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Die
Erfindung betrifft eine Abnahmeeinrichtung für eine mindestens ein durchlässiges Band
zur Formation und/oder Entwässerung
einer zu bildenden Faserstoffbahn, insbesondere einer Papier- oder Kartonbahn,
aufweisende Sektion einer Maschine, insbesondere einer Papier- oder
Kartonmaschine, mit einer Abnahmesaugwalze, über deren Umfangsbereich ein
durchlässiges
Abnahmeband geführt
ist und an deren Umfangsbereich die auf dem Band aufliegende Faserstoffbahn
das Abnahmeband unter einem Schrägungswinkel
berührend
vorbeigeführt
ist, wobei das Abnahmeband die Faserstoffbahn im Bereich der Vorbeiführung von
dem Band abnimmt, über
einen einen Umschlingungswinkel aufweisenden Umschlingungsbereich
der Abnahmesaugwalze führt
und anschließend
in eine nachfolgende Sektion der Maschine überführt.
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Eine
derartige Abnahmeeinrichtung ist beispielsweise aus der deutschen
Offenlegungsschrift
DE
101 12 053 A1 bekannt.
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Die
Abnahme einer zu bildenden Faserstoffbahn von einer Sektion in eine
nachfolgende Sektion einer Maschine zur Herstellung der Faserstoffbahn erfolgt üblicherweise
mit einer Abnahmesaugwalze. Um eine zu große Bauhöhe der nachfolgenden Sektion
zu vermeiden, wird der Lagerpunkt der Abnahmesaugwalze relativ niedrig über dem
Maschinenboden positioniert. Dies hat aus geometrischen Gründen einen
relativ großen
Umschlingungswinkel der Walze zur Folge.
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Nachteil
eines solch großen
Umschlingungswinkels, der bei derzeitigen Abnahmeeinrichtungen im
Bereich von 60° liegt,
ist die große
Längendifferenz
zwischen der Innen- und der Außenlage
einer Faserstoffbahn, welche sich insbesondere bei dicken Faserstoffbahnen,
wie üblicherweise
holzfreien Papieren, negativ auf die Streckung und Ausrichtung der
einzelnen Fasern in diesen Lagen auswirkt. Eine unterschiedlich
starke Ausrichtung, das heißt
Anisotropie in der Innen- und der Außenlage der zu bildenden Faserstoffbahn
kann zum Beispiel zu größeren Problemen
mit Diagonal-Curl bei Kopierpapieren führen.
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Andererseits
ist eine gewisse Mindestumschlingung der Abnahmesaugwalze erforderlich,
um einen guten Lauf der zu bildenden Faserstoffbahn um die Abnahmesaugwalze,
das heißt
in gewöhnlicher Weise
einen Lauf ohne Bahnrandstörungen
zu erreichen.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Abnahmeeinrichtung der
eingangs genannten Art derart weiterzubilden, dass die beschriebenen Nachteile
des Stands der Technik weitestgehend, vorzugsweise vollständig vermieden
werden. Insbesondere soll die herzustellende Faserstoffbahn während der
Abnahme eine möglichst
geringe Streckung und Ausrichtung bei einem guten Lauf derselben
erfahren.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch
gelöst,
dass der Umschlingungswinkel des Umschlingungsbereichs, über den
das Abnahmeband die von dem Band abgenommene Faserstoffbahn führt, einen
Wert ≤ 40°, vorzugsweise ≤ 30°, insbesondere ≤ 25°, aufweist.
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Die
erfindungsgemäße Aufgabe
wird auf diese Weise vollkommen gelöst.
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Die
erfindungsgemäße Abnahmeeinrichtung erbringt
also den Vorteil einer kleineren Längendifferenz zwischen der
Innen- und der Außenlage
der herzustellenden Faserstoffbahn infolge einer merklichen Reduzierung
des Umschlingungswinkels des Umschlingungsbereichs. Die Längendifferenz
L zwischen der Innenlage I und der Außenlage A berechnet sich nach
wobei α der Umschlingungswinkel des
Umschlingungsbereichs, r
I der Umschlingungsradius
der Innenlage I und r
A der Umschlingungsradius
der Außenlage
A ist. Die Längendifferenz
L ist damit proportional zum Umschlingungswinkel α des Umschlingungsbereichs.
Der Radius der Abnahmesaugwalze wird also bei der Berechnung der
Längendifferenz
L nicht berücksichtigt.
