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Die
Erfindung betrifft ein Blattbildungssystem für eine Maschine
zur Herstellung einer Faserstoffbahn, insbesondere einer Papier-,
Karton- oder Verpackungspapierbahn, aus wenigstens einer Faserstoffsuspension,
mit einem Stoffauflauf, mit einem umlaufenden endlosen Sieb, insbesondere
einem umlaufenden endlosen Langsieb und mit mindestens zwei, jeweils
im Randbereich des Siebs angeordneten, in Sieblaufrichtung ausgerichteten
und jeweils wenigstens einen Grundkörper aufweisenden Randbegrenzungseinrichtungen,
wobei der Stoffauflauf über eine Stoffauflaufdüse
einen maschinenbreiten, die wenigstens eine Faserstoffsuspension
umfassenden Suspensionsstrahl erzeugt und zwischen den Randbegrenzungseinrichtungen
auf das Sieb aufbringt und wobei die jeweilige, einen Auflauf-,
einen Mitten- und einen Ablaufbereich umfassende Randbegrenzungseinrichtung
zur Erzeugung einer Krümmung eine obere Führungsfläche
für das Sieb aufweist, deren unteres Ende in der Höhe
oder etwas unterhalb der Horizontalebene des Siebs liegt und mit
einer Krümmung um zumindest ein solches ausreichendes Stück
nach oben und außen verläuft, dass ein Teil des
Siebs abgestützt wird und eine nach oben gerichtete Krümmung
erhält.
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Ein
derartiges Blattbildungssystem ist beispielsweise aus der deutschen
Offenlegungsschrift
DE
25 07 076 A1 bekannt.
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Die
Blattbildungssysteme von so genannten Langsiebmaschinen zeichnen
sich durch ein umlaufendes endloses Sieb zur Bildung der Faserstoffbahn,
insbesondere der Papier-, Karton- oder Verpackungspapierbahn, aus,
welches über eine offene und flache Tischfläche,
den so genannten Formiertisch verläuft. Ein stark mit Wasser
und gegebenenfalls weiteren Stoffen verdünnter Faserstoff,
die Faser stoffsuspension, wird einem Stoffauflauf zugegeben, der
mit einer maschinenbreit verlaufenden Stoffauflaufdüse
einen maschinenbreiten Suspensionsstrahl erzeugt und diesen auf
das umlaufende Sieb gibt. Anschließend wird das wässrige
Medium durch das Sieb entwässert und es entsteht eine Faserstoffbahn,
die im weiteren Verlauf der Maschine zu einer fertigen Papier-,
Karton- oder Verpackungspapierbahn weiterverarbeitet wird.
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Nach
dem Auftreffpunkt der Faserstoffsuspension auf das umlaufende Sieb
zeigt die Faserstoffsuspension an den Rändern des Siebs
die Tendenz eines seitlichen Ablaufens. Aus diesem Grunde werden
im Randbereich der Siebe im Anschluss an die Stoffauflaufdüse
Randbegrenzungseinrichtungen angebracht, die ein seitliches Verlaufen
der auf dem Sieb liegenden Faserstoffsuspension und damit eine Verdünnung
der letztendlich entstehenden Papier-, Karton- oder Verpackungspapierbahn
in diesem Bereich verhindern soll.
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Bei älteren
Maschinen zur Herstellung einer Faserstoffbahn, insbesondere einer
Papier-, Karton- oder Verpackungspapierbahn, übernimmt
die genannte Funktion ein Deckelriemen, ein mit dem Sieb mitlaufender
und von dem Ende der Registerpartie zurückgeführter,
im Querschnitt rechteckiger Gummiriemen. Der Deckelriemen wird durch
die Siebreibung in Bewegung gesetzt. Deshalb darf er während des
Betriebs der Maschine nicht stehen bleiben, da es sonst zu Siebbeschädigungen
kommen kann.
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Ferner
ist beispielsweise aus der deutschen Patentschrift
DD 293 850 A5 eine Vorrichtung
zur Randbegrenzung von Faserstoffsuspensionen auf Papier- bzw. Kartonmaschinensieben
bekannt, die in einem geschlitzten Führungsrohr, welches
an dem Stoffauflauf in Siebtaufrichtung verschiebbar befestigt ist,
ein aufblasbarer Gummischlauch und ein Dichtprofil angeordnet sind,
wobei eine Seite des Dichtprofils aus dem Führungsprofil
senkrecht zur Sieboberfläche zeigt.
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Um
eine Beschädigung des Siebs, beispielsweise infolge einer
Reibwirkung mit Dichtprofil, ausschließen zu können,
muss das Dichtprofil einen Mindestabstand zu dem Sieb aufweisen.
Dadurch kann es insbesondere beim Stillstand der Maschine zu größeren
Leckagen an Faserstoffsuspension kommen.
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Weiterhin
ist eine starre Randbegrenzungseinrichtung aus der
US-Patentschrift US 5,284,551 bekannt,
die eine Kombination eines Randbegrenzungselements mit einer außerhalb
dieser angeordneten und gewölbt ausgebildeten Führungsschiene für
den Siebrand umfasst. Die eingerollten Siebränder, die
an mindestens einem Paar von entsprechenden Führungsschienenprofilen,
welche sich jeweils in Sieblaufrichtung entsprechend dem jeweiligen
Seitenrand des Siebs erstrecken, laufen, dämmen den von
der Faserstoffsuspension gebildeten Stoffteich hydraulisch ein.
Die Randbegrenzungselemente innerhalb der Führungsschiene
sind senkrecht über dem Sieb angeordnet, so dass unter
dem Rand des Randbegrenzungselements ein Hydraulikkanal gebildet
ist. Maschinenweißwasser füllt den Strömungskanal
zwischen der Führungsschiene und der Außenfläche
des Randbegrenzungselements. Die Innenflächen der Randbegrenzungselemente
grenzen die Randbereiche der Faserstoffsuspension ab. In dem Stoffteich
gebildete, stehende Wellen können unter dem Randbegrenzungselement
in den Weißwasserkanal passieren und ohne Reflexion das
gewölbte Profil der Führungsschiene hinauf verlaufen.
