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Die
Erfindung betrifft Gegenstand dieser Erfindung ist die Pressenpartie
einer Materialbahn-Herstellungsmaschine, dazu bestimmt, den Trockengehalt
der in dieser Maschine zu produzierenden Materialbahn in im Wesentlichen
geschlossener Bahnführung
zu erhöhen,
wobei die Pressenpartie wenigstens drei separate Pressspalte (Nips)
umfasst und
- – in Verbindung mit dem ersten
Pressspalt ein erster und ein zweiter endloser Pressfilz (engl,
fabric), zwischen denen befindlich die Bahn zwecks ihrer Entwässerung
nach beiden Seiten hin durch den ersten Pressspalt hindurchgeführt wird,
- – in
Verbindung mit dem zweiten und dritten Pressspalt ein dritter und
vierter endloser Pressfilz zwecks Hindurchführens der Bahn durch diese besagten
Pressspalte und Entwässerung
der Bahn in den dritten und vierten Pressfilz hinein, und
- – in
Verbindung mit dem zweiten und dritten Pressspalt eine Transportbandanordnung
auf der zum dritten und vierten endlosen Pressfilz entgegengesetzten
Seite der Bahn
vorhanden sind.
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In
US 5833810 ist eine Papiermaschinen-Pressenpartie
beschrieben, mit der ein zuverlässiger
Bahntransfer und eine effektive zweiseitige Entwässerung der Bahn angestrebt
werden. Die Entwässerung
wird durch Einsatz mehrerer aufeinander folgender Pressspalte erreicht.
Außerdem
wird in der Pressenpartie ein über
die Pressspalte geführtes Transportband
eingesetzt, mit dem man geschlossene Bahnführung erreicht. Mit anderen
Worten, die Bahn wird, vom Transportband gestützt, von Pressspalt zu Pressspalt
geführt.
Damit wird ein so genannter freier Bahnzug vermieden.
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Trotz
zweiseitiger Entwässerung
erhält
man mit dieser Pressenpartie eine Bahn, deren beide Oberflächen voneinander
verschieden sind. In der Praxis ist die eine Bahnseite beträchtlich
glatter als die andere weil sie ja vom Transportband gestützt mehrere
Pressspalte pas siert. Auch ist die Bahn in ihrer Struktur asymmetrisch,
und das Transportband ist unvorteilhaft lang, Dieser Erfindung liegt
nun die Aufgabe zu Grunde, eine neuartige in einer Materialbahn-Herstellungsmaschine
einzusetzende Pressenpartie zu schaffen, die neben effektiver und
symmetrischer Entwässerung
eine besonders in ihrer Oberflächenbeschaffenheit
und Dichteverteilung symmetrische und glatte Bahn liefert. Die kennzeichnenden
Merkmale der Erfindung gehen aus den beigefügten Patentansprüchen hervor.
Gemäß der Erfindung
werden beide Seiten der Bahn gegen eine glatte Gegenfläche gepresst.
Auf diese Weise erzielt man auf beiden Seiten eine im Wesentlichen
gleich glatte Bahnoberfläche.
Entsprechend wird eine gleichmäßige Bahnqualität durch
Entwässerung nach
beiden Seiten sichergestellt. Durch im Wesentlichen beidseitig gleichartige
Gestaltung sowohl der Entwässerung
als auch des Pressens gegen eine glatte Fläche erhält man eine in ihrer gesamten Struktur
vorteilhaft symmetrische Bahn. Weiter kann der Pressvorgang durch
Einsatz verschiedenartiger Komponenten in der Pressenpartie gesteuert
werden. Auch die Bahnübergabe
an die auf die Pressenpartie folgende Maschinensektion lässt sich
auf verschiedenartige Weise sicherstellen.
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Im
Folgenden wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen,
in denen einige Ausführungsformen
der Erfindung dargestellt sind, im Einzelnen beschrieben.
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Es
zeigen:
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1 eine
erste Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Pressenpartie;
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2 eine
zweite Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Pressenpartie;
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3 eine
dritte Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Pressenpartie;
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4 eine
vierte Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Pressenpartie;
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5 eine
fünfte
Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Pressenpartie;
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6 eine
sechste Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Pressenpartie.
