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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung von Tissuebahnen,
umfassend eine Vorrichtung zur Entwässerung mit einem endlosen,
permeablen strukturierten Band zur Führung der Tissuebahn über
eine Einrichtung zum Aufbringen eines Druckes zu einer Trockenvorrichtung.
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Vorrichtungen
zur Entwässerung von Tissuebahnen sind in einer Vielzahl
von Ausführungen aus dem Stand der Technik bekannt. Allgemein
gilt, dass bei Nasspressverfahren die Faserstoffbahn in einem Pressspalt
derart komprimiert wird, bis durch den hydraulischen Druck Wasser
aus der Faserstoffbahn herausgedrückt wird. Dabei wird
bei konventionellen Presseneinrichtungen nur ein geringer Teil des
Walzenumfanges für den Komprimiervorgang der Faserstoffbahn
genutzt, weshalb die Entwässerung zeitlich und örtlich
stark begrenzt ist. Um diesen Nachteil zu beheben, wurden Anstrengungen
unternommen, ein festes nicht permeables Band zur Ausbildung eines verlängerten
Pressspaltes zum Aufbringen eines Druckes auf die Faserstoffbahn
und Entwässerung dieser einzusetzen. Allerdings verhindert
das nicht permeable Band die Strömung von Trocknungsfluid, wie
Luft durch die Faserstoffbahn hindurch.
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Es
ist ferner aus dem Stand der Technik bekannt, einen so genannten „Through
air drying process" (TAD) zum Trocknen einer Faserstoffbahn, insbesondere
Tissuebahn, einzusetzen, um den erforderlichen mechanischen Pressanteil
zu verringern. Dazu sind jedoch entsprechend für diesen
Prozess geeignete Zylinder beziehungsweise Wabenkörper notwendig,
sowie ein komplexes Luftversorgungs- als auch Heizsystem. Der Einsatz
von TAD-Systemen ist daher sehr aufwendig und kostenintensiv. Ferner
sind die Betriebskosten ebenfalls sehr hoch, da es notwendig ist,
die Faserstoffbahn auf einen höheren Trocknungsgrad zu
trocknen. Der Grund dafür besteht im schlechteren Querfeuchteprofil,
das durch das TAD-System bei geringeren Trocknungsgraden erzielt
wird.
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Aus
der Druckschrift
WO 2005/075736 ist eine
Vorrichtung zur Entwässerung einer Faserstoffbahn vorbekannt,
welche ein permeables strukturiertes Band umfasst, das die Faserstoffbahn über
eine Saugwalze führt, ferner ein permeables Entwässerungsband,
das die Faserstoffbahn kontaktiert und ebenfalls über die
Saugwalze geführt wird, sowie ein Mechanismus zum Aufbringen
eines Druckes auf das permeable strukturierte Band, die Faserstoffbahn und
das permeable Entwässerungsband. Dabei wird das permeable
strukturierte Band vorzugsweise gleichzeitig als das die Faserstoffsuspension
aufnehmende Band verwendet, indem dieses als endlos umlaufendes
Siebband Bestandteil eines Formers ist, der sich an einen Stoffauflauf
anschließt. Die Faserstoffsuspension wird in einen Spalt,
der vom endlos umlaufenden permeablen und strukturierten Band sowie
einem weiteren endlos umlaufenden Band in Form eines Formiersiebes
gebildet wird, eingebracht, wobei das permeable strukturierte Band
eine Formierwalze umschlingt und die Faserstoffsuspension zumindest
im Umschlingungsbereich des permeablen strukturierten Bandes mit
der Formierwalze zwischen dem permeablen strukturierten Band und
dem Formiersieb geführt wird. In diesem Bereich findet eine
sehr starke Retention statt, wobei im Anschluss an die Formierwalze
die beiden Bänder voneinander getrennt werden und die Faserstoffbahn
mit dem strukturierten permeablen Band zu einer mechanischen Siebpresseinrichtung
geführt wird. Der Mechanismus zum Aufbringen eines Druckes
auf das permeabel strukturierte Band, die Faserstoffbahn und das
permeable Entwässerungsband im Bereich der Saugwalze umfasst
ein endlos umlaufendes, insbesondere Band, das an der Innenseite
des permeablen strukturierten Bandes im Bereich der Saugwalze in
anpressender Weise wirksam wird. Der Anpressdruck wird durch die
Größe der Bandspannung eingestellt, wobei der
dadurch maximal erzielbare Druck relativ klein ist. Zur Erzielung
entsprechend hoher Pressdrücke ist auch eine entsprechend
hohe Spannung des Pressbandes erforderlich, was wiederum zur Verteuerung
der Bänder führt.
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Ferner
können zusätzliche auf das Pressband einwirkende
Anpresseinrichtungen vorgesehen werden, die den Anpressdruck im
Wirkbereich des Pressbandes örtlich erhöhen. Aufgrund
der hohen Belastungen über den Pressspaltbereich sowie
aufgrund der hohen Absaugmengen und der gewünschten Verweilzeit
ist eine sehr große Saugwalze erforderlich. Ferner sind
ein entsprechend hoher Unterdruck sowie Heißluftmengen
erforderlich, da durch die dreifache Bespannung ein sehr hoher Wärmeverlust
eintritt. Das den Pressdruck erzeugend Band ist dabei sehr hohen
Temperaturen ausgesetzt, welche bei der Auslegung des Bandes berücksichtigt
werden müssen. Die hohen Temperaturen führen ferner
auch zu einer Verringerung der Lebensdauer. Da das die Pressspannung
erzeugende Band innerhalb der Schlaufe des endlos umlaufenden permeablen
strukturierten Bandes liegt, ist die Gefahr eines Bandrisses sehr
hoch. Die Investitions- und Betriebskosten sind sehr hoch. Ein erforderlicher
Austausch oder Wechsel des den Anpressdruck aufbringenden Bandes
ist sehr aufwendig und kostenintensiv.
