeng zum Grundwerk eine hydrau lische Reaktion. Einerseits wird ein Gebiet verminderten Druckes im Raum 16 ( Fig. 8 ) zwischen der Fläche 10 und dem Grundwerk geschaffen, wodurch die beiden Flächen gegen einander gezogen werden und eine nachgiebige Berührung zwischen Messer und Grundwerk hergestellt wird. Anderseits verursacht die Bewegung des Messers durch die Papiermasse einen abwärtsgeriehteten Druck. Der ver minderte Druck auf der untern Seite und der erhöhte Druck auf der obern Seite des Mes sers wirken namentlich auf die Messerspitze. die sich im Betrieb mit einer verhältnismässig hohen Geschwindigkeit von z.
B. 7.5 m/see. und mehr bewegt. Zweckmässig wird insbeson dere die äussere Spitze des Messers nicht starr, sondern biegsam ausgebildet.
Der Rotor 2 ist im Lagergehäuse fest an geordnet, aber das Grundwerk ist gegenüber dem Rotor axial beweglich. Das Grundwerk ist auf drei Stangen 17 montiert, die ihrer seits in Büchsen 18 geführt sind. Die Stangen 17 sind mit dem Ring 19 verbunden, welcher seinerseits mit den Kolben von drei hydrau lischen Zylindern 20 verbunden ist. Diese Zy linder sind über ein Rohr 21 mit einem einge bauten Druekregler 22 an eine hydraulische Druekquelle angeschlossen. Durch Betätigung des Reglers 22 wird die Bewegung der Kol ben gesteuert. Zwischen dem Grundwerk und dem Gehäuse ist eine Dichtung 23 aus Kaut schuk eingelegt.
Der die Messer 3 gegen das Grundwerk 1 pressende Druck kann durch Regelung des Druckes in den Zylindern 20 vergrössert oder vermindert werden. #enn recht scharfe Messer verwendet werden und ein leichter oder mässiger Druck angewandt wird, wenn also beispielsweise nur die be schriebenen hydraulischen Reaktionen ausge nutzt werden, oder diese Reaktionen durch einen mässigen zusätzlichen Druck von den Zylindern 20 ergänzt werden, wird im allge- meinen die Hy dratisierung und Fibrillierung der behandelten Fasern überwiegen und das Schneiden der Fasern auf ein Minimum redu ziert. Werden jedoch die Drucke erheblich vergrössert, so wird bei Verwendung der glei chen Messer die Schneidwirkung überwiegen.
Selbstverständlich wird die Verwendung von schärferen Messern bei deichbleibendem Druclk die Sehnittwirkung vergrössern.
Die Art der Faserveredlung wird auch stark durch den Abstand zwischen den einzel nen Rippen des Grundwerkes beeinflusst. Je weiter der Abstand zwischen aafeinanderfol- genden Rippen ist, um so grösser ist der Weg. den ein Messer zwischen aufeinanderfolgend en Berührungen zurüeklegen muss und um so grösser ist die Gelegenheit für das Messer, Fasern aufzunehmen.
Eingehende Versuche mit einer Maschine der beschriebenen Art, unter verschiedenen Bedingungen haben gezeigt, dass gete Re sultate hinsichtlich der erreichten Festigkeit (Zugfestigkeit, Mullentest) in Verbindung mit einem aussergewöhnlich geringen Rösch- verlustund einer sehr kleinen Einbusse an Reissfestigkeit, bei Verwendung eines Grund werkes mit sehr eng angeordneten Rippen er zielt werden können.
Wird mit einem Rippen abstand von etwa 7.2 mm oder weniger -e arbeitet, so wird ein gewöhnlicher Stoff in einer Konzentration von etwa 4-6111o vom Messer in Form von nur wenigen Fasern auf genommen, die praktisch eine einzige- Faser- sehicht bilden. Bei Verwendung eines grösse ren Rippenabstandes wird dagegen sehr wahr seheinlich auf dem. Messer ein Faserkissen an gesammelt.
Es scheint, dass bei der Aufnahme von wenigen Fasern die nachfolgende Berüh rung mit einer Rippe zur Folge hat, dass die einzelnen Fasern über die Kanten des Messee geschleppt. werden, wodurch die ZV andringen und Enden jeder Faser zerrissen und ausge franst werden. Anderseits führt die Ansamm lung eines Faserkissens sehr wahrscheinlich dazu, dass ein Teil der Fasern gegen Aus fransen geschützt wird.
