Einrichtung zum Behandeln einer feuchten Papierbahn Gegenstand vorliegender Erfindung ist eine Ein richtung zum Behandeln einer feuchten Papierbahn.
Die Erfindung bezweckt die Schaffung einer sol chen Einrichtung, mit welcher eine Papierbahn so dehnbar gemacht werden kann, dass sie die Form einer ungekreppten Papierbahn aufweist, welche aus wasserabgesetzten zusammenhaftenden Zellulose fasern gebildet ist, glatte, annähernd parallele Flä chen besitzt, und annähernd dauernde Dehnbarkeit aufweist, welche die ursprüngliche Elastizitätsgrenze der Bahn überschreitet. Solches dehnbares Papier erleidet keine wesentliche Verringerung seiner Dicke, wenn es durch Strecken verlängert wird.
Die erfindungsgemässe Einrichtung ist gekenn zeichnet durch einen drehbaren Zylinder, dessen äussere Fläche zur Aufnahme der Papierbahn dient, durch einen schleifenförmig angeordneten, elasto- meren Wanderriemen, durch eine Mehrzahl Leitwal- zen und durch eine Druckwalze, die alle innerhalb der Schleife des genannten Riemens vorgesehen sind, wobei die Druckwalze eine solche Lage einnimmt, dass sie den Riemen gegen die Trommel zur Bildung einer Klemmstelle andrückt, wobei der Riemen beim Durchlaufen dieser Stelle vorübergehend in seiner Dicke verringert wird,
ferner durch Mittel zum Zu führen der feuchten Papierbahn zum genannten Zylinder und zum Bewegen der Bahn durch die ge nannte Klemmstelle, wobei eine der genannten Leit- walzen mit der genannten Druckwalze zusammen arbeitet, um den Riemen zu spannen und ihn gegen einen sich von der Klemmstelle aus erstreckenden Teil der Oberfläche des genannten Zylinders zu drük- ken, wodurch der Riemen die feuchte Papierbahn gegen Kreppen schützt, um die Papierbahn durch Einengen und Zusammenstossen ohne Erzeugen einer Kreppwirkung zu verdichten und dehnbar zu machen.
In der beiliegenden Zeichnung ist eine beispiels weise Ausführungsform der erfindungsgemässen Ein richtung dargestellt. Es zeigt: Fig. 1 eine im wesentlichen schematische Seiten ansicht dieser Einrichtung, und Fig. 2 im grösseren. Massstab ein Detail derselben.
Die in Fig. 1 dargestellte, zum Behandeln einer fortschreitenden Papierbahn 11 dienende Einrich tung 10 besitzt einen schleifenförmig angeordneten Laufriemen 12, einen drehbaren Zylinder 13 mit einer glatten, verchromten Aussenfläche für die Pa pierbahn 11, und eine Mehrzahl von Leitwalzen 14, 15, 16 und 17 innerhalb der Schleife des Riemens 12, von denen die erste Leitwalze 14 den Riemen 12 gegen den Zylinder 13 drückt, und zwar an einer Klemmstelle N, an welcher die Dicke des Riemens 12 beim Durchlaufen vorübergehend verringert wird,
während sich die zweite Leitwalze 15 in einem Ab stand von der ersten Walze 14 befindet und an der ablaufenden Seite der Klemmstelle<I>N</I> einen Teil 12a des Riemens gegen den Zylinder 13 drückt, und ferner Papierbahnleitmittel 18, 19 zum Zuführen der Papierbahn zum Zylinder 13 und zum Durch führen derselben durch die Klemmstelle N.
Die Einrichtung 10 ist hier in einer Papier maschine zwischen den zweiten und dritten Trockner abschnitten angeordnet dargestellt. Eine fragmenta risch angedeutete Trocknerwalze 20 deutet die letzte Walze des zweiten Trocknerabschnittes an, während die gleichfalls nur fragmentarisch angedeutete Walze 21 die erste Walze der dritten Trocknergruppe dar stellt. Die Papierbahn wird von der Trocknerwalze 20 unter die Papierwalze 19 und über eine Leit- walze 18 gefördert und dann der Klemmstelle N zugeführt.
