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Die Erfindung betrifft den Trocknungsbereich einer Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn, insbesondere einer Papier-, Karton-, Tissue- oder Zellstoffbahn, sowie die Maschine selbst, die einen solchen Trocknungsbereich umfasst.
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Bei der Herstellung von Faserstoffbahnen, speziell Papier oder Zellstoffbahnen, wird die Faserstoffbahn üblicherweise in einer Pressenpartie entwässert, und danach in eine Trockenpartie überführt, wo die Faserstoffbahn anschließend weiter getrocknet wird. Die Schnittstelle zwischen der Pressenpartie und der Trockenpartie ist dabei ein kritischer Punkt des Herstellungsprozesses. Hierbei muss die noch feuchte Faserstoffbahn von einem stützenden Medium -insbesondere einer zentralen Presswalze oder einem Pressfilz- auf ein anderes stützendes Medium -insbesondere ein Trockensieb- übergeben werden. Hierbei kann es zu einer Qualitätsminderung der Faserstoffbahn durch Bildung von Blasen und Falten kommen, sowie zu Einrissen der Faserstoffbahn an den Maschinenquerseitigen Rändern.
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Zur Stabilisierung der Faserstoffbahn kann der Bahnzug erhöht werden, was allerdings zu einer Verschlechterung verschiedener Papiereigenschaften wie z.B. des Dehnungspotentials, Spaltfestigkeit oder der Porosität führt.
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Aus dem Stand der Technik, beispielsweise
EP 0 657 579 B1 ist bekannt, dass die Übergabe der Papierbahn in die Trockenpartie an einer ersten Leitwalze erfolgt, und in Maschinenlaufrichtung hinter dieser ersten Leitwalze einer oder mehrere Vakuumkästen angebracht sind. Durch das Besaugen wird die Blasenbildung der Faserstoffbahn deutlich reduziert.
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Dennoch zeigt sich, dass bei steigender Produktionsgeschwindigkeit insbesondere bei der Produktion von leichteren Sorten trotz der in der
EP 0 657 579 B1 gezeigten Besaugung wieder Blasen und Randeinrisse bei der Überführung der Faserstoffbahn in die Trockenpartie auftreten, und diese Stelle den limitierende Faktor für die Produktionsgeschwindigkeit der Gesamtanlage darstellt.
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Die Aufgabe der Erfindung ist es, den störungsfreien Bahnlauf beim Übergang von Pressenpartie zur Trockenpartie insbesondere bei der Produktion von leichten Faserstoffbahnen und hohen Produktionsgeschwindigkeiten sicherzustellen.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die erste Leitwalze in der Trockenpartie mit einem gerillten Bezug versehen ist und gleichzeitig von aussen passiv besaugt wird.
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Bei der Besaugung wird – üblicherweise in Maschinenlaufrichtung kurz hinter dem Ablauf des Trockensiebs von der ersten Leitwalze – ein Unterdruck an den Walzenbezug angelegt und Luft aus den Rillen des Walzenbezugs gesaugt. Durch das Entleeren der Rillen wird ein Teil des Unterdrucks entlang der Walzenoberfläche auch in den Bereich der ersten Leitwalze geleitet, der von dem Trockensieb und der Faserstoffbahn bedeckt ist. Dadurch wird die Faserstoffbahn an der Trockensieb gesaugt und eine Blasenbildung verhindert.
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Ein vergleichbarer Effekt kann erzielt werden, wenn die erste Leitwalze als Saugwalze ausgeführt wird. Die Installation und der Betrieb von Saugwalzen ist jedoch sehr teuer. Im Vergleich dazu kann mit der erfindungsgemäßen Lösung nahezu derselbe Effekt mit einem Bruchteil der Kosten erreicht werden.
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Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist es, dass sie sehr einfach in bestehenden Anlagen wie beispielsweise in den in der
EP 0 657 579 B1 ,
1–
5,
7 gezeigten Anlagen nachgerüstet werden kann. Somit kann bei diesen Anlagen mittels der Erfindung durch eine einfache Maßnahme die Produktionsgeschwindigkeit merklich gesteigert werden.
