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Gegenstand
der Erfindung ist eine in Verbindung mit der Pressenpartie und der
Trockenpartie einer Blatt-, d.h. Bahnbildungsmaschine einzusetzende
Anordnung, die in der Pressenpartie erste Mittel zum Transportieren
der in der Bahnbildungsmaschine herzustellenden Materialbahn und
in der Trockenpartie zum Weitertransportieren der in der Bahnbildungsmaschine
herzustellenden Bahn dienende zweite Mittel, zu denen ein Trockensieb
und eine dieses stützende,
innen mit Vakuum beaufschlagte Walze gehören, umfasst, wobei bei dieser
Anordnung zwischen den ersten und den zweiten Mitteln eine freie
Strecke liegt, über
die die Bahn von den ersten Mitteln auf das Trockensieb in den Bereich
der vakuumbeaufschlagten Walze, wo die Bahn und das Trockensieb
einen sich keilförmig
schließenden
Spalt bilden, überführt wird,
und die Anordnung weiter auf der zur Walze entgegengesetzten Seite
der vom Trockensieb gebildeten Schlaufe und in Bahnlaufrichtung
betrachtet vor der freien Strecke Sperrmittel aufweist, die nahe
beim Trockensieb angeordnet sind um die mit dem Trockensieb mitlaufende
Luftschicht zu begrenzen und damit eine Bildung von Überdruck im
besagten sich schließenden
Spalt zu verhindern, und die Anordnung außerdem im Inneren der vom Trockensieb
gebildeten Schlaufe in Verbindung mit der Walze angeordnete Runnability-Komponenten umfasst,
die dazu eingerichtet sind, die von der Innenfläche des Trockensiebes mitgeführte Luftschicht zu
begrenzen und so eine Bildung von Überdruck in dem vom Trockensieb
und der Walze gebildeten sich keilförmig schließenden Spalt zu verhindern.
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Auch
in modernen Bahnbildungsmaschinen gibt es noch Stellen, an denen
die Bahn über
freie Strecken geführt
wird. Eine solche Stelle befindet sich zum Beispiel zwischen der
Pressenpartie und der Trockenpartie der Bahnbildungsmaschine. An
einer der bekannten Problemstellen wird die Bahn von der Oberfläche der
zur Pressenpartie gehörenden Presswalze
auf das zur Trockenpartie gehörende Trockensieb überführt. Das
Trockensieb ist in Form einer Schlaufe angeordnet, und von den dieses
Sieb stützenden
Walzen ist eine nahe bei der Presswalze angeordnet. In der Praxis
wird die Bahn an dieser Walze auf das Trockensieb geleitet. Außerdem bilden die
Bahn und das auf der Walze befindliche Trockensieb einen sich schließenden Spalt.
Vom Trockensieb getragen wandert die Bahn in der Trockenpartie weiter
in vorwärtiger
Richtung.
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Am
anderen Ende der vom Trockensieb gebildeten endlosen Schlaufe wird
die Bahn auf das folgende Trockensieb überführt. Beim Rücklauf ist das Trockensieb
leer und läuft
schließlich
wieder über
die nahe bei der Presswalze angeordnete Walze. Vor allem beim Rücklauf führt das
Trockensieb eine Luftschicht mit sich, die schließlich in
den von der Bahn und dem Trockensieb gebildeten sich schließenden Spalt
gelangt. Ein Teil der Luft entweicht aus dem Spalt nach oben und
durch das Trockensieb hindurch ins Innere der vakuumbeaufschlagten
Walze. Allerdings ist die Luftmenge so groß, dass sich in besagtem Spalt
ein beträchtlicher Überdruck
aufbaut, der die Bahn und besonders deren lockereren Randpartien
beutelartig ausbeult. In Querrichtung der Bahnbildungsmaschine ist
diese Ausbeulung unbestimmt, d.h. unregelmäßig, was sich störend auf
den Lauf der Bahn auswirkt. Der Überdruck
bewirkt außerdem quer
gerichtete Strömungen,
die zu einem Flattern der Bahn führen.
