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Die Erfindung betrifft eine Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn, insbesondere einer Tissuebahn, mit einem Formierbereich, umfassend eine Formierwalze und ein diese zumindest teilweise gemeinsam mit einem äußeren Band umschlingendes permeables inneres Band zur Bildung der Faserstoffbahn, mit einer dem Formierbereich direkt folgenden Pressvorrichtung, umfassend einen durch eine Presswalze und eine Gegenwalze gebildeten Pressnipp zur weiteren Entwässerung der Faserstoffbahn, wobei der Pressnipp der erste Pressnipp der Pressvorrichtung ist, wobei die Faserstoffbahn zwischen dem inneren Band und einem unteren Pressband liegend durch den Pressnipp geführt ist, und mit einem der Pressvorrichtung nachfolgenden Trockenzylinder, wobei die Faserstoffbahn vom Formierbereich bis zur Übergabe, in einem zwischen einer Transferwalze und dem Trockenzylinder gebildeten Transfernipp, vom inneren Band an die beheizte Oberfläche des Trockenzylinders auf dem inneren Band liegend geführt ist.
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Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Herstellung einer Faserstoffbahn, insbesondere einer Tissuebahn.
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Maschinen dieser Art sind bekannt. Das Dokument
EP2796617 B1 offenbart eine Crescent-Former Papiermaschine zur Herstellung von Tissue-Papier. Die Tissuebahn wird in einem Formierbereich zwischen einem äußeren Sieb und einem Filz gebildet und in einer ersten Konfiguration auf dem Filz liegend zusammen mit einem weiteren Filz durch eine Schuhpresse geführt und anschließend in einem Walzennipp an die Oberfläche des nachfolgenden Trockenzylinders übergeben. Mit dieser Konfiguration sollen schwere Tissuepapiere mit hohen spezifischen Volumen energieeffizient hergestellt werden. In einer vorgeschlagenen zweiten Konfiguration wird die Tissuebahn nicht durch den Schuhpressnip geführt, sondern vom Formierbereich direkt an die Oberfläche des nachfolgenden Trockenzylinders übergeben. Zusätzlich wird die Anordnung einer Saugfilzleitwalze zur Konditionierung des Filzes vor der Schuhpresse vorgeschlagen. Nachteil dieser Anordnung ist eine begrenzte Steigerung der Qualität, insbesondere des spezifischen Volumens der Tissuebahn.
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Im Dokument
US 6,547,924 B2 ist eine ähnliche Crescent-Former Papiermaschine offenbart. Allerdings ist anstelle des Filzes im Former ein impermeables strukturiertes Band vorgesehen, auf dem die Tissuebahn durch eine einfach befilzte Schuhpresse zum Trockenzylinder geführt ist. Der Nachteil ist eine unzureichende Entwässerung in der Schuhpresse. Es kann nur ein niedriger Trockengehalt der Tissuebahn vor dem Trockenzylinder erreicht werden. Die Folge ist ein hoher Energieaufwand durch das thermische Trocknen der Bahn im Bereich des Trockenzylinders. Zudem werden dadurch die Produktionsgeschwindigkeit und die Produktion begrenzt.
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Die Aufgabe der Erfindung ist es daher eine Maschine und ein Verfahren zur Verbesserung der Qualität der produzierten Tissuebahn, insbesondere des spezifischen Volumens, mit einer guten Runability bei hoher Produktionsgeschwindigkeit, mit effizientem Energieeinsatz, sowie einfachem Aufbau, vorzuschlagen.