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Da
diese Randbegrenzungseinrichtung in unmittelbarer Nähe
des sich bewegenden Stoffteichs angeordnet ist, ist sie einem Nebel
von Faserteilchen ausgesetzt, die kontinuierlich aus dem laufenden Stoffteich
hochspritzen. Diese Faserteilchen besitzen eine hohe Haftfähigkeit
gegenüber jeder festen Fläche, wie sie beispielsweise
durch die Randbegrenzungseinrichtung vorhanden ist. Es erfolgt eine
ständige Anhäufung von Faserschichten, die verbundweise
abblättern und in den frischen Stoffteich für
die Bahnbearbeitung fallen. Derartige, aus alten zusammengeballten
Fasern bestehende, in die Faserstoffbahn integrierte Klumpen beeinträchtigen
deren Qualität und Lauffähigkeit in einem wesentlichen
Maße.
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Eine
Weiterbildung der in der genannten US-Patentschrift offenbarten
Randbegrenzungseinrichtung zeigt die deutsche Offenlegungsschrift
DE 43 34 641 A1 .
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Die
Aufgabe dieser dort dargestellten Erfindung besteht darin, eine
ständige Anhäufung von Faserschichten, die sich
in den Randbereichen der fließenden Faserstoffsuspension
durch Antrocknung von Faserteilchen bilden und dann verbundweise
in die frische Faserstoffsuspension abblättern, zu vermeiden.
Hierfür wird vorgeschlagen, im Bereich der Randbegrenzungseinrichtung
Sprühfontänen vorzusehen, die die Oberflächen
der Randbegrenzungseinrichtung mit einem fließenden Wasserfilm überziehen,
so dass eine derartige Antrocknung von Faserstoffanhäufungen
vermieden wird. Das Randbegrenzungselement der Randbegrenzungseinrichtung selbst
besteht aus einer flachen Leiste, die durch Hohlprofile in ihrer
Richtungsstabilität versteift wird und deren Ausrichtung
exakt in Maschinenrichtung zeigt.
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Ein
wesentliches Problem dieser bekannten Randbegrenzungseinrichtungen
im Blattbildungssystem besteht darin, dass sich in dem Bereich der Randgrenzschichten
der vorbei fließenden Faserstoffsuspension Sekundärströmungen
bilden, die zu Randwellen in der Faserstoffsuspension führen,
die in Richtung Maschinenmitte verlaufen und somit zu merklichen
qualitativen Störungen in der herzustellenden Faserstoffbahn
führen können.
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Und
aus der europäischen Patentanmeldung
EP 0 899 376 A1 ist ein
Blattbildungssystem einer Langsiebpapier- oder Langsiebkartonmaschine
mit einem Stoffauflauf, mindestens einem umlaufenden Sieb und mindestens
zwei, jeweils im Randbereich des Siebs angebrachten Formatschilden
bekannt, wobei der Stoffauflauf über eine Düse
einen maschinenbreiten Suspensionsstrahl erzeugt und zwischen den
Formatschilden auf das Sieb aufbringt. Die Formatschilde sind derart
ausgebildet und/oder befestigt, dass der lichte Abstand der Formatschilde
von der Mittellinie des Siebs zumindest über einen wesentlichen
Teil ihrer Länge in Maschinenrichtung einstellbar ist.
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Damit
eine Beschädigung des Siebs, beispielsweise infolge einer
Reibwirkung mit den Formatschilden, ausgeschlossen werden kann,
müssen die Formatschilder wiederum einen Mindestabstand zu
dem Sieb aufweisen. Dadurch kann es insbe sondere beim Stillstand
der Maschine zu größeren Leckagen an Faserstoffsuspension
kommen.
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Überdies
ist aus der deutschen Übersetzung
DE 60 2005 002 646 T2 der
europäischen Patentschrift
EP 1 740 766 B1 eine Vorrichtung für
eine Papiermaschine bekannt, umfassend mindestens eine Büttenrandschiene,
um den Rand einer Faserrohstoffschicht auf einem Sieb eines Formungstisches zu
halten, Mittel, um Wasser in die Nähe der Büttenrandschiene
zu leiten. Die Vorrichtung umfasst hierbei Öffnungen in
dem inneren Rand der Büttenrandschiene, welcher dem Sieb
gegenüberliegt, um Wasser zwischen die Büttenrandschiene
und die Faserrohstoffschicht zu leiten und um diesen Zwischenraum
zu schmieren. Ferner umfasst die Vorrichtung auch Öffnungen
in der unteren Oberfläche der Büttenrandschiene,
um Wasser direkt zwischen die Büttenrandschiene und das
Sieb zu leiten, um den Zwischenraum zwischen der Büttenrandschiene
und dem Sieb mit Wasser in der Weise einer hydrodynamischen Abdichtung
abzudichten. Das abdichtende Wasser weist einen geringeren Druckverlust
zu der Faserrohstoffschicht hin und daher einen kleineren Leckstrom
auf.
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Wie
bereits erwähnt, besteht ein wesentliches Problem dieser
bekannten Randbegrenzungseinrichtungen im Blattbildungssystem darin,
dass sich in dem Bereich der Randgrenzschichten der vorbei fließenden
Faserstoffsuspension Sekundärströmungen bilden,
die in Richtung Maschinenmitte verlaufen und somit zu merklichen
qualitativen Störungen in der herzustellenden Faserstoffbahn
führen können. Überdies unterliegen die
Randbegrenzungseinrichtungen, insbesondere die Führungsschienen einer
mehr oder stark ausgeprägten Abrasion durch das anliegende
und umlaufende Sieb. Die Folgen daraus sind einerseits ein Einlaufen
des Siebs in die Kontur der Randbegrenzungseinrichtung, insbesondere
der Führungsschiene und andererseits Schäden am
teuren Sieb selbst, die letztlich zu einem möglicherweise
frühzeitigen und unerwarteten Ausfall des teuren Siebs
führen können. Ein solcher Ausfall stellt im Regelfall
einen erheblichen wirtschaftlichen Schaden für den Betreiber
der Maschine dar.