Die Ausbeulung und die unbestimmte Bewegung haben eine Dehnung der
Bahn und damit eine Schwächung
deren Qualität
zur Folge. Durch höhere
Geschwindigkeit der Trockenpartie gegenüber der Pressenpartie hat man
die Bahn straffer zu spannen und so dieses Problem zu vermeiden versucht.
Bei den heutigen schnelllaufenden Bahnbildungsmaschinen gestaltet
sich jedoch eine Erhöhung
der Geschwindigkeitsdifferenz schwierig. Dazu kommt, dass bei hohen
Produktionsgeschwindigkeiten schon eine kleine relative Veränderung
der Geschwindigkeitsdifferenz eine große absolute Veränderung
bewirkt, was an der Bahn wechselnde längs gerichtete Kräfte bewirkt.
Die Bewegung der Bahn erfolgt dann ruckartig, und das Ausbeulungsproblem tritt
zumindest zeitweise in Erscheinung. Gleichzeitig nimmt die Gefahr
von Bahnabrissen zu, was eine Verringerung der Gesamtproduktion
zur Folge hat.
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In
der US-Patentschrift 5355593 ist eine Vorrichtung beschrieben, die
vor dem sich schließenden Spalt
einen Deflektor, d.h. einen Ablenker, und innerhalb der Schlaufe
einen Saugkasten hat. Die Dichtungen des Saugkastens nutzen sich
ab und führen auch
am Trockensieb zu Verschleiß.
Außerdem
befindet sich der Deflektor weit entfernt von dem besagten Spalt.
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Mit
dieser Erfindung soll eine neuartige Anordnung geschaffen werden,
mir der das Flattern und Ausbeulen der Bahn vermieden wird. Die
kennzeichnenden Merkmale der Erfindung gehen aus den beigefügten Patentansprüchen hervor.
Mit der erfindungsgemäßen Anordnung
wird ein Einlaufen der Luftschicht in den sich schließenden Spalt
verhindert. Dabei herrscht dann auf beiden Seiten der Bahn im Wesentlichen
der gleiche Druck, so dass ein stabiler Lauf der Bahn gewährleistet
ist. Die Anordnung kann aus verschiedenartigen Komponenten zusammengestellt
werden, so dass sich das Problem jeweils positionsspezifisch vermeiden
lässt.
Außerdem
kann durch die Anzahl und Bemessung der Elemente die Menge der abzuführenden
Luft auf einfache Weise geregelt werden.
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Im
Folgenden wird die Erfindung an Hand der beigefügten Zeichnungen, die einige
Ausführungsformen
der Erfindung zeigen, im Einzelnen beschrieben. Es zeigen:
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1 eine
erfindungsgemäße Anordnung seitlich
betrachtet als Prinzipzeichnung;
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2a eine
andere Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Anordnung
seitlich betrachtet als Prinzipzeichnung;
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2b eine
dritte Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Anordnung
seitlich betrachtet als Prinzipzeichnung.
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In 1 ist
die erfindungsgemäße Anordnung
in Verbindung mit der Pressen- und der Trockenpartie einer Bahnbildungsmaschine
gezeigt. Diese Anordnung umfasst in der Pressenpartie die ersten
Mittel 10 zum Transportieren der in der Bahnbildungsmaschine
herzustellenden Materialbahn 11. In 1 sind die
Pressen- und die Trockenpartie nur teilweise dargestellt. In der
Pressenpartie wird die Bahn 11 mit dem Pressfilz 12 transportiert,
der durch den von zwei Presswalzen 13 und 14 gebildeten Pressnip
geführt
wird. Der Pressfilz 12 bildet eine endlose Schlaufe und
ist über
die Umlenkwalzen 15 an der Stuhlung der Bahnbildungsmaschine
abgestützt.
