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Die
Erfindung betrifft eine Formiereinheit, insbesondere Blattbildungseinheit
für den Einsatz in einer Maschine zur Herstellung einer
Materialbahn aus einer Faser- oder Vliesstoffsuspension, umfassend
zumindest zwei endlos umlaufende Siebbänder, die über
wenigstens einen Teilbereich ihres Umlaufwegs unter Ausbildung einer
Doppelsiebzone geführt sind, eine innerhalb der Doppelsiebzone
im zweiten der beiden Siebbänder angeordnete und eine,
eine in Funktionslage starre und besaugbare Öffnungen aufweisende
Stützfläche für dieses Siebband bildende
Entwässerungseinrichtung, und zumindest eine vor der in
Maschinenquerrichtung verlaufenden Einlauflinie des zweiten Siebbands
an der Stützfläche angeordnete, am ersten Siebband
unter Ausbildung eines ersten Entwässerungsabschnitts wirksame
weitere Entwässerungseinrichtung, umfassend zumindest ein
nachgiebig abstützbares und gegen das erste Siebband positionierbares
Entwässerungselement.
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Die
Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung einer Materialbahn
in einer Formiereinheit in einer Maschine zur Herstellung einer
Materialbahn aus einer Faser- oder Vliesstoffsuspension, bei welchem
die aus einer Einrichtung zur Applikation auf ein erstes Siebband
aufgebrachte Faserstoffsuspension einer Doppelsiebzone zugeführt
wird, im Bereich der Siebzusammenführung des ersten Siebbands
mit einem weiteren zweiten Siebband in einem ersten Entwässerungsabschnitt
durch Einbringen zumindest eines, im ersten Siebband angeordneten,
Entwässerungsimpulses in die Stoffbahn entwässert
und in einem nachfolgenden zweiten Entwässerungsabschnitt
in der Doppelsiebzone an einer am zweiten Siebband wirksamen, dieses
abstützenden und besaugbare Öffnungen aufweisenden
starren Stützfläche weiter entwässert
wird.
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Formiereinheiten
sind in einer Vielzahl von Ausführungen aus dem Stand der
Technik vorbekannt. Neben reinen Spaltformern werden auch so genannte
Hybridformer mit sich an eine, innerhalb einer Langsiebanordnung
erfolgte Vorentwässerung anschließende Entwässerung
an zumindest einer Entwässerungseinrichtung innerhalb einer
Doppelsiebzone eingesetzt. Grundsätzlich kann dabei zwischen
Formiereinheiten mit beginnender gerader Siebführung an
einer Stützfläche einer ersten Entwässerungseinrichtung
in der Doppelsiebzone mit oder frei von nachgiebig abstützbaren
und gegen das Sandwich aus den beiden Siebbändern und der
dazwischen angeordneten Faserstoffsuspension positionierbaren Entwässerungselementen,
z. B. in Form von anpressbaren Leisten, beginnend vor dieser ersten
Entwässerungseinrichtung der Doppelsiebzone, und Formiereinheiten
mit beginnender gekrümmter oder gerader Siebführung
in der Doppelsiebzone mit oder frei von nachgiebig abstützbaren
und gegen den Sandwich aus den beiden Siebbändern und der
dazwischen angeordneten Faserstoffsuspension positionierbaren Entwässerungselementen
in Form von anpressbaren Leisten, beginnend gegenüber der ersten
Entwässerungseinrichtung in der Doppelsiebzone, unterschieden
werden.
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Formiereinheiten
gemäß der ersten Ausführung mit gegen
das Sandwich aus den beiden Siebbändern und der dazwischen
angeordneten Faserstoffsuspension positionierbaren Entwässerungselementen
in Form von anpressbaren Leisten, beginnend vor der ersten Entwässerungseinrichtung
der Doppelsiebzone, sind beispielhaft aus der Voith-Firmendruckschrift
„Das
Duoformer D-Konzept" (Voith-Druck P 3222 d 2000, zweite
Auflage 2001-03),
DE
40 05 420 A1 ,
DE
43 26 867 A1 ,
DE
10 2005 047 347 A1 ,
DE 10 2005 038 424 A1 vorbekannt. Mittels der
positionierbaren Entwässerungselemente in Form von anpressbaren
Leisten, beginnend vor der ersten Entwässerungseinrichtung
in der Doppelsiebzone, werden in einem ersten initialen Entwässerungsabschnitt
Druckimpulse zur Erzeugung eines gewünschten Entwässerungsprofils
wenigstens mittelbar, insbesondere über das die Faserstoffsuspension
tragende Siebband in die Faserstoffsuspension eingeleitet. Die Faserstoffsuspension
wird dann zwischen den beiden Siebbändern an einer eben
ausgeführten Stützfläche einer Entwässerungseinrichtung, insbesondere
in Form eines Obersiebsaugkastens in der Doppelsiebzone geführt.
Ein wesentlicher Nachteil derartiger Formiereinheiten mit beginnender
gerader Siebführung in der anschließenden Doppelsiebzone
mit oder ohne Entwässerungselemente in Form anpressbarer
Gegenleisten gegenüber der Stützfläche
innerhalb des in dieser gebildeten zweiten Entwässerungsabschnitts
besteht dabei darin, dass im zweiten Entwässerungsabschnitt
und damit im zweiten Teil der Initialentwässerung eine
ausreichend stabile Siebführung, insbesondere bei hohen Siebgeschwindigkeiten,
nicht immer möglich ist. Die Art der Siebführung über
eine ebene Stützfläche, der gegenüberliegend
im anderen von der Stützfläche nicht direkt gestützten
Siebband flexibel anpressbare Gegenleisten vor- und zugeordnet sind,
führt, da der einstellbare Entwässerungsdruck
unabhängig von der Siebspannung ist, zwar bei niedrigen
Siebgeschwindigkeiten zu optimalen Formationsergebnissen. Bei hohen
Siebgeschwindigkeiten ist mit dieser Geometrie jedoch eine sichere
Siebführung nicht mehr gewährleistbar und die
Einstellung optimaler Entwässerungsbedingungen nicht mehr
gegeben.
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Formiereinheiten
mit beginnender gekrümmter oder gerader Siebführung
in der Doppelsiebzone mit oder frei von nachgiebig abstützbaren
und gegen den Sandwich aus den beiden Siebbändern und der dazwischen
angeordneten Faserstoffsuspension positionierbaren Entwässerungselementen
in Form von anpressbaren Leisten, beginnend an der ersten Entwässerungseinrichtung
in der Doppelsiebzone, sind beispielsweise aus den Druckschriften
DE 23 26 867 A1 und
WO 2004/018768 A1 vorbekannt.
Die Siebzusammenführung erfolgt vor dem Einlauf des zweiten Siebbands
an der Stützfläche der Entwässerungseinrichtung
innerhalb der Doppelsiebzone. Dabei ist der Entwässerungsdruck,
insbesondere der Entwässerungsdruck nach oben bei Anordnung
der Entwässerungseinrichtung im Obersieb im Bereich der
Siebzusammenführung von der Schichthöhe der einlaufenden
Faserstoffsuspension abhängig. Bei dieser Ausführung
ist eine überwiegend pulsfreie Entwässerung und
somit Gleichdruckentwässerung, welche durch den Radius
der von der Entwässerungseinrichtung gebildeten Stützfläche
und der Siebspannung in diesem Bereich bestimmt wird, daher nicht
gegeben. Vielmehr erfolgt hier eine Druckpulsentwässerung, bei
welcher die Pulshöhe als eine Funktion der örtlichen
Faserstoffsuspensionshöhe beschreibbar ist. Im der Entwässerungseinrichtung
in der Doppelsiebzone vorgeordneten ersten Teil der Initialentwässerung
ist der Entwässerungsdruck in der Regel zu stark und zudem
nicht anpassbar an sich ändernde Bedingungen.