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Beträgt die Bahndicke
(= ra – ri) der herzustellenden Faserstoffbahn, wie
beispielsweise holzfreies Kopierpapier mit einem Flächengewicht
von 80 g/m2, an der Abnahmestelle etwa 500 μm und der
Umschlingungswinkel α des
Umschlingungsbereichs die bereits genannten 60°, so ergibt sich eine Längendifferenz
L von etwa 525 μm
zwischen der Innenlage I und der Außenlage A. Somit wird bei einer
mittleren Faserlänge
von ca. 650 μm
für eine
Eukalyptus-Zellstofffaser
die Größenordnung
des Einflusses auf die einzelne Faser deutlich.
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Vor
dem Hintergrund, dass die Produktion von holzfreien Papieren mit
immer weniger Langfasereinsatz erfolgt und dass die Verwendung von
Eukalyptuszellstoff, der gewöhnlich
kürzesten
Kurzfaser, immer weiter zunimmt, gegebenenfalls bis hin zu 100%
Eukalyptus, wird der Nutzen dieser Erfindung deutlich vor Augen
geführt.
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In
einer ersten bevorzugten Ausführungsform
ist vorgesehen, dass der Umschlingungsbereich eine Umschlingungslänge im Bereich
von 150 bis 300 mm, vorzugsweise von 165 bis 265 mm, insbesondere
von 165 bis 200 mm, aufweist. Damit wird eine wesentliche Voraussetzung
für eine
gute Abnahme und eine sichere Führung
der herzustellenden Faserstoffbahn über den Umfangsbereich hinweg
geschaffen.
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Weiterhin
ist es von Vorteil, wenn im Umschlingungsbereich bevorzugt ein auf
die Faserstoffbahn einseitig wirkender Unterdruck ≥ 30 kPa, vorzugsweise ≥ 40 kPa, vorgesehen
ist. Auch mit dieser Maßnahme
wird ein wesentlicher Betrag für
eine gute Abnahme und eine sichere Führung der herzustellenden Faserstoffbahn über den
Umfangsbereich hinweg geschaffen
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Damit
eine akzeptable, das heißt
niedrige Bauhöhe
der nachfolgenden Sektion realisiert werden kann, weist der Schrägungswinkel
bevorzugt einen Wert zwischen 5 und 15°, vorzugsweise zwischen 8 und
12°, auf.
Dabei ist der Schrägungswinkel per
Definition der Winkel, den das fallende Band betragsmäßig mit
der Horizontalen einschließt.
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Überdies
sieht eine bevorzugte Ausführungsform
vor, dass ein zwischen der von dem Abnahmeband geführten Faserstoffbahn
und dem Band eingeschlossener Abnahmewinkel einen Wert ≤ 25° aufweist.
Somit erfährt
die vom Band abgenommene Faserstoffbahn eine relativ kleine Richtungsänderung,
wodurch kleinere an ihr wirkende Fliehkräfte in Erscheinung treten.
Die Gefahr eines Bahnrisses kann infolgedessen verringert werden.
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Ferner
ist der Abnahmesaugwalze in Laufrichtung der Faserstoffbahn in günstiger
Weise ein vorzugsweise steuer-/regelbarer Bahn(rand)stabilisator
nachgeordnet, der mit einem Druck ≥ 0,6
kPa, vorzugsweise ≥ 1
kPa, beaufschlagbar sein kann. Dieser Bahn(rand)stabilisator hält mit seinem
Vakuum, insbesondere die Ränder,
an dem Abnahmeband, so dass besonders geringe Abnahmewinkel realisierbar
sind.
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Im
Hinblick auf eine gute und sichere Führung des Abnahmebands über einen
Umfangsbereich der Abnahmesaugwalze ist es vorteilhaft, wenn zumindest
wenigstens eine Hochdruck-Reinigungseinrichtung oder wenigstens
eine Schabereinrichtung vorgesehen ist, die auf die Abnahmesaugwalze
in dem Bereich, in welchem sie das Abnahmeband nicht führt, einwirkt.
Somit kann die Oberfläche
der Abnahmesaugwalze frei von Verschmutzungen gehalten werden, was
wiederum einen möglicherweise an
der Abnahmesaugwalze angelegten Unterdruck vollends wirken lässt.
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Weiterhin
ist bevorzugt wenigstens eine der Abnahmeeinrichtung in Laufrichtung
der Faserstoffbahn vorgeordnete Abtrenneinrichtung vorgesehen, die
in der an der Abnahmeeinrichtung vorbei geführten Faserstoffbahn mindestens
einen Randstreifen mit einer Randstreifenbreite erzeugt. Dabei kann
die Abtrenneinrichtung derart angeordnet sein, dass der Randstreifen
vor oder auf der Abnahmewalze der Abnahmeeinrichtung erzeugt wird.
Dies erhöht
unter anderem die Prozesssicherheit.
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Dabei
kann die Abnahmesaugwalze über ihre
Walzenbreite auch in vorzugsweise mehrere Druckzonen sektioniert
sein, wobei in dem wenigstens einen Bereich des an ihr vorbeigeführten Randstreifens
bevorzugt eine Überdruckzone
mit einem Überdruck ≥ 1,0 bar,
vorzugsweise ≥ 1,5
bar, ausgebildet ist. Damit wird die Selbstaufführung des abgetrennten Randstreifens
auf die Abnahmewalze wirksam verhindert und zugleich sichergestellt,
dass der abgetrennte Randstreifen auch auf dem ihn führenden
Band verbleibt.
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Die
Abnahmeeinrichtung ist insbesondere auf der Führer- und/oder auf der Triebseite
der Maschine zur Herstellung der Faserstoffbahn angeordnet und sie
ist bevorzugt derart eingesetzt, dass die Sektion der Maschine eine
Siebpartie, das Band ein Formiersieb, das Abnahmeband ein Pressfilz
und die nachfolgende Sektion der Maschine eine Pressenpartie oder
dass die Sektion der Maschine eine Pressenpartie, das Abnahmeband
ein Pressfilz, das weitere Band ein Transferband und die nachfolgende Sektion
der Maschine eine Trockenpartie ist.
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Die
erfindungsgemäße Maschine,
insbesondere eine Papier- oder Kartonmaschine, zur Herstellung einer
Faserstoffbahn, insbesondere einer Papier- und/oder Kartonbahn, zeichnet sich
dadurch aus, dass sie mit einer erfindungsgemäßen Abnahmeeinrichtung versehen
ist.
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Weitere
Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und
der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme
auf die Zeichnung.
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Es
zeigt die einzige Figur eine schematisierte Seitenansicht einer
Ausführungsform
einer erfindungsgemäßen Abnahmeeinrichtung 1 für eine Sektion 2 einer
nicht näher
dargestellten Maschine. Die Sektion 2 umfasst ein durchlässiges Band 3 zur
Formation und/oder Entwässerung
einer zu bildenden Faserstoffbahn 4.
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Die
Faserstoffbahn 4 kann beispielsweise eine Papier- oder
Kartonbahn sein, wohingegen die Maschine eine Papier- oder Kartonmaschine
sein kann.
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Die
Abnahmeeinrichtung 1 umfasst eine Abnahmesaugwalze 5, über deren
Umfangsbereich 6 ein durchlässiges Abnahmeband 7 geführt ist
und an deren Umfangsbereich 6 die auf dem Band 3 aufliegende
Faserstoffbahn 4 das Abnahmeband 7 unter einem
Schrägungswinkel γ berührend vorbeigeführt ist,
wobei das Abnahmeband 7 die Faserstoffbahn 4 im
Bereich der Vorbeiführung
von dem Band 3 abnimmt, über einen einen Umschlingungswinkel α aufweisenden
Umschlingungsbereich 8 der Abnahmesaugwalze 5 führt und
anschließend
in eine nachfolgende, nicht näher
dargestellte Sektion 9 der Maschine überführt.
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Der
Umschlingungswinkel α des
Umschlingungsbereichs 8, über den das Abnahmeband 7 die von
dem Band 3 abgenommene Faserstoffbahn 4 führt, weist
einen Wert ≤ 40°, vorzugsweise ≤ 30°, insbesondere ≤ 25°, auf. Zusätzlich weist
der Umschlingungsbereich 8 eine Umschlingungslänge l im Bereich
von 150 bis 300 mm, vorzugsweise von 165 bis 265 mm, insbesondere
von 165 bis 200 mm, auf.
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Die
Faserstoffbahn 4 weist im Abnahmebereich bevorzugt einen
Trockengehalt T ≥ 18%,
vorzugsweise ≥ 20%
auf.
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Weiterhin
ist die Abnahmesaugwalze 5 über ihre Walzenbreite B (Pfeil)
in vorzugsweise mehrere Druckzonen pX sektioniert,
so dass im Umschlingungsbereich 8 ein auf die Faserstoffbahn 4 einseitig wirkender
Unterdruck pU ≥ 30 kPa, vorzugsweise ≥ 40 kPa, vorgesehen
ist.
