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Gegenstand
der Erfindung ist eine zum Überführen der (im
Folgenden kurz Bahn genannten) Faserbahn vom Gewebe der ersten Trockengruppe auf
das Gewebe der zweiten Trockengruppe in der Trockenpartie einer
Faserbahnmaschine bestimmte Anordnung, welche ein Transferelement,
an dessen Oberfläche sich die Überführungs-,
d. h. Transferstelle befindet, an der die Bahn vom ersten Gewebe
auf das zweite Gewebe übergeht, und eine Leitwalze umfasst,
die hinter der Transferstelle das erste Gewebe vom zweiten Gewebe
und der an diesem haftenden Bahn wegleitet, wobei das erste Gewebe
und das zweite Gewebe zwischen sich einen Auslaufzwickel begrenzen.
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Weiter
betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Überführen
der Bahn vom Gewebe der ersten Trockengruppe auf das Gewebe der
zweiten Trockengruppe.
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Die
ausschließlich Trockenzylinder aufweisende Trockenpartie
einer Papier- oder Kartonmaschine erreicht leicht eine sehr große
Baulänge wenn die Maschine für hohe Produktionsgeschwindigkeiten
ausgelegt ist. Um Platz zu sparen hat man vorgeschlagen, einen Teil
der Trockenzylinder durch Prallströmungstrockner zu ersetzen.
Prallströmungstrockner können besonders am Anfang
der Trockenpartie, wo die Trockenzylinder nicht mit vollem Dampfdruck gefahren
werden können, als Ersatz für Trockenzylinder
eingesetzt werden. Im Prallströmungstrockner wird Heißluft
direkt, also ohne dazwischen befindliches Gewebe, auf die Bahn geblasen.
Dabei können relativ hohe Blas(luft)temperaturen (250–700°C)
gefahren und so eine gute Trockenwirkung erzielt werden. Die Papierbahn
befindet sich dabei an/auf einem Stützgewebe, das im Prallströmungsbereich von
Walzen gestützt ist. Zwischen den Walzen sind Saug- oder
Blaskästen angeordnet, die die Bahn mit Hilfe von Vakuum
am Stützgewebe halten.
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Aus
der
WO-Offenlegungsschrift 2005/068713
A1 ist eine Papiermaschinen-Trockenpartie bekannt, bei
der unmittelbar vor dem vertikalen Prallströmungstrockner
ein horizontaler Prallströmungstrockner angeordnet ist.
Diese Prallströmungstrockner dienen zum Trocknen der aus
der Pressenpartie kommenden Bahn vor deren Zylindertrocknung. Die
Bahn wird unter geschlossener Bahnführung vom Gewebe des
horizontalen Prallströmungstrockners auf das Gewebe des
vertikalen Prallströmungstrockners überführt.
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Aus
der
DE-Offenlegungsschrift
10 2006 040 509 A1 ist eine Trockenpartie bekannt, bei
der das Überführen der Bahn vom Gewebe des horizontalen Prallströmungstrockners
auf das Gewebe des vertikalen Prallströmungstrockners erfolgt
indem man beide Gewebe über den ersten Saugsektor einer Saugwalze
führt, die auf der Bahn-Rücklaufseite einen zweiten
Saugsektor aufweist. Die beiden Saugsektoren der Saugwalze können
mit verschieden starken Vakua beaufschlagt werden.
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Das Überführen
der Bahn vom Gewebe des horizontalen Prallströmungstrockners
auf das Gewebe des vertikalen Prallströmungstrockners geschieht typisch
an dem Gruppenübergang nach 1. Die Bahn
W wird, gestützt vom ersten Gewebe 10, an die Transferstelle 16 auf
dem Umfang der Transfersaugwalze 14 geführt und
verlässt diese Transferstelle 16 auf dem zweiten
Gewebe 13. Aus praktischen Gründen hat man hinter
der Transferstelle 16 den vom bahntragenden Gewebe 13 und
dem sich von der Bahn trennenden Gewebe 10 eingeschlossenen Winkel
A im Allgemeinen klein gehalten; in der Praxis beträgt
dieser Winkel unter 10°. Entsprechend ist der Abstand L
von der Transferstelle 16 zur Leitwalze 12 des
ersten Gewebes relativ groß; er beträgt im Allgemeinen
wenigstens 800 mm.
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Beträgt
die Produktionsgeschwindigkeit einer Papiermaschine mit einer solchen
Trockenpartie unter 1200 m/min, so gestaltet sich das Fahren der Maschine
fast problemlos. Bei Produktionsgeschwindigkeiten, die den o. g.
Wert übersteigen, hat sich jedoch der von den beiden Geweben
gebildete Auslaufzwickel 15 mit den oben angegebenen Abmessungen
als problematisch erwiesen. Die Ursache dafür liegt in
den im Auslaufzwickel 15 hinter der Transfersaugwalze auftretenden
seitlichen Luftströmungen. Die mit hoher Geschwindigkeit
laufenden Gewebe 10, 13 führen aus dem
Auslaufzwickel 15 Luft ab, wodurch in dem Zwickel Unterdruck
(Vakuum) entsteht. In der Mitte der Papiermaschine strömt
dann Ersatzluft hauptsächlich in Maschinenrichtung durch das
erste Gewebe 10 hindurch in den Auslaufzwickel 15.
In den Randbereichen der Maschine strömt jedoch auch von
der Seite Luft zu, und dieser Seitenluftstrom kann zu einem Ablösen
der Bahn W von der Oberfläche des zweiten Gewebes 13 führen.
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Probeläufe
haben ergeben, dass die seitlich zuströmende Luft den Bahnrand
umso leichter von der Gewebeoberfläche losgelöst
hält, je höher die Produktionsgeschwindigkeit,
je kleiner der Winkel A des von den Geweben gebildeten Auslaufzwickels,
je größer der Abstand L von der Transferstelle 16 zur Oberfläche
der Leitwalze 12, je geringer der Unterdruck hinter dem
bahntragenden Gewebe 13 und je geringer die Bahnfestigkeit,
d. h. der Trockengehalt der Bahn ist.
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Das
oben umrissene Problem tritt zuerst beim Bahnaufführen
in der Form in Erscheinung, dass die nasse Bahn und der zusammen
mit dem Ende ankommende Rand beim Austreten aus dem Zwickel nicht
am Gewebe haften, sondern der Bahnrand infolge der besagten Querluftströmungen
vom Gewebe abgelöst und/oder aufgewölbt ist.
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Eine
weitere Problemsituation entsteht, wenn sich bei laufender Produktion
unter hoher Produktionsgeschwindigkeit der Bahnrand vor dem Gruppenübergang
allein durch die Wirkung der seitlich von der Maschine in den Auslaufzwickel
eindringenden Luftströmung vom Gewebe „abschält”.
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Aufgabe
dieser Erfindung ist es, die mit dem Stand der Technik verbundenen
Probleme zu lösen. Ziel ist es, zu verhindern, dass sich
der Bahnrand im Bereich des auf die Transferstelle folgenden Auslaufzwickels
von dem Gewebe löst, und eine Lösung zu schaffen,
die eine gute Runnability der Faserbahnmaschine gewährleistet.
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Gelöst
werden diese Aufgaben mit der erfindungsgemäßen
Anordnung, deren charakteristischen Merkmale im kennzeichnenden
Teil von Patentanspruch 1 aufgeführt sind. Entsprechend
sind die charakteristischen Merkmale des erfindungsgemäßen
Verfahrens im kennzeichnenden Teil von Patentanspruch 6 zusammengestellt.
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In
der erfindungsgemäßen Anordnung ist die Leitwalze
so angeordnet, dass der Öffnungswinkel des Auslaufzwickels
10–40°, bevorzugt 15–35°, am bevorzugtesten
20–30° und die Tiefe des Auslaufzwickels, gemessen
von der Transferstelle bis zur Oberfläche der Leitwalze,
höchstens 800 mm, bevorzugt höchstens 700 mm,
am bevorzugtesten höchstens 500 mm beträgt. Der
kleinste Abstand zwischen dem Transferelement und der Leitwalze
wiederum beträgt wenigstens 15 mm. Eine solche Bemessung
des Gruppenübergangs eignet sich dazu, die durch das erste
Gewebe hindurch erfolgende Luftströmung zu intensivieren,
wodurch die seitlich von der Maschine kommende Luftströmung
reduziert wird.
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Die
erfindungsgemäße Lösung kann zum Beispiel
beim geschlossenen Überführen der Bahn vom Gewebe
einer in einem horizontalen Prallströmungstrockner endenden
Trockengruppe auf das Gewebe einer mit einem vertikalen Prallströmungstrockner
beginnenden Trockengruppe benutzt werden.
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Als
Transferelement dient bevorzugt eine vakuumbeaufschlagte Walze mit
gerillter Oberfläche und Durchbrüchen an den Rillenböden
(z. B. VacRoll). Alternativ kann als Transferelement eine herkömmliche
Saugwalze oder ein Saugkasten mit gekrümmter Oberfläche
eingesetzt werden.
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Hat
der Auslaufzwickel einen möglichst großen Öffnungswinkel
und ist die auf die Transferstelle folgende Leitwalze des ersten
Gewebes relativ nahe beim Transferelement angeordnet, so fördert
die Leitwalze durch das erste Gewebe hindurch intensiv Luft in den
Auslaufzwickel, wodurch sich die Menge der seitlich zuströmenden
Luft verringert. Gleichzeitig erzielt man auf diese Weise eine kompakte
Trockenpartie, da sich ja der vertikale Prallströmungstrockner unter-
oder oberhalb des Hallenbodenniveaus erstrecken kann. Der gegenseitige
Abstand zwischen dem horizontalen und dem vertikalen Prallströmungstrockner
in Bahnlaufrichtung kann relativ kurz gehalten werden.
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Die
in Bezug auf die Luftströmungen wichtigsten Dimensionen
des Auslaufzwickels sind der von den beiden Geweben eingeschlossene Öffnungswinkel
und die Tiefe des Auslaufzwickels, d. h. der vom ersten Gewebe von
der Transferstelle zur Leitwalze zurückgelegte Weg.
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Die
Lösung eignet sich auch für andere gestützte Überführungen
der Bahn in der Trockenpartie oder der Pressenpartie, wie z. B.
für das vor dem horizontalen Prallströmungstrockner
erfolgende Überführen der Bahn von einem Filz,
Transferband oder Trockensieb auf das Sieb des Prallströmungstrockners.
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Bevorzugt
werden für die beiden wesentlichen Maße des Auslaufzwickels
von der Produktionsgeschwindigkeit abhängige Minimum- und
Maximumwerte definiert. Der Mindestwert des Öffnungswinkels
im Geschwindigkeitsbereich 1200–1600 m/min beträgt
wenigstens 12°, im Geschwindigkeitsbereich 1600–2000
m/min wenigstens 15° und im Geschwindigkeitsbereich über
2000 m/min wenigstens 18°. Der Höchstwert der
Zwickeltiefe im Geschwindigkeitsbereich 1200–1600 m/min
beträgt maximal 800 mm, im Geschwindigkeitsbereich 1600–2000
m/min maximal 700 mm und im Geschwindigkeitsbereich über
2000 m/min maximal 600 mm.
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Bei
einer bevorzugten Ausführungsform ist seitlich an der Maschine
an der Zwickelstirnseite eine Deckplatte oder ein Keilstück
angeordnet, mit der/dem das seitliche Zuströmen von Luft
in den Auslaufzwickel verhindert wird. Die Deckplatte kann aus transparentem
Pleximaterial bestehen und/oder perforiert sein. Die Platte ist
bevorzugt so elastisch befestigt, dass sie bei Schlag-/Stoßeinwirkung
ausweicht und danach in ihre Position zurückkehrt. Alternativ
kann an der Auslaufzwickel-Stirnseite ein sich zwischen den Geweben
erstreckender Keil angeordnet sein. Dieser Keil ist bevorzugt so
bemessen, dass er sich bis an den Geweberand, jedoch nicht auf die Bahn
erstreckt.
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Im
Folgenden wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten
Zeichnungen, auf die die Erfindung jedoch nicht ausschließlich
beschränkt werden soll, beschrieben.
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1 zeigt
den Gruppenübergang zwischen zwei aufeinanderfolgenden
Prall strömungstrocknern seitlich betrachtet.
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2 zeigt
die Seitenansicht eines Gruppenübergangs, bei dem der Auslaufzwickel
stirnseitig ein zwischen die Gewebe eingefügtes Keilstück
hat.