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In 1 bis 6 sind
also verschiedenartige Ausführungsformen
der Erfindung gezeigt. Die meisten der angeführten erfindungsgemäßen Merkmale
können
in den verschiedenen Ausführungsformen
unabhängig
voneinander auftreten, wodurch sich die Zahl der möglichen
Variationen erhöht.
Trotz der Variationen enthalten die Ausführungsformen ein gemeinsames
Grundkonzept, mit dem die Ziele der Erfindung erreicht werden. Durch weitere
zusätzliche Lösungen kann
die Pressenpartie zum Beispiel im Hinblick auf einen Rohstoff oder
auf verfügbare
Komponenten weiter geregelt werden. Durch zusätzliche Lösungen kann auch Einfluss auf
das Verhalten der Bahn in der Materialbahn-Herstellungsmaschine
und vor allem auf die Qualität
des Endprodukts genommen werden.
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Die
Pressenpartie der Materialbahn-Herstellungsmaschine
dient zur Erhöhung
des Trockengehalts der in dieser Maschine zu produzierenden Materialbahn.
In der Praxis entweicht beim Pressen der Bahn aus dieser hauptsächlich Wasser.
Die heutigen Materialbahn-Herstellungsmaschinen sind für eine Arbeitsgeschwindigkeit
von bis zu 2000 bis 2400 m/min ausgelegt. Dabei ist, um die feuchte
Bahn unter Kontrolle halten zu können,
in der Pressenpartie im Wesentlichen geschlossene Bahnführung erforderlich.
Mit anderen Worten, die Bahn muss während ihres gesamten Laufs
durch die Pressenpartie möglichst
gut gestützt
sein und darf keine Abschnitte mit freiem Zug aufweisen. Bei den
Materialbahn-Herstellungsmaschinen handelt es sich meistens um Papier- oder
Kartonmaschinen.
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Jede
der in den Zeichnungen gezeigten Pressenpartie-Konfigurationen weist wenigstens drei separate
Pressspalte 10, 11 und 12 auf. Durch
die Anzahl der Pressspalte wird die Menge des abgehenden Wassers
maximiert, so dass sich der Trockengehalt der Bahn am Ende der Pressenpartie
erhöht
hat. Gleichzeitig kann über
die Wahl und Einstellung der Pressspalte Einfluss auf die Funktion
der Pressenpartie und auf die Qualität des Endprodukts genommen
werden. In Verbindung mit dem ersten Pressspalt 10 sind
ein erster und ein zweiter endloser Pressfilz 13 und 14 vorhanden,
zwischen denen liegend die Bahn den ersten Pressspalt 10 passiert.
Mit dieser Anordnung wird die Bahn nach beiden Seiten hin entwässert. Entsprechend
sind in Verbindung mit dem zweiten und dem dritten Pressspalt 11 und 12 ein
dritter und ein vierter endloser Pressfilz zum Durchschleusen der
Bahn durch die besagten Pressspalte 11 und 12 vorhanden.
Hier befindet sich der Pressfilz nur auf der einen Seite der Bahn,
aber es stützt
die Bahn und bewirkt gleichzeitig ein Entwässern der Bahn nach der einen
bzw. nach der anderen Seite hin. Weiter ist in Verbindung mit dem
zweiten und dritten Pressspalt 11 und 12 eine
auf der zum dritten bzw. vierten endlosen Pressfilz 15 und 16 entgegengesetzten
Seite der Bahn befindliche Transportbandanordnung 17 vorhanden.
Die Bahn ist also beim Passieren des zweiten und dritten Pressspalts sowohl
durch den dritten bzw. vierten Pressfilz als auch durch die besagte
Transportbandanordnung gestützt.
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Gemäß der Erfindung
umfasst das Transportbandsystem 17 zwei Transportbänder 18 und 19. Dabei
können
vorteilhaft kurze Transportbänder
und zu ihrer Abstützung
einfache Bandumläufe
eingesetzt werden. Auch können die
voneinander getrennten Transportbänder einzeln behandelt, zum
Beispiel erhitzt werden, wodurch sich die Pressenpartie leichter
unter Kontrolle halten lässt.