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Es
ist also Aufgabe der Erfindung, ein Blattbildungssystem der eingangs
genannten Art derart zu verbessern, dass die genannten Nachteile
des Stands der Technik weitestgehend reduziert, vorzugsweise sogar
gänzlich vermieden werden. Insbesondere sollen die Gefahr
von Abrasion im Blattbildungssystem sowie der daraus gewöhnlich
resultierende Ausfall des teuren Siebs drastisch vermindert werden.
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Diese
Aufgabe wird bei einem Blattbildungssystem der eingangs genannten
Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass
die Randbegrenzungseinrichtung wenigstens zwei das Sieb mit ihrer
oberen Führungsfläche führende Bauteile,
ein den Auflaufbereich bildendes Auflaufteil und wenigstens ein
den Mittenbereich bildendes und als Grundkörper ausgebildetes
Mittenteil, umfasst, dass das den Auflaufbereich bildende Auflaufteil
aus einem verschleißfesten und das Sieb schonenden Material,
insbesondere einem Keramikwerkstoff besteht, und dass wenigstens das
den Mittenbereich bildende und als Grundkörper ausgebildete
Mittenteil aus einem Kunststoff, insbesondere aus einem Sinterkunststoff,
der aus einem vernetzten ultrahochmolekularen Niederdruckpolyethylen
besteht und mit Molybdändisulfid sowie UV-Stabilisatoren
legiert ist, besteht.
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Die
erfindungsgemäße Aufgabe wird auf diese Weise
vollkommen gelöst.
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Diese
erfindungsgemäße Ausgestaltung des Blattbildungssystems,
unter anderem die Ausführung des den Auflaufbereich bildenden
Auflaufteils mit einem verschleißfesten und das Sieb schonenden
Material, insbesondere mit einem Keramikwerkstoff vermindert aufgrund
der großen Härte und des niedrigen Reibungskoeffizienten
des Materials die Gefahr von Abrasion im Blattbildungssystem sowie
der daraus gewöhnlich resultierende Ausfall des teuren
Siebs. Die drastische Verminderung kann bereits erreicht werden,
wenn wenigstens der Auflaufbereich der Randbegrenzungseinrichtung
aus dem verschleißfesten und das Sieb schonenden Material,
insbesondere dem Keramikwerkstoff besteht.
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Auch
wird ein Einlaufen des Siebs in die Kontur der Randbegrenzungseinrichtung
gänzlich vermieden und ein Auslaufen der den Stoffteich
bildenden Faserstoffsuspension selbst bei einem plötzlichen
Stillstand der Maschine wirksam verhindert. Ferner wird auch das
Entstehen der bereits erwähnten Sekundärströmungen,
die sich in dem Bereich der Randgrenzschichten der vorbei fließenden
Faserstoffsuspension bilden, in Richtung Maschinenmitte verlaufen
und somit zu merklichen qualitativen Störungen in der herzustellenden
Faserstoffbahn führen können, vollständig
unterdrückt. Die Herstellung einer qualitativ hochwertigen
Faserstoffbahn wird also ermöglicht.
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Im
Hinblick auf ein optimales Verbundsystem ”Randbegrenzungseinrichtung” besteht
dass wenigstens das den Mittenbereich bildende und als Grundkörper
ausgebildete Mittenteil aus einem Kunststoff, insbesondere aus einem
Sinterkunststoff, der aus einem vernetzten ultrahochmolekularen
Niederdruckpolyethylen (HMW-PE) besteht und mit Molybdändisulfid
sowie UV-Stabilisatoren legiert ist. Dieses Material zeichnet sich
insbesondere durch eine hervorragende Eignung für die Maschine
zur Herstellung einer Faserstoffbahn, insbesondere einer Papier-,
Karton- oder Verpackungspapierbahn, aus. Diese Eignung begründet
sich vor allem in einer Spannungsfreiheit, einer hohen Abriebfestigkeit
und in einem niedrigen Reibungskoeffizienten.
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In
einer ersten bevorzugten Ausführungsform ist ferner die
obere Führungsfläche wenigstens des den Mittenbereich
bildenden und als Grundkörper ausgebildeten Mittenteils
zumindest in dem das Sieb abstützenden Bereich mit einem
verschleißfesten und das Sieb schonenden Material, insbesondere einem
Keramikwerkstoff versehen. Damit sind die hauptsächlich
einer Abrasion unterliegenden Bereiche der Randbegrenzungseinrichtung
bestmöglich im Hinblick auf eine Abrasionsreduzierung bzw.
-vermeidung ausgeführt und die Gefahr eines abrasionsbedingten
Ausfalls des teuren Siebs ist drastisch vermindert.
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Damit
die obere Führungsfläche wenigstens des den Mittenbereich
bildenden und als Grundkörper ausgebildeten Mittenteils
eine ausreichende Festigkeit und eine lange Standzeit besitzt, weist
der auf sie aufgebrachte Keramikwerkstoff eine Schichtdicke im Bereich
von 0,5 μm bis 10 mm, vorzugsweise von 0,5 μm
bis 5 mm, insbesondere von 0,5 μm bis 2 mm, auf.
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In
einer zweiten bevorzugten Ausführungsform umfasst die Randbegrenzungseinrichtung
wenigstens drei das Sieb mit ihrer oberen Führungsfläche
führende Bauteile, das den Auflaufbereich bildendes Auflaufteil,
mindestens ein den Mittenbereich bildendes und als Grundkörper
ausgebildetes Mittenteil und ein den Ablaufteil bildendes Ablaufteil,
wobei das den Ablaufbereich bildende Ablaufteil aus einem verschleißfesten
und das Sieb schonenden Material, insbesondere einem Keramikwerkstoff
besteht. Dadurch können bei Bedarf einzelne Bauteile der
Randbegrenzungseinrichtung unabhängig voneinander ausgetauscht
werden.