Die Papierbahn 11 wird vor ihrem Eintritt in die Klemmstelle N in Berührung mit der Ober- fläche des verchromten Zylinders 13 gebracht. Die Papierbahn 11 wird dann für einen beträchtlichen Winkelabstand durch den Riementeil 12a gegen die Oberfläche der Trommel 13 gehalten und dann sowohl vom Riemen 12 als auch von der Ober fläche des Zylinders 13 abgetrennt und um eine Papierleitwalze 22 sowie über eine weitere Leitwalze 23 geleitet und der Trocknerwalze 21 zugeführt.
Die von der Trocknerwalze 20 ablaufende Papier bahn 11 weist den besten Feuchtigkeitsgehalt auf für unmittelbare Behandlung. Dieser Bestwert kann zwi schen 20 und 50 % Feuchtigkeit liegen, wenn die Papierbahn 11 in die Einrichtung 10 einläuft. Die Papierbahn 11 kann nach der Bildung auf einer Fourdriniermaschine getrocknet werden. Die Ein richtung 10 kann unabhängig von Trocknern oder unabhängig von der Papiermaschine selbst benutzt werden. Dies würde jedoch gewöhnlich ein Wieder befeuchten oder eine andere besondere Behandlung der Papierbahn in Verbindung mit einer Vorrichtung zum Auf- und Abwickeln erfordern.
Die von der Trocknerwalze 20 zur Einlaufseite der Klemmstelle N wandernde Papierbahn 11 wird unter eine Spannung gehalten, die gerade genügt, um genaue Steuerung der Bahn zu ermöglichen und Faltenbildung zu verhindern. Die sich von der Ober fläche des Zylinders 13 zur Walze 21 erstreckende Papierbahn 11 kann je nach den gewünschten Resultaten unter veränderlicher Spannung gehalten werden.
Die Spannung kann somit das zur Steuerung der Papierbahn erforderliche Minimum betragen, oder sie kann regulierbar erhöht werden, um die Bahn auf die gewünschte endgültige Stärke und Elastizität nachzustrecken. Eine solches Strecken oder Spannen kann durch in der Papierindustrie übliche Mittel erzielt werden, indem die Geschwindigkeits differenz zwischen der Walze 21 und dem Zylinder 13 erhöht wird.
Wie aus Fig. 2 ersichtlich, liegt die Klemmstelle N in einer im allgemeinen vertikalen Ebene P-2, die sich durch die Achsen der Walzen 13 und 14 erstreckt (wobei angenommen wird, dass die Klemmstelle N eine theoretisch minimale umfängliche Dimension aufweist); und ferner liegt die Klemmstelle N in einer im allgemeinen horizontalen Ebene P-1, welche an nähernd tangential zu den Walzen 13 und 14 ver läuft (wobei wiederum angenommen wird, dass die Klemmstelle N eine theoretisch minimale Dicke be sitzt).
Der Gummiriemen 12 läuft in die Klemmstelle N von der obern Seite der Ebene P ein, das heisst von der Seite der kleineren Klemmwalze 14, da sich der Riemen 12 teilweise um die kleine Klemmwalze 14 herumschlingt. Die Papierbahn 11 dagegen betritt die Klemmstelle an der untern Seite der Ebene P-1 oder an der gleichen Seite wie der Zylinder 13. Auf diese Weise berührt die Papierbahn 11 zunächst die Oberfläche des Zylinders 13 und dann erst den Riemen 12 und die Klemmstelle N. Führungsmittel in Form der Leitwalze 18 sind an derselben Seite der Ebene P-1 wie der Zylinder 13 vorgesehen, um die Papierbahn 11 der Klemmstelle N in der richtigen Weise zuzuführen.