Weiter befinden sich die Transportbänder gemäß der Erfindung in Kontakt mit
verschiedenen Bahnoberflächen,
d.h. die Bahn wird nacheinander von beiden Seite gegen eine glatte
Gegenfläche
gepresst. Auf diese Weise erhält
die Bahn bereits in der Pressenpartie auf beiden Seiten eine glatte
Oberfläche,
so dass nach dem Glätten und
eventuellen Streichen ein Endprodukt von guter Oberflächenbeschaffenheit
vorliegt. Das in einer solchen Pressenpartie hergestellte Papier
eignet sich zum Beispiel gut zum Bedrucken. Vor allem beim Tiefdruck
erzielt man ausgezeichnete Ergebnisse ohne Missing Dots. Durch die
weitgehend symmetrische Entwässerung
der Bahn und die gegen eine glatte Fläche erfolgende etwa gleiche
Verdichtung der Bahnober- und -unterseite erhält die Bahn außerdem eine
hochgradig symmetrische Dichteverteilung in z-Richtung. Auch dies
ist eine für
Druckpapiere vorteilhafte Eigenschaft, sorgt sie doch für gleichmäßige Öl- und Druckfarbenabsorption
an allen Stellen und auf beiden Seiten des Papiers. Außerdem zeichnen
sich die Bahnoberflächen
durch gleichmäßige und
auf beiden Seiten identische Feuchtigkeitsprofile in Querrichtung
und Rauigkeitsprofile aus.
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Da
die Transportbänder
voneinander getrennt sind, werden passende Mittel zur Bahnüberführung vom
ersten Transportband 18 aufs zweite Transportband 19 einge setzt.
Bei den gezeigten Ausführungsformen
hat die Pressenpartie hierzu ein mit beiden Transportbändern in
Verbindung befindliches Überführungsband 20.
Mit dieser Lösung
wird erreicht, dass beide Seiten der Bahn nacheinander in Kontakt
zu einem glatten Transportband kommen, so dass die Ober- und die
Unterseite der Bahn auf möglichst
gleiche Weise geglättet
und verdichtet werden. In der Praxis befindet sich der dritte Pressfilz,
der dem vor dem Überführungsband
befindlichen zweiten Pressspalt zugeordnet ist, im Kontakt mit der
anderen Bahnseite als der vierte Pressfilz, der dem hinter dem Überführungsband
befindlichen dritten Pressspalt zugeordnet ist. Dabei erfolgt auch
das Entwässern
der Bahn nacheinander erst nach der einen Seite, dann nach der anderen
Seite hin, was sich günstig
auf die Bildung einer guten, einheitlichen Bahnstruktur auswirkt.
Wird also im Pressspalt die eine Seite der Bahn gegen das glatte
Transportband gepresst, so erfolgt gleichzeitig Entwässerung
auf der anderen Seite in den Pressfilz hinein.
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In
die Pressenpartie gelangt die Bahn von der vorgeschalteten Siebpartie,
von der hier nur ein Stück
Langsieb 21 gezeigt ist. Vom Langsieb 21 wird die
Bahn mit der Pick-up-Walze 22 auf den ersten endlosen Pressfilz 13 überführt. Danach
läuft die Bahn,
zwischen erstem und zweitem Pressfilz befindlich, in den ersten
Pressspalt 10. Dem ersten Pressfilz 13 ist auch
eine Transfersaugwalze 23 zugeordnet, die sicher stellt,
dass die Bahn mit dem besagten Pressfilz bis zur so genannten Zentralwalze
mitläuft, die
als Gegenwalze 24 des zweiten Pressspalts 11 dient.
Im zweiten Pressspalt 11 wird die Bahn zwischen dem dritten
Pressfilz 15 und dem ersten Transportband 18 gepresst
und gelangt dann unter geschlossener Bahnführung über das Überführungsband 20 auf
den vierten Pressfilz 16. Im zweiten Pressspalt 11 kommt
die Unterseite der Bahn gegen das glatte Transportband 18 zu
liegen, und im dritten Pressspalt 12 wird entsprechend
die Oberseite der Bahn geglättet.