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Das
Auflaufteil der Randbegrenzungseinrichtung ist hierbei bevorzugt
mit dem in Sieblaufrichtung nachfolgenden Mittenteil der Randbegrenzungseinrichtung
lösbar oder unlösbar verbunden, insbesondere mittels
mindestens einer Verschraubung, einer Klemmung, einer Steckverbindung,
einer Klebeverbindung und/oder einer Schweißverbindung.
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Das
Auflaufteil der Randbegrenzungseinrichtung kann dem in Sieblaufrichtung
nachfolgenden Mittenteil der Randbegrenzungseinrichtung insbesondere
fluchtend und in einem lichten Abstand im Bereich von 0 bis 300
mm, vorzugsweise von 0 bis 150 mm, insbesondere von 0 mm, vorgeordnet
sein. Hierdurch lässt sich die wirksame Auflaufkante der Randbegrenzungseinrichtung örtlich
positionieren.
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Weiterhin
umfasst der verwendete Keramikwerkstoff als Grundmaterial bevorzugt
Aluminiumdioxid, in Fachkreisen auch als Korund (Mineral) oder Tonerde
bezeichnet, Siliziumnitrid, Siliziumkarbid, in Fachkreisen auch
als Karborund oder Siliziumcarbid bezeichnet, und/oder eine derer
Modifikationen, wie beispielsweise das kubische γ-Aluminiumoxid,
das rhomboedrische α-Aluminiumoxid, das β-Aluminiumoxid,
das α-Siliziumnitrid, das β-Siliziumnitrid oder das γ-Siliziumnitrid.
Die angeführten Modifikationen der einzelnen Materialien
unterscheiden sich vornehmlich in ihrer Kristallstruktur. Das Aluminiumdioxid
(Al2O3) ist ein
weißes, geruchsloses Pulver, das Siliziumnitrid (Si3N4) hingegen ist
ein schwach beigefarbener Feststoff. Und das Siliziumkarbid (SiC)
sind in seiner Reinstform farblose, hexagonale und rhomboedrische
Kristalle. Der Keramikwerkstoff kann selbstverständlich
mit weiteren Zusatzstoffen, wie beispielsweise Legierungen, Dotierungen,
Plastifikatoren und/oder weiteren Hilfsmitteln, versehen sein.
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Im
Hinblick auf sichere Betriebsbedingungen für die Maschine
zur Herstellung einer Faserstoffbahn, insbesondere einer Papier-,
Karton- oder Verpackungspapierbahn, ist es von Vorteil, wenn
- – die obere Führungsfläche
der Randbegrenzungseinrichtung auflaufseitig, also vorzugsweise am
Auflaufteil, mit einer Auflaufkante versehen ist, die eine Rundung
mit einem Rundungsradius im Bereich von 0 bis 100 mm, vorzugsweise
von 0 bis 75 mm, insbesondere von 0 bis 50 mm, aufweist,
- – die obere Führungsfläche der Randbegrenzungseinrichtung
für das Sieb um ein genügend großes Stück
nach oben gebogen ist, so dass der äußere Rand
des Siebs eine nach oben gerichtete Krümmung in einer horizontalen
Breite von etwa 25 bis etwa 250 mm, vorzugsweise von 30 bis 200 mm,
insbesondere von 50 bis 150 mm, erfährt; und/oder
- – die Randbegrenzungseinrichtung den äußeren Rand
des Siebs von der Horizontalebene des Siebs um eine Höhe
von etwa 10 bis etwa 200 mm, vorzugsweise von 15 bis 150 mm, insbesondere
von 20 bis 100 mm, anhebt.
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Zudem
ist die obere Führungsfläche der Randbegrenzungseinrichtung
unterhalb des Überlaufrands bevorzugt im Wesentlichen glatt
und durchgehend stromlinienförmig ohne jegliche steile
oder horizontale Flächen ausgebildet. Auch kann die obere
Führungsfläche der Randbegrenzungseinrichtung ablaufseitig,
also vorzugsweise am Ablaufteil, mit einer Ablaufkante versehen
sein, die auch eine Rundung mit einem Rundungsradius im Bereich
von 0 bis 100 mm, vorzugsweise von 0 bis 75 mm, insbesondere von
0 bis 50 mm, aufweisen kann (vgl. 2A, 3A und 4A).
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Um
ein Auslaufen der den Stoffteich bildenden Faserstoffsuspension
selbst bei einem plötzlichen Stillstand der Maschine wirksam
zu verhindern, erstreckt die Randbegrenzungseinrichtung sich bevorzugt über
eine wesentliche Länge der Horizontalebene des Siebs, vorzugsweise
von der Nähe des Stoffauflaufs bis maximal zu der Immobilitätslinie
der herzustellenden Faserstoffbahn. Die wesentliche Länge
der Horizontalebene des Siebs kann dabei einen Wert im Bereich von
0 bis 10 m, vorzugsweise von 0 bis 7,5 m, insbesondere von 0 bis
6 m, annehmen.
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Das
erfindungsgemäße Blattbildungssystem lässt
sich in hervorragender Weise auch in einer Maschine zur Herstellung
einer Faserstoffbahn, insbesondere einer Papier-, Karton- oder Verpackungspapierbahn,
aus wenigstens einer Faserstoffsuspension verwenden. Dabei ergeben
sich dann die bereits vorstehend erwähnten erfindungsgemäßen
Vorteile.
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Weitere
Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden
Beschreibung mehrerer bevorzugter Ausführungsbeispiele
unter Bezugnahme auf die Zeichnung.
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Es
zeigen
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1 eine
schematische Perspektivdarstellung des erfindungsgemäßen
Blattbildungssystems für eine Maschine zur Herstellung
einer Faserstoffbahn;
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2A eine Draufsicht auf eine erste Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Blattbildungssystems;
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2B eine Schnittdarstellung des in der 2A dargestellten erfindungsgemäßen
Blattbildungssystems gemäß der Schnittlinie C-C;
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3A eine
Draufsicht auf eine zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Blattbildungssystems;
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3B eine
Schnittdarstellung des in der 3A dargestellten
erfindungsgemäßen Blattbildungssystems gemäß der
Schnittlinie D-D;
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4A eine
Draufsicht auf eine dritte Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Blattbildungssystems; und
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4B eine
Schnittdarstellung des in der 4A dargestellten
erfindungsgemäßen Blattbildungssystems gemäß der
Schnittlinie E-E.