Wie bereits erwähnt, weist der Zylinder 13 eine glatte, vorzugsweise verchromte Oberfläche auf. Der Zylinder 13 ist in Lagern 13a drehbar angeordnet und wird durch eine passende Kraftquelle M, bei spielsweise einen Motor, angetrieben. Der Motor M liefert sogar die Antriebskraft für die gesamte Ein richtung 10. Auf diese Weise treibt der Zylinder 13 den Riemen 12 hauptsächlich durch Druckverbin dung an der Klemmstelle N. Eine gewisse Antriebs kraft ist ersichtlicherweise erforderlich, um den Rie men 12 um die verschiedenen Leitwalzen, wie bei spielsweise die Walzen 14, 15, 16 und 17 herum zubewegen.
Da der Riemen elastomerischen Charak ter besitzt, tritt nach dem Durchgang durch die Klemmstelle eine geringe Abnahme in der Streckung des Riemens auf, welche bewirkt, dass der Riemen 12 die Papierbahn 11 bei deren Durchgang durch die Klemmstelle und unmittelbar hernach in Längs richtung ihrer Laufbahn zusammendrückt. Die glatte Oberfläche des Zylinders 13 erleichtert das relative Gleiten zwischen der Papierbahn 11 und dem Zylin der 13. Ausserdem ist eine Schmierberieselung 25 unmittelbar unter der Papierbahn 11 an der Einlauf seite der Klemmstelle N vorgesehen.
Die Schmier berieselung 25 besteht vorzugsweise aus einem Sili- konschauer, es können aber auch andere Abgabe mittel verwendet werden, welche einen relativ gerin gen Flüssigkeitsbetrag, in Form eines Films, auf die Oberfläche des Zylinders 13 auftragen.
Ferner kann der Zylinder<B>13,</B> wie schematisch angedeutet, durch eine passende Dampfquelle S erhitzt werden, wobei Dampf axial zum Zylinder 13 in derselben Weise zugeführt wird, in welcher er der Trockentrommel gebräuchlicher Papiermaschinen zu geführt wird. Durch diesen Dampf wird eine relativ hohe Temperatur von 100 C bis zu 177 C an der Oberfläche des Zylinders 13 aufrechterhalten, wo durch sich ein sehr dünner Dampffilm oder ein Dampfkissen zwischen der Papierbahn 11 und dem Zylinder 13 bildet. Dieses Dampfkissen erleichtert das relative Gleiten zwischen der Papierbahn 11 und dem Zylinder 13 und hilft zum Erweichen einiger Ingredienzen von gewissen Papiersorten.
Wie in Fig. 1 angedeutet, ist auch eine Abstreich- vorrichtung 26 an der ablaufenden Seite des Zylin ders 13 vorgesehen, während noch ein Wasserzer stäuber 27 an der auflaufenden Seite des Zylinders 13 angeordnet ist. Der Wasserzerstäuber 27 wird verwendet, um ein Überhitzen der Riemenoberfläche zu vermeiden.
Wie bereits erwähnt, ist der Riemen 12 innerhalb seiner Schleife an Leitwalzen 14, 15, 16 und 17 angeordnet und wird ferner durch eine ausserhalb der genannten Schleife angebrachte Walze 28 geführt. Die erste Leitwalze 14 besteht eigentlich aus einer ver chromten Druckwalze, welche zum Einstellen und Bestimmen der Klemmstelle beiträgt. Die zweite Leit- walze ist eine Spannwalze für den Riemen 12 und diese Walze kann wahlweise in den durch den Dop pelpfeil 15b angezeigten Richtungen bewegt werden, um die am Riemen 12 vorhandene Spannung zu erhöhen oder zu verringern. Diese Leitwalze 15 arbei tet ferner mit der Druckwalze 14 zusammen, um einen Teil 12a des Riemens 12 um einen Teil der Oberfläche des Zylinders 13 herumzuschlingen.