Entsprechend hat die Trockenpartie zweite Mittel 16 zum
Weitertransportieren der mit der Bahnbildungsmaschine herzustellenden
Bahn 11. Diese zweiten Mittel 16 umfassen hier
ein Trockensieb 17 und eine dieses Sieb stützende Walze 18.
Die Walze 18 ist außerdem
innen mit Vakuum beaufschlagt, und dieses Vakuum fixiert die Bahn 11 am
Trockensieb 17. Zwischen den ersten Mitteln 10 und
den zweiten Mitteln 16 liegt in der Anordnung eine freie
Strecke 19, über
die hinweg die Bahn übertragen
wird. In 1 befindet sich auf dieser freien
Strecke 19 die Bahn 11, die von der Oberfläche der
Presswalze 14 auf das Trockensieb 17 übergeht.
Von der Presswalze 14 wird die Bahn 11 also in
den Bereich der vakuumbeaufschlagten Walze 18 geführt, wo
die Bahn 11 und das Trockensieb 17 einen sich
keilförmig
schließenden
Spalt 20 bilden.
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Gemäß der Erfindung
umfasst die Anordnung weiter in Bahnlaufrichtung betrachtet vor
der freien Strecke 19 befindliche Sperrmittel 21,
die auf der zur Walze 18 entgegengesetzten Seite der vom Trockensieb 17 gebildeten
Schlaufe angeordnet sind (1, 2a und 2b).
Die Sperrmittel sind außerdem
nahe beim Trockensieb angeordnet um die vom Trockensieb mitgeführte Luftschicht
zu begrenzen und so zu verhindern, dass sich in dem besagten sich
schließenden
Spalt ein Überdruck
aufbaut. Mit den Sperrmitteln wird also ein erheblicher Teil der vom
Trockensieb mitgeführten
Luftschicht eliminiert oder ansonsten abgeleitet. Vor allem an der
Außenfläche der
Siebschlaufe nimmt die Luftschicht an der vorgenannten Stelle beträchtlich
zu und führt
an der freien Strecke zu Problemen.
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Die
Menge der vom Trockensieb mitgeführten
Luft wird von mehreren Faktoren mitbestimmt, von denen als relevanteste
die Trockensiebgeschwindigkeit und die Länge der Strecke, auf der sich die
Luftschicht frei bilden kann, zu nennen sind. Die in unmittelbarer
Nähe der
Trockensieboberfläche
befindliche Luft bewegt sich mit der gleichen Geschwindigkeit wie
das Trockensieb, und die Dicke der Grenzluftschicht tendiert zu
ständiger
Zunahme. Um eine ausreichende Sperrwirkung zu erzielen, werden die
Sperrmittel in einem Abstand von 1–12 mm vom Trockensieb angeordnet.
Es gestaltet sich jedoch vorteilhaft, die Sperrmittel möglichst
nahe beim Trockensieb anzuordnen, wobei dann ein zunehmend größerer Teil
der Grenzluftschicht und besonders deren sich schnell fortbewegenden
Anteils abgesondert wird. Im Hinblick auf die Wirkung der Sperrmittel
ist auch deren relative Position zum sich schließenden Spalt von Bedeutung.
Generell gestaltet es sich vorteilhaft, die Sperrmittel möglichst
nahe bei besagtem Spalt anzuordnen, wobei dann die Bildung einer
neuen Grenzluftschicht unterbunden ist. Mit anderen Worten, die
Strecke, auf der sich eine Luftschicht bilden kann, bleibt dann
vorteilhaft kurz. Gemäß der . Erfindung
ist der Abstand der Sperrmittel von der Berührungsstelle zwischen Walze
und Trockensieb kleiner als 3000 mm und beträgt bevorzugt 50–1500 mm. Dabei
kann dann die mit den Sperrmitteln reduzierte Grenzluftschicht vor
dem Spalt nicht erneut zunehmen.