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Aufgrund
der erforderlichen großen Anpressfläche und des
Aufbaus der Presseinrichtung sowie deren Erstreckung in vertikaler
Richtung ist diese in Maschinenrichtung zwischen Formiereinheit
und Trockenvorrichtung angeordnet, wodurch eine große Maschinenlänge
erzeugt wird.
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Der
Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur
Entwässerung von Faserstoffbahnen, insbesondere Tissuebahnen
der eingangs genannten Art durch eine mechanische Presseinrichtung
derart weiterzuentwickeln, dass die genannten Nachteile vermieden
werden. Insbesondere sind die Betriebs- und Investitionskosten zu
verringern, der erforderliche Bauraum zu reduzieren und es sollen
ferner die bekannten Betriebsweisen zur Tissueherstellung wie bisher
möglich sein.
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Die
erfindungsgemäße Lösung ist durch die Merkmale
des Anspruchs 1 charakterisiert. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind
in den Unteransprüchen beschrieben. Die erfindungsgemäße
Vorrichtung zur Herstellung einer Tissuebahn, umfassend eine Vorrichtung
zur Entwässerung mit einem endlosen, permeablen strukturierten
Band zur Führung der Tissuebahn über eine Einrichtung
zum Aufbringen eines Druckes zu einer Trockenvorrichtung, ist dadurch
gekennzeichnet, dass die Einrichtung von einer als Saugpresswalze
fungierenden, innerhalb der vom endlosen permeablen strukturierten
Band gebildeten Schlaufe angeordneten Saugwalze und einer mit dieser
einen Pressspalt bildenden Gegenfläche gebildet wird und
zumindest ein durch den Pressspalt geführtes endloses permeables
Entwässerungsband vorgesehen ist. Dabei werden das strukturierte
permeable Band und das permeable Entwässerungsband durch
den Pressspalt geführt.
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Die
erfindungsgemäße Lösung ermöglicht die
Schaffung eines besonders platzsparenden Pressenkonzeptes durch
Verlagerung der als Saugpresswalze fungierenden Saugwalze in die
vom permeablen strukturierten Band gebildete Schlaufe. Dadurch kann
insbesondere auch der Bauraumbedarf für die Führung
des permeablen Entwässerungsbandes verringert werden.
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In
einer vorteilhaften Ausführung wird die Einrichtung zum
Aufbringen des Druckes in Durchlaufrichtung der Tissuebahn betrachtet
im Bereich der Erstreckung der Trockenvorrichtung und in vertikaler
Richtung versetzt zu dieser angeordnet. Gemäß einer
besonders vorteilhaften Ausführung erfolgt die Anordnung
unterhalb der Trockenvorrichtung. Die Einrichtung ist dabei frei
von einem, einen Pressdruck aufbringenden Pressband, d. h. ohne Siebpresse.
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Die
erfindungsgemäße Lösung ist durch die Verlagerung
der Einrichtung zum Aufbringen des Druckes in den ohnehin zur Verfügung
stehenden und meist ungenutzten Bauraum unterhalb der Trockenvorrichtung
durch eine sehr kurze und kompakte Bauweise charakterisiert. Die
mechanische Entwässerung wird dadurch in unmittelbare Nähe
der Trockenvorrichtung verlegt, wodurch sich zwischen dieser und
der Einrichtung zum Aufbringen eines Druckes sehr kurze Führungswege
für die Tissuebahn ergeben, die das Rückbefeuchtungsvermögen
sowie die Abkühlung der Bahn stark reduzieren, was sich neben
den geringeren Investitionskosten für die, die Tissuebahn
führenden Bänder aufgrund von deren kürzeren
Längen auch in einer Verringerung des Leistungsbedarfes
für die Trockenvorrichtung niederschlägt.
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Das
permeable strukturierte Band wird entlang eines Teilbereiches des
Außenumfanges einer Saugwalze, umfassend zumindest eine
Saugzone geführt. Die Einrichtung zum Aufbringen eines
Druckes ist derart ausgebildet und angeordnet, dass diese geeignet
ist, in Durchlaufrichtung der Tissuebahn betrachtet örtlich
begrenzt einen Druck auf das permeable strukturierte Band und die
an diesem geführte Tissuebahn aufzubringen. In einer vorteilhaften Ausführung
wird die Einrichtung derart ausgebildet und angeordnet, dass diese
geeignet ist, in Durchlaufrichtung der Tissuebahn betrachtet im
Einlaufbereich in die Saugzone oder innerhalb der Saugzone örtlich
begrenzt einen Druck auf das permeable strukturierte Band und die
an diesem geführte Tissuebahn aufzubringen. Die Einrichtung
wird dazu zur Erhöhung der Funktionskonzentration von der
als Saugpresswalze fungierenden Saugwalze und einer mit dieser einen
Pressspalt ausbildenden Anpresswalze gebildet. Erfindungsgemäß wird
damit der Anteil der mechanisch erzeugten Entwässerung
im Einlaufbereich der Tissuebahn in dem von der Saugwalze mit dem
jeweiligen Band oder den Bändern ausgebildeten Entwässerungsabschnitt
vergrößert. Der Pressspalt ist dabei derart positioniert,
dass dieser vorzugsweise am Beginn oder innerhalb der Saugzone liegt.
Aufgrund der an den Anfang oder in die Saugzone verlegten mechanischen
Entwässerung und die dadurch erzielte Feuchtereduzierung
an der Tissuebahn kann eine in der Vorrichtung nachfolgend angeordnete
Durchströmungstrocknungseinrichtung besser wirksam werden.
Eine zusätzliche Aufheizung der Bänder entfällt
und die offene Durchströmfläche wird erheblich
vergrößert, da der gesamte, dem Pressspalt nachgeordnete
Umschlingungsbereich der Saugwalze zur Durchströmung genutzt
werden kann.