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Bei
allen Ausführungen besteht die Problematik in der sicheren
und reproduzierbaren Gewährleistung einer den Anforderungen
entsprechenden Blattbildung auch bei sehr hohen Maschinen- und damit
Siebgeschwindigkeiten unter Ausbildung einer initialen, dass heißt
anfänglichen oberen Fasermatte zur Erzielung einer vordefinierten
Formation bei größtmöglicher mechanischer
Retention. Dazu ist ein optimaler Entwässerungsdrucksdruckverlauf
in Durchlaufrichtung, das heißt in Maschinenrichtung, erforderlich,
welcher anfänglich eine allmähliche und sich flexibel
an sich veränderte Bedingungen anpassende Entwässerung
erlaubt und im weiteren Verlauf, sobald der erste Teil der oberseitigen
Initialentwässerung nach Durchlaufen des ersten Entwässerungsabschnitts
abgeschlossen ist, eine stabile und störungsfreie Siebführung
gewährleistet sowie die Einstellung eines höheren
Entwässerungsdrucks im zweiten Entwässerungsabschnitt
ermöglicht.
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Der
Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, Formiereinheiten der
eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, dass die genannten Nachteile
vermieden werden und eine zwei- oder mehrstufige initiale Entwässerung
im Bereich der Doppelsiebzone in einer vordefinierten Richtung,
insbesondere nach oben realisiert wird. Die Blattbildung soll dabei
auch bei sehr hohen Maschinen- und damit Siebgeschwindigkeiten störungsfrei
in der gewünschten Qualität erfolgen können.
Ferner muss die erfindungsgemäße Lösung
geeignet sein, die Entwässerungsbedingungen optimal an
sich verändernde Parameter der Faserstoffsuspension, wie
verändernde Flächengewichte und Faserstoffsuspensionsschichthöhen
anpassen zu können.
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Die
erfindungsgemäße Lösung ist durch die Merkmale
der unabhängigen Ansprüche 1 und 29 charakterisiert.
Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen
beschrieben.
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Eine
erfindungsgemäße Formiereinheit, insbesondere
Blattbildungseinheit für den Einsatz in einer Maschine
zur Herstellung einer Materialbahn aus einer Faser- oder Vliesstoffsuspension,
umfassend zumindest zwei endlos umlaufende Siebbänder,
die über wenigstens einen Teilbereich ihres Umlaufwegs unter
Ausbildung einer Doppelsiebzone geführt sind, eine innerhalb
der Doppelsiebzone im zweiten der beiden Siebbänder angeordnete
und eine, eine starre, besaugbare Öffnungen aufweisende
Stützfläche für dieses Siebband bildende
Entwässerungseinrichtung, und zumindest eine vor der Einlauflinie
dieses zweiten Siebbands an der Stützfläche angeordnete, am
ersten Siebband unter Ausbildung eines ersten Entwässerungsabschnitts
wirksame Entwässerungseinrichtung, umfassend zumindest
ein nachgiebig abstützbares und gegen das erste Siebband
positionierbares Entwässerungselement, ist dadurch gekennzeichnet,
dass zumindest der in Sieblaufrichtung sich an die Einlauflinie
direkt anschließende Teilbereich der einen zweiten Entwässerungsabschnitt beschreibenden
Stützfläche gekrümmt ausgebildet ist.
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Unter
einer Öffnungen aufweisenden Stützfläche
wird eine Fläche verstanden, an welcher das Siebband geführt
wird beziehungsweise die mit dem Siebband zusammenwirkt. Diese kann
von einem, entsprechend der gewünschten Geometrie geformten
und perforierten Flächenelement gebildet werden oder aber
aus einer Mehrzahl von einzelnen beabstandet zueinander angeordneten
Flächen.
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Die
Einlauflinie beschreibt den Beginn des Kontaktbereichs zwischen
der Stützfläche und dem zweiten Siebband. Der
Bereich der Siebzusammenführung beschreibt die theoretisch
in Maschinenquerrichtung verlaufende Trennlinie in der Führung
der Faserstoffsuspension, vor welcher die Faserstoffsuspension mit
nur einem Siebband geführt wird und an beziehungsweise
nach welcher die Faserstoffsuspension zwischen den beiden Siebbändern
geführt wird und nach welchem die Entwässerung
das Fluid, insbesondere Siebwasser durch das andere zweite Siebband
hindurchtritt. Diese entspricht einer sich quer zur Sieblaufrichtung
verlaufenden Einschneidlinie, an welcher das zweite Siebband unter
einem vorzugsweise einstellbaren Einschneidwinkel in die auf dem
ersten Siebband geführte Faserstoffsuspension einschneidet.
Die Siebzusammenführung fällt dabei nicht mit
der Einlauflinie zusammen.
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Unter
einem nachgiebig abstützbaren und gegen das erste Siebband
positionierbaren Entwässerungselement wird ein Entwässerungselement
verstanden, über dessen am ersten Siebband wirksame Wirkfläche
ein örtlich wirkender Entwässerungsimpuls in dieses
und die Faserstoffsuspension eingetragen wird. Nachgiebig bedeutet,
dass zumindest die Wirkfläche, vorzugsweise das gesamte
Entwässerungselement elastisch abgestützt ist.
Die Positionierbarkeit ermöglicht eine Veränderung
der Lage der Wirkfläche am Siebband unter Einbringung eines Drucks.
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Die
erfindungsgemäße Kombination einer Anordnung zumindest
eines nachgiebigen und gegen das erste Siebband positionierbaren
Entwässerungselements vor der Einlauflinie des zweiten
Siebbands an der Stützfläche der Entwässerungseinrichtung
und die Führung entlang eines nachfolgenden zweiten zumindest
anfänglich gekrümmten Entwässerungsabschnitts
ermöglicht die Realisierung einer zwei- oder mehrstufigen
initialen Entwässerung, insbesondere bei Ausführung
des ersten Siebbands als Untersieb und zweiten Siebbands als Obersieb
nach oben. Die Initialentwässerung, das heißt,
die anfängliche Entwässerung durch das zweite
Siebband, insbesondere das Obersieb beginnt dadurch bereits vor der
Stützfläche der Entwässerungseinrichtung
der Doppelsiebzone. Die durch das zumindest eine nachgiebige und
gegen das erste Siebband positionierbare Entwässerungselement
mögliche Flexibilität, dass heißt Einstellung
zu Beginn der initialen Entwässerung hinsichtlich Intensität
und Wirkung erlaubt dabei eine passive oder aktive Anpassung der
Entwässerungsbedingungen an sich verändernde Ausgangsbedingungen
der Faserstoffsuspension, wie Flächengewicht und Einlaufschichthöhe
und/oder weitere Prozessbedingungen.
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In
besonders vorteilhafter Ausführung erfolgt die Anordnung
und Ausbildung der Führungselemente der beiden Siebbänder
derart, dass die Siebzusammenführung innerhalb des ersten
Entwässerungsabschnitts angeordnet ist. In dem dabei gebildeten
Zwickel der beiden Siebbänder wird das Fluid, insbesondere
Siebwasser aus der in diesem Bereich noch wenig aufkonzentrierten
Oberfläche der Faserstoffsuspension gedrückt,
so dass hier bereits ein Durchtritt gegeben ist. Das durch das zweite
Siebband gedrückte Fluid wird im Bereich der Einlauflinie an
der Stützfläche von dieser, insbesondere dem an dieser
angeordneten ersten starren Bereich, insbesondere einer ersten starren
Skimmerleiste abgeschält und in Richtung der Innenseite
des zweiten Siebbands, dass heißt bei Ausführung
als Obersieb nach oben abgeführt. Durch die Möglichkeit
der Positionierung des zumindest einen Entwässerungselements
gegen das erste Siebband erfolgt die Entwässerung in diesem
Bereich sehr sanft und kann hinsichtlich des erforderlichen Drucks
und Druckverlaufs in Sieblaufrichtung variabel und sehr feinfühlig
erhöht und eingestellt werden. Die nachfolgende Entwässerung
im zweiten Entwässerungsabschnitt kann als Funktion des
angelegten Entwässerungsdrucks aufgrund der Geometrie der
Stützfläche der Entwässerungseinrichtung
sowie des Siebzugs beschrieben werden. Dieser durch die Umschlingung
und die dadurch aufgebaute Siebspannung aufgebrachte Druck zwischen
den einzelnen Siebbändern stabilisiert das Sandwich aus
den beiden Siebbändern und dazwischen geführter
Faserstoffsuspension. Aufgrund der gekrümmten Ausführung
der Stützfläche im Einlaufbereich und diesem nachgeordnet
wird eine stabile und sichere Siebführung auch bei sehr
hohen Maschinengeschwindigkeiten gewährleistet.