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Bevorzugte Ausführungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
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So erfolgt in einer besonders bevorzugten Ausführung die Besaugung der ersten Leitwalze durch eine Kopplung mit dem ersten Vakuumelement. Dieses ist üblicherweise in Maschinenlaufrichtung direkt hinter der ersten Leitwalze angeordnet. Die Kopplung kann daher auf sehr einfache Art und Weise durch Anbringen einiger Bleche erfolgen. Eine gesonderte Vakuumleitung für die Besaugung der Leitwalze entfällt somit. Dies ist eine sehr kostengünstige Lösung und lässt sich auch bei bestehenden Anlagen sehr einfach nachrüsten. Die Kopplung des ersten Saugelements an die erste Leitwalze ist dabei vorzugsweise so auszuführen. dass eine Abdichtung stirnseitig zu der ersten Leitwalze erfolgt. Dies ist günstig, um das Ansaugen von Falschluft zu verhindern, und dadurch den Saugeffekt der ersten Leitwalze zu verstärken.
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Die Rillung des Walzenbezugs erfolgt günstigerweise so, dass die Rillen ringförming um den gesamten Umfang der ersten Leitwalze verlaufen. Alternativ ist es auch möglich, dass eine Rille spiralförmig über den Walzenmantel verläuft. Auch Kombinationen dieser Ringvarianten sind möglich.
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Neben der Ausführung, in der der gesamte Walzenbezug eine Rillung besitzt, kann in einer weiteren bevorzugten Ausführung auch nur ein oder mehrere Bereiche des Walzenbezugs eine Rillung aufweisen, während andere Bereiche glatt sind, oder Bohrungen oder andere Oberflächenstrukturen aufweisen. In einer besonders bevorzugten Ausführung weisen die maschinenquerseitigen Ränder des Walzenbezugs eine Rillung auf, um insbesondere das Einreißen der Faserstoffbahn vom Rand her zu verhindern.
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Die Rillen können eine Vielzahl verschiedener Querschnitte aufweisen. Vorzugsweise haben die Rillen einen rechteckigen Querschnitt. Die Tiefe der Rillen ist üblicherweise größer als 2mm, bevorzugt 3mm–5mm. Die Breite ist üblicherweise größer als 3mm, bevorzugt 3mm–5mm. Die Breite Stege zwischen den Rillen, bzw. den Umläufen der spiralförmigen Rille beträgt üblicherweise mehr als 3mm, bevorzugt 4mm–6mm.
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Der Durchmesser der ersten Leitwalze wird in einer bevorzugten Ausführung kleiner als 600mm, bevorzugt zwischen 400mm und 500 mm, besonders bevorzugt 440mm betragen. Dieser vergleichsweise kleine Durchmesser ist wirtschaftlich interessant, da er die Kosten für eine solche Walze reduziert. Zum anderen ermöglicht der kleine Durchmesser auch eine sehr kompakte Bauform.
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Üblicherweise kommt in der Pressenpartie z.B. einer Papiermaschine zum Transport der Papierbahn mindestens ein Band, zum Beispiel ein Filz, zu Einsatz, das über mehrere Filzleitwalzen in einer Bandschlaufe geführt wird. Vorteilhaft ist es, eine dieser Filzleitwalzen in einem geringen Abstand zum Trockensieb zu positionieren. Bevorzugt beträgt der Abstand im Betrieb der Maschine – also wenn Band und Trockensieb unter üblicher Zugspannung stehen- weniger als 20 mm, besonders bevorzugt weniger als 15 mm. Die führt dazu, dass ein Teil der Schleppluft, die das bewegte Trockensieb mit sich führt von der Filzleitwalze abgehalten, und somit die Neigung zur Blasenbildung reduziert wird. Verstärkt wird dieser Effekt noch, wenn die Positionierung der Filzleitwalze do erfolgt, dass die Drehrichtung der Filzleitwalze gegenläufig zur Laufrichtung des Trockensiebes erfolgt.
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Besonders vorteilhaft ist die Erfindung, wenn die Pressenpartie eine Zentralwalzenpresse umfasst. Bei diesem Pressentyp läuft die Faserstoffbahn üblicherweise über eine glatte Zentralwalze. Zur Entwässerung wird die Faserstoffbahn zusammen mit einem Filz von außen gegen die Zentralwalze gepresst. Nach der Pressung muss die Faserstoffbahn von der Zentralwalze abgezogen und dann in die Trockenpartie überführt werden. Bei diesem Pressentyp ist nach dem Stand der Technik bei der Produktion von leichten Produkten mit einem Flächengewicht von 70 g/m2 oder weniger die Neigung zur Blasenbildung und Randeinrissen besonders groß.