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Gemäß einer
besonders vorteilhaften Ausführung ist eine Durchströmungstrocknungseinrichtung
dem Pressspalt unmittelbar nachgeordnet. Diese umfasst vorzugsweise
zumindest eine Heißluftblaseinrichtung, die am Außenumfang
des permeablen strukturierten Bandes im Umschlingungsbereich an der
Saugwalze oder einer der Einrichtung nachfolgend angeordneten Durchströmungstrocknungseinrichtung
wirksam wird. Vorzugsweise ist der Umschlingungsbereich dabei zumindest
mit der theoretisch möglichen Saugzone identisch beziehungsweise
die Saugzone ist im gesamten Umschlingungsbereich wirksam. Durch
die vorgelagerte mechanische Entwässerung aufgrund der
Anordnung der Anpresswalze gegenüber der Saugpresswalze
ist eine Verringerung der erforderlichen Länge der Durchströmungstrocknung
in Durchlaufrichtung bei gleichem Trocknungsergebnis möglich.
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Da
gegenüber den Ausführungen aus dem Stand der Technik
auf das hochbelastete Anpressband verzichtet wird, können
die mechanische Belastung der Saugwalze und der Luftdurchsatz insgesamt verringert
werden. Diese ist nur noch vom strukturierten Band umschlungen und
das Aufbringen des Anpressdruckes ist auf einen kurzen Bereich beschränkt.
Die Saugwalze kann dadurch hinsichtlich ihrer Dimensionierung erheblich
kleiner ausgeführt werden. Dies führt zu einer
Einsparung an Bauraum, die in optimaler Weise zu einer Verlagerung
der gesamten Einrichtung unterhalb der Trockenvorrichtung genutzt
werden kann. Ferner ist es möglich, die Saugwalze baugleich
hinsichtlich Ausführung und Dimensionierung wie andere
Saugwalzen im System auszubilden, so dass hier nur noch ein einziger
Walzentyp zur Reserve vorgehalten werden muss, der in unterschiedlichen
Bereichen in der Vorrichtung zum Einsatz gelangen kann.
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Bezüglich
der Ausgestaltung der Anpresswalze bestehen eine Vielzahl von Möglichkeiten.
Vorzugsweise wird jedoch eine Walze gewählt, die einen weichen
Pressspalt erzeugt, das heißt einen Pressspalt, der nicht
nur durch eine Linienkraft charakterisiert ist, sondern in Durchlaufrichtung
geringfügig verbreitert ist. Dabei kann es sich gemäß einer
ersten Ausführung um eine konventionelle Walze mit einem starren
Mantel handeln, der am Außenumfang mit einem entsprechend
weichen Bezug bezogen ist, der sich bei Einwirkung beziehungsweise
bei Ausbildung des Pressspaltes elastisch verhält.
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Gemäß einer
weiteren Ausführung ist es denkbar, eine Walze mit Durchbiegungsausgleich einzusetzen.
Bei dieser ist ein zentrales Tragelement vorgesehen, das ortsfest
gelagert ist und um das ein Mantel rotierbar geführt ist.
Der Mantel ist vorzugsweise hochelastisch.
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Gemäß einer
weiteren dritten Ausführung kann die Anpresswalze auch
als Schuhpresswalze ausgebildet werden. Diese ist durch einen flexiblen endlos
umlaufenden Walzenmantel charakterisiert, an dessen Innenumfang
ein ortsfester Schuh anpressbar ist.
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Die
Ausgestaltung des Anpresselementes gemäß einer
der Möglichkeiten bietet den Vorteil, dass hier auf standardisierte
Anpresswalzen zurückgegriffen werden kann. Der geringfügig
verlängerte Pressspalt führt insgesamt zu geringeren
spezifischen Kräften aufgrund der vergrößerten
Anpressfläche.
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Die
Anpresskraft durch die Anpresswalze ist je nach Bautyp auf einfache
Art und Weise steuerbar. Die Steuerbarkeit kann dabei sowohl quer
zur Tissuebahnlaufrichtung über die Breite als auch in
Durchlaufrichtung erfolgen, wobei die Steuerung vorzugsweise zumindest
zonenweise erfolgt, ganz besonders bevorzugt stufenlos über
die gesamte Breite. Dadurch ist es möglich, das Feuchtequerprofil über die
Tissuebahnbreite zu beeinflussen.
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Ist
die Anpresswalze als Saugpresswalze fungierende Saugwalze ausgebildet,
umfasst diese zumindest eine Saugzone. In Durchlaufrichtung der Tissuebahn
kann dann die Saugzone der Anpresswalze der Saugzone an der Saugwalze
frei von einer Überlappung vorgeordnet sein oder aber die
Saugzone der Anpresswalze erstreckt sich bis in den Wirkbereich
der Saugzone an der Saugwalze. Im ersten Fall ist auf jeden Fall
eine Hinterlüftung vor dem Einlauf in den Pressspalt gegeben,
so dass die Wirkung der Anpresskraft verbessert werden kann. Im
zweiten Fall wird innerhalb des Pressspaltes die Entwässerung
in beide Richtungen forciert.
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Für
die Führung des permeablen strukturierten Bandes ergeben
sich in Abhängigkeit der Ausgestaltung der Anpresswalze
und deren Umgebung eine Mehrzahl von Möglichkeiten. Gemäß einer
ersten Ausführung umschlingt das permeable strukturierte
Band die Anpresswalze vor dem Einlauf in den Pressspalt in einem
Winkel im Bereich von 5° bis 60°, vorzugsweise
zwischen 35° und 45°.
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Dadurch
wird aufgrund der Bandspannung im Bereich der Anpresswalze die Entwässerung
forciert und ferner eine schonende Vorentwässerung erzielt.
Dabei kann das permeable strukturierte Band gemeinsam mit dem permeablen
Entwässerungsband in diesem Umschlingungsbereich geführt
werden. Gemäß einer weiteren Ausführung
umschlingt das permeable strukturierte Band die Saugwalze vor dem
Einlauf in den Pressspalt in einem Winkel im Bereich von 0° bis
60°, vorzugsweise zwischen 1° und 20°.
Auch hier wird vor dem Einlauf in den Pressspalt eine schonende
Vorentwässerung durch das angelegte Vakuum eingeleitet.
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Die
Abstützung des permeablen strukturierten Bandes an seiner
zur Tissuebahn abstützenden Seite gegenüberliegenden
Seite erfolgt wenigstens mittelbar am Außenumfang der Saugwalze,
d. h. direkt oder indirekt. Im ersten Fall ist die Saugwalze direkt
vom permeablen strukturierten Band umschlungen, d. h. frei von zwischen
Außenumfang der Saugwalze und Innenumfang des permeablen
strukturierten Bandes angeordneten Bändern. Im zweiten
Fall ist innerhalb der vom permeablen strukturierten Band gebildeten
Schlaufe ein permeables Entwässerungsband angeordnet. Das
permeable strukturierte Band wird mit seiner zur Tissuebahn abstützenden
Seite gegenüberliegenden Seite zumindest über
einen Teilbereich des Umschlingungsbereiches des permeablen Entwässerungsbandes
mit der Saugwalze gemeinsam mit diesem am Außenumfang der
Saugwalze geführt. Die Anpresswalze ist im ersten Fall
von einem permeablen Entwässerungsband umschlungen, im
zweiten Fall nur optional. Die zweite Anordnung ist durch ein besonders
geringes Rückbefeuchtungsvermögen charakterisiert.
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Das
permeable strukturierte Band kann über einen Teilbereich
seines Umlaufweges gemeinsam mit dem permeablen Entwässerungsband
geführt werden, wobei vorzugsweise am Austritt aus dem Pressspalt
eine Trennung voneinander erfolgt.
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Die
einzelnen als Saugwalze ausgeführten Walzen umfassen jeweils
zumindest eine Saugzone, die wenigstens teilweise im Umschlingungsbereich eines
Bandes mit der jeweiligen Saugwalze angeordnet ist. Die vom permeablen
strukturierten Band umschlungene Saugwalze umfasst in vorteilhafter
Weise mehrere in Durchlaufrichtung der Tissuebahn betrachtet hintereinander
angeordnete und hinsichtlich ihrer Wirkung unterschiedlich beaufschlagbare
Saugzonen, um die Funktionen in den einzelnen Bereichen, beispielsweise
die Durchströmungstrocknung zu intensivieren.
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Das
permeable Entwässerungsband, welches mit durch den Pressspalt
geführt wird, kann entweder separat zur Schlaufe des permeablen
strukturierten Bandes oder aber innerhalb dieser angeordnet sein.
Im ersten Fall kontaktiert das Entwässerungsband die Tissuebahn
beim Durchlaufen des Pressspaltes, d. h. die Tissuebahn wird zwischen dem
permeabel strukturierten Band und dem Entwässerungsband
durch den Pressspalt geführt. Im zweiten Fall ist das Entwässerungsband
auf der von der Tissuebahn stützenden Seite abgewandten
Seite angeordnet und umschlingt die Saugwalze direkt, wodurch das
Rückbefeuchtungsvermögen der Tissuebahn stark
reduziert wird. Gemäß einer besonders vorteilhaften
Ausführung werden beide Fälle in Kombination eingesetzt.
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Der
Einrichtung ist eine Trockenvorrichtung nachgeordnet, umfassend
zumindest einen beheizbaren Trockenzylinder oder eine Durchströmungstrocknungseinrichtung,
insbesondere in Form eines Durchströmungszylinders. Zur
Ausbildung eines als Übergabespalt fungierenden weiteren
Pressspaltes im Falle eines Trockenzylinders ist im permeabel strukturierten
Band eine an den Außenumfang des Trockenzylinders anstellbare Anpresswalze
oder Saugwalze angeordnet. Die den weiteren Pressspalt bildende
Anpresswalze kann von einer separaten Walze oder aber bei erhöhter
Funktionskonzentration der Saugwalze gebildet werden. Im ersten
Fall kann die weitere Anpresswalze als Durchbiegungsausgleichswalze,
konventionelle Walze, Schuhpresswalze ausgebildet sein.
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Gemäß einer
besonders vorteilhaften Ausführung sind die Leitwalzen
derart angeordnet, dass ohne weiteres die Presseinrichtung aus dem
Bahndurchlauf herausgenommen werden kann und ein einfaches Umrüsten
und Umschwenken unter Ausbildung eines normalen Crescentformers
möglich ist.
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Die
erfindungsgemäße Lösung wird nachfolgend
anhand von Figuren erläutert. Darin ist im Einzelnen folgendes
dargestellt:
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1a verdeutlicht
anhand einer Ansicht von Rechts den Grundaufbau einer erfindungsgemäßen
Vorrichtung zur Herstellung von Tissuebahnen gemäß einer
ersten besonders vorteilhaften Ausführung;
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1b verdeutlicht
anhand eines Ausschnittes aus 1a eine
Ausführung der Einrichtung zum Aufbringen eines Anpressdruckes;
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2 bis 2c verdeutlichen
beispielhaft mögliche Ausführungen der Anpresswalzen;
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3 verdeutlicht
anhand einer Ansicht von Rechts eine Weiterentwicklung einer Ausführung
gemäß 1a;
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4 verdeutlicht
anhand einer Ansicht von Rechts den Grundaufbau einer erfindungsgemäßen Vorrichtung
zur Herstellung von Tissuebahnen gemäß einer zweiten
Ausführung;
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5 verdeutlicht
anhand einer Ansicht von Rechts den Grundaufbau einer erfindungsgemäßen Vorrichtung
zur Herstellung von Tissuebahnen gemäß einer Weiterentwicklung
einer Ausführung aus 1a sowie
die mögliche zusätzliche Anordnung eines innenliegenden
Entwässerungsbandes;
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6 verdeutlicht
eine besonders vorteilhafte Ausführung der Saugwalzen.
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Die 1a verdeutlicht
in schematisiert vereinfachter Darstellung anhand einer Ansicht
von rechts den Grundaufbau einer erfindungsgemäß ausgeführten
Vorrichtung 101 zur Entwässerung von Faserstoffbahnen,
insbesondere Tissuebahnen T in einer Maschine 100 zur Herstellung
derartiger Faserstoffbahnen, insbesondere Tissuebahnen T. In einem an
die Maschine 100 angelegten Koordinatensystem beschreibt
die X-Richtung die Maschinenrichtung MD, welche der Transportrichtung
der Faserstoffbahn durch die Maschine 100 entspricht. Die
Y-Richtung charakterisiert die Breitenrichtung. Die Maschine 100 umfasst
dazu einen Stoffauflauf 1, der einer Formiereinheit 2 vorgeordnet
ist, eine der Formiereinheit 2 nachgeordnete Presseneinrichtung 3 und eine
Trockenvorrichtung 4. Die Formiereinheit 2 umfasst
zwei endlos umlaufende Bänder, insbesondere Siebbänder.
Ein erstes Siebband ist hier mit 5 bezeichnet und bildet
das Formiersieb. Das zweite Band ist als permeables strukturiertes
Band 6 ausgeführt. Bei diesem handelt es sich
um ein Siebband, welches jedoch Taschen zur Stoffeinlagerung enthält.
Das permeable strukturierte Band 6 wird über eine
Mehrzahl einzelner Leitwalzen 7.1 bis 7.n geführt,
von denen zumindest eine antreibbar ist. Im Bereich der Formiereinheit 2 werden
das Siebband 5 sowie das permeabel strukturierte Band 6 über
einen Teilbereich ihres Umlaufweges unter Ausbildung eines Einlaufspaltes 9 für
die Faserstoffsuspension S gemeinsam geführt. Die Führung
erfolgt über eine Formierwalze 8, welche besaugt
oder auch unbesaugt ausgebildet sein kann. Die beiden Siebbänder, insbesondere
das Siebband 5 und das permeabel strukturierte Band 6,
bilden im Umschlingungsbereich 10 mit der Formierwalze 8 einen
ersten Entwässerungsabschnitt, in welchem die Faserstoffsuspension
S aufgrund der Bandspannung um die Formierwalze 8 an dieser
entwässert wird. Die Siebbänder 5, 6 werden
im Anschluss an den Umschlingungsbereich 10 voneinander
getrennt, wobei die aus der Faserstoffsuspension S entstehende Tissuebahn
T am permeablen strukturierten Band 6 weiter über
die Vorrichtung 101 zur Trockenvorrichtung 4,
insbesondere einen beheizbaren Trockenzylinder 11 beziehungsweise
zu einer Durchströmungstrocknungseinrichtung geführt
wird. Der Trockenzylinder wird auch als Yankeezylinder bezeichnet.
Die Vorrichtung 101 umfasst dazu eine Einrichtung 12 zum
Aufbringen eines Anpressdruckes, insbesondere eines in Durchlaufrichtung
der Tissuebahn T betrachtet örtlich begrenzten Druckes
in Form einer Presseneinrichtung 3, durch welche die Tissuebahn
T zwischen dem permeablen strukturierten Band 6 und einem
permeablen Entwässerungsband 19, vorzugsweise
in Form eines Filzbandes geführt wird. Der Presseneinrichtung 3 nachgeordnet
wird die Tissuebahn T vom permeablen strukturierten Band 6 an
den Trockenzylinder 11 übergeben. In einer hier
nicht dargestellten Ausführung kann der Trockenzylinder 11 auch
durch einen Durchströmungszylinder ersetzt werden. Diesem
ist beispielsweise eine Blashaube zugeordnet.
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Die
mechanische Presseneinrichtung 3 wird von einer als Saugpresswalze
ausgebildeten und fungierenden Saugwalze 13 gebildet, welche
innerhalb des permeablen strukturierten Bandes 6 angeordnet
ist beziehungsweise um welche das permeable strukturierte Band 6 über
einen Teilbereich seines Umlaufweges entlang des Außenumfanges 15 der Saugwalze 13 geführt
ist, sowie eine Anpresswalze 16. Die Saugwalze 13 am
Innenumfang 14 des permeablen strukturierten Bandes 6 weist
zumindest eine ortsfeste Saugzone 21 auf, um die ein Walzenmantel 23 drehbar
und antreibbar gelagert ist. Die Saugzone 21 erstreckt
sich dabei vorzugsweise über den gesamten Umschlingungsbereich 24 des
permeablen strukturierten Bandes 6 an der Saugwalze 13. Die
Anpresswalze 16 bildet mit der Saugwalze 13 einen
Pressspalt 17. Durch diesen wird die zu entwässernde
Tissuebahn T zwischen dem Außenumfang 18 des permeablen
strukturierten Bandes 6 und dem permeablen Entwässerungsband 19 geführt.
Die Anpresswalze 16 ist dazu innerhalb des permeablen Entwässerungsbandes 19 angeordnet.
Das permeable Entwässerungsband 19 umschlingt
einen Teilbereich des Außenumfanges 20 der Anpresswalze 16.
Der Pressspalt 17 ist dabei derart ausgebildet, dass dieser
der in der Saugwalze 13 ausgebildeten Saugzone 21 vorgeordnet
ist oder aber im Bereich des Einlaufes in die Saugzone 21 liegt.
Der Einlaufbereich in die Saugzone 21 ist hier mit 22 bezeichnet. Bei
dem permeablen Entwässerungsband 19 handelt es
sich im einfachsten Fall um ein Filzband. Andere Ausführungen
sind je nach Funktionsweise denkbar. Das permeable strukturierte
Band 6 und das permeable Entwässerungsband 19 werden
dazu zumindest durch den Pressspalt 17, vorzugsweise jedoch
auch über einen Teilbereich ihres Umlaufweges gemeinsam
geführt. Der Bereich der gemeinsamen Führung erfolgt
hier an der Anpresswalze 16, wobei dem Pressspalt 17 nachgeordnet
die Trennung zwischen dem permeablen strukturierten Band 6 sowie
dem permeablen Entwässerungsband 19 erfolgt. Der
Bereich der gemeinsamen Führung kann vor oder aber erst
genau im Pressspalt 17 erzeugt werden. Nach Durchlaufen
des Pressspaltes 17 und der Trennung zwischen permeablem
strukturiertem Band 6 und dem permeablen Entwässerungsband 19 wird
die Tissuebahn T am Außenumfang 18 des permeablen strukturierten
Bandes 6 weiter zur Trockenvorrichtung 4, insbesondere
dem Trockenzylinder 11, geführt. Die Führung
erfolgt dabei entlang des Außenumfanges der Saugwalze 13.
Dem Pressspalt 17 nachgeordnet, vorzugsweise im Bereich
der Saugzone 21 ist eine Durchströmungstrocknungseinrichtung 25,
die im vom permeablen strukturierten Band 6 und der Saugwalze 13 gebildeten
Umschlingungsbereich 24 an dieser wirksam wird. Bei der
Durchströmungstrocknungseinrichtung 25 handelt
es sich im einfachsten Fall um einen so genannten Dampfblaskasten 26 oder
ein anderes Heizelement, welches an der Tissuebahn T im Umschlingungsbereich 24 wirksam wird.
Bei dieser Durchströmungstrocknung erfolgt ein Aufbringen
und Durchdringen eines Trocknungsfluides an der Tissuebahn T, wobei
aufgrund der Anordnung der Saugzone 21 direkt dem Trockenwirkungsbereich
gegenüberliegend eine Abfuhr des Trocknungsfluides erfolgt.
Der Pressspalt 17 ist derart positioniert, dass dieser
im Einlaufbereich der Vorrichtung 101 liegt und vorzugsweise
innerhalb der Vakuumzone beziehungsweise im Einlaufbereich 22 der Saugzone 21.
Aufgrund der in den Einlaufbereich 22 der Saugzone 21 verlegten
mechanischen Entwässerung der Tissuebahn T kann die nachfolgende Durchströmungstrocknungseinrichtung 25 besser wirksam
werden und bei gleichem Trocknungseffekt kleiner dimensioniert werden.
Die Aufheizung erfolgt direkt, das heißt frei von einer
dazwischenliegenden Bespannung auf die Tissuebahn T.
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Aufgrund
der Ausbildung einer Anpresskraft durch die Kraft im Pressspalt 17 frei
von einem Pressband kann die Belastung der diese im Stand der Technik
abstützenden Saugwalze 13 verringert werden, wodurch
die Saugwalze 13 insgesamt kleiner dimensioniert werden
kann. Die Anordnung der Presseneinrichtung 3 erfolgt im
Bereich der axialen Erstreckung der Trockenvorrichtung 4,
insbesondere des Trockenzylinders 11 bezogen auf die Maschinenrichtung
MD, jedoch in vertikaler Richtung zumindest teilweise versetzt,
vorzugsweise vollständig unterhalb dieser, wodurch eine
sehr kompakte Bauweise der gesamten Vorrichtung 101 und
damit der Maschine 100 realisiert werden kann.
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Die Übergabe
an den Trockenzylinder 11 kann dabei entweder direkt von
der Saugwalze 13 ausgehend erfolgen. In diesem hier nicht
dargestellten Fall bildet diese mit dem Trockenzylinder 11 einen Pressspalt 28.
Andernfalls wird vorzugsweise eine weitere Anpresswalze 27 vorgesehen,
welche die Funktion der Anpressung des permeabel strukturierten
Bandes 6 unter Ausbildung eines Pressspaltes 28 mit
dem Trockenzylinder 11 übernimmt und ferner die Funktion
der Führung nach Art einer Leitwalze. Der in Umlaufrichtung
des strukturierten permeablen Bandes 6 zwischen dem Pressspalt 17 und
dem am Trockenzylinder 11 durch die Presswalze 27 ausgebildeten
Pressspalt 28 gebildete Strecke ist sehr kurz. Die auf
der Bespannung, insbesondere dem permeablen strukturierten Band 6 geführte
Tissuebahn T wird dadurch geringer abgekühlt.
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Durch
die erfindungsgemäße Lösung wird zum
einen der Anteil der mechanischen Entwässerung intensiviert
und an den Beginn, das heißt den Einlauf des durch die
Presseneinrichtung 3 gebildeten Entwässerungsabschnittes
vorverlegt.
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Die
den Pressspalt 17 bildende Anpresswalze 16 kann
verschiedenartig ausgeführt sein. Die 1b verdeutlicht
dabei anhand eines Ausschnittes gemäß 1a eine
besonders vorteilhafte Ausführung mit Ausbildung einer
Anpresswalze 16 in Form einer als Saugpresswalze fungierenden
Saugwalze 30. Diese und die Saugwalze 13 sind
vorzugsweise zur Verringerung der Lagerhaltung gleich ausgeführt. Die
Saugwalze 30 umfasst auch hier zumindest eine Saugzone 31,
die sich in Umfangsrichtung erstreckt und sich zumindest teilweise
im Umschlingungsbereich 32, vorzugsweise vollständig
im Umschlingungsbereich 32 des permeablen Entwässerungsbandes 19 mit
der Anpresswalze 16 erstreckt. Dieser Bereich bildet gleichzeitig
einen Bereich 33, in welchem die beiden Bänder,
das permeable strukturierte Band 6 und das permeable Entwässerungsband 19, gemeinsam
um den Außenumfang 20 der Anpresswalze 16 bis
zum Pressspalt 17 geführt werden. Dieser durch
die gemeinsame Führung der beiden Bänder 6 und 16 gebildete
Bereich 33 beschreibt einen Entwässerungsabschnitt.
Durch die Vorumschlingung der Saugwalze 30 mit dem die
Tissuebahn T führenden permeablen strukturierten Band 6,
wobei der den Bereich 33 beschreibende Umschlingungswinkel
im Bereich von 5° bis 60°, vorzugsweise 40° beträgt,
wird eine schonende Vorentwässerung durch die wirksame
Saugzone 31 realisiert. Ferner erkennbar in 1b ist
die nach erfolgtem Durchlaufen des Pressspaltes 17 an der
Saugwalze 13 erfolgende Trennung zwischen dem permeablen
strukturierten Band 6 und dem permeablen Entwässerungsband 16,
wobei die Tissuebahn T mit dem permeabel strukturieren Band 6 weitergeführt
wird. Die in der 1b dargestellte Saugzone 21 ist
durch zwei in Durchlaufrichtung der Tissuebahn T in Umfangsrichtung
an der Saugwalze 13 hintereinander geschaltet ausgebildete
Saugzonen 21I und 21II charakterisiert, welche
unterschiedlich mit einer Saugkraft beaufschlagbar sind. Ferner
können sich die Saugzonen 21 und 31 der
Saugwalze 13 und Anpresswalze 16 in vorteilhafter
Weise zur Unterstützung einer beidseitigen Entwässerung
zumindest im Pressspalt 17 überlagern.
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Gemäß einer
besonders vorteilhaften Ausführung weisen beide Saugwalzen 13, 30 einen
weichen Walzenbezug auf, der zusätzlich zu den Saugbohrungen,
wie in 6 anhand eines Ausschnittes aus 1b dargestellt,
gerillt ausgebildet ist.
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Die
in den 1a und 1b wiedergegebene
Ausführung stellt eine besonders vorteilhafte Ausführung
dar, bei welcher der Pressspalt 17 von zwei Saugwalzen,
einer ersten Saugwalze 13 und der als Anpresswalze 16 ausgebildeten
Saugwalze 30, gebildet werden.
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Jedes
der Bänder, insbesondere das permeable strukturierte Band 6 und
das permeable Entwässerungsband 19 weisen vorzugsweise
eine eigene Konditioniereinrichtung, umfassend Rohrsauger und/oder
Spritzrohre auf.
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Die 2a bis 2c verdeutlichen
mögliche Ausführungen der Anpresswalze 16 und
optional auch 27 für den Einsatz in einer Anordnung
gemäß 1. Gemäß 2a ist
die Anpresswalze 16 als Walze mit einem starren Walzenmantel
oder Walzenkörper 34 ausgebildet, der am Außenumfang 35 mit einem
elastischen Bezug 36 versehen ist, welcher gerillt und/oder
blindgebohrt sein kann. Dadurch wird der Pressspaltes 17 als
weicher, das heißt in Durchlaufrichtung der Tissuebahn
T betrachtet durch elastische Verformung verlängerter Pressspalt
ausgeführt, wodurch hohe Linienkräfte vermieden
werden.
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Gemäß einer
weiteren Ausführung in 2b ist
es denkbar, die Anpresswalze 16 als Durchbiegungsausgleichwalze 37 zum
Beispiel mit einem drehbar gelagerten und antreibbaren elastischen Mantel 38 auszuführen,
der über Mittel 39 zum Durchbiegungsausgleich,
insbesondere Anpresselemente 40 an einem zentralen Trägerelement 41 abgestützt
wird. Zur Steuerung der Anpresskraft in und/oder quer zur Maschinenrichtung
MD ist vorzugsweise eine entsprechende Stelleinrichtung 42 vorgesehen.
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Die 2c verdeutlicht
eine weitere mögliche Ausführung der Anpresswalze 16 in
Form einer Schuhpresswalze 43. Diese umfasst einen flexiblen rotierbaren
Walzenmantel 44, der über einen am Innenumfang 45 wirksamen
werdenden Pressschuh 46 an die Saugwalze 13 unter
Ausbildung des Pressspaltes 17 anpressbar ist.
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Diese
in den 2a bis 2c dargestellten theoretisch
möglichen Ausführungen neben der in der 1a dargestellten
Ausführung der Saugwalze 16 gelten in Analogie
auch für die Anpresswalze 27 zur Ausbildung des
Pressspaltes 28 zur Übergabe der Tissuebahn T
an den Trockenzylinder 11. Denkbar ist es jedoch auch,
lediglich eine konventionelle Walze mit starrem Walzenmantel vorzusehen.
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Die 3 verdeutlicht
eine Weiterentwicklung gemäß 1a,
bei welcher die Anpresswalze 16 als starre Walze ausgebildet
ist und an der als Saugpresswalze ausgebildeten Saugwalze 13 der Ausbildung
des Pressspaltes 17 dient und im Bereich des Einlaufes 22 der
Saugzone 21 an dieser wirksam wird. In diesem Fall entfällt
ein gemeinsamer Führungsbereich der beiden Bänder,
insbesondere des permeablen strukturierten Bandes 6 und
des permeablen Entwässerungsbandes 19. Die Anpresswalze 16 ist
als konventionelle Presswalze, Durchbiegungsausgleichswalze oder
Schuhpresswalze ausgebildet. Die Saugwalze 13 wird vom
tissuebahnführenden strukturierten permeablen Band 6 vor
dem Pressspalt 17 in einen Winkel im Bereich von 0–30°, vorzugsweise
5° bis 15° vorumschlungen, damit eine möglichst
schonende Vorentwässerung stattfindet. Die Saugwalze 13 ist
zu diesem Zweck von einer Wasserauffangrinne umgeben.
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Die 4 verdeutlicht
eine weitere Ausführung einer erfindungsgemäß ausgebildeten
Entwässerungsvorrichtung 101 in einer Maschine 100 zur Entwässerung
einer Tissuebahn, bei welcher ein weiteres permeables Entwässerungsband 47 innerhalb des
strukturierten permeablen Bandes 6 angeordnet ist und die
als Saugpresswalze fungierende Saugwalze 13 direkt am Außenumfang 15 über
einen Teilbereich ihres Außenumfanges umschlingt, wobei
die Führung des permeablen strukturierten Bandes 6 gemeinsam
mit dem Entwässerungsband 47 entlang des Außenumfanges 15 der
Saugwalze 13 erfolgt. Die Tissuebahn T wird am Außenumfang 18 des
permeablen strukturierten Bandes 6 geführt. Der
Pressspalt 17 wird auch hier von einer Anpresswalze 16 im Zusammenwirken
mit der Saugwalze 13 ausgebildet, wobei diese im Umschlingungsbereich
der Saugpresswalze 13 mit beiden Bändern 6 und 47 an
dieser wirksam wird. Bei der Anpresswalze 16 kann es sich
auch hier um eine konventionelle Presswalze, eine Durchbiegungsausgleichswalze
oder eine Schuhpresswalze handeln. Da die Anpresswalze 16 die
Tissuebahn T berührend angeordnet und ausgebildet ist,
wird diese vorzugsweise mit einem glatten abgabefreudigen Bezug
ausgestattet und mit einer Einrichtung zum Entfernen von Fasern,
Feinstoffen und Stickies von der Oberfläche, insbesondere
einen Schaber. Nach dem Bereich der Durchströmungstrocknung
wird das Entwässerungsband 47 vom die Tissuebahn
T führenden permeablen strukturierten Band 6 weggeführt.
Dadurch, dass sich ein Entwässerungsband 47 unter
dem tissuebahnführenden permeablen strukturierten Band 6 befindet
und eine Besaugung durch die Tissuebahn T, das permeable strukturierte
Band 6 und das permeable Entwässerungsband 19,
insbesondere in Form eines Filzbandes zur Saugwalze 13 hin
stattfindet, kann eine besonders rückbefeuchtungsarme Entwässerung
stattfinden. Die Anordnung des Entwässerungsbandes 19 in
der 4 kann optional erfolgen. Die permeablen Entwässerungsbänder 19 und 47 sind
vorzugsweise als Filzbänder ausgebildet.
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Die 5 verdeutlicht
eine vorteilhafte Weiterentwicklung mit einer Kombination der Ausführungen
von 1a und 4. Bei dieser bildet die obere,
als Saugpresswalze fungierende Saugwalze 13 gleichzeitig
die Anpresswalze 27 mit dem Trockenzylinder 11 aus
und damit den so genannten Übergabespalt 28 zum
Yankeezylinder. Die Saugwalze 13 kann dabei optional von
einem innerhalb des permeablen strukturierten Bandes 6 angeordneten
Entwässerungsband 47, insbesondere Filzband zur
Erzielung einer besonders geringen Rückbefeuchtung umschlungen
sein. Dies ist jedoch nicht zwingend erforderlich. Die Anpresswalze 27 wird
hier in besonders vorteilhafter Weise und mit hoher Funktionskonzentration
von der Saugwalze 13 gebildet.
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Alle
in den 1 bis 5 dargestellten Ausführungen
hinsichtlich der Anordnung der Leitwalzen für die Führung
des permeablen strukturierten Bandes derart ausgebildet und angeordnet,
dass deren Führung auch zur Führung eines Crescentfilzes
wie in einem Crescentformer genutzt werden kann, indem das permeable
strukturierte Band 6 durch ein derartiges Band, insbesondere
ein Crescentfilzband ersetzt wird, welches dann bereits im Formierbereich 2 mit
dem Formiersieb 5 zusammenwirkt. Zu diesem Zweck kann ferner
vorgesehen sein, die einzelnen Walzen, insbesondere Saugwalze 13 und/oder
Anpresswalze 16, verschwenkbar zu gestalten oder aber zumindest
umfahrbar oder hinsichtlich ihrer Wirkung deaktivierbar, so dass
diese zwar noch als Leitwalze fungieren, jedoch hinsichtlich ihrer Wirkung
als Presswalzenspalt unwirksam sind.
-
- 1
- Stoffauflauf
- 2
- Formiereinheit
- 3
- Presseneinrichtung
- 4
- Trockenvorrichtung
- 5
- Siebband
- 6
- permeables
strukturiertes Band oder bei konventioneller Fahrweise Filzband
- 7
- Leitwalze
- 8
- Formierwalze
- 9
- Einlaufspalt
- 10
- Umschlingungsbereich
- 11
- Trockenzylinder
oder Durchströmungstrocknungseinheit
- 12
- Einrichtung
- 13
- Saugwalze
- 14
- Innenumfang
- 15
- Außenumfang
der Saugwalze
- 16
- Anpresswalze
- 17
- Pressspalt
- 18
- Außenumfang
des permeablen strukturierten Bandes
- 19
- permeables
Entwässerungsband
- 20
- Außenumfang
der Anpresswalze
- 21
- Saugzone
- 22
- Einlaufbereich
- 21.I
- erste
Saugzone
- 21.II
- zweite
Saugzone
- 23
- Walzenmantel
- 24
- Umschlingungsbereich
der Saugwalze
- 25
- Durchströmungstrocknungseinrichtung
- 26
- Dampfblaskasten
- 27
- Anpresswalze
- 28
- Pressspalt
- 30
- Saugwalze
- 31
- ortsfeste
Saugzone
- 32
- Umschlingungsbereich
- 33
- Bereich
- 34
- Walzenmantel
- 35
- Außenumfang
- 36
- elastischer
Bezug
- 37
- Durchbiegungsausgleichswalze
- 38
- Walzenmantel
- 39
- Mittel
zum Durchbiegungsausgleich
- 40
- Anpresselement
- 41
- zentrales
Trägerelement
- 42
- Stelleinrichtung
- 43
- Schuhpresswalze
- 44
- Walzenmantel
- 45
- Innenumfang
- 46
- Pressschuh
- 47
- permeables
Entwässerungsband
- T
- Tissuebahn
- S
- Faserstoffsuspension
- MD
- Maschinenrichtung
- 100
- Maschine
zur Herstellung einer Faserstoffbahn, insbesondere Tissuebahn
- 101
- Vorrichtung
zur Entwässerung von Faserstoffbahnen
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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