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Der
vor der Einlauflinie angeordnete erste Entwässerungsabschnitt
in Umfangsrichtung des ersten Siebbands betrachtet weist in vorteilhafter Ausführung
eine Länge von 20 mm bis 600 mm, vorzugsweise von 60 mm
bis 450 mm, besonders bevorzugt 330 mm auf. Durch die Länge
des ersten Entwässerungsabschnitts kann der Entwässerungsdruck
allmählich und mit flacher Kennliniencharakteristik aufgebaut
werden, was eine besonders schonende und gleichmäßige
Entwässerung ermöglicht.
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Zur
feinfühligen passiven oder aktiven Beeinflussung des Entwässerungsdrucks
weist die am ersten Siebband im ersten Entwässerungsabschnitt wirksame
Entwässerungseinrichtung vorzugsweise eine Mehrzahl von
in Sieblaufrichtung zueinander beabstandet angeordneten, nachgiebig
abstützbaren und gegenüber dem ersten Siebband
positionierbaren Entwässerungselementen auf, insbesondere
sich über die Breite der Formiereinheit erstreckende und eine
Wirkfläche zum Zusammenwirken mit dem ersten Siebband bildende
Leisten, wobei die Anzahl vorzugsweise im Bereich von 1 bis 5, besonders
bevorzugt 3 beträgt.
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Der
Abstand zwischen zwei benachbart angeordneten, gegenüber
dem ersten Siebband positionierbaren Entwässerungselementen
beträgt im Bereich von 40 mm bis 240 mm, vorzugsweise 120
mm, wobei die Abstände zwischen zwei benachbarten Entwässerungselementen
vorzugsweise gleich, annähernd gleich oder aber verschieden
ausgeführt sein können. Diese Abstandsbereiche
gewährleisten eine prozesstechnisch und im Bereich der
Siebzusammenführung geometrisch optimale Führung
des ersten Siebbands.
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Zur
Gewährleistung eines vorteilhaften Druckverlaufs ist das
in Sieblaufrichtung vor der Einlauflinie an der Stützfläche
letzte Entwässerungselement des ersten Entwässerungsabschnitts
in einem Abstand von 20 mm bis 200 mm, vorzugsweise 60 mm bis 120
mm, besonders bevorzugt 90 mm von der Einlauflinie entfernt angeordnet.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausführung ist die Wirkfläche
des jeweiligen beweglichen, insbesondere gegen das erste Siebband
positionierbaren Entwässerungselements durch eine Wirklänge,
dass heißt Erstreckung der am Siebband wirksamen Wirkfläche
in Sieblaufrichtung betrachtet im Bereich von 5 mm bis 30 mm charakterisiert,
wobei die Wirklängen mehrerer Entwässerungselemente
vorzugsweise gleich, annähernd gleich oder aber verschieden
ausgeführt sein können.
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Durch
die Größe der Wirklängen wird im ersten
Entwässerungsabschnitt auch bei hohen Siebumlaufgeschwindigkeiten
noch eine sichere Führung durch ausreichend große
Führungsflächen zur Abstützung des ersten
Siebbands gewährleistet.
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Die
Ausführung eines einzelnen, nachgiebig anpressbaren Entwässerungselements
ist durch zumindest eine der nachfolgend genannten Eigenschaften
charakterisiert:
- – Geometrie und Eigenschaften
der Wirkfläche, insbesondere
– Foil- beziehungsweise
Anstellwinkel im Bereich von –2° bis +2,
– Radius
im Bereich von 0 mm bis 5 mm,
– Erstreckungsrichtung
in Sieblaufrichtung 5 mm bis 30 mm.
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Das
jeweilige gegen das erste Siebband positionierbare Entwässerungselement
weist zur Beeinflussung der Turbulenz und damit Formation der zu erzeugenden
Materialbahn bevorzugt einen Anstellwinkel gegenüber dem
ersten Siebband auf, der im Bereich von –2° bis
+2° gewählt ist, wobei die einzelnen Anstellwinkel
mehrerer Entwässerungselemente vorzugsweise gleich, annähernd
gleich oder aber verschieden ausgeführt sein können.
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Die
einzelnen im ersten Entwässerungsabschnitt angeordneten
nachgiebig abstützbaren und gegen das erste Siebband positionierbaren
Entwässerungselemente sind vorzugsweise derart ausgeführt
und dimensioniert, dass diese mit Drücken im Bereich von
0 mbar bis 400 mbar, vorzugsweise 60 mbar bis 250 mbar gegen das
erste Siebband anpressbar sind. Dabei können die Anpressdrücke
der einzelnen Entwässerungselemente jeweils stufenlos oder
in Stufen und für jedes Entwässerungselement einzeln
oder aber für mehrere gemeinsam in Gruppen einstellbar
sein. In besonders vorteilhafter Ausführung erfolgt die
Einstellung der Drücke in Anpassung an einen gewünschten,
vorzugsweise stetigen Entwässerungsdruckverlauf. Die genannten
Druckbereiche stellen dabei die gewünschte Wirkung hinsichtlich
der Impulserzeugung und der sich dadurch einstellenden Formation
sicher.
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Der
sich von der Einlauflinie in Sieblaufrichtung erstreckende gekrümmt
ausgebildete Bereich der Stützfläche ist konvex
ausgebildet und die Länge der die Stützfläche
in Maschinenrichtung beschreibenden Hüllkurve ist im Bereich
von 50 mm bis 1000 mm, vorzugsweise 60 mm bis 300 mm, mindestens jedoch
50 mm gewählt. Diese Länge erlaubt eine ausreichende
Entwässerungsdauer und sichere Siebbandführung.
Dabei ist die Stützfläche entweder nur im anfänglichen
Bereich ausgehend von der Einlauflinie, zusätzlich des
Weiteren zumindest im Ablaufbereich des zweiten Siebbands, vorzugsweise
jedoch vollständig gekrümmt ausgebildet. Die Führung an
einer vollständig in Sieblaufrichtung gekrümmten Fläche
erlaubt die Einstellung eines optimalen Entwässerungsdruckverlaufs
bereits aufgrund der geometrischen Ausführung der Stützfläche
in dieser Richtung und verhindert ein Abheben des Siebbands von
dieser.
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Die,
die Krümmung der einzelnen Teilbereiche der Stützfläche
oder der gesamten Stützfläche beschreibende Hüllkurve
ist durch einen, vorzugsweise jedoch durch eine Abfolge von zumindest
zwei Radien charakterisiert. Dabei beträgt der Radius im Bereich
der Einlauflinie des zweiten Siebbands an der Stützfläche
zwischen 0,1 m und unendlich, vorzugsweise 0,1 m bis 5 m. Der einzelne
Radius, insbesondere an der Einlauflinie oder den anderen Teilbereichen
der Stützfläche ist durch eine Größe
im Bereich zwischen 1 m und 10 m, vorzugsweise 2 m bis 5 m charakterisiert.
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Zur
Gewährleistung eines hohen Entwässerungsgrads
und Abführung des entwässernden Fluids beträgt
die Größe der durch die Öffnungen beschreibbaren
offenen Fläche der den zweiten Entwässerungsabschnitt
beschreibenden Stützfläche 20% bis 90%, vorzugsweise
40% bis 90% der Stützfläche.
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Zur
Einstellung eines gewünschten stetigen Entwässerungsdruckverlaufs
und Entwässerungsverhältnisses zwischen erstem
und zweitem Entwässerungsabschnitt beträgt das
Verhältnis der Stützfläche des zweiten
Entwässerungsabschnitts zur Länge des ersten Entwässerungsabschnitts
im Bereich von 10 bis 0,1, vorzugsweise 5 bis 0,2.
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Zur
weiteren Beeinflussung der Entwässerung im zweiten Entwässerungsabschnitt
können die Betriebs-/Funktionsparameter des zweiten Entwässerungsabschnitts
durch zusätzliche Modifikationen variiert werden. Die Beeinflussung
des in Erstreckungsrichtung der Stützfläche in
Sieblaufrichtung vorliegenden Entwässerungsverhaltens kann
dabei aktiv oder passiv erfolgen. Dazu können der Einlauflinie
an der Stützfläche in Sieblaufrichtung nachgeordnet
dem ersten Siebband zumindest ein, vorzugsweise mehrere nachgiebig
abstützbare und gegen das erste Siebband positionierbare
Entwässerungselemente zugeordnet werden. Diese können
dabei in einer ersten Ausführung zumindest einem ersten, sich
von der Einlauflinie über einen Teilbereich der Stützfläche
erstreckenden Bereich, in einer zweiten Ausführung zusätzlich
oder alternativ in zumindest einem weiteren, in einem Abstand zur
Einlauflinie angeordneten Teilbereich der Stützfläche
oder über die gesamte Stützfläche angeordnet
werden. Die Vorteile bestehen in einer zusätzlichen Siebsstabilisierung und
Verbesserung der Formation.
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Die
Beeinflussung des Entwässerungsverhaltens im ersten und/oder
zweiten Entwässerungsabschnitt durch in diesen angeordnete,
nachgiebig abstützbare und gegen das erste Siebband positionierbare
Entwässerungselemente kann dabei aktiv durch die einzelne
und/oder gruppenweise Ansteuerung der einzelnen Entwässerungselemente,
insbesondere Einstellung der mit diesen am Siebband wirksamen Kraft
erfolgen und ermöglicht eine örtlich gezielte
und direkt wirksame Beeinflussung der Formation in der Faserstoffsuspension
sowie einfach realisierbare Anpassung an sich verändernde
Betriebsparameter. Die passive Beeinflussung kann durch die geometrische
Ausführung, insbesondere die Länge der jeweiligen
Bereiche in Sieblaufrichtung und die Auslegung der elastischen Abstützung
erfolgen.
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Die
einzelnen verstellbaren Entwässerungselemente im ersten
und/oder zweiten Entwässerungsabschnitt werden im einfachsten
Fall von variabel anpressbaren, sich quer zur Sieblaufrichtung erstreckenden
Leisten oder leistenförmigen Elementen gebildet und sind
hinsichtlich ihrer nachgiebigen Abstützung und/oder der
Positionierung gegen das erste Siebband jeweils innerhalb eines
Entwässerungsabschnitts einzeln, in Gruppen oder gemeinsam
ansteuerbar.
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Die
Ausbildung der den zweiten Entwässerungsabschnitt beschreibenden
Stützfläche kann durch eine perforierte Fläche
oder eine Mehrzahl von in Sieblaufrichtung der Bänder zueinander
beabstandet und parallel angeordneten leistenförmigen Elementen
erfolgen. Diese sind in Funktionslage hinsichtlich der Anordnung
ihrer Wirkfläche starr, dass heißt frei von einer
nachgiebigen, insbesondere elastischen Abstützung und in
besonders vorteilhafter Ausführung Bestandteil eines, vorzugsweise
verstellbaren, insbesondere verschwenkbaren Siebsaugkastens.
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Der
Stützfläche der in der Doppelsiebzone angeordneten
Entwässerungseinrichtung ist zumindest eine Einrichtung
zur Erzeugung eines Unterdrucks zugeordnet. Der Unterdruck ist dabei
vorzugsweise über die Erstreckung der Stützfläche
in und/oder quer zur Sieblaufrichtung einstellbar.
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Die
erfindungsgemäße Formiereinheit ist in besonders
vorteilhafter Ausführung als Hybridformer ausgebildet,
wobei das erste Siebband Bestandteil einer Langsiebanordnung ist,
welche über zumindest über einen Siebtisch geführt
wird.
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Zusammengefasst
kann die oberseitige anfängliche, dass heißt Initialentwässerung
im der Einlauflinie an der Entwässerungseinrichtung vorgeordneten
Bereich als Funktion
- – der Anzahl
der nachgiebig abstützbaren und gegen das erste Siebband
positionierbaren Entwässerungselemente,
- – der Teilung der Anordnung der Entwässerungselemente,
- – der Ausführung, insbesondere Geometrie/Form, Breite
beziehungsweise Länge in Sieblaufrichtung, Anstellwinkel
der Entwässerungselemente,
- – der Gesamtlänge des ersten Entwässerungsabschnitts,
und/oder
- – der Anordnung der Entwässerungselemente
zueinander, insbesondere der Abstand sowie die Funktionsparameter,
insbesondere Anpressdruck
eingestellt werden. Dabei handelt
es sich bei der Anordnung sowie der Anzahl um während des
Betriebs fest eingestellte Parameter, welche mit den variablen Funktionsparametern,
wie der Variation des Anpressdrucks überlagert werden können.
Die nachfolgende oberseitige Initialentwässerung im zweiten
Entwässerungsabschnitt wird dabei im Wesentlichen als Funktion
der geometrischen Ausführung der diesen bildenden Stützfläche,
der Eigenschaften des Belags sowie der Länge charakterisiert.
Ferner kann diese weiter durch die zusätzliche Anordnung
weiterer, gegenüber der Stützfläche im
nicht von dieser direkt gestützten Siebband angeordneten
Entwässerungselementen, vorzugsweise als Funktion der Anordnung, Anzahl,
die Erstreckungslänge derartiger Entwässerungselemente über
die Stützfläche, Anzahl, Teilung, Geometrie und
Dimensionierung sowie Anstellwinkel und die Funktionsparameter,
wie Anpressdruck der einzelnen Entwässerungselemente, variiert
werden. Die Grundausführung ist dabei lediglich durch eine Kombination
eines ersten Krümmungsbereichs einer besaugbaren Stützfläche
innerhalb der Doppelsiebzone mit vor der Einlauflinie an der Stützfläche
flexibel, das heißt variabel anpressbare Entwässerungselementen
charakterisiert. Diese Grundausführung kann in vorteilhaften
Weiterentwicklungen zur Erzielung einer Vielzahl vorteilhafter Eigenschaften
modifiziert werden. Die Modifikation erfolgt dabei im Wesentlichen
durch die Zuordnung und/oder Anordnung von zusätzlichen
Entwässerungselementen im zweiten Entwässerungsabschnitt
der Stützfläche gegenüberliegend.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung einer
Materialbahn in einer Formiereinheit in einer Maschine zur Herstellung
einer Materialbahn aus einer Faser- oder Vliesstoffsuspension, bei
welchem die aus einer Einrichtung zur Applikation auf ein erstes
Siebband aufgebrachte Faserstoffsuspension einer Doppelsiebzone
zugeführt wird, im Bereich der Siebzusammenführung
des ersten mit einem weiteren zweiten Siebband in einem ersten Entwässerungsabschnitt
durch Einbringen zumindest eines, im ersten Siebband angeordneten
Entwässerungsimpulses in die Stoffbahn und in einem nachfolgenden
zweiten Entwässerungsabschnitt in der Doppelsiebzone an
einer am zweiten Siebband wirksamen und dieses abstützenden,
besaugbare Öffnungen aufweisenden starren Stützfläche
entwässert wird, ist dadurch gekennzeichnet, dass die Führung
der Siebbänder im zweiten Entwässerungsabschnitt
zumindest anfänglich gekrümmt erfolgt. Dabei sind
die in das erste Siebband im ersten Entwässerungsabschnitt
einbringbaren Entwässerungsimpulse über die Erstreckung
des ersten Entwässerungsabschnitts in Sieblaufrichtung
und/oder quer zu dieser vorzugsweise variabel einstellbar.