Die anfängliche Spannung, welche durch die spannende oder streckende Leitwalze 15 am Riemen 12 auf rechterhalten wird, beschränkt sich auf ein Maximum von 18 kg pro 2,5 cm der Klemmstelle. Der Um hüllungswinkel<I>A</I> von der Klemmstelle<I>N</I> bis zum Punkt, wo sich die Papierbahn 11 vom Zylinder 13 trennt, beträgt, wie in Fig. 1 dargestellt, ungefähr 90 , dieser Winkel A kann sich jedoch von einem Minimalwert von 10 bis 12 bis zu einem praktischen Maximum von ungefähr 120 belaufen. Das Ver dichten der Papierbahn 11 unterhalb des Teils 12z des Riemens 12 findet an der Klemmstelle N und kurz hinter derselben statt.
Es ist wichtig, dass der Riementeil 12a während des Durchwanderns der Zone, in der verdichtende Kräfte auf die Papier bahn 11 ausgeübt werden, fest gegen die Papier bahn 11 gehalten wird. Nach diesem Vorgang hat der Teil 12a des Riemens 12 seinen Zweck erfüllt, der darin bestand, die Papierbahn 11 während dem Verdichtungsvorgang fest gegen den Zylinder 13 anzudrücken, um jedes Kreppen des Papiers zu ver hindern. Die Papierbahn muss dann vom Riemen 12 abgelöst werden, bevor letzterer eine Richtungs umkehr beim Laufen um die Leitwalze 15 erfährt, damit eine Streckwirkung auf die Papierbahn an die ser Stelle vermieden wird.
Die Spannwalze 15 ist passenderweise mit Mit teln versehen, welche beim Annähern des Riemens 12 an die Walze 15 Schmierstoff gegen die Innen seite der Riemenschleife strömen lassen, wobei diese Mittel die Form einer Wasserberieselung 15a aufwei sen. Die Berieselung 15a spritzt Wasser zwischen die Walze 15 und den Riemen 12 und schmiert dadurch wirksam den Riemen 12. Die beim Um laufen des Riemens 12 um die Walze 15 erfolgte Krümmungsänderung hat ersichtlicherweise eine Faltenbildung zur Folge. Dadurch würden ohne Schmierung sowohl der Gummiriemen als auch die Rolle beschädigt werden. Die Wasserberieselung schafft einen Wasserfilm, der eines der wirksamsten Schmiermittel für Gummi darstellt.
Es ist ferner zu beachten, dass die andern früher erwähnten Walzen 14, 16, 17 und 28 jeweils mit separaten Wasser brausen 14a,<I>16a, 17a</I> und 28a versehen sind, um jeweils die gleiche Schmierfunktion auszuüben.
Der Riemen 12 besitzt eine normale Dicke T, welche zu Beginn etwa 2,5 cm bis 5,0 cm betragen kann und sich vorzugsweise auf 3,8 cm beläuft. Er besteht passenderweise aus Gummi, der zu einer Dichte von 50 Shore A Darometer vulkanisiert ist. An einer Oberfläche kann diese Decke auch durch Stoff oder einem andern, nichtelastischen Material verstärkt sein. Die aus Stoff oder ähnlichem Material bestehende Verstärkung ist natürlich an der Innen seite der Schleife des Riemens 12 angebracht.
Von Zeit zu Zeit kann es erwünscht sein, die äussere Ober fläche dieses Riemens zum Erneuern derselben abzu schleifen und dies kann wiederholt werden, bis eine Dicke von ungefähr 13 mm erreicht ist, zu welchem Zeitpunkt die ganze Gummidecke ersetzt werden muss.
Wie in Fig. 1 bei 29 angedeutet, kann eine pas sende Abschleifwalze in Verbindung mit der Leit- rolle 16 angebracht werden. Diese Abschleifwalze ist an Mitteln befestigt, welche bei 30 schematisch ge zeigt sind und den Abstand zwischen den Rollen 16 und 29 bestimmen. Ferner kann die Abschleifwalze 29 separat angetrieben werden, um die Oberfläche des Riemens 12, wenn immer erforderlich, zu er neuern. Wenn diese Abschleifwalze nicht benützt wird, wird sie von der Oberfläche des Riemens 12 wegbewegt.
Die Leitwalze 17 ist an derselben Seite der Ebene P-1 angebracht wie die kleine Druckwalze 14 und sie bestimmt die Lage des auflaufenden Teils 12b des Riemens 12. Der auflaufende Teil 12b bildet vorzugsweise einen Winkel von ungefähr 30 mit der Ebene P-1, dieser Winkel kann aber auch an nähernd zwischen 15 und 60 liegen. Daraus ergibt sich eine Änderung in der Oberflächenlänge des Riemens 12 an der Klemmstelle N, und zwar an der untern Oberfläche des Riemens 12.
Die konkave (untere) Riemenoberfläche unmittelbar hinter der Klemmstelle N wird kleiner als die konkave (obere) Riemenoberfläche, und die Änderung bewirkt daher eine Kontraktion des Riemens an der untern, der Papierbahn gegenüberliegenden Seite unmittelbar hin ter der Klemmstelle N, während das Gegenteil davon an der auflaufenden Seite der Klemmstelle N der Fall war. Diese Kontraktion kann sich auf 6 bis 16 % belaufen, je nach der an der Klemmstelle N erfolgenden Deformation.
Ausserdem ist der Riemen 12 in Dicke von<I>T</I> bis auf t an der Klemmstelle N verringert worden, was eine Verminderung von 5 bis 30 % der ursprünglichen Dicke T bedeutet; unmittel- bar nach der Klemmstelle erhält dann der Riemen wieder seine normale Dicke T und dies bewirkt auch eine Kontraktion der untern Riemenoberfläche.
Das mit der beschriebenen Einrichtung herge stellte, dehnbare Papier enthält einzelne Material fasern, welche durch Zusammendrücken der Bahn in Richtungen parallel zu dessen Oberflächen defor miert, separat gebogen und aneinandergepresst wer den, wobei die Fasern äusserst fest zusammengehal ten werden, sowohl durch die feingeschlagenen Fi- brillen und die natürlichen Klebemittel, welche das Produkt des geschlagenen Papierstoffes sind, als auch durch die molekularen Anziehungskräfte, die durch die äusserst intime Berührung des fibrillierten Materials hervorgerufen werden, und wobei ferner das Ausmass der Zusammendrückung der Bahn und der Deformation,
Biegung und Pressung der Fasern genügt, um der Bahn eine bemerkenswerte, regulier- bare und nützliche Dehnbarkeit, aber auch eine erhöhte Dichtigkeit zu erteilen.
Während dem Behandeln mit der beschriebenen neuartigen Einrichtung muss das Papier genügend feucht und erhitzt gehalten werden, um die Papier bahn plastisch zu machen. Es erfolgt eine Deforma tion der längeren Fasern der Papierbahn, indem die Fläche, in welcher letztere liegen und somit die Länge des jeweiligen Bogens verringert wird, aber ohne entsprechende Kürzung der eigentlichen Faser längen selbst, während gleichzeitig die Oberflächen der Papierbahn flach und parallel gehalten und jede Verdickung der Bahn verhindert wird.
Während die ser Behandlung verhindert der hohe Druck an der Oberfläche der Papierbahn ein Kreppen der Bahn und drückt deformierte Fasern in Lücken innerhalb der Papierbahn, wodurch die Fasern in enge wechsel seitige Berührung auch mit den verwickelten Fi- brillen gebracht werden, so dass eine starke Verbin dung und Adhäsion innerhalb der Bahn erzielt wird. Beim nachfolgenden Trocknen wird die abgeänderte Orientierung der Fasern und Fibrillen auch im trocknen Zustande aufrechterhalten und der Bogen erhält Festigkeit und Stärke vom gegenseitigen An haften der fein miteinander verwickelten Fibrillen und sonstigen kleinen Gefügen.