Gemäß der Erfindung
sind die Transportbänder 18 und 19 bevorzugt
auf jener Seite der Bahn, auf der sich die zum zweiten und dritten
Pressspalt 11 und 12 gehörenden Gegenwalzen 24 und 25 befinden,
angeordnet. Mit anderen Worten, die Transportbänder liegen gut an der Gegenwalze
an, wodurch die glatte Beschaffenheit dieser Transportbänder sichergestellt
wird. Hinter dem dritten Pressspalt 12 gelangt die Bahn
in die hinter der Pressenpartie befindliche Maschinensektion, von
der hier hauptsächlich
nur das Trockensieb 26 und der erste Trockenzylinder 27 gezeigt
sind. Die Überführung der Bahn
aufs Trockensieb kann auf verschiedene Weise erfolgen; Näheres darüber weiter
unten im Text.
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In
der Pressenpartie werden also Pressfilze eingesetzt, die zur Entwässerung
der Bahn dienen. Die Transportbänder
sind nahezu wasser- und luftundurchlässig, können aber zum Teil auch wasserdurchlässig sein
und auch an der Entwässerung
teilnehmen. In der erfindungsgemäßen Pressenpartie werden
außerdem
möglichst
glatte Transportbänder eingesetzt.
Die Oberflächenrauigkeit
Ra der Transportbänder beträgt etwa 0,5 – 4 μm, bevorzugt
0,7 – 2 μm. Als Transportband
dient bevorzugt ein Transportsieb, wenngleich auch filzartiges Transportband in
Frage kommt. Bei Einsatz eines Transportfilzes erfolgt kein Markieren
der Bahn, was zur Erzielung einer glatten Oberfläche beiträgt. Anderseits gestaltet es
sich mit Filz schwieriger als mit Sieb, Vakuum durch das Transportelement
hindurch auf die Bahn wirken zu lassen. In 1 bis 6 sind
außerdem die üblichen
Konditionierungsmittel, wie zum Beispiel Siebsauger sowie Schmier-
und Reinigungsspritzrohre gezeigt.
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Mit
der oben beschriebenen erfindungsgemäßen Grundanordnung erzielt
man eine beidseitige effektive Entwässerung der Bahn, eine glatte
Beschaffenheit beider Bahnseiten und eine geschlossene Bahnführung. Die
Pressenpartie kann durch Auswechseln von Komponenten und/oder durch
Zusatzkomponenten modifiziert und reguliert werden. Auf diese Weise
sind für
jede Pressenpartie unabhängig von
der Rohstoffbeschaffenheit ein zuverlässiger Betrieb und ein Endprodukt
von hoher Qualität
gewährleistet.
Der erste Pressspalt 10 kann aus einem gewöhnlichen
Walzenpressspalt (3) oder einem Langspalt bestehen,
mit dem eine intensive Entwässerung
ohne Bahnbeschädigung,
d.h. ohne ein Verdrü cken
der Bahn erreicht wird. Außerdem
können die
Positionen insbesondere der Langspalt-Presswalzen in den einzelnen
Anwendungen variiert werden. Zur Sicherung einer symmetrischen Entwässerung
kann der erste Pressspalt 10 auf einem im Wesentlichen
geraden Abschnitt des ersten und zweiten Pressfilzes 13 und 14 angeordnet
werden. Gleich dem ersten Pressspalt kann auch der dritte Pressspalt 12 aus
einem gewöhnlichen
Walzenspalt oder aber einem Langspalt bestehen, während der
zweite Pressspalt 11 bevorzugt stets ein Langspalt ist.
Die Langspalte gestalten sich außerdem trotz ihrer hohen Belastbarkeit
im Hinblick auf Schwingungen vorteilhaft.
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Auch
die oben genannte den ersten Pressfilz 13 stützende Transfersaugwalze 23 kann
auf verschiedene Weise angeordnet werden. In 3 bildet diese
Walze 23 zusammen mit der Gegenwalze 24 des zweiten
Pressspalts 11 einen Pressspalt. Sie kann aber auch in
Nipkontakt mit der Pressenpartie-Walze 28 (2)
oder sogar mit beiden genannten Walzen (5) stehen.