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Das
Band 3 wird, wie bereits ausgeführt, im Bereich der Abnahmeeinrichtung 1 unter
dem Schrägungswinkel γ geführt, der
mit der Horizontalen H (Pfeil) betragsmäßig einen Wert zwischen 5 und
15°, vorzugsweise
zwischen 8 und 12°,
aufweist. Somit weist ein zwischen der von dem Abnahmeband 7 geführten Faserstoffbahn 4 und
dem Band 3 eingeschlossener Abnahmewinkel β einen Wert ≤ 25° auf.
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Ferner
ist der Abnahmesaugwalze 5 in Laufrichtung L (Pfeil) der
Faserstoffbahn ein vorzugsweise steuer-/regelbarer Bahn(rand)stabilisator 10 nachgeordnet,
der mit einem Druck pB ≥ 0,6 kPa, vorzugsweise ≥ 1 kPa, beaufschlagbar
ist. Der angedeutete Druck pB wird hierbei
am Flansch des Bahn(rand)stabilisators 10 gemessen.
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Im
Bereich der Abnahmeeinrichtung 1 ist ferner eine schematisch
dargestellte Hochdruck-Reinigungseinrichtung 11 vorgesehen,
die auf die Abnahmesaugwalze 5 in dem Bereich 12,
in welchem sie das Abnahmeband 5 nicht führt, einwirkt.
Eine derartige Hochdruck-Reinigungseinrichtung 11 ist dem Fachmann
wohl bekannt, so dass ihr Aufbau und ihre Funktion an dieser Stelle
nicht näher
erläutert
werden.
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Alternativ
oder ergänzend
kann auch noch wenigstens eine nicht dargestellte Schabereinrichtung
vorgesehen sein, die auf die Abnahmesaugwalze 5 wiederum
in dem Bereich 12, in welchem sie das Abnahmeband 5 nicht
führt,
einwirkt.
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Überdies
ist eine der Abnahmeeinrichtung 1 in Laufrichtung L (Pfeil)
der Faserstoffbahn 4 vorgeordnete Abtrenneinrichtung 13 vorgesehen,
die in der an ihr vorbei geführten
Faserstoffbahn 4 mindestens einen gestrichelt dargestellten
Randstreifen 14 mit einer Randstreifenbreite erzeugt. Der
Randstreifen 14 wird einer, dem Fachmann bekannten Gautschbruchbütte (Pulper)
zugeführt
und in bekannter Weise verwertet.
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Die über ihre
Walzenbreite B (Pfeil) hinweg druckmäßig sektionierte Abnahmewalze 5 weist
im Bereich des an ihr vorbeigeführten
Randstreifens 14 eine Überdruckzone
pÜ mit
einem Überdruck ≥ 1,0 bar,
vorzugsweise ≥ 1,5
bar, auf.
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Die
Sektion 2 der Maschine kann eine Siebpartie, das Band 3 ein
Formiersieb, das Abnahmeband 7 ein Pressfilz und die nachfolgende
Sektion 9 der Maschine eine Pressenpartie sein. Alternativ kann
die Sektion 2 der Maschine eine Pressenpartie, das Band 3 ein
Pressfilz, das Abnahmeband 7 ein Transferband und die nachfolgende
Sektion 9 der Maschine eine Trockenpartie sein. Die erfindungsgemäße Abnahmeeinrichtung 1 kann
prinzipiell in jeder Sektion der Maschine zur Herstellung einer
Faserstoffbahn 4 angeordnet sein.
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Zusammenfassend
kann festgehalten werden, dass durch die Erfindung eine Abnahmeeinrichtung
geschaffen wird, die die beschriebenen Nachteile des Stands der
Technik weitestgehend, vorzugsweise vollständig vermeidet. Insbesondere
erfährt die
herzustellende Faserstoffbahn während
der Abnahme eine möglichst
geringe Streckung und Ausrichtung bei einem guten Lauf derselben.
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- 1
- Abnahmeeinrichtung
- 2
- Sektion
- 3
- Band
- 4
- Faserstoffbahn
- 5
- Abnahmesaugwalze
- 6
- Umfangsbereich
- 7
- Abnahmeband
- 8
- Umschlingungsbereich
- 9
- Sektion
- 10
- Bahn(rand)stabilisator
- 11
- Hochdruck-Reinigungseinrichtung
- 12
- Bereich
- 13
- Abtrenneinrichtung
- 14
- Randstreifen
- B
- Walzenbreite
(Pfeil)
- H
- Horizontale
(Pfeil)
- L
- Laufrichtung
(Pfeil)
- l
- Umschlingungslänge
- pB
- Druck
- pU
- Unterdruck
- pÜ
- Überdruckzone
- pX
- Druckzone
- T
- Trockengehalt
- α
- Umschlingungswinkel
- β
- Abnahmewinkel
Schrägungswinkel