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Die Aufgabe wird durch Merkmale des Anspruches 1 und Anspruch 14 gelöst. Es wird eine Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn, insbesondere einer Tissuebahn, vorgeschlagen, mit einem Formierbereich, umfassend eine Formierwalze und ein diese zumindest teilweise gemeinsam mit einem äußeren Band umschlingendes permeables inneres Band zur Bildung der Faserstoffbahn, mit einer dem Formierbereich direkt folgenden Pressvorrichtung, umfassend einen durch eine Presswalze und eine Gegenwalze gebildeten Pressnipp zur weiteren Entwässerung der Faserstoffbahn, wobei der Pressnipp der erste Pressnipp der Pressvorrichtung ist, wobei die Faserstoffbahn zwischen dem inneren Band und einem unteren Pressband liegend durch den Pressnipp geführt ist, und mit einem der Pressvorrichtung nachfolgenden Trockenzylinder, wobei die Faserstoffbahn vom Formierbereich bis zur Übergabe, in einem zwischen einer Transferwalze und dem Trockenzylinder gebildeten Transfernipp, vom inneren Band an die beheizte Oberfläche des Trockenzylinders auf dem inneren Band liegend geführt ist. Erfindungswesentlich ist, dass das innere Band zur Strukturierung der Faserstoffbahn strukturiert ausgeführt ist und die Transferwalze zur Bildung eines verlängerten Transfernipps als Schuhwalze ausgeführt ist .
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Diese Maschine zeichnet sich durch einen einfachen Aufbau aus, mit dem eine Faserstoffbahn, insbesondere eine Tissuebahn mit hohem spezifischen Volumen und gleichzeitig einem hohen erreichbaren Trockengehalt in der Pressvorrichtung bei hoher Geschwindigkeit zuverlässig hergestellt werden kann. Durch die Formierung der Faserstoffbahn auf dem strukturierten inneren Band erhält sie eine Struktur, welche zu einem hohen spezifischen Volumen führt. Dieses bleibt im Wesentlichen auch nach dem Durchlaufen des Pressnipps erhalten, da die Struktur des inneren Bandes die Struktur der Faserstoffbahn beim Pressvorgang schützt. Die Kompressibilität des inneren Bandes ist vorzugsweise geringer als die des unteren Pressbandes.
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Das innere Band ist permeabel, das heißt luft- und wasserdurchlässig. Dies ermöglicht eine zweiseitige Entwässerung der Faserstoffbahn im Pressnipp, wobei das ausgepresste Wasser teilweise, das heißt in geringem Maße, von dem inneren Band und dem unteren Pressband aufgenommen wird. Das untere Pressband, das in Kontakt mit der Faserstoffbahn steht, kann hinsichtlich der Qualität, beispielsweise des spezifischen Volumens, der hergestellten Faserstoffbahn und einer abgestimmten Wasseraufnahme optimiert sein. Dies ermöglicht eine schonende Entwässerung ohne die Faserstoffbahn zu beschädigen und zu zerdrücken. Dadurch können höhere Linienkräfte in dem Pressnipp gefahren werden. Die Bahnführung ohne Übergabe zwischen zwei Bespannungen ermöglicht einen zuverlässigen und stabilen Betrieb der Maschine, auch bei hoher Produktion und Geschwindigkeit. Die Ausbildung der Transferwalze als Schuhwalze wirkt sich auf den Transfer der Faserstoffbahn vom inneren Band auf die beheizte Oberfläche des Trockenzylinders vorteilhaft aus. Durch die der Faserstoffbahn aufgeprägte Struktur des inneren Bandes wird die Bahn im Transfernipp, der nur mit einer geringen Linienlast beziehungsweise einem geringen Pressdruck gefahren wird, nur punktuell gepresst. Daher wirkt sich die erhöhte Verweilzeit der Faserstoffbahn im Pressnipp positiv auf die Übergabe auf den Trockenzylinder aus.
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Ein weiterer Vorteil der Lösung ist die kompakte Bauweise bezüglich des geringen Platzbedarfes bezüglich der Bauhöhe der Maschine. Die Länge des unteren Pressbandes kann kurz ausgeführt werden. Die Filzführung des unteren Pressbandes kann sich daher ausschließlich oberhalb des Maschinenbodens erstrecken. Dadurch entfällt die Anforderung an das Vorhandensein eines Kellers. Somit lässt sich diese Maschine auch in vorhandene Maschinenhallen ohne Keller für die Herstellung von hochwertigen Tissuebahnen mit hohem spezifischem Volumen, beispielsweise von Küchentüchern, installieren.
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Das innere, strukturierte Band kann gewoben hergestellt sein. Es kann auch als eine permeable, zumindest auf der Faserstoffbahnseite strukturierte Membran oder Folie ausgeführt sein.
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Der Trockenzylinder kann als Yankee-Trockenzylinder, insbesondere bei der Herstellung von Tissue-Faserstoffbahnen, ausgeführt sein. Der Aufbau von Yankee-Trockenzylindern ist bekannt. Sie weisen sich beispielsweise durch große Durchmesser von über 6 m aus und sind dampfbeheizt.
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Für die Herstellung bestimmter Tissuesorten mit geringerer Anforderung an das spezifische Volumen und höheren Anforderungen an die Produktionsleistung, kann diese Maschine einfach und kostengünstig umgebaut werden. Hierfür kann das innere, strukturierte Band durch einen konventionellen Pressfilz ersetzt und die Pressvorrichtung deaktiviert werden. Das heißt dass die Pressvorrichtung entweder durch die Führung dieses Pressfilzes umfahren oder dieser Pressfilz durch den geöffneten Pressnipp geführt wird. Diese Anordnung entspricht somit einer bekannten Crescent-Former Maschine.
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In einer vorteilhaften Ausführung ist das untere Pressband als wasseraufnehmendes Pressband, insbesondere als Pressfilz ausgeführt.
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Die Presswalze kann innerhalb der durch das innere Band gebildeten Schlaufe und die Gegenwalze innerhalb der durch das untere Pressband gebildeten Schlaufe angeordnet sein. Es ist auch möglich, die Presswalze innerhalb der durch das untere Pressband gebildeten Schlaufe und die Gegenwalze innerhalb der durch das innere Band gebildeten Schlaufe anzuordnen.
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Ferner kann der Pressnipp als separater Pressnipp, das heißt als ein einzeln stehender Pressnipp, ausgeführt sein. Das ergibt einen einfachen Aufbau der Maschine.
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Die Presswalze kann als Schuhwalze zur Bildung eines verlängerten Pressnipps ausgeführt sein. Dadurch können höhere Linienkräfte in dem Pressnipp gefahren werden. Der verlängerte Pressnipp dieser Schuhpresse am Beginn der Pressvorrichtung, das heißt direkt nach dem Formierbereich, ermöglicht eine schonende Entwässerung ohne die Faserstoffbahn zu beschädigen und zu zerdrücken. Gleichzeitig kann ein höherer Trockengehalt der Faserstoffbahn erreicht werden, als dies bei beispielsweise einer Bandpresse der Fall ist.
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In bestimmten Fällen ist es auch möglich, die Presswalze Vollmantelwalze au szuführen.
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Die Gegenwalze kann als Saugwalze ausgeführt sein. Dadurch lässt sich die Entwässerung, insbesondere die Entwässerungsrichtung, beeinflu ssen.
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Zur Erhöhung der Temperatur und zur Verbesserung der Entwässerbarkeit der Faserstoffbahn kann der Faserstoffbahn vor dem Pressnipp ein Dampfblaskasten zur Beaufschlagung der Faserstoffbahn mit Dampf zugeordnet sein.
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In einer möglichen praktischen Ausführung ist dem Pressnipp, in Maschinenlaufrichtung gesehen, eine innerhalb der durch das innere Band gebildeten Schlaufe eine Saugvorrichtung vorgeordnet. Dadurch kann die durch das innere, strukturierte Band erzeugte Struktur der Faserstoffbahn stabilisiert und erhalten werden. Die Saugvorrichtung ist mit Unterdruck beaufschlagt.
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Der Saugvorrichtung kann eine Blashaube zur direkten Beaufschlagung der Faserstoffbahn mit Dampf und/oder heißer trockener Luft und/oder heißer feuchter Luft zugeordnet sein.
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In einer möglichen Weiterbildung ist innerhalb der durch das innere Band gebildeten Schlaufe und zwischen dem Pressnipp und der Transferwalze eine vom inneren Band teilweise umschlungene Saugumlenkwalze angeordnet. Die Saugumlenkwalze kann mit Unterdruck beaufschlagt werden. Dadurch kann die Bahnführung stabilisiert und der Trockengehalt für bestimmte Faserstoffbahnsorten vor dem Trockenzylinder erhöht werden. Diese Anordnung wirkt sich insbesondere dann vorteilhaft aus, wenn die Transferwalze, entsprechend der Erfindung, als Schuhpresswalze ausgeführt ist. Hierdurch gelingt die Übergabe der Faserstoffbahn auf dem Trockenzylinder auch bei hohem Trockengehalt zuverlässig.
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Ferner kann die Saugumlenkwalze teilweise von einem permeablen Pressband in direktem Kontakt mit der Faserstoffbahn umschlungen sein. Das Pressband kann eine erhöhte Bandspannung von beispielsweise mehr als 20kN/m, vorzugsweise mehr als 30 kN/m aufweisen. Dadurch kann der Trockengehalt der Faserstoffbahn vor der Übergabe an den Trockenzylinder bei bestimmten Faserstoffbahnsorten noch weiter erhöht werden.
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In einer weiteren möglichen Ausgestaltung kann innerhalb der durch das Pressband gebildeten Schlaufe und im Bereich der Umschlingung eine Haube zur indirekten Beaufschlagung der Faserstoffbahn mit Dampf und/oder heißer trockener Luft und/oder heißer feuchter Luft vorgesehen sein. Dadurch kann der Trockengehalt der Faserstoffbahn vor der Übergabe an den Trockenzylinder bei bestimmten Faserstoffbahnsorten weiter erhöht werden.
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Die Aufgabe wird auch durch ein Verfahren zur Herstellung einer Faserstoffbahn, insbesondere einer Tissuebahn, nach Anspruch 13 gelöst. Das untere Pressband wird vorzugsweise als wasseraufnehmendes Pressband, insbesondere als Pressfilz ausgeführt.
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Weitere Merkmale, Ausgestaltungen und Vorteile des Verfahrens ergeben sich entsprechend der obigen Beschreibung der erfindungsgemäßen Maschine und aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnungen.
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Es zeigen
- 1 eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Maschine in vereinfachter, schematischer Darstellung;
- 2 eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Maschine in vereinfachter, schematischer Darstellung;
- 3 eine dritte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Maschine in vereinfachter, schematischer Darstellung;
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1 zeigt eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Maschine 1 in vereinfachter, schematischer Darstellung. Die Maschine 1 zur Herstellung einer Faserstoffbahn 2, in diesem Beispiel einer Tissuebahn 2, umfasst einem Formierbereich mit einer Formierwalze 5 und ein diese zumindest teilweise gemeinsam mit einem äußeren Band 3 umschlingendes inneres Band 4. Ein Stoffauflauf 6 bringt zwischen diese Bänder 3, 4 eine Faserstoffsuspension ein. Diese wird hauptsächlich im gemeinsamen Umschlingungsbereich der Bänder 3, 4 im Bereich der Formierwalze 5 unter Bildung der Tissuebahn 2, entwässert und auf dem inneren Band 4 liegend zu einer und durch eine direkt folgenden Pressvorrichtung 7 geführt. Die Pressvorrichtung 7 umfasst in diesem Beispiel eine oben angeordnete Presswalze 8 und eine unten angeordnete Gegenwalze 9 die im Zusammenwirken einen Pressnipp 24 zur weiteren Entwässerung der Tissuebahn 2 bilden. Die Gegenwalze 9 und die Presswalze 8 können auch umgekehrt angeordnet sein. Die Gegenwalze 9 ist als Saugwalze mit angelegtem Unterdruck ausgeführt. Dieser Pressnipp 24 der Pressvorrichtung 7 ist der erste Pressnipp 24 nach dem Formierbereich. Vor dem Pressnipp 24 ist in Maschinenlaufrichtung 22 gesehen, eine innerhalb der durch das innere Band 4 gebildeten Schlaufe eine Saugvorrichtung 21, in diesem Falle ein Saugkasten 21, der durch Unterdruck beaufschlagt ist, vorgeordnet. Der Saugvorrichtung 21 ist eine Blashaube 20 zur direkten Beaufschlagung der Tissuebahn 2 mit Dampf und/oder heißer trockener Luft und/oder heißer feuchter Luft zugeordnet. Durch den Pressnipp 24 läuft außer der Tissuebahn 2 und dem inneren Band 4 noch ein unteres Pressband 11, das die Tissuebahn 2 direkt berührt. Das untere Pressband 11 ist als wasseraufnehmender Pressfilz ausgebildet. Nach der weiteren Entwässerung der Tissuebahn 2 in der Pressvorrichtung 7 wird die Tissuebahn 2 auf dem inneren Band liegend um eine Transferwalze 13 geführt, welche als Schuhwalze ausgebildet ist Diese bildet zusammen mit einem Trockenzylinder 14, der in diesem Falle als Yankee-Trockenzylinder 14 ausgeführt ist, einen Transfernipp 12, in dem die Tissuebahn 2 vom inneren Band 4 auf die beheizte Oberfläche des Yankee-Trockenzylinders 14 übergeben und weiter thermisch getrocknet wird. Zusätzlich wird die Tissuebahn 2 über eine im Bereich des Yankee-Trockenzylinders 14 angeordnete Trocknungshaube 15 mit heißer Luft und/oder überhitztem Dampf beaufschlagt. Anschließend wird die Tissuebahn 2 an einem Schaber 16 gekreppt und von der Oberfläche des Yankee-Trockenzylinders abgenommen und direkt oder indirekt zu einer nicht dargestellten Aufrollstation geführt. Die Tissuebahn 2 wird also durch ein einziges Band 4 vom Formierbereich bis zu Yankee-Trockenzylinder 14 geführt. Eine Übergabe an ein Zwischenband ist zur Herstellung qualitativ hochwertiger Tissuebahnen mit hohem spezifischen Volumen entsprechend der Erfindung nicht erforderlich. Dies fördert eine gute Runnability der Maschine. Das innere Band 4 ist permeabel, das heißt luft- und wasserdurchlässig, ausgeführt und es weist zumindest auf der die Tissuebahn 2 berührenden Seite eine Struktur zur Strukturierung der Tissuebahn 2 auf. Diese Strukturierung der Tissuebahn 2 bewirkt ein hohes spezifisches Volumen, das auch als Bulk bezeichnet wird. Das innere, strukturierte Band 4 ist in diesem Beispiel ein gewobenes Band. Es kann auch als eine permeable, zumindest auf der Tissuebahnseite strukturierte Membran oder Folie ausgeführt sein. Die Kompressibilität des inneren, strukturierten Bandes ist geringer als die des unteren Pressbandes. Dadurch wird die Struktur der Tissuebahn 2 beim Durchlaufen des Pressnipps 24 gut geschützt und nicht zerdrückt. Die erfindungsgemäße Maschine 1 ermöglicht eine zweiseitige Entwässerung der Tissuebahn 2 im Pressnipp 24, wobei das ausgepresste Wasser teilweise von dem inneren Band 4 und hauptsächlich von dem unteren Pressband 11 aufgenommen wird. Das untere Pressband 11, das in Kontakt mit der Tissuebahn 2 steht, ist hinsichtlich der Qualität, beispielsweise des spezifischen Volumens, der hergestellten Tissuebahn 2 und hinsichtlich der Entwässerungskapazität optimiert. Die Transferwalze 13 ist als Schuhpresswalze zur Bildung eines verlängerten Transfernipps 12 zusammen mit dem Yankee-Trockenzylinder 14 ausgeführt.
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Die Maschine 1 ist bezüglich der Bauhöhe sehr kompakt. Die Länge des unteren Pressbandes 11 ist kurz ausgeführt. Die Filzführung des unteren Pressbandes 11 ist ausschließlich oberhalb des Maschinenbodens 23 angeordnet. Dadurch entfällt die Anforderung an das Vorhandensein eines Kellers, der bei bekannten Maschinen zur Herstellung von Tissuebahnen mit hohem Bulk erforderlich ist. Somit lässt sich diese Maschine auch in vorhandene Maschinenhallen ohne Keller für die Herstellung von hochwertigen Tissuebahnen 2 mit hohem spezifischem Volumen, beispielsweise von Küchentüchern, installieren.
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2 zeigt eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Maschine 1 in vereinfachter, schematischer Darstellung. Sie unterscheidet sich von der Ausführungsform nach 1 durch eine innerhalb der durch das innere Band 4 gebildeten Schlaufe und zwischen dem Pressnipp 24 und der Transferwalze 13 angeordnete und vom inneren Band 4 teilweise umschlungene Saugumlenkwalze 17. Die Saugumlenkwalze 17 kann mit Unterdruck beaufschlagt werden. Dadurch kann die Bahnführung stabilisiert und der Trockengehalt für bestimmte Tissuebahnsorten vor dem Trockenzylinder 14 erhöht werden. Diese Anordnung wirkt sich zusammen mit einer Transferwalze 13, welche entsprechend der Erfindung als Schuhpresswalze ausgeführt ist, besonders vorteilhaft aus.
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Die 3 zeigt eine dritte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Maschine 1 in vereinfachter, schematischer Darstellung. Sie unterscheidet sich von der Ausführungsform nach 2, dadurch, dass die Saugumlenkwalze 17 teilweise von einem permeablen Pressband 18 umschlungen ist und in direktem Kontakt mit der Tissuebahn 2 steht. Das Pressband übt einen Druck auf die Tissuebahn zur Steigerung des Trockengehaltes aus. Das Pressband 18 weist eine erhöhte Bandspannung von mehr als 20kN/m, vorzugsweise mehr als 30 kN/m auf. Dadurch kann der Trockengehalt der Tissuebahn 2 vor der Übergabe an den Trockenzylinder 14 bei bestimmten Tissuebahnsorten erhöht werden. Innerhalb der durch das Pressband 18 gebildeten Schlaufe und im Bereich der Umschlingung ist eine Haube zur indirekten Beaufschlagung der Faserstoffbahn mit Dampf und/oder heißer trockener Luft und/oder heißer feuchter Luft vorgesehen. Dadurch kann der Trockengehalt der Faserstoffbahn vor der Übergabe an den Trockenzylinder bei bestimmten Tissuebahnsorten noch weiter erhöht werden.
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Korrespondierende Elemente der Ausführungsbeispiele in den Figuren sind mit gleichen Bezugszeichen versehen. Die Funktionen solcher Elemente in den einzelnen Figuren entsprechen einander, sofern nichts anderes beschrieben ist und es nicht zu Widersprüchen führt. Auf eine wiederholte Beschreibung wird daher verzichtet. Es wird auch darauf hingewiesen, dass die sich unterscheidenden Merkmale der gezeigten Ausführungsbeispiele gegeneinander ausgetauscht und miteinander kombiniert werden können. Die Erfindung ist daher nicht auf die gezeigten Merkmalskombinationen der gezeigten Ausführungsbeispiele beschränkt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Maschine
- 2
- Faserstoffbahn
- 3
- Äußeres Band
- 4
- Inneres Band
- 5
- Formierwalze
- 6
- Stoffauflauf
- 7
- Pressvorrichtung
- 8
- Presswalze
- 9
- Gegenwalze
- 11
- Unteres Pressband
- 12
- Transfernip
- 13
- Transferwalze
- 14
- Trockenzylinder
- 15
- Trocknungshaube
- 16
- Schaber
- 17
- Saugumlenkwalze
- 18
- Pressband
- 19
- Haube
- 20
- Blashaube
- 21
- Saugvorrichtung
- 22
- Maschinenlaufrichtung
- 23
- Maschinenboden
- 24
- Pressnipp
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 2796617 B1 [0003]
- US 6547924 B2 [0004]