Weiter kann sogar die Gegenwalze des ersten Pressspaltes mit der
Zentralwalze einen Nip bilden (6). Dadurch
werden die Baugröße der Pressenpartie
und die Zahl der erforderlichen Komponenten verringert.
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In 1 bis 5 ist
bei der Transfersaugwalze 23 außerdem ein Dampfblaskasten 30 angeordnet,
aus dem ein Dampfstrahl auf die Bahn gelenkt wird. Durch Beheizen der
Bahn wird infolge der Verringerung der Viskosität im folgenden Pressspalt die
Entwässerung
intensiviert und die Überführung der
Bahn auf das Transportband der Zentralwalze sichergestellt. Auch
ist es vorteilhaft, am Überführungsband 20 einen
Dampfblaskasten 31 anzuordnen, der hier vor dem zweiten
Transportband 19 auf die Bahn gerichtet ist. Entsprechend
gehört
vor den ersten Pressspalt 10 ein Dampfblaskasten 29. Überhaupt
werden in der Pressenpartie je nach Bedarf Dampfblaskästen angeordnet
und eingesetzt. Statt des Dampfblaskastens 31 kann auch
ein Infrarotstrahler angeordnet werden, der bevorzugt in Querrichtung
regulierbar ist, so dass damit das Feuchteprofil der Bahn korrigiert
werden kann. Neben dem Einsatz von Heizmitteln kommt zum Regulieren
des Feuchteprofils auch profiliertes Befeuchten der Bahn in Frage.
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Allgemein
genommen fördert
ein Eintragen von Wärmeenergie
in die Bahn die Zunahme deren Trockengehalts. Das gleiche Mittel
kann auch bei den Transportbändern
angewendet werden. Durch Beheizen des Transportbandes wird auch
die Oberflächenqualität der Bahn
verbessert. Gemäß der Erfindung
sind am ersten und/oder zweiten Transportband 18, 19 vor
dem zweiten oder dritten Pressspalt 11, 12 Heizmittel 32, 33 angeordnet.
Diese Heizmittel 32 und 33 sind in 5 eingezeichnet,
wo ein Dampfblaskasten kombiniert mit einem Kondensatschaber gezeigt
ist. Statt aus einem Dampfblaskasten kann das Heizmittel zum Beispiel
auch aus einem Infra rotstrahler oder einem Heißluftgebläse bestehen. Die Heizmittel 32 und 33 können auch
in Querrichtung profilierend sein. Auch die Aufblasvorrichtungen
können
bei Bedarf mit profilierenden Geräten, etwa den o.g. Heizungs-
und Befeuchtungseinrichtungen, kombiniert werden. In 5 sind
die Vorrichtungen 42 hinter dem waagrechten Abschnitt 37 und die
zweiten Vorrichtungen 43 entsprechend zwischen den vertikalen
Abschnitten angeordnet. Mit den besagten Mitteln können außerdem Verwerfungen
der Bahn korrigiert werden, nämlich
durch passenden Einsatz von Heizungs- oder Befeuchtungsmitteln auf der
einen oder anderen Bahnseite, genauer gesagt durch Erhitzen der
Bahn von der zur Zylindertrocknung entgegengesetzten Seite her oder
durch Befeuchten auf der gleichen Seite, auf der die Zylindertrocknung
erfolgt. Entsprechende Geräte
werden je nach Bedarf angeordnet und eingesetzt.
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Gemäß der Erfindung
sind in Verbindung mit dem zweiten Transportband 19 Mittel 34 zum Überführen der
Bahn von der Pressenpartie auf das Trockensieb 26 der daran
anschließenden
Trockenpartie (4) vorhanden. Auf diese Weise
erfolgt eine kontrollierte Überführung der
Bahn zwischen den Maschinensektionen, und die Pressenpartie kann
so in verschiedenartige Materialbahn-Herstellungsmaschinen eingefügt werden.