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Die 1 zeigt
eine schematische Perspektivdarstellung eines Blattbildungssystems 1 für
eine Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn aus wenigstens
einer Faserstoffsuspension 2. Bei der herzustellenden Faserstoffbahn
kann es sich insbesondere um eine Papier-, Karton- oder Verpackungspapierbahn
handeln.
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Das
Blattbildungssystem 1 umfasst einen beispielhaft dargestellten
Stoffauflauf 3, ein umlaufendes endloses Sieb 4,
insbesondere ein umlaufendes Langsieb und zwei, jeweils im Randbereich 4.1, 4.2 des
Siebs 4 und in Sieblaufrichtung S (Pfeil) angeordnete und
jeweils einen Grundkörper 6 aufweisende Randbegrenzungseinrichtungen 5.
Das Sieb 4 ist von einer unter dem Stoffauflauf 3 angeordneten Walze,
einer Brustwalze 7 angetrieben. Die beiden Randbegrenzungseinrichtungen 5 sind
gewöhnlich spiegelbildlich aufgebaut; sie werden somit
der Übersichtlichkeit halber nur mit dem gleichen Bezugszeichen 5 versehen.
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Der
Stoffauflauf 3 erzeugt in dem Fachmann bekannter Weise über
eine Stoffauflaufdüse 8 einen maschinenbreiten,
die Faserstoffsuspension 2 umfassenden Suspensionsstrahl 9 und
bringt ihn in ständiger Bewegung zwischen den Randbegrenzungseinrichtungen 5 auf
das Sieb 4 auf. Das Sieb 4 bewegt sich mit ungefähr
der gleichen horizontalen Geschwindigkeit wie der Suspensionsstrahl 9.
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Die
jeweilige, einen Auflauf-, einen Mitten- und einen Ablaufbereich
umfassende Randbegrenzungseinrichtung 5 weist zur Erzeugung
einer Krümmung K eine obere Führungsfläche 5.1 für
das Sieb 4 auf. Das untere Ende der jeweiligen Randbegrenzungseinrichtung 5 liegt
in der Höhe oder etwas unterhalb der Horizontalebene des
Siebs 4 und die jeweilige Randbegrenzungseinrichtung 5 verläuft
mit einer Krümmung K um zumindest ein solches ausreichendes
Stück nach oben und außen, dass ein Teil des Siebs 4 abgestützt
wird und eine nach oben gerichtete Krümmung K erhält.
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Die
Entwässerung der wässrigen Faserstoffsuspension 2 setzt
zwar sofort ein, der anfängliche Entwässerungsvorgang
dauert jedoch mehrere Sekunden, während der die Faserstoffsuspension 2 als stark
fluidisierter Stoffteich 10 vorhanden bleibt. Der Stoffteich 10 entfernt
sich von der Stoffauflaufdüse 8 und nimmt dabei
durch die Entfernung des Wassers soweit an Tiefe ab, bis so viel
freies Wasser entfernt ist, dass eine kompakte Faserstoffmatte 11 gebildet wird.
Dieser Punkt der Faserverdichtung gilt bei der Maschine als Immobilitätslinie 12.
Durch weiteres Trocknen der auf diese Weise gebildeten Faserstoffmatte 11 mittels
Druck und Wärme wird eine zusammenhängende, durchgehende
Faserstoffbahn gebildet.
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Während
dieses Übergangs wird der Stoffteich 10 durch
die Randbegrenzungseinrichtungen 5 seitlich begrenzt.
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Die
Randbegrenzungseinrichtung 5 erstreckt sich über
eine wesentliche Länge der Horizontalebene E des Siebs 4,
vorzugsweise von der Nähe des Stoffauflaufs 3 bis
maximal zu der Immobilitätslinie 12 der herzustellenden
Faserstoffbahn.
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Die 2A zeigt nun eine Draufsicht auf eine
erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Blattbildungssystems 1.
Bei der dargestellten Randbegrenzungseinrichtung 5 kann
es sich um die – in Sieblaufrichtung S (Pfeil) gesehen – linke
Randbegrenzungseinrichtung 5 des in der 1 dargestellten
Blattbildungssystems 1 für eine Maschine zur Herstellung
einer Faserstoffbahn aus wenigstens einer Faserstoffsuspension handeln.
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Die
Randbegrenzungseinrichtung 5 umfasst zwei das Sieb 4 mit
ihrer oberen Führungsfläche 5.1 führende
Bauteile 5.A, 5.B, ein den Auflaufbereich 15.1 bildendes
Auflaufteil 5.A und wenigstens ein den Mittenbereich 15.2 und
den Ablaufbereich 15.3 bildendes und als Grundkörper 6 ausgebildetes
Mittenteil 5.B. Das den Auflaufbereich 15.1 bildende Auflaufteil 5.A besteht
aus einem verschleißfesten und das Sieb 4 schonenden
Material 14, insbesondere einem Keramikwerkstoff 14.1 und
das den Mittenbereich 15.2 bildende und als Grundkörper 6 ausgebildete
Mittenteil 5.B besteht aus einem Kunststoff 13,
insbesondere aus einem Sinterkunststoff 13.1, der aus einem
vernetzten ultrahochmolekularen Niederdruckpolyethylen (UHMW-PE)
besteht und mit Molybdändisulfid sowie UV-Stabilisatoren
legiert ist.
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Der
Keramikwerkstoff 14.1 umfasst als Grundmaterial Aluminiumdioxid,
Siliziumnitrid, Siliziumkarbid und/oder eine derer Modifikationen,
wie beispielsweise das kubische γ-Aluminiumoxid, das rhomboedrische α-Aluminiumoxid,
das β-Aluminiumoxid, das α-Siliziumnitrid, das β-Siliziumnitrid
oder das γ-Siliziumnitrid. Der Keramikwerkstoff 14.1 kann selbstverständlich
mit weiteren Zusatzstoffen, wie beispielsweise Legierungen, Dotierungen,
Plastifikatoren und/oder weiteren Hilfsmitteln, versehen sein.
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Überdies
ist das Auflaufteil 5.A der Randbegrenzungseinrichtung 5 mit
dem in Sieblaufrichtung S (Pfeil) nachfolgenden Mittenteil 5.B der
Randbegrenzungseinrichtung 5 lösbar oder unlösbar
verbunden, insbesondere mittels mindestens einer Verschraubung,
einer Klemmung, einer Steckverbindung, einer Klebeverbindung und/oder
einer Schweißverbindung.
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Im
Fall einer mehrteiligen Ausführung der Randbegrenzungseinrichtung 5 ist
das Auflaufteil 5.A der Randbegrenzungseinrichtung 5 dem
in Sieblaufrichtung S (Pfeil) nachfolgenden Mittenteil 5.B der Randbegrenzungseinrichtung 5 fluchtend
und in einem lichten Abstand A im Bereich von 0 bis 300 mm, vorzugsweise
von 0 bis 150 mm, insbesondere von 0 mm, vorgeordnet. Das Auflaufteil 5.A der
mehrteiligen Ausführung der Randbegrenzungseinrichtung 5 ist
gestrichelt dargestellt.
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Weiterhin
ist die obere Führungsfläche 5.1 der
Randbegrenzungseinrichtung 5 auflaufseitig, also vorzugsweise
am Auflaufteil 5.A, mit einer Auflaufkante 5.a versehen,
die eine Rundung 16 mit einem Rundungsradius 16.R im
Bereich von 0 bis 100 mm, vorzugsweise von 0 bis 75 mm, insbesondere von
0 bis 50 mm, aufweist.
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Die 2B zeigt eine Schnittdarstellung des in
der 2A dargestellten erfindungsgemäßen Blattbildungssystems 1 für
eine Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn aus einer Faserstoffsuspension 2 gemäß der
Schnittlinie C-C.
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Das
den Mittenbereich 15.2 bildende und als Grundkörper 6 ausgebildete
Mittenteil 5.B besteht aus einem Kunststoff 13,
insbesondere aus einem Sinterkunststoff 13.1, der aus einem
vernetzten ultrahochmolekularen Niederdruckpolyethylen (UHMW-PE)
besteht und mit Molybdändisulfid sowie UV-Stabilisatoren
legiert ist.
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Die
obere Führungsfläche 5.1 für
das Sieb 4 ist um ein genügend großes
Stück nach oben gebogen, so dass der äußere
Rand 4.2 des Siebs 4 eine nach oben gerichtete
Krümmung K in einer horizontalen Breite B von etwa 25 bis
etwa 250 mm, vorzugsweise von 30 bis 200 mm, insbesondere von 50
bis 150 mm, erfährt.
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Überdies
hebt die Randbegrenzungseinrichtung 5 den äußeren
Rand 4.2 des Siebs 4 von der Horizontalebene E
des Siebs 4 um eine Höhe H von etwa 10 bis etwa
200 mm, vorzugsweise von 15 bis 150 mm, insbesondere von 20 bis
100 mm, an.
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Die 3A zeigt
eine Draufsicht auf eine zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Blattbildungssystems 1.
Bei der dargestellten Randbegrenzungseinrichtung 5 kann
es sich wiederum um die – in Sieblaufrichtung S (Pfeil)
gesehen – linke Randbegrenzungseinrichtung 5 des
in der 1 dargestellten Blattbildungssystems 1 für
eine Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn aus wenigstens einer
Faserstoffsuspension handeln.
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Die
Randbegrenzungseinrichtung 5 umfasst zwei das Sieb 4 mit
ihrer oberen Führungsfläche 5.1 führende
Bauteile 5.A, 5.B, ein den Auflaufbereich 15.1 bildendes
Auflaufteil 5.A und wenigstens ein den Mittenbereich 15.2 und
den Ablaufbereich 15.3 bildendes und als Grundkörper 6 ausgebildetes
Mittenteil 5.B. Das den Auflaufbereich 15.1 bildende Auflaufteil 5.A besteht
aus einem verschleißfesten und das Sieb 4 schonenden
Material 14, insbesondere einem Keramikwerkstoff 14.1 und
das den Mittenbereich 15.2 bildende und als Grundkörper 6 ausgebildete
Mittenteil 5.B besteht aus einem Kunststoff 13,
insbesondere aus einem Sinterkunststoff 13.1, der aus einem
vernetzten ultrahochmolekularen Niederdruckpolyethylen (UHMW-PE)
besteht und mit Molybdändisulfid sowie UV-Stabilisatoren
legiert ist.
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Die
obere Führungsfläche 5.1 des den Mittenbereich 15.2 bildenden
und als Grundkörper 6 ausgebildeten Mittenteils 5.B zumindest
in dem das Sieb 4 abstützenden Bereich 15 ist
mit einem verschleißfesten und das Sieb 4 schonenden
Material 14, insbesondere einem Keramikwerkstoff 14.2 versehen.
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Der
jeweilige Keramikwerkstoff 14.1, 14.2 umfasst
als Grundmaterial Aluminiumdioxid, Siliziumnitrid, Siliziumkarbid
und/oder eine derer Modifikationen, wie beispielsweise das kubische γ-Aluminiumoxid,
das rhomboedrische α-Aluminiumoxid, das β-Aluminiumoxid,
das α-Siliziumnitrid, das β-Siliziumnitrid oder
das γ-Siliziumnitrid. Der Keramikwerkstoff 14.1 kann
selbstverständlich mit weiteren Zusatzstoffen, wie beispielsweise
Legierungen, Dotierungen, Plastifikatoren und/oder weiteren Hilfsmitteln,
versehen sein.
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Überdies
ist das Auflaufteil 5.A der Randbegrenzungseinrichtung 5 mit
dem in Sieblaufrichtung S (Pfeil) nachfolgenden Mittenteil 5.B der
Randbegrenzungseinrichtung 5 lösbar oder unlösbar
verbunden, insbesondere mittels mindestens einer Verschraubung,
einer Klemmung, einer Steckverbindung, einer Klebeverbindung und/oder
einer Schweißverbindung.