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3 zeigt
die Seitenansicht eines Gruppenübergangs, bei dem der Auslaufzwickel
stirnseitig eine Deckplatte hat.
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In 1 ist
der Gruppenübergang zwischen zwei Trockengruppen dargestellt,
wobei die erste Trockengruppe in einem (nicht dargestellten) horizontalen
Prallströmungstrockner endet und die zweite Trockengruppe
mit einem (nicht dargestellten) vertikalen Prallströmungstrockner
beginnt. Die zweite Trockengruppe kann zusätzlich zu dem
Prallströmungstrockner einen oder mehrere Trockenzylinder umfassen.
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Die
erste Trockengruppe umfasst ein erste Gewebe 10, das, von
den Leitwalzen 11 und 12 geführt, eine
erste endlose Gewebeschlaufe bildet, und die zweite Trockengruppe
umfasst ein zweites Gewebe 13, das, von der Transfersaugwalze 14 gelenkt, eine
zweite endlose Gewebeschlaufe bildet. Die Gewebe 10 und 13 können
in diesem Fall aus gut luftdurchlässigen Trockensieben
bestehen. Die Bahn W gelangt, vom ersten Gewebe 10 getragen,
auf die Transfersaugwalze 14 und trifft an der Transferstelle 16 mit
dem zweiten Gewebe 13 zusammen, wobei das Vakuum der Transfersaugwalze 14 die
Bahn W zum Haften am zweiten Gewebe 13 bringt. Hinter der am
Umfang der Transfersaugwalze 14 befindlichen Transferstelle 16 trennt sich
das erste Gewebe 10, von der Leitwalze 12 geführt,
von der Bahn W, die, nun vom zweiten Gewebe 13 getragen,
ihren Weg zusammen mit diesem Gewebe 13 fortsetzt.
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Hinter
der Transferstelle 16 bilden das erste und das zweite Gewebe 10, 13 einen
Auslaufzwickel 15, in dem infolge der von den Geweben 10, 13 und der
Bahn W aus dem Zwickel 15 mitgeführten Luft Unterdruck
entsteht. Dieser Unterdruck ist umso größer, je
schneller die Gewebe laufen. Der Zwickel 15, in dem also
Unterdruck herrscht, ist bestrebt, Luft anzusaugen, die hauptsächlich
durch das erste Gewebe 10 hindurch in den Zwickel strömt.
Eine gewisse Menge Luft kann auch seitlich von der Papiermaschine
zuströmen. Bei hohen Produktionsgeschwindigkeiten sind
diese von der Seite kommenden Luftströmungen bestrebt,
den Randbereich der Bahn W vom Gewebe 13 abzulösen,
was besonders beim Bahnaufführen, aber auch bei normalem
Betrieb zu Problemen führen kann.
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Die
Erfindung basiert auf der Beobachtung, dass es möglich
ist, die seitlich von der Maschinen kommenden störenden
Luftströmungen durch richtige, zweckmäßige
Bemessung des Gruppenübergangs zu unterbinden oder zumindest
zu reduzieren. In der Praxis bedeutet dies, dass die Leitwalze 12 (noch)
näher als bisher bei der Transfersaugwalze 14 und
so angeordnet wird, dass ein ausreichend großer Öffnungswinkel
A des Zwickels 15 und eine ausreichend geringe Tiefe L
des Zwickels 15 erzielt werden. In der Praxis empfiehlt
es sich, die Bemessung des Auslaufzwickels 15 in Abhängigkeit
von der Produktionsgeschwindigkeit zu wählen, wobei bei
niedrigeren Geschwindigkeiten der Zwickel 15 eine geringere Weite
haben kann und bei höheren Geschwindigkeiten eine größere
Weite haben soll.
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Es
sei angemerkt, dass 1 lediglich richtungweisender
Natur ist und ihr somit nicht unmittelbar exakte Maße – Öffnungswinkel
und Abstände – entnommen werden können.
Bei der erfindungsgemäßen Lösung kann
der Öffnungswinkel A des Auslaufzwickels 15 10–40°,
bevorzugt 15–35°, am bevorzugtesten 20–30° betragen.