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Die
Entwässerung im zweiten Entwässerungsabschnitt
erfolgt in der Grundausführung aufgrund der Spannung der
an der Stützfläche geführten Siebbänder
und kann in vorteilhaften Weiterentwicklungen durch das Vorsehen
zusätzlicher Entwässerungselemente und aufgrund
von angelegtem Unterdruck modifiziert werden.
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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 eines Ausschnitts aus einem Axialschnitt einer Maschine zur Herstellung
einer Materialbahn den Aufbau einer erfindungsgemäßen
Formiereinheit;
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1b zeigt
ein Detail gemäß 1a;
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2a bis 2c verdeutlichen
mögliche Ausführungen zur Beeinflussung der Entwässerung im
zweiten Entwässerungsabschnitt;
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3a bis 3c verdeutlichen
beispielhaft mögliche Ausführungen der Stützfläche;
und
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4a und 4b verdeutlichen
mögliche Ausbildungen einzelner Saugzonen an der Entwässerungseinrichtung.
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Die 1a verdeutlicht
in schematisiert stark vereinfachter Darstellung anhand eines Ausschnitts
aus einem Axialschnitt den Grundaufbau und die Grundfunktion einer
erfindungsgemäß ausgebildeten Formiereinheit 1 für
den Einsatz in einer Maschine zur Herstellung von Materialbahnen,
insbesondere Faser- oder Vliesstoffbahnen aus einer Faser- oder
Vliesstoffsuspension, nachfolgend kurz Faserstoffsuspension FS genannt.
Zur Verdeutlichung der in den nachfolgenden Erläuterungen
genannten Richtungen ist an diese Formiereinheit 1 ein
Koordinatensystem angelegt. Die X-Richtung beschreibt in Einbaulage
in der Maschine zur Herstellung von Materialbahnen die Durchlaufrichtung
der entstehenden Materialbahn durch diese und wird auch als Maschinenrichtung
MD bezeichnet. Die Y-Richtung beschreibt die Richtung quer zur Maschinenrichtung und
entspricht der Breitenrichtung, welche auch als CD- beziehungsweise
Maschinenquerrichtung bezeichnet wird. Die Z-Richtung entspricht
der Höhenrichtung.
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Die
Formiereinheit 1 umfasst zumindest zwei endlos umlaufende
Siebbänder, ein erstes Siebband 2 und ein zweites
Siebband 3, die über einen Teilbereich ihres Umlaufwegs
derart angeordnet und geführt sind, dass diese eine Doppelsiebzone 4 bilden. Im
dargestellten Fall fungiert das erste Siebband 2 in der
Anordnung als Untersieb, während das zweite Siebband 3 das
eine Außenseite 3.1 aufweisende Obersieb bildet.
Die Formiereinheit 1 gemäß 1a ist
als Hybridformer mit einem Langsiebabschnitt 5 und der
Doppelsiebzone 4 ausgeführt. Das erste Siebband 2 ist
Bestandteil des Langsiebabschnitts 5 und der Doppelsiebzone 4.
An diesem wird die Faserstoffsuspension FS gestützt durch
die genannten Abschnitte geführt. Zur Applikation der Faserstoffsuspension
FS auf das, vorzugsweise an einer gekrümmten Stützfläche 7 gestützte
Siebband 2, insbesondere dessen Außenseite 2.1 ist
eine Einrichtung 6 in Form eines Stoffauflaufs vorgesehen.
Die Einrichtung 6 umfasst eine Extrusionseinrichtung mit
zumindest einer Extrusionsdüse, die sich in Breitenrichtung
der rotierbaren Stützfläche 7, insbesondere über
die gewünschte Breite der herzustellenden Materialbahn
beziehungsweise in Maschinenquerrichtung CD erstreckt. Die Einrichtung 6 kann
verschiedenartig ausgeführt sein. Diesbezüglich
wird auf bekannte Ausführungen aus dem Stand der Technik verwiesen.
Die gekrümmte Stützfläche 7 ist
im dargestellten Fall um eine Achse R7 rotierbar
gelagert und wird vom Mantel einer Walze gebildet, der vom endlos
umlaufenden Siebband 2 zumindest teilweise umschlungen
wird. Das Siebband 2 wird an der Walze umgelenkt und zwischen
der Stützfläche 7 und Doppelsiebzone 4 wenigstens
streckenweise über eine Entwässerungseinrichtung 8,
insbesondere in Form eines Siebtischs geführt, der innerhalb
des ersten Siebbands 2 angeordnet ist und dieses an seiner
Innenseite 2.2 abstützt. Im Bereich des Siebtischs 8 erfolgt
eine Entwässerung der Faserstoffsuspension FS in Schwerkraftrichtung.
Bezüglich der Ausführung eines Siebtischs wird
auf den bekannten Stand der Technik verwiesen. Dieser weist vorzugsweise
einen keramischen Belag mit Öffnungen, insbesondere in Form
von Schlitzen oder Löchern auf und ist Bestandteil des
Langsiebabschnitts 5.
-
In
der Doppelsiebzone 4 wird die Faserstoffsuspension FS zwischen
den zwei endlos umlaufenden Siebbändern 2, 3 geführt,
wozu die beiden Siebbänder 2, 3 über
einen Teilbereich ihres Umlaufwegs annähernd parallel zueinander
geführt werden. Die Siebzusammenführung SZ beschreibt
den Bereich, in welchem das zweite Siebband 3 in die vom
ersten Siebband 2 geführte Faserstoffsuspension
FS unter einem Winkel beta einschneidet. Dieser Bereich ist durch
eine theoretisch angenommene und in Maschinenquerrichtung CD verlaufende
Achse definierbar und definiert ferner den Beginn der Wirkung der
Doppelsiebzone 4 an der Faserstoffsuspension FS.
-
Innerhalb
der Doppelsiebzone 4 ist zumindest eine, eine starre Stützfläche 9 mit Öffnungen 10 bildende
Entwässerungseinrichtung 11 vorgesehen. An dieser
wird das zweite Siebband 3 mit seiner Innenseite 3.2 stützend
geführt. Die Stützfläche 9 ist der
Siebzusammenführung SZ unmittelbar nachgeordnet und beschreibt
einen zweiten Entwässerungsabschnitt II. Das zweite
Siebband 3 trifft an der Einlauflinie E an der Stützfläche 9 auf.
Der Einlauflinie E an der Stützfläche 9 in
Sieblaufrichtung betrachtet vorgeordnet ist eine an der Innenseite 2.2 des
ersten Siebbands 2 unter Ausbildung eines ersten Entwässerungsabschnitts I wirksame
Entwässerungseinrichtung 12, umfassend zumindest
ein nachgiebig abstützbares und gegen das erste Siebband 2 positionierbares
Entwässerungselement 13, hier die in Sieblaufrichtung
beabstandet und parallel zueinander angeordneten Entwässerungselemente 13.1 bis 13.n in
Form von anpressbaren Leisten, welche mit ihren, das Siebband 2 an
der von der Faserstoffsuspension FS tragenden Seite weggerichteten
Seite, hier der Innenseite 2.2 berührbaren Flächen
Wirkflächen 14.1 bis 14.n bilden, deren
Größe in Abhängigkeit der Geometrie und/oder
Dimensionierung der Leisten sowie der Anordnung variieren kann.