-
Im
Fall einer mehrteiligen Ausführung der Randbegrenzungseinrichtung 5 ist
das Auflaufteil 5.A der Randbegrenzungseinrichtung 5 dem
in Sieblaufrichtung S (Pfeil) nachfolgenden Mittenteil 5.B der Randbegrenzungseinrichtung 5 fluchtend
und in einem lichten Abstand A im Bereich von 0 bis 300 mm, vorzugsweise
von 0 bis 150 mm, insbesondere von 0 mm, vorgeordnet. Das Auflaufteil 5.A der
mehrteiligen Ausführung der Randbegrenzungseinrichtung 5 ist
gestrichelt dargestellt.
-
Weiterhin
ist die obere Führungsfläche 5.1 der
Randbegrenzungseinrichtung 5 auflaufseitig, also vorzugsweise
am Auflaufteil 5.A, mit einer Auflaufkante 5.a versehen,
die eine Rundung 16 mit einem Rundungsradius 16.R im
Bereich von 0 bis 100 mm, vorzugsweise von 0 bis 75 mm, insbesondere von
0 bis 50 mm, aufweist.
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Die 3B zeigt
eine Schnittdarstellung des in der 3A dargestellten
erfindungsgemäßen Blattbildungssystems 1 für
eine Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn aus einer Faserstoffsuspension 2 gemäß der
Schnittlinie D-D.
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Das
den Mittenbereich 15.2 bildende und als Grundkörper 6 ausgebildete
Mittenteil 5.B besteht aus einem Kunststoff 13,
insbesondere aus einem Sinterkunststoff 13.1, der aus einem
vernetzten ultrahochmolekularen Niederdruckpolyethylen (UHMW-PE)
besteht und mit Molybdändisulfid sowie UV-Stabilisatoren
legiert ist.
-
Weiterhin
weist der auf die obere Führungsfläche 5.1 des
den Mittenbereich 15.2 bildenden und als Grundkörper 6 ausgebildeten
Mittenteils 5.B aufgebrachte Keramikwerkstoff 14.2 eine
Schichtdicke d im Bereich von 0,5 μm bis 10 mm, vorzugsweise
von 0,5 μm bis 5 mm, insbesondere von 0,5 μm bis
2 mm, auf.
-
Die
obere Führungsfläche 5.1 für
das Sieb 4 ist um ein genügend großes
Stück nach oben gebogen, so dass der äußere
Rand 4.2 des Siebs 4 eine nach oben gerichtete
Krümmung K in einer horizontalen Breite B von etwa 25 bis
etwa 250 mm, vorzugsweise von 30 bis 200 mm, insbesondere von 50
bis 150 mm, erfährt.
-
Überdies
hebt die Randbegrenzungseinrichtung 5 den äußeren
Rand 4.2 des Siebs 4 von der Horizontalebene E
des Siebs 4 um eine Höhe H von etwa 10 bis etwa
200 mm, vorzugsweise von 15 bis 150 mm, insbesondere von 20 bis
100 mm, an.
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Die 4A zeigt
eine Draufsicht auf eine dritte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Blattbildungssystems 1.
Bei der dargestellten Randbegrenzungseinrichtung 5 kann
es sich wiederum um die – in Sieblaufrichtung S (Pfeil)
gesehen – linke Randbegrenzungseinrichtung 5 des
in der 1 dargestellten Blattbildungssystems 1 für
eine Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn aus wenigstens einer
Faserstoffsuspension handeln.
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Die
Randbegrenzungseinrichtung 5 umfasst drei das Sieb 4 mit
ihrer oberen Führungsfläche 5.1 führende
Bauteile 5.A, 5.B, 5.C, ein den Auflaufbereich 15.1 bildendes
Auflaufteil 5.A und wenigstens ein den Mittenbereich 15.2 bildendes
und als Grundkörper 6 ausgebildetes Mittenteil 5.B.
Das den Auflaufbereich 15.1 bildende Auflaufteil 5.A besteht
aus einem verschleißfesten und das Sieb 4 schonenden Material 14,
insbesondere einem Keramikwerkstoff 14.1 und das den Mittenbereich 15.2 bildende
und als Grundkörper 6 ausgebildete Mittenteil 5.B besteht aus
einem Kunststoff 13, insbesondere aus einem Sinterkunststoff 13.1,
der aus einem vernetzten ultrahochmolekularen Niederdruckpolyethylen (UHMW-PE)
besteht und mit Molybdändisulfid sowie UV-Stabilisatoren
legiert ist. Selbstverständlich kann die Randbegrenzungseinrichtung 5 in
einer weiteren Ausführung auch mehrere, vorzugsweise gleiche
Mittenteile 5.B umfassen. Ferner besteht auch das den Ablaufbereich 15.3 bildende
Ablaufteil 5.C aus einem verschleißfesten und
das Sieb 4 schonenden Material 14, insbesondere
einem Keramikwerkstoff 14.3.
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Die
obere Führungsfläche 5.1 des den Mittenbereich 15.2 bildenden
und als Grundkörper 6 ausgebildeten Mittenteils 5.B zumindest
in dem das Sieb 4 abstüt zenden Bereich 15 ist
mit einem verschleißfesten und das Sieb 4 schonenden
Material 14, insbesondere einem Keramikwerkstoff 14.2 versehen.
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Der
jeweilige Keramikwerkstoff 14.1, 14.2, 14.3 umfasst
als Grundmaterial Aluminiumdioxid, Siliziumnitrid, Siliziumkarbid
und/oder eine derer Modifikationen, wie beispielsweise das kubische γ-Aluminiumoxid,
das rhomboedrische α-Aluminiumoxid, das β-Aluminiumoxid,
das α-Siliziumnitrid, das β-Siliziumnitrid oder
das γ-Siliziumnitrid. Der Keramikwerkstoff 14.1 kann
selbstverständlich mit weiteren Zusatzstoffen, wie beispielsweise
Legierungen, Dotierungen, Plastifikatoren und/oder weiteren Hilfsmitteln,
versehen sein.