Die Mittel 34 in 2 umfassen
ein zweites Überführungsgewebe 35,
mit dem die Bahn vom zweiten Transportband 19 auf das Trockensieb 26 gebracht
wird. Die direkt aus dem drit ten Pressspalt kommende Bahn kann noch
so feucht sein, dass der erste Trockenzylinder, um ein Festhaften
der Bahn zu vermeiden, mit reduzierter Temperatur gefahren werden
muss. Außerdem
trachtet die feuchte und elastische Bahn, zum Beispiel infolge des
Unterdruckes im Auslaufspalt, statt dem Trockensieb eher dem glatten
Trockenzylinder zu folgen, und infolge Geschwindigkeitsunterschieds
zwischen den Maschinensektionen kann es u.U. zu Bahnabriss kommen.
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Die
oben genannten Probleme lassen sich durch Einsatz eines Aufblastrockners 36 vermeiden. Dieser
umfasst eine die Bahn abstützende
Laufstrecke und eine Blaskammer, deren bahnseitige Fläche eine
Perforierung zum Verteilen von Heißluft oder einem sonstigen
heißen
Gas sowohl auf die Blasfläche als
auch auf die Bahnoberfläche
hat. Die feuchte Luft wird über
andere Löcher
der Blasfläche
abgeführt. Der
Aufblastrockner kann auch in andersartigen Pressenpartien wie der
oben beschriebenen eingesetzt werden. Gemäß der Erfindung umfasst der
Aufblastrockner 36 einen horizontalen Abschnitt 37 oder einen
horizontalen Abschnitt 37 und vertikalen Abschnitt 38.
Zum Beispiel in 3 hat dieser Trockner 36 nur
einen waagrechten Abschnitt 37, in 1 hingegen
sowohl einen waagrechten Abschnitt 37 als auch einen vertikalen
Abschnitt 38. Teile mit gleichartiger Funktion tragen in
den Zeichnungen jeweils gleiche Bezugszahlen.
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In
allen oben beschriebenen Pressenpartien kann auch ein gegen die
Pick-up-Walze 22 angeordneter Vakuumtrockner 39 eingesetzt
werden, der jedoch nur in 2 dargestellt
ist. In der Praxis können die
innerhalb der Transportbandschlaufen befindlichen nipbildenden Walzen
entweder glatte oder profilierte Oberfläche haben. Sind die Transportbänder teilweise
wasserdurchlässig,
gestaltet sich der Einsatz profilierter Walzen als nipbildende Walzen
vorteilhaft. Dabei wird das der Bahn entzogene Wasser in das Profil
der Walze gedrückt
und gelangt von dort als Spritzwasser in den (nicht dargestellten)
Wasserableitungstrog. Die eigentliche Entwässerung erfolgt in auf hochbelasteten
Gleitschuhen basierenden Langnips oder in hochbelasteten gewöhnlichen
Walzennips. Die Langnippresse wird auch als Schuhpresse bezeichnet.
Auch die so genannten Transfernips können je nach angewandten Belastungen
an der Entwässerung
und/oder an der Gestaltung der Bahnstruktur beteiligt sein. Transfernips
sind in den Zeichnungen durch die Bezugszahlen 40 und 41 repräsentiert.
Bei Langnips beträgt
der Belastungsbereich am bevorzugtesten etwa 500 – 1500 kN/m, während er
bei gewöhnlichen
Walzennips 80 – 250 kN/m
beträgt.
Entsprechend beträgt
der Belastungsbereich des Transfernips 30 – 100 kN/m. In 6 gehört zum ersten
Pressspalt eine Saugwalze, deren Dauerhaftigkeit bei dieser Ausführungsform
durch Einsatz einer Schuhpresse im Belastungsbereich 100 – 400 kN/m
gesichert wird.
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Die
erfindungsgemäße Pressenpartie
kann auf vielfältigste
Weise modifiziert werden. Wesentlich im Hinblick auf ein Endprodukt
hoher Qualität
sind dabei jedoch eine symmetrische Entwässerung und das Pressen beider
Bahnseiten gegen eine glatte Fläche.
Erreicht wird dies mit der erfindungsgemäßen Transportbandanordnung,
deren Funktion außerdem
auf verschiedene Weise reguliert und intensiviert werden kann.