Die nachgiebige Abstützung erfolgt vorzugsweise durch elastische
Lagerung, beispielsweise über elastische Elemente in Form
von Federeinheiten, Membranen oder Druckkissen und erlaubt damit
eine Bewegung der Wirkflächen 14.1 bis 14.n gegenüber
der Innenseite 2.2 des ersten Siebbands 2. Ferner
ist die jeweilige Wirkfläche 14.1 bis 14.n,
insbesondere die jeweilige Leiste mittels einer vorzugsweise frei
wählbaren Kraft, beispielsweise mittels einer entsprechenden Stelleinrichtung
gegen das erste Siebband 2 andrückbar.
-
In
vorteilhafter Ausführung sind mehrere Entwässerungselemente 13.1 bis 13.n im
ersten Entwässerungsabschnitt I vorgesehen. Die
Anzahl beträgt zwischen 1 und 5, vorzugsweise 1 bis 3,
besonders bevorzugt 3. Die Länge lI des
vor der Einlauflinie E angeordneten und sich vorzugsweise bis zu
dieser erstreckenden ersten Entwässerungsabschnitts I in Sieblaufrichtung
des ersten Siebbands 2 betrachtet beträgt 20 mm
bis 600 mm, vorzugsweise von 60 mm bis 450 mm, besonders bevorzugt
330 mm. Der Abstand a13 zwischen zwei benachbart angeordneten, gegenüber
dem ersten Siebband 2 positionierbaren Entwässerungselementen 13.1 bis 13.n beträgt
vorzugsweise zwischen 40 mm bis 240 mm, vorzugsweise 120 mm. Das
in Sieblaufrichtung vor der Einlauflinie E an der Stützfläche 9 letzte
Entwässerungselement 13.n ist dabei in einem Abstand
a von 20 mm bis 200 mm von der Einlauflinie E angeordnet. Der Anstellwinkel
alpha eines einzelnen Entwässerungselements 13.1 bis 13.n beträgt
vorzugsweise zwischen –2° bis +2°. Dabei
erfolgt die Siebzusammenführung SZ im Bereich der Erstreckung
des ersten Entwässerungsabschnitts I, vorzugsweise
am Entwässerungselement 13.n. Der einzelne Abstand
a13 zwischen zwei einander benachbart angeordneten Entwässerungselementen 13.1 bis 13.n,
der Anstellwinkel alpha sowie die Dimensionierung/Ausführung der
einzelnen Wirkflächen 14.1 bis 14.n und/oder
des gesamten Entwässerungselements 13.1 bis 13.n können
entweder gleich, annähernd gleich oder aber verschieden
voneinander ausgeführt werden.
-
Zumindest
eines, vorzugsweise alle einzelnen Entwässerungselemente 13.1 bis 13.n dienen der
Einbringung von Druckimpulsen in das Siebband 2, das diese
wiederum an die Faserstoffsuspension FS überträgt,
und sind dazu anpressbar ausgebildet. Die nachgiebige Abstützung
sowie Anpressung und Erzeugung der Anpresskraft kann beispielhaft
mechanisch, hydraulisch oder pneumatisch erfolgen. In besonders
vorteilhafter Ausführung wird die Funktion der nachgiebigen
Abstützung und Anpressung in Funktionskonzentration von
den gleichen Elementen übernommen. Dabei wird zwischen
Ausführungen mit nur passiver Beeinflussung des Entwässerungsverhaltens
im ersten Entwässerungsabschnitt I und aktiver
Beeinflussung unterschieden. Im erstgenannten Fall ist in Anpassung
an die sich im Betrieb der Formiereinheit 1 einstellenden
Verhältnisse das einzelne Entwässerungselement
nachgiebig abgestützt und die Wirkfläche immer
mit einer vorgegebenen Kraft gegen das Siebband 2 positioniert.
Aktive Beeinflussung bedeutet die zeitlich und/oder örtlich
variable Einstellbarkeit der Anpresskräfte der einzelnen Wirkflächen 14.1 bis 14.n gegen
das Siebband 2. Die einzelnen Entwässerungselemente 13.1 bis 13.n sind
dazu frei von einer mechanischen Kopplung miteinander, können
aber an einer gemeinsamen Trageinrichtung gelagert sein. Dabei sind
die einzelnen Entwässerungselemente 13.1 bis 13.n entweder
einzeln, in Gruppen oder gemeinsam ansteuerbar, wozu diesen jeweils
eine eigene Stelleinrichtung oder aber einer Mehrzahl eine Stelleinrichtung
gemeinsam zugeordnet werden kann.
-
Erster
und zweiter Entwässerungsabschnitt I, II sind
unmittelbar nacheinander in Sieblaufrichtung angeordnet, wobei erfindungsgemäß nach
einer vorzugsweise frei einstellbaren Entwässerung im ersten Entwässerungsabschnitt I mittels
nachgiebig abstützbaren und flexibel positionierbaren Entwässerungselementen 13.1 bis 13.n die
beiden endlos umlaufenden Siebbänder 2 und 3 mit
der dazwischen befindlichen Faserstoffsuspension FS ausgehend von
der Einlauflinie E an der Stützfläche 9 über
zumindest einen gekrümmt ausgeführten Teilbereich 9.1,
dass heißt den Anfangsbereich der Stützfläche 9 zur
Realisierung einer feinfühligen aktiv steuerbaren oder passiven
Beeinflussung der Entwässerung und Einstellung eines gewünschten
optimalen Entwässerungsdruckverlaufs bei gleichzeitig hohen
Sieblaufgeschwindigkeiten geführt werden. Diese anfängliche
Krümmung der Stützfläche 9 im
Teilbereich 9.1 kann dabei durch einen Radius r9.1 oder eine Abfolge von Radien beschrieben
werden und ist bezogen auf die Ausbildung der Entwässerungseinrichtung 11 konvex.
In einer vorteilhaften Ausführung ist die Stützfläche 9 im
Bereich der Ablauflinie A des zweiten Siebbands 3 von der
Stützfläche 9 ebenfalls gekrümmt
ausgebildet. In einer besonders bevorzugten Ausführung
erfolgt die Siebführung im zweiten Entwässerungsabschnitt 11 an
einer vollständig gekrümmt ausgebildeten Stützfläche 9.
Dabei kann die die Stützfläche 9 beschreibende
Hüllkurve durch einen oder eine Mehrzahl von Radien charakterisiert werden.
Der einzelne Radius wird zwischen 1 m und 10 m, vorzugsweise 2 m
bis 5 m gewählt. Die Radien können hinsichtlich
der Größe und Abfolge variabel an die die Einsatzerfordernisse
angepasst werden. Durch die Siebführung über gekrümmte
Flächen werden die einzelnen endlos umlaufenden Bänder 2 und 3 mit
der dazwischen liegenden Faserstoffsuspension FS beziehungsweise
der sich ausbildenden Materialbahn auch bei sehr hohen Geschwindigkeiten ausreichend
stabilisiert. Insbesondere bei hohen Geschwindigkeiten und hohen
Wassermengen können erhebliche Vorteile erzielt werden.
-
In
besonders vorteilhafter Ausführung ist die Stützfläche 9 an
einem Obersiebsaugkasten 18 vorgesehen und beispielhaft
von einem flächigen Element mit Öffnungen 10 oder
von einer Vielzahl in Sieblaufrichtung beabstandet zueinander angeordneten,
starren und Wirkflächen 21.1 bis 21.n bildenden
leistenförmigen Elementen 19.1 bis 19.n gebildet.