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Überdies
ist das Auflaufteil 5.A der Randbegrenzungseinrichtung 5 mit
dem in Sieblaufrichtung S (Pfeil) nachfolgenden Mittenteil 5.B der
Randbegrenzungseinrichtung 5 lösbar oder unlösbar
verbunden, insbesondere mittels mindestens einer Verschraubung,
einer Klemmung, einer Steckverbindung, einer Klebeverbindung und/oder
einer Schweißverbindung.
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Im
Fall einer mehrteiligen Ausführung der Randbegrenzungseinrichtung 5 ist
das Auflaufteil 5.A der Randbegrenzungseinrichtung 5 dem
in Sieblaufrichtung S (Pfeil) nachfolgenden Mittenteil 5.B der Randbegrenzungseinrichtung 5 fluchtend
und in einem lichten Abstand A im Bereich von 0 bis 300 mm, vorzugsweise
von 0 bis 150 mm, insbesondere von 0 mm, vorgeordnet. Das Auflaufteil 5.A der
mehrteiligen Ausführung der Randbegrenzungseinrichtung 5 ist
gestrichelt dargestellt.
-
Weiterhin
ist die obere Führungsfläche 5.1 der
Randbegrenzungseinrichtung 5 auflaufseitig, also vorzugsweise
am Auflaufteil 5.A, mit einer Auflaufkante 5.a versehen,
die eine Rundung 16 mit einem Rundungsradius 16.R im
Bereich von 0 bis 100 mm, vorzugsweise von 0 bis 75 mm, insbesondere von
0 bis 50 mm, aufweist.
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Die 4B zeigt
eine Schnittdarstellung des in der 4A dargestellten
erfindungsgemäßen Blattbildungssystems 1 für
eine Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn aus einer Faserstoffsuspension 2 gemäß der
Schnittlinie E-E.
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Das
den Mittenbereich 15.2 bildende und als Grundkörper 6 ausgebildete
Mittenteil 5.B besteht aus einem Kunststoff 13,
insbesondere aus einem Sinterkunststoff 13.1, der aus einem
vernetzten ultrahochmolekularen Niederdruckpolyethylen (UHMW-PE)
besteht und mit Molybdändisulfid sowie UV-Stabilisatoren
legiert ist.
-
Weiterhin
weist der auf die obere Führungsfläche 5.1 des
den Mittenbereich 15.2 bildenden und als Grundkörper 6 ausgebildeten
Mittenteils 5.B aufgebrachte Keramikwerkstoff 14.2 eine
Schichtdicke d im Bereich von 0,5 μm bis 10 mm, vorzugsweise
von 0,5 μm bis 5 mm, insbesondere von 0,5 μm bis
2 mm, auf.
-
Die
obere Führungsfläche 5.1 für
das Sieb 4 ist um ein genügend großes
Stück nach oben gebogen, so dass der äußere
Rand 4.2 des Siebs 4 eine nach oben gerichtete
Krümmung K in einer horizontalen Breite B von etwa 25 bis
etwa 250 mm, vorzugsweise von 30 bis 200 mm, insbesondere von 50
bis 150 mm, erfährt.
-
Überdies
hebt die Randbegrenzungseinrichtung 5 den äußeren
Rand 4.2 des Siebs 4 von der Horizontalebene E
des Siebs 4 um eine Höhe H von etwa 10 bis etwa
200 mm, vorzugsweise von 15 bis 150 mm, insbesondere von 20 bis
100 mm, an.
-
Das
jeweils in den Figuren dargestellte erfindungsgemäße
Blattbildungssystem 1 eignet sich in hervorragender Weise
zur Verwendung in einer Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn,
insbesondere einer Papier-, Karton- oder Verpackungspapierbahn,
aus wenigstens einer Faserstoffsuspension.
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Zusammenfassend
ist festzuhalten, dass durch die Erfindung ein Blattbildungssystem
der eingangs genannten Arten geschaffen wird, welches die genannten
Nachteile des Stands der Technik weitestgehend reduziert, vorzugsweise
sogar gänzlich vermeidet. Insbesondere wird die Gefahr
von Abrasion im Blattbildungssystem sowie der daraus gewöhnlich resultierende
Ausfall des teuren Siebs drastisch vermindert.
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- 1
- Blattbildungssystem
- 2
- Faserstoffsuspension
- 3
- Stoffauflauf
- 4
- Sieb;
Langsieb
- 4.1
- Rand;
Randbereich
- 4.2
- Rand;
Randbereich
- 5
- Randbegrenzungseinrichtung
- 5.1
- Obere
Führungsfläche
- 5.A
- Auflaufteil
- 5.B
- Mittenteil
- 5.C
- Ablaufteil
- 5.a
- Auflaufkante
- 6
- Grundkörper
- 7
- Walze,
Brustwalze
- 8
- Stoffauflaufdüse
- 9
- Suspensionsstrahl
- 10
- Stoffteich
- 11
- Faserstoffmatte
- 12
- Immobilitätslinie
- 13
- Kunststoff
- 13.1
- Sinterkunststoff
- 14
- Material
- 14.1
- Keramikwerkstoff
- 14.2
- Keramikwerkstoff
- 14.3
- Keramikwerkstoff
- 15
- Abstützender
Bereich
- 15.1
- Auflaufbereich
- 15.2
- Mittenbereich
- 15.3
- Ablaufbereich
- 16
- Rundung
- 16.R
- Rundungsradius
- A
- Abstand
- B
- Horizontale
Breite
- d
- Schichtdicke
- C-C
- Schnittlinie
- D-D
- Schnittlinie
- E
- Horizontalebene
- E-E
- Schnittlinie
- H
- Höhe
- K
- Krümmung
- S
- Sieblaufrichtung
(Pfeil)
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
-
- - DE 2507076
A1 [0002]
- - DD 293850 A5 [0006]
- - US 5284551 [0008]
- - DE 4334641 A1 [0010]
- - EP 0899376 A1 [0013]
- - DE 602005002646 T2 [0015]
- - EP 1740766 B1 [0015]