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Das
Reduzieren der Grenzluftschicht kann auf verschiedene Weise erfolgen.
Allgemein genommen werden die Sperrmittel gemäß der Erfindung entweder passiv
oder aktiv gestaltet. Die aktiven Sperrmittel bestehen aus beweglichen
oder drehbaren Elementen oder Luftströmungsvorrichtungen. In 1 ist
als Sperrmittel 21 der o. g. Pressfilz 12 eingesetzt,
der sich gegenläufig
zum Trockensieb 17 bewegt. Der Pressfilz läuft fast
mit ebenso hoher Geschwindigkeit wie das Trockensieb, aber, wie
gesagt, in entgegengesetzter Richtung, wodurch eine äußerst effektive
Beseitigung der Luftschicht erzielt wird. Auch in 2b ist
ein aktives Sperrmittel 21 gezeigt, das in diesem Fall
aus einer rotierenden Hilfswalze 22 besteht. Diese Hilfswalze
wird bevorzugt in zur Laufrichtung des Trockensiebes entgegengesetzter
Richtung rotiert. Die Wirkung der aktiven Sperrmittel erstreckt
sich in der Praxis über
einen bestimmten Aktionsbereich. Trotzdem werden die Sperrmittel möglichst
nahe beim Trockensieb anzuordnen versucht. Gemäß der Erfindung beträgt der Abstand
der aktiven Sperrmittel vom Trockensieb 3–12 mm. Dabei erstreckt sich
die Wirkung der Sperrmittel dann bis zum Trockensieb, so dass der
Hauptteil der Luftschicht entfernt wird.
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Entsprechend
bestehen die passiven Sperrmittel aus Luftleitelementen oder Schabern.
Die passiven Sperrmittel haben keine weiterreichende Wirkung und
müssen
deshalb näher
als die aktiven Sperrmittel beim Trockensieb angeordnet werden. Gemäß der Erfindung
beträgt
der Abstand der passiven Sperrmittel vom Trockensieb 1–6 mm. Schaber zum
Beispiel können
sogar in direktem Kontakt mit dem Trockensieb angeordnet werden.
Solche Sperrmittel mit Kontakt erfordern allerdings Wartung und können Abnutzung
des Trockensiebes bewirken, selbst wenn sie so hergestellt sind,
dass sie sich in ihrer Abnutzung der Fläche, die sie eventuell berühren, anpassen.
In 2a ist ein Luftleitelement 23 gezeigt,
mit dem ein erheblicher Teil der Luftschicht von der Oberfläche des
Trockensiebes abgeleitet wird.
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Besonders
bei passiven Luftleitelementen gestaltet es sich einfach, mehrere
davon hintereinander anzuordnen, wobei die Luftschicht dann stufenweise
reduziert wird. Die Luftleitelemente können auch z.B. mit Vakuum zum
Abführen
der Luft von der betreffenden Stelle kombiniert werden. Auch können aktive
und passive Sperrmittel kombiniert oder hintereinander angeordnet
werden, so dass ein möglichst großer Teil
der Grenzluftschicht am Eindringen in den sich schließenden Spalt
gehindert wird.
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Das
Trockensieb führt
auch an seiner Innenfläche
eine gewisse Menge Luft mit sich. Diese Luft wandert in den vom
Trockensieb und der Walze gebildeten sich schließenden Spalt und von da durch das
Trockensieb hindurch auf die Außenseite
der Siebschlaufe. Da sämtliche überschüssige Luft
Probleme an der freien Strecke verursacht, umfasst die Anordnung
auch innerhalb der Trockensiebschlaufe angeordnete Runnability-Komponenten.
Diese Runnability-Komponenten werden bevorzugt in Verbindung mit
der Walze angeordnet und dienen dazu, die zusammen mit der Innenfläche der
Trockensiebschlaufe wandernde Luftschicht zu begrenzen. So wird
ein Aufbau von Überdruck
in dem vom Trockensieb und der Walze gebildeten sich schließenden Spalt
und damit ein Durchdringen von Luft durch das Trockensieb hindurch
verhindert. In 2a besteht die Runnability-Komponente 24 aus
einem Blaskasten 25, mit dem ein die Grenzluftschicht im
Inneren der Schlaufe begrenzender Blasluftstrom 29 erzeugt wird.
An der Unterkante des Blaskastens ist ein zweiter Blasluftstrom 29 vorhanden,
der im Inneren der Schlaufe Unterdruck erzeugt, der die an der Unterseite
des Trockensiebes zu transportierende Bahn an das Trockensieb fixiert.
Neben dem Festsaugen der Bahn am Sieb dienen die beiden Blasluftströme auch dazu,
die eventuell im Inneren der Siebschlaufe wandernde Luft zu entfernen.
Im Inneren der Siebschlaufe können
auch entsprechende Komponenten wie außerhalb der Schlaufe eingesetzt
werden, wenngleich der verfügbare
Montageraum beschränkt
ist. Anderseits erfordern die passiven Luftleitelemente nur wenig
Platz.
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Um
eine möglichst
starke Sperrwirkung zu erzielen, wird der Blaskasten nahe beim Trockensieb angeordnet.
Gemäß der Erfindung
beträgt
der Abstand des Blaskastens 25 vom sperrmittelseitigen Teil des
Trockensiebes 17 höchstens
50 mm, bevorzugt 5 bis 20 mm. Außerdem werden Funktion und Anordnung
des Luftleitelements 23 auch von den Eigenschaften des
Trockensiebes mitbestimmt. Mit dem Luftleitelement wird die an der
Oberfläche
des Trockensiebes vorhandene Grenzschicht an die gewünschte Stelle
gelenkt, so dass das Eindringen der nachteiligen Grenzschicht zwischen
die Walze 18 und den Blaskasten 25 unterbunden
wird. Gleichzeitig wird verhindert, dass sich die Bahn von der Unterseite
des Trockensiebes löst.
Bei der Ausführungsform
in 2a ist das Luftleitelement 23 im Wesentlichen
oberhalb des Blaskastens 25 wirksam. In der besagten Situation
hat das Trockensieb eine normale Luftdurchlässigkeit von etwa 1000–2000 m3/h/m2. Bei größeren Permeabilitätswerten
als den vorgenannten befindet sich die optimale Stelle des Luftleitelements 23 im
Bereich zwischen der Walze 18 und dem Blaskasten 25.
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In 1 und 2a ist
als Walze 18 eine an sich herkömmliche Saugwalze gezeigt,
in der eine durch Dichtungen 26 begrenzte Saugzone ausgebildet
ist. Über
den gelochten Mantel der Saugwalze richtet sich die Unterdruckwirkung
durch das Trockensieb hindurch auf die Bahn, die auf diese Weise am
Trockensieb haftenden diesem folgt. In 2b ist die
Unterdruckzone durch einen besonderen Saugkasten 27 begrenzt,
der gegen die Oberfläche
der Saugwalze 18 abgedichtet ist. Dabei lässt sich
ein größerer Teil
des Saugwalzenmantels als zuvor mit Vakuum beaufschlagen. Gleichzeitig
gestaltet es sich einfach, an den Saugkasten 27 einen die
Grenzluftschicht reduzierenden Blaskasten 25 zu fügen.