Das erste in Sieblaufrichtung an der Stützfläche 9 vorgesehene
leistenförmige Element ist mit 17 bezeichnet und
fungiert als Skimmerleiste zur Abschälung des durch das
zweite Siebband 3 austretenden Fluids. Die Ausführung
und/oder Dimensionierung sowie Anordnung der starren leistenförmigen
Elemente 19.1 bis 19.n kann gleich, annähernd
gleich oder aber verschiedenartig erfolgen.
-
Entscheidend
ist, dass sich hier im Bereich des Einlaufs E, das heißt
der Einlauflinie E nachgeordnet in die Doppelsiebbandanordnung II lediglich eine
initiale Entwässerung in Richtung des zweiten Siebbands 3,
insbesondere Obersiebbands durch die Entwässerungseinrichtung 11 einstellt.
Dabei beginnt die Initialentwässerung durch das zweite
Siebband 3 im Bereich der Siebzusammenführung
vor der Stützfläche 9, insbesondere Skimmerleiste 17 bei
Ausführung der Entwässerungseinrichtung 11 als
Obersiebsaugkasten 18. Das Fluid, insbesondere Siebwasser
aus der sich wenig aufkonzentrierten Oberfläche der Faserstoffsuspension
FS wird dabei aufgrund der Einwirkung der nachgiebig abstützbaren und
gegen das erste Siebband 2 positionierbaren Entwässerungselemente 13.1 bis 13.n durch
das zweite Siebband 3 gedrückt, durch dieses entwässerte
Wasser von der Skimmerleiste 17 abgeschält und
nach oben, vorzugsweise über eine hier nicht dargestellte
Vakuumzone abgeführt. Der Obersiebsaugkasten ist dabei
durch zumindest eine Saugzone oder eine Vielzahl von Saugzonen charakterisiert.
Diese sanfte Initialentwässerung bietet erhebliche Vorteile
gegenüber derjenigen an einem gekrümmten Schuh
oder einer Formierwalze. Die Länge lII der
durch diese beschreibbaren Hüllkurve zur Abstützung
des zweiten Siebbands 3 wird vorzugsweise zwischen 50 mm
bis 1000 mm, vorzugsweise 60 mm bis 300 mm, mindestens jedoch 50
mm gewählt.
-
An
den zweiten Entwässerungsabschnitt II können
sich nach dem Ablauf des zweiten Siebbands 3 von der Stützfläche 9 weitere,
hier nicht dargestellte Entwässerungsabschnitte, insbesondere
an den die gebildete Formation weitertransportierenden Siebbändern 2 oder 3,
hier dem Siebband 2 nach Trennung der Siebbänder 2, 3 im
Trennbereich 20, welche durch ein Trennelement, insbesondere
besaugbare Walze 23 oder gekrümmter Sauger unterstützt
wird, anschließen. Diese können Bestandteil weiterer Funktionseinheiten
außerhalb der Entwässerungseinrichtung 11 sein.
-
In
besonders vorteilhafter Weise kann die Stützfläche 9 nach
der zumindest anfänglich gekrümmten Ausführung
im Teilbereich 9.1 durch weitere gerade oder gekrümmte
Flächenbereiche bis zur Ablauflinie A des zweiten Siebbands 3 beschrieben werden,
hier beispielsweise der Bereich 9.n und die Doppelsiebzone 4,
die sich auch über den Entwässerungsabschnitt II hinaus
erstrecken kann, durch weitere, hier nicht dargestellte Entwässerungseinrichtungen
charakterisiert sein, die dem ersten und zweiten Entwässerungsabschnitt II in
Sieblaufrichtung nachgeordnet sind. Bezüglich der Ausbildung
der einzelnen Entwässerungseinrichtungen bestehen keine
Restriktionen. Bei diesen kann es sich je nach Ausführung
um im die Formation weiterführenden Siebband angeordnete,
eine ebene oder gekrümmte Stützfläche
aufweisende Entwässerungselemente handeln, die ortsfest
oder aber verstellbar sind.
-
Mit
der beschriebenen Kombination der für sich allein bekannten
Maßnahmen kann eine zwei- oder mehrstufige initiale Entwässerung
nach oben realisiert werden, insbesondere durch eine Abfolge von
flexibel an der von der die Faserstoffsuspension FS tragenden Außenseite 2.1 weggerichteten
Innenseite 2.2 angestellten Entwässerungselementen 13.1 bis 13.n und
der nachfolgenden Führung an einer, zumindest anfänglich,
vorzugsweise vollständig gekrümmt ausgeführten
Stützfläche 9. Die 1a verdeutlicht
dabei lediglich die Grundanordnung, die durch die Kombination von
flexiblen Entwässerungselementen 13.1 bis 13.n mit
anschließender Doppelsiebzone 4 mit Ausbildung
eines gekrümmten Teilbereichs 9.1 der Entwässerungseinrichtung 11 unmittelbar
im Anschluss an die Einlauflinie E charakterisiert ist.
-
Die 1b zeigt
in einer stark vergrößerte Detailansicht gemäß 1a noch
einmal die beiden Entwässerungsabschnitte I, II und
die einzelnen Parameter, insbesondere Anstellwinkel alpha, Einschneidwinkel
beta. Diese Grundanordnung kann zur Erzielung weiterer Vorteile
modifiziert werden. Derartige Modifikationen sind beispielhaft in
den 2a bis 2c wiedergegeben.
-
2a verdeutlicht
anhand eines Ausschnitts einer Darstellung der beiden Entwässerungsabschnitte I, II gemäß 1a eine
erste Weiterentwicklung, bei welcher innerhalb des zweiten Entwässerungsabschnitts II in
Sieblaufrichtung ausgehend von der Einlauflinie E in einem, im Abstand
b zu dieser angeordneten Teilbereich 9.x innerhalb des Bereichs 9.n der
Stützfläche 9 dieser gegenüberliegend
am ersten Siebband 2, insbesondere der von der Stützfläche 9 weggerichteten
Seite 2.2 direkt wirksam werdende Entwässerungselemente 15.1 bis 15.n vorgesehen
sind. Bei diesen handelt es sich vorzugsweise um flexibel an der
Innenseite 2.2 des endlos umlaufenden Siebbands 2 gegenüber
den Öffnungen 10 der am zweiten Siebband 3,
insbesondere Innenseite 3.2 wirksam werdenden Entwässerungseinrichtung 11 angeordnete,
nachgiebig abstützbare und gegen das erste Siebband 2 positionierbare
Leisten. Ist die Entwässerungseinrichtung 11 im
zweiten Siebband 3 mit einer Stützfläche 9 ausgeführt,
die von in Sieblaufrichtung beabstandet angeordneten leistenförmigen
Elementen 19.1 bis 19.n gebildet werden, werden
die Entwässerungselemente 15.1 bis 15.n zu
diesen versetzt, dass heißt auf Lücke im ersten
Siebband 2 angeordnet. Der Teilbereich 9.x kann
sich dabei unmittelbar an den, die anfängliche Krümmung
der Stützfläche 9 beschreibenden Teilbereich 9.1 anschließen
oder aber beliebig zwischen diesem und der Ablauflinie A angeordnet
werden. Die Stützfläche 9 ist vorzugsweise
vollständig gekrümmt ausgebildet und durch einen
Radius r oder vorzugsweise eine Abfolge von Radien r9.11 bis
r9.nn mit n ≥ 1 charakterisiert.