Entsprechend beträgt die Tiefe L des Auslaufzwickels, d.
h. die Strecke, die das Gewebe 10 von der Transferstelle 16 bis
zur Leitwalze 12 ungestützt zurücklegt,
höchstens 800 mm, bevorzugt höchstens 700 mm,
am bevorzugtesten höchstens 500 mm. Der kleinste senkrechte
gegenseitige Abstand d der Oberflächen der Transfersaugwalze 14 und
der Leitwalze 12 beträgt bevorzugt wenigstens
15 mm. Durch diesen zwischen den Walzen 12 und 14 verbleibenden
Spalt d kann infolge des zwischen den beiden Seiten des Gewebes 10 herrschenden
Druckunterschieds durch das Gewebe 10 hindurch Luft in
den Zwickel 15 zuströmen. Durch Anordnen der Leitwalze 12 nahe
bei der Transfersaugwalze 14 wird der Ausgleich des Unterdrucks
gefördert, denn die in Richtung des Pfeils rotierende Leitwalze 12 fördert
Luft durch das Gewebe 10 hindurch in den Zwickel 15.
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2 zeigt
eine alternative Lösung zur Unterbindung der quergerichteten
Luftströmungen in den Auslaufzwickel, die mit der Lösung
von 1 kombiniert werden kann. Zwischen den Geweben 10 und 13 ist
ein Keilstück 17 angeordnet, das sich wenigstens über
einen Teil der Papiermaschinenbreite erstreckt. Das Keilstück 17 verhindert,
dass Luft seitlich von der Maschine in den hinter der Transferstelle 16 von
den Geweben 10 und 13 gebildeten Auslaufzwickel
strömt.
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3 zeigt
eine zweite alternative Lösung, bei der stirnseitig am
Auslaufzwickel seitlich an der Maschine eine Deckplatte 18 angeordnet
ist, die verhindert, dass Luft seitlich von der Maschine in den von
den Geweben 10 und 13 gebildeten Auslaufzwickel
strömt. Diese Deckplatte 18 kann aus einer ununterbrochenen
Platte oder aber aus einer perforierten Platte, die eine geringe
Luftmenge durchlässt, bestehen. Bevorzugt ist diese Deckplatte 18 so
flexibel an der Papiermaschine befestigt, dass sie bei Schlag-/Stoßeinwirkung,
zum Beispiel wenn im Lauf der Papierbahn eine Störung eintritt,
seitlich auszuweichen vermag.
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Im
Rahmen des durch die folgenden Patentansprüche definierten
Schutzbereichs sind zahlreiche verschiedene Varianten der Erfindung
möglich.
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Die
zum Überführen der Faserbahn (W) vom Gewebe (10)
der ersten Trockengruppe auf das Gewebe (13) der zweiten
Trockengruppe in der Trockenpartie einer Faserbahnmaschine bestimmte
Anordnung umfasst
ein Transferelement (14), an dessen
Oberfläche sich die Transferstelle (16) befindet,
an der die Bahn (W) vom ersten Gewebe (10) auf das zweite
Gewebe (13) überführt wird, und
eine
Leitwalze (12), die hinter der Transferstelle (16) das
erste Gewebe (10) vom zweiten Gewebe (13) und
der an diesem haftenden Bahn (W) wegleitet, wobei das erste Gewebe
(10) und das zweite Gewebe (13) zwischen sich
einen Auslaufzwickel (15) begrenzen. Die Leitwalze (12)
ist so angeordnet, dass der Öffnungswinkel (A) des Auslaufzwickels
(15) 10–40°, bevorzugt 15–35°,
am bevorzugtesten 20–30° beträgt und
die Tiefe (L) des Auslaufzwickels (15), gemessen von der
Transferstelle (16) bis zur Oberfläche der Leitwalze
(12), höchstens 800 mm, bevorzugt höchstens
700 mm, am bevorzugtesten höchstens 500 mm beträgt.
Der kleinste gegenseitige Abstand (d) des Transferelements (14)
und der Leitwalze (12) beträgt wenigstens 15 mm.
Durch diese Bemessung wird die Luftströmung durch das erste Gewebe
(10) hindurch in den Auslaufzwickel (15) verstärkt,
die von den Seiten der Faserbahnmaschine aus erfolgende Luftströmung
hingegen reduziert. Diese Lösung eignet sich besonders
zum Überführen der Bahn in Verbindung mit der
Prallströmungstrocknung.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - WO 2005/068713
A1 [0004]
- - DE 102006040509 A1 [0005]