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In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung wird die erste Leitwalze in einem geringen Abstand zur Zentralwalze positioniert. Der Abstand beträgt vorzugsweise weniger als 45mm, besonders bevorzugt weniger als 25 mm. Diese Anordnung hat zwei positive Effekte. Zum einen wird die Strecke, in der die Faserstoffbahn frei, also ohne Unterstützung durch eine Walze oder ein Band geführt wird, verkürzt. Zum anderen wird auch die Strecke verringert, in der Schleppluft von der Papierbahn mitgerissen werden kann. Beide Effekte führen zu einer Verringerung der Blasenbildung.
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Ferner beinhaltet die Erfindung eine Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn, insbesondere einer Papier-, Karton-, Tissue- oder Zellstoffbahn, die ein Trocknungssystem wie oben beschrieben umfasst. Bevorzugt handelt es sich um Maschinen zur Produktion von Spezialpapieren.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand der schematischen, nicht maßstäblichen Zeichnungen weiter erläutert. Es zeigt:
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1 einen Ausschnitt aus einem Trocknungsbereich gemäß dem Stand der Technik, und
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2 eine erfindungsgemäße Ausführung eines Trocknungsbereichs.
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1 zeigt ein Trocknungssystem gemäß dem Stand der Technik. Von der Zentralwalze 7 der Zentralwalzenpresse 9 wird die Faserstoffbahn 4 abgezogen und verläuft bis zu der ersten Leitwalze 1, die von einem Trockensieb 3 umschlungen ist, in einem freien Zug. In Maschinenlaufrichtung hinter der der ersten Leitwalze 1 befindet sich in einigem Abstand das erste Vakuumelement 2, das die Faserstoffbahn 4 durch das Trockensieb 3 besaugt.
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2 hingegen zeigt eine erfindungsgemäße Abänderung des Trocknungssystems. Der Walzenbezug 5 der ersten Leitwalze 1 weist nun eine Rillung auf. Die Tiefe der Rillen ist vorzugsweise größer als 2mm, besonders bevorzugt 3mm–5mm. Die Breite ist vorzugsweise größer als 3mm, besonders bevorzugt 3mm–5mm. Die Breite Stege zwischen den Rillen, beträgt vorzugsweise mehr als 3mm, besonders bevorzugt 4mm–6mm. Das erste Vakuumelement 2 schließt direkt an die erste Leitwalze 2 an. Es ist so ausgestaltet, dass über das erste Vakuumelement 2 der Walzenbezug 5 der ersten Leitwalze 1 besaugt wird. Die erste Leitwalze 1 wirkt dadurch wie eine Saugwalze. Die erste Leitwalze 1 hat in dem hier gezeigten Beispiel einen Durchmesser von 440 mm. Jedoch sind auch andere Durchmesser möglich. In besonders bevorzugten Ausführungen ist der Durchmesser der ersten Leitwalze 1 kleiner als 600 mm. Bei größeren Durchmessern wird die Saugwalzenwirkung der ersten Leitwalze 1 reduziert. Durch das im Vergleich zum Stand der Technik deutlich frühere Besaugen werden die Blasenbildung der Faserstoffbahn und die Neigung zum Randeinreißen unterdrückt.
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Zudem ist der Abstand der ersten Leitwalze 1 zur Zentralwalze 7 der Zentralwalzenpresse 9 und dadurch auch der freie Zug der Faserstoffbahn 4 im Vergleich zum Stand der Technik von 1 deutlich verkleinert. So sind beispielsweise Abstände von weniger als 45mm, bzw. weniger als 25mm wünschenswert. Dies reduziert die Menge und Geschwindigkeit der mitgerissenen Schleppluft, was wiederum die Neigung zur Blasenbildung reduziert.
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Die Filzleitwalze 6 des Pressfilzes 8 ist im Vergleich zum Stand der Technik deutlich näher am Trockensieb 3 positioniert. So sind beispielsweise Abstände von weniger als 20mm, bzw. weniger als 15mm wünschenswert. Die Drehrichtung der Filzleitwalze 6 ist gegenläufig zur Laufrichtung des Trockensiebes 3. Dadurch wird verhindert, dass die durch das Trockensieb 3 mitgerissene Schleppluft zwischen Trockensieb 3 und Faserstoffbahn 4 eingebracht wird, und somit die Blasenbildung zusätzlich unterdrückt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Erste Leitwalze
- 2
- Erstes Vakuumelement
- 3
- Trockensieb
- 4
- Faserstoffbahn
- 5
- Walzenbezug
- 6
- Filzleitwalze
- 7
- Zentralwalze
- 8
- Pressfilz
- 9
- Zentralwalzenpresse
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 0657579 B1 [0004, 0005, 0010]