Entscheidend ist, dass nach der initiale Entwässerung in
Richtung des zweiten Siebbands 3, insbesondere Obersiebbands
durch die Entwässerungseinrichtung 11 die Entwässerung
in einem sich daran anschließenden Bereich des Entwässerungsabschnitts II durch
weitere Entwässerungselemente 15.1 bis 15.n im
ersten Siebband 2 forciert wird. In Erstreckungsrichtung
des Obersiebsaugkastens 18 und damit des zweiten Entwässerungsabschnitts II befindet
sich dazu beispielhaft ein innerhalb der Schlaufe des ersten Siebbands 2 angeordneter
Formationskasten. Dieser ist mit den einzelnen Entwässerungselementen 15.1 bis 15.n in Form
von Formationsleisten bestückt. Diese sind dabei zwischen
den leistenförmigen Elementen 19.1 bis 19.n des
Obersiebsaugkastens 18 positioniert und werden über
eine entsprechende Mittel, insbesondere Stelleinrichtungen gegen
die beiden endlos umlaufenden Siebbänder 2, 3 gedrückt.
In besonders vorteilhafter Weise ist die Anpresskraft der einzelnen Entwässerungselemente 15.1 bis 15.n frei
einstellbar, das heißt, jede oder eine Mehrzahl von diesen
ist mit einer entsprechenden Einrichtung zur Beaufschlagung mit
einer Anpresskraft gekoppelt, so dass die Anpresskraft der einzelnen
Entwässerungselemente 15.1 bis 15.n gegenüber
der Innenseite 2.2 des endlos umlaufenden Siebbands 2 variabel
eingestellt werden kann. Die Einstellung erfolgt dabei an den einzelnen
Entwässerungselemente 15.1 bis 15.n einzeln
oder aber in Gruppen.
-
Die 2b verdeutlicht
eine Weiterentwicklung einer Ausführung gemäß 1a,
bei welcher jedoch alternativ zur Ausführung gemäß 2a bereits
im anfänglich gekrümmt ausgeführten Teilbereich 9.1 der
Stützfläche 9 nachgiebig abstützbare und
gegen das erste Siebband 2 positionierbare Entwässerungselemente 16.1 bis 16.n angeordnet
sind, während im sich in den daran anschließenden
Bereichen 9.n keine derartigen Elemente vorgesehen sind.
-
Demgegenüber
verdeutlicht die 2c eine Kombination der Ausführung
gemäß der 2a und 2b,
wobei in beiden Bereichen 9.1 und 9.x nachgiebig
abstützbare und gegen das erste Siebband 2 positionierbare
Entwässerungselemente 15.1 bis 15.n und 16.1 bis 16.n vorgesehen
sind.
-
Die 3a bis 3c verdeutlichen
in schematisiert vereinfachter Darstellung möglich Ausführungen
der Stützfläche 9. Diese sind nicht abschließend.
-
Dabei
ist gemäß 3a die
Stützfläche 9 an der Entwässerungseinrichtung 11 derart
ausgeführt, dass der anfänglich gekrümmte
Teilbereich 9.1, der sich ausgehend von der Einlauflinie
E in Sieblaufrichtung an der Stützfläche 9 erstreckt,
durch einen Radius r9.1 charakterisiert
ist. Der verbleibende Teilbereich 9.n ist durch einen Radius
r9.n beschreibbar.
-
Die 3b verdeutlicht
demgegenüber die Möglichkeit der Ausführung
der Stützfläche 9 in zumindest einem
der Teilbereiche 9.1 und 9.n, hier 9.1
durch
Mehrzahl von Radien, hier beispielhaft die Radien r9.11 bis
r9.1n. Dabei können die Radien
r9.11 bis r9.1n auf-
oder absteigend voneinander differieren. Demgegenüber verdeutlicht 3c beispielhaft
eine Ausführung gemäß 3b mit
Ausgestaltung auch des Teilbereichs 9.n mit einer Vielzahl
unterschiedlicher Radien r9.n1 bis r9.nn.
-
Die 4a verdeutlicht
in schematisiert stark vereinfachter Darstellung für eine
Ausführung der Entwässerungseinrichtung 11 gemäß 3a die Zuordnung
einer Einrichtung 22 zur Erzeugung eines Unterdrucks und
die Ausbildung der Saugzonen S9.1 und S9.n in den einzelnen Teilbereichen 9.1 und 9.n der
Stützfläche 9. Demgegenüber
verdeutlicht die 4b eine Weiterentwicklung, bei
welcher der Unterdruck in Durchlaufrichtung zumindest an den nacheinander
folgenden Teilbereichen 9.1 und 9.n der Stützfläche 9 in
Sieblaufrichtung durch Ausbildung und Ansteuerung von Saugzonen
S9.11 bis S9.1n, S9.n1 bis S9.nn jeweils separat oder in Gruppen
gemeinsam einstellbar ist.
-
Für
die in den 1a bis 4b dargestellten
Ausführungen kann bezüglich der konkreten Parameterangaben
zur Ausführung, Dimensionierung und Anordnung der Entwässerungselemente
sowie des zweiten Entwässerungsabschnitts II auf
die Ausführungen im einleitenden Teil verwiesen werden. Die
den ersten und zweiten Entwässerungsabschnitt bildenden
Komponenten sind derart angeordnet und ausgeführt, dass
das Verhältnis der Entwässerung in diesen Entwässerungsabschnitten
zueinander im Bereich von 0,3 bis 4 liegt.
-
Die
erfindungsgemäße Lösung ist nicht auf die
in den 1a bis 4b dargestellten
Ausführungen beschränkt.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Formiereinheit
- 2
- Erstes
Siebband
- 2.1
- Außenseite
- 2.2
- Innenseite
- 3
- Zweites
Siebband
- 3.1
- Außenseite
- 3.2
- Innenseite
- 4
- Doppelsiebzone
- 5
- Langsiebabschnitt
- 6
- Einrichtung
zur Applikation von einer Faser- oder Vliesstoffsuspension, insbesondere
Stoffauflauf
- 7
- Stützfläche
- 8
- Entwässerungseinrichtung
- 9
- Stützfläche
- 9.1
- Teilbereich
mit anfänglicher Krümmung der Stützfläche
- 9.x,
9.n
- Teilbereich
der Stützfläche
- 10
- Öffnungen
- 11
- Entwässerungseinrichtung
- 12
- Entwässerungseinrichtung
- 13.1–13.n
- Entwässerungselement
- 14.1–14.n
- Wirkflächen
- 15.1–15.n
- Entwässerungselement
- 16.1–16.n
- Entwässerungselement
- 17
- Skimmerleiste
- 18
- Obersiebsaugkasten
- 19.1
bis 19.n
- Leistenförmige
Elemente
- 20
- Trennbereich
- 21.1–21.n
- Wirkfläche
- 22
- Einrichtung
zur Erzeugung eines Unterdruckes
- 23
- Besaugbare
Walze
- a
- Abstand
zwischen dem letzten Entwässerungselement und der Einlauflinie
- a13
- Abstand
zwischen zwei in Sieblaufrichtung benachbart angeordneten Entwässerungselementen
- alpha
- Anstellwinkel
- b
- Abstand
des Teilbereichs 9.2 von der Einlauflinie E
- beta
- Einschneidwinkel
- CD
- Maschinenquerrichtung
- E
- Einlauflinie
- FS
- Faserstoffsuspension
- I
- erster
Entwässerungsabschnitt
- II
- Zweiter
Entwässerungsabschnitt
- lI
- Länge
des ersten Entwässerungsabschnitts
- lII
- Länge
des zweiten Entwässerungsabschnitts
- MD
- Maschinenrichtung
- R7
- Rotationsachse
der Stützfläche 7
- r9.1, r9.n
- Radius
- r9.11–r9.1n,
r9.n1–r9.nn
- Radius
- S9.1–S9.n,
S9.11–S9.nn
- Saugzone
- SZ
- Siebzusammenführung
- X,
Y, Z
- Koordinaten
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
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-
Zitierte Patentliteratur
-
- - DE 4005420
A1 [0004]
- - DE 4326867 A1 [0004]
- - DE 102005047347 A1 [0004]
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-
Zitierte Nicht-Patentliteratur
-
- - „Das
Duoformer D-Konzept” (Voith-Druck P 3222 d 2000, zweite
Auflage 2001-03) [0004]