Jedenfalls konnte be- obaehtet werden, dass bei einer Vergrösserung des Rippenabstandes ein höherer Verlust an Reissfestigkeit eintritt und die Entwicklung der Zugstärke sowie des Mullenwertes lang- saner erfolgt. Es ist daher zweckmässig, den Abstand zwischen den Rippen auf etwa l2,5 mm oder weniger zu beschränken.
Besonders gute Ergebnisse wurden erreicht mit einem Grundwerk, in welchem der Rip penabstand bzw. die Rillenbreite 4,7 mm (Fig. 7---12j und die Rillentiefe 6,35 mm be trug. Die Breite der Rippen variierte von 4,7 mm am innern Ende bis 6,35 mn am eiissern Ende. Jedoch scheint weder die Tiefe der Rillen noch die Breite der Rippen wichtig zu sein, da die Art der auf die Fasern aus- meiibten Wirkung sehr wahrscheinlich aus- sehliesslich von der Rillenbreite bzw. dem Rippenabstand abhängig ist.
Im Raum 16 besteht unter den Messern eine sehr starke Turbulenz, die eine kombi nierte mechanische und hydraulische Defibri- nierung bewirkt. Diese wird vergrössert durch das Turbulenzgebiet unmittelbar hinter dem Rücken 15 jedes Messers, in dem eine hydrau lische Defibrinierung zu erwarten ist.
Das Gehäuse der Maschine besitzt eine angenähert zylindrische Grundform, indem eine flache Seitenwand 27 tangential zu einem gekrümmten Wandteil 29 verläuft, der in einen gekrümmten Wandteil 30 von etwas fprösserem Radius übergeht, welcher seinerseits unter Bildung einer Ecke mit dem erstgenann ten flachen Wandteil verbunden ist.
Der Ständer 25 des Motors und die hydrau- lisehen Zylinder 20 sind an einer nahe der genannten Ecke an der Wand 27 angebrachten Platte 26 befestigt, und zwar in der Weise, dass das Grundwerk und die Messer dem Inhalt des Gehäuses frei ausgesetzt sind.
Um eine zweeknässige Zirkulation des be handelten Materials im Gehäuse zu erreichen, ist der Rotor teilweise von einem Leitblech 32 umgeben, welches vorzugsweise sehneckenför- nig gestaltet ist zum Abfangen und Umleiten des von einem Rotorteil abgeschleuderten Ma terials, damit dieses sieh in Riehtung des vom andern Rotorteil abgeschleuderten Materials bewegt. Dadurch wird die durch Pfeile in Fig. 1 und 2 angedeutete Stoffzirkulation er- zielt. Es kann sich auch ein Teil des Materials senkrecht aüfwärts bewegen, es wird aber durch die Lenkplatte 33 aufgehalten und um geleitet; auch werden auf diese Weise auf der Oberfläche schwimmende Stoffteile wieder untergetaucht.
Der untere Teil 34 des Leit- bleches 32 ist mit Öffnungen 35 (Fig. 13) zum Abziehen des fertig veredelten Stoffes versehen. Der äussere Teil des Gehäuses 32 ist von einem Mantel 36 umgeben, welcher mit einem Sumpf 37 und einem Auslass 38 ver sehen ist.
Die den Stoff umwälzende Wirkung des Rotors kann durch die Anordnung einer An zahl einstellbarer Schaufeln 39 auf einem am Rotor befestigten Ring 8 erhöht werden. Diese Schaufeln sind, wie in Fig. 3 gezeigt, nicht radial angeordnet, um die Schleuderwirkung der Messer zu erhöhen. Zu demselben Zweck kann auch auf der Welle 6 eine Schaufell 40 montiert sein, die insbesondere dazu dient, Ansammlungen von Stoff um die Achse des Rotors zu verhindern. Solche Schaufeln be wirken eine Defibrinierung von nicht. defibri- niertem Ausgangsmaterial, haben aber keinen nennenswerten Einfluss auf das Fibrilfieren oder Schneiden der Fasern.