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Im
Prinzip könnte
die Grenzluftschicht durch Erhöhung
der Kapazität
der Saugwalze eliminiert werden. In der Praxis hat sich dies jedoch
als unmöglich
erwiesen. Das Vakuum muss auf einem bestimmten Niveau gehalten werden,
das durch die Bahneigenschaften bestimmt ist. Einerseits ist der Öffnungsanteil
des Walzenmantels bereits optimiert, und anderseits ist eine Vergrößerung des
Manteldurchmessers wegen der beengten Platzverhältnisse oft unmöglich. Eine
Vergrößerung der
Saugwalze bedeutet auch zusätzliche
Kosten. Somit wird gemäß der Erfindung
die Luftschicht oder wenigstens ein beträchtlicher Teil derselben vor
der freien Strecke eliminiert. Dabei kann die Saugwalze in Abstimmung
auf eine kontrollierte Bahnführung
geregelt werden und es bleibt dennoch Kapazität zum Abführen der restlichen überschüssigen Luft übrig. Die
Anordnung wird bevorzugt so eingestellt, dass eine kontrollierte Luftabführung gewährleistet
ist und den Bahnlauf störende Luftströmungen vermieden
werden. Die Anzahl der Sperrmittel und deren Abstand vom Trockensieb
und vom sich schließenden
Spalt werden fallspezifisch gewählt.
In der Praxis ist die mit der Saugwalze abzuführende Luftmenge durch diese Faktoren
bestimmt. So eliminiert ein nahe beim Trockensieb und sich schließenden Spalt
angeordnetes leistungsfähiges
Sperrmittel die Grenzluftschicht fast völlig, so dass eine Überdruckbildung
im Spalt vermieden wird.
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In 2a und 2b sind
Richtung und Größe der Grenzluftschicht
auf der Außenseite
der Schlaufe durch voll ausgezeichnete Pfeile dargestellt. Entsprechend
sind Richtung und Größe der Grenzluftschicht
auf der Innenseite der Schlaufe durch gestrichelte Pfeile dargestellt.
Das Trockensieb ist durch eine gestrichelte Linie, die Bahn durch
eine punktgestrichelte Linie dargestellt. In Wirklichkeit liegt
die Bahn am Trockensieb an; in den Zeichnungen sind Bahn und Trockensieb
jedoch aus Anschaulichkeitsgründen
voneinander getrennt dargestellt.
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Vor
allem die Anordnung aktiver Sperrmittel in der Nähe des Trockensiebes erfordert
die Beachtung spezieller Belange. So gestaltet es sich vorteilhaft,
dass sich Pressfilz und Trockensieb unter großem Winkel treffen, wobei sich
die beiden Bespannungen eine kurze Strecken entgegengesetzt zueinander
bewegen. Außerdem
gestaltet es sich vorteilhaft, die die Bespannungen stützenden
Walzen möglichst
nahe beieinander anzuordnen, wodurch ein möglichst ruhiger Lauf der Bespannungen
erreicht wird. Die Sperrmittel können
dann ganz nahe beim Trockensieb angeordnet werden mit der Folge
eines wirksamen Eliminierens der Grenzluftschicht. Trotz der geringen
Abstände
sind die berührungsfreien Sperrmittel
verschleißfrei
und lassen sich durch vorausschauende Planung sogar ohne Mehrkosten
verwirklichen.
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Die
erfindungsgemäße Anordnung
eignet sich für
alle Produktionsarten und für
verschiedene Einsatzstellen. Die Grenzluftschicht kann auf unterschiedliche
Weise eliminiert werden, und in jedem Fall ist eine ausreichende
Reduktionskapazität
gegeben. Die Anordnung gestaltet sich auch vorteilhaft in der Verwirklichung,
und ihre Kapazität
kann, zum Beispiel bei wachsender Produktionsgeschwindigkeit, auf
einfache Weise erhöht
werden. Außerdem
kommt man bei dieser Anordnung mit den herkömmlichen Saugwalzen aus, weil
ja das Mitwandern der Grenzluftschicht vor dem sich schließenden Spalt
begrenzt oder völlig
eliminiert wird. Die Bahn läuft
dann störungsfrei,
und Produktions- und Qualitätsprobleme werden
vermieden.