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Die Erfindung betrifft einen Former für eine Papiermaschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn, insbesondere einer Papier-, Karton-, Tissue- oder einer Verpackungspapierbahn. Der Former umfasst ein eine Schlaufe bildendes Formiersieb, auf dem die Faserstoffbahn liegt und gemeinsam über eine innerhalb der Schlaufe liegende Umlenkwalze zu einer pickup-Stelle geführt ist, an der die Faserstoffbahn durch eine Bespannung vom Formiersieb übernommen wird. Unmittelbar vor der pickup-Stelle und unmittelbar nach der Umlenkwalze ist innerhalb der Schlaufe ein besaugtes Saugelement mit dem Formiersieb zugewandten Öffnungen angeordnet.
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Vorrichtungen dieser Art sind bekannt. Das Dokument
W02013026597 A1 beschreibt einen Doppelsiebformer mit einem ersten Sieb, das zusammen mit der Faserstoffbahn über eine gerillte, gebohrte oder sonstig strukturierte, nicht direkt durch den Walzenmantel besaugte Leitwalze geführt ist. Derartige Strukturen in der Leitwalzenoberfläche sollen ein Aufschwimmen der Faserstoffbahn verhindern.
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Trotz dieser Maßnahmen kann bei bekannten Vorrichtungen ein Aufschwimmen nicht ganz verhindert werden. Zudem ist der Trockengehalt der Faserstoffbahn an der pickup-Stelle im Vergleich zu bekannten Formern mit teuren und hohen Betriebskosten verursachenden Siebsaugwalzen zu niedrig. Dies bedingt eine höhere Belastung der nachfolgenden Pressenpartie hinsichtlich der Entwässerungskapazität.
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Die Aufgabe der Erfindung ist es daher die bekannten Former hinsichtlich eines besseren Laufverhaltens der Faserstoffbahn und einer geringeren Belastung der Pressenpartie zu verbessern.
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Die Aufgabe wird durch Merkmale des Anspruches 1 gelöst. Es wird ein Former für eine Papiermaschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn, insbesondere einer Papier-, Karton-, Tissue- oder einer Verpackungspapierbahn vorgeschlagen. Er umfasst ein eine Schlaufe bildendes Formiersieb, auf dem die Faserstoffbahn liegt und gemeinsam über eine innerhalb der Schlaufe liegende Umlenkwalze zu einer pickup-Stelle geführt ist, an der die Faserstoffbahn durch eine Bespannung vom Formiersieb übernommen wird, wobei unmittelbar vor der pickup-Stelle und unmittelbar nach der Umlenkwalze innerhalb der Schlaufe ein besaugtes Saugelement mit dem Formiersieb zugewandten Öffnungen angeordnet ist. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Umlenkwalze unbesaugt ist und an der Oberfläche in Umfangsrichtung mindestens eine spiralförmig verlaufende Rille aufweist, sowie vorzugsweise das Saugelement als Hochvakuumsauger ausgeführt ist.
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Um einen ineffizienten Energieverbrauch zu vermeiden, ist die Umlenkwalze unbesaugt, das heißt sie ist weder von innen noch von außen besaugt.
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Die spiralförmige Ausbildung der mindestens einen Rille verbessert das Aufnahmeverhalten und die Abfuhr der Luft, die in den Auflaufzwickel zwischen Formiersieb und Umlenkwalze durch die an der Innenseite des Formiersiebes ausgebildete Luftgrenzschicht eingeschleppt wird.
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Der gerillte Bereich der Oberfläche der Umlenkwalze entspricht vorzugsweise mindestens der Breite der Faserstoffbahn, insbesondere der gesamten Breite der Umlenkwalze.
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Die mindestens eine spiralförmig verlaufende Rille erstreckt sich zwischen Triebseite und Führerseite des Formers. Der Anfang und das Ende der Rille ist offen, dadurch kann die zwischen Formiersieb und der Umlenkwalzenoberfläche eingeschlossene Luft innerhalb der Rille strömen. Ebenso wird die Luftaufnahme in die Rille verbessert. Dies verhindert ein Aufschwimmen der Faserstoffbahn und verbessert das Laufverhalten der Faserstoffbahn. Zudem wird einer Markierung, im Vergleich zu einer zum Querschnitt der Umlenkwalze konzentrisch angeordneten Rille, in der Faserstoffbahn durch die Rille entgegengewirkt. Eine Qualitätsbeeinträchtigung der Faserstoffbahn wird somit vermieden.
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Die Vorteile wirken sich insbesondere bei hohen Geschwindigkeiten und hohen Flächengewichten der Faserstoffbahn aus. Vorzugsweise liegen die Geschwindigkeiten bei über 800m/min, insbesondere bei über 1000m/min, vorzugsweise bei über 1100m/min. Das Flächengewicht liegt bei mehr als 70g/m2.
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In einer möglichen Ausgestaltung ist der Former als Hybridformer oder als Gapformer ausgeführt.
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In einer vorteilhaften Weiterentwicklung weist die Umlenkwalze an der Oberfläche in Umfangsrichtung mindestens zwei spiralförmig verlaufende Rillen auf.
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Die beiden Rillen können an einem Rand der Umlenkwalze beginnen.
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Sie können aber auch in der Mitte der Umlenkwalze beginnen. In diesem Fall ist die Orientierung der Spiralen einander entgegengesetzt.
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Es ist grundsätzlich auch denkbar, mehr als zwei spiralförmig verlaufende Rillen anzuordnen.
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Auch in den Fällen von mehreren spiralförmig verlaufenden Rillen können diese sich zwischen Triebseite und Führerseite des Formers erstrecken. Der Anfang und das Ende der Rillen ist offen, dadurch kann die zwischen Formiersieb und der Umlenkwalzenoberfläche eingeschlossene Luft innerhalb der Rille strömen. Dies gilt auch entsprechend für den möglichen Fall, dass die Rillen in der Mitte der Umlenkwalze beginnen. Die Aufnahme der Luft in die Rillen wird auch in diesen Fällen verbessert. Dies verhindert ein Aufschwimmen der Faserstoffbahn und verbessert das Laufverhalten der Faserstoffbahn. Zudem wird einer Markierung, im Vergleich zu einer zum Querschnitt der Umlenkwalze konzentrisch angeordneten Rille, in der Faserstoffbahn durch die Rillen entgegengewirkt. Eine Qualitätsbeeinträchtigung der Faserstoffbahn wird somit auch in dieser möglichen Ausführungsform vermieden.
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Besonders vorteilhaft wirkt es sich aus, wenn die Rillentiefe mindestens 1mm, vorzugsweise mindestens 3 mm beträgt. Die Aufnahme der Luft in die Rillen wird dadurch begünstigt.
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Vorzugsweise ist die offene Oberfläche der Umlenkwalze größer als 10% und kleiner als 75%. Folglich ist die Landfläche der Oberfläche der Umlenkwalze zwischen den Rillen vorzugsweise kleiner als 90% und größer als 25%. Die Summe aus der Landfläche und der offenen Oberfläche ergibt die Oberfläche der Mantelfläche der Umlenkwalze.
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In einer möglichen praktischen Weiterbildung ist unmittelbar vor der Umlenkwalze innerhalb der Schlaufe ein weiteres Saugelement mit Öffnungen, die dem Formiersieb zugewandt sind, angeordnet.
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Ferner kann das Saugelement und/oder das weitere Saugelement als Hockvakuumsauger ausgeführt und so dimensioniert sein, dass ein Unterdruck von größer oder gleich 40kPa, insbesondere von größer oder gleich 52kPa, vorzugsweise von größer 60kPa anlegbar ist. Dies begünstigt einen hohen Trockengehalt der Faserstoffbahn vor der Pickup-Stelle.
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Bevorzugt sind die Öffnungen als Saugschlitze ausgebildet.
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Ferner können die Schlitzbreiten der Saugschlitze weniger oder gleich 25mm, vorzugsweise weniger oder gleich 20mm, insbesondere weniger oder gleich 17mm betragen. Im Zusammenhang mit dem hohen Unterdruck vermindert dies den Verschleiß des Formiersiebes und reduziert auch die Antriebsleistung des Formers.
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Die Öffnungen können auch als Saugbohrungen ausgebildet sein. Die Durchmesser der Saugbohrungen können weniger oder gleich 27mm, vorzugsweise weniger oder gleich 22mm, insbesondere weniger oder gleich 18mm, ganz besonders weniger oder gleich 16mm betragen.
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Die Erfindung erstreckt sich ausdrücklich auch auf solche Ausführungsformen, welche nicht durch Merkmalskombinationen aus expliziten Rückbezügen der Ansprüche gegeben sind, womit die offenbarten Merkmale der Erfindung - soweit dies technisch sinnvoll ist - beliebig miteinander kombiniert sein können.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnungen.
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Es zeigen
- 1 einen Ausschnitt aus einem Former im Querschnitt in schematischer, vereinfachter Darstellung;
- 2 eine Ausführungsform einer gerillten Oberfläche einer Umlenkwalze in schematischer, vereinfachter Darstellung;
- 3 eine weitere Ausführungsform einer gerillten Oberfläche einer Umlenkwalze in schematischer, vereinfachter Darstellung;
- 4a einen Ausschnitt des Mantels der Umlenkwalze mit einer möglichen Ausführungsform der Rille in schematischer, vereinfachter, geschnittener Darstellung;
- 4b einen Ausschnitt des Mantels der Umlenkwalze mit einer weiteren möglichen Ausführungsform der Rille in schematischer, vereinfachter, geschnittener Darstellung;
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Die 1 zeigt einen Ausschnitt aus einem erfindungsgemäßen Former für eine Papiermaschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn, insbesondere einer Papier-, Karton-, Tissue- oder einer Verpackungspapierbahn, im Querschnitt in vereinfachter Darstellung. Der Former ist in diesem Beispiel als Hybridformer ausgeführt. Er umfasst ein eine Schlaufe bildendes Formiersieb 2, auf dem die Faserstoffbahn 1 liegt und gemeinsam in Laufrichtung 14 über eine innerhalb der Schlaufe liegende Umlenkwalze 3 zu einer pickup-Stelle geführt wird, an der die Faserstoffbahn 1 durch eine Bespannung 6 vom Formiersieb 2 übernommen wird. Unmittelbar vor der pickup-Stelle 4 und unmittelbar nach der Umlenkwalze 3 ist innerhalb der Schlaufe ein besaugtes Saugelement 7 mit dem Formiersieb 2 zugewandten Öffnungen 9 angeordnet. Die Umlenkwalze 3 ist unbesaugt und weist an der Oberfläche in Umfangsrichtung mindestens eine spiralförmig verlaufende Rille 10 auf. Das Saugelement 7 ist als Hochvakuumsauger ausgeführt. Der gerillte Bereich der Oberfläche des Mantels der Umlenkwalze 3 entspricht mindestens der Breite der Faserstoffbahn 1. Der gerillte Bereich kann sich auch über die gesamte Breite der Umlenkwalze 3 in axialer Richtung erstrecken. In diesem Beispiel ist eine spiralförmig verlaufende Rille 10 auf der Manteloberfläche der Umlenkwalze 3 vorgesehen. Sie erstreckt sich zwischen der Triebseite und Führerseite des Formers, also quer zur Laufrichtung 14 der Faserstoffbahn. Der Anfang und das Ende der Rille 10 ist offen, dadurch kann die zwischen Formiersieb 2 und der Umlenkwalzenoberfläche eingeschlossene Luft innerhalb der Rille 10 strömen. Ebenso wird die Aufnahme der Luft in die Rille 10 verbessert. Dies verhindert ein Aufschwimmen der Faserstoffbahn 1 und verbessert das Laufverhalten der Faserstoffbahn 1. Zudem wird einer Markierung, im Vergleich zu einer zum Querschnitt der Umlenkwalze konzentrisch angeordneten Rille, in der Faserstoffbahn 1 durch die Rille 10 entgegengewirkt. Eine Qualitätsbeeinträchtigung der Faserstoffbahn 1 wird somit vermieden. Die Rillentiefe 11 beträgt 1,5 mm. Sie kann auch mindestens 3 mm betragen. Die Aufnahme der Luft in die Rillen 10 wird dadurch begünstigt. Die offene Oberfläche der Umlenkwalze 3 beträgt beispielhaft 42% und die Landfläche der Oberfläche der Umlenkwalze 3 zwischen den Rillen 10 beträgt 58%. Unmittelbar vor der Umlenkwalze 3 innerhalb der Schlaufe ist ein weiteres Saugelement 8 mit Öffnungen 9, die dem Formiersieb 2 zugewandt sind, angeordnet. Das weitere Saugelement 8 ist ebenfalls als Hockvakuumsauger ausgeführt und so dimensioniert, dass ein Unterdruck von größer oder gleich 40kPa anlegbar ist. Dies begünstigt einen hohen Trockengehalt der Faserstoffbahn vor der Pickup-Stelle. Die Öffnungen 9 sind als Saugschlitze ausgebildet und weisen Schlitzbreiten von weniger als 25 mm auf. Das Saugelement 7 und das weitere Saugelement 8 sind an eine Saugvorrichtung 13 zur Erzeugung des Unterdrucks angeschlossen.
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Die 2 zeigt eine Ausführungsform einer gerillten Oberfläche einer Umlenkwalze 3 in vereinfachter Darstellung. In diesem Beispiel sind in die Oberfläche der Umlenkwalze 3 zwei spiralförmig verlaufende Rillen 10 eingearbeitet. Sie beginnen jeweils in der Mitte der Umlenkwalze 3 und erstrecken sich bis zu dem jeweiligen Rand der Umlenkwalze 3, also in Richtung der Triebseite beziehungsweise der Führerseite. Die Orientierung der Spiralen ist einander entgegengesetzt. Die Landfläche 12 beträgt in diesem Beispiel 58%.
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Die 3 zeigt eine weitere Ausführungsform einer gerillten Oberfläche einer Umlenkwalze 3 mit nur einer Rille 10 in vereinfachter Darstellung. Der gerillte Bereich der Oberfläche der Umlenkwalze 3 erstreckt sich über die gesamte Breite der Umlenkwalze 3. Die Landfläche 12 beträgt auch in diesem Beispiel 58%. Die eine spiralförmig verlaufende Rille 10 erstreckt sich zwischen Triebseite und Führerseite des Formers. Der Anfang und das Ende der Rille 10 ist offen, dadurch kann die zwischen Formiersieb 2 und der Umlenkwalzenoberfläche eingeschlossene Luft innerhalb der Rille 10 strömen. Ebenso wird die Luftaufnahme in die Rille 10 verbessert.
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Die 4a und 4b zeigen jeweils einen Ausschnitt des Mantels der Umlenkwalze 3 mit einer möglichen Ausführungsform der Rille 10 in vereinfachter, geschnittener Darstellung. Der Querschnitt der Rille 10 in 4a ist rechteckförmig und hat eine Rillentiefe 11 von 1,5mm. Die Landfläche 12 beträgt in diesem Beispiel ebenfalls 58%. Die 4b hingegen zeigt eine runde Querschnittsform der Rille 10 und hat eine Rillentiefe 11 von 1,3mm. Die Landfläche 12 beträgt in diesem Beispiel ebenfalls 58%.
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Die verschiedenen, in den Ausführungsbeispielen beschriebenen Merkmale sind nicht auf die jeweiligen Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern können ausdrücklich auch miteinander kombiniert oder ausgetauscht werden, sofern sich keine Widersprüche ergeben. Ebenso schränken die Ausführungsbeispiele den Umfang der Erfindung nicht ein. Eine mögliche Kombination oder Teilkombination der beschriebenen Merkmale der Erfindung sollen im Umfang der Erfindung gesehen werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Faserstoffbahn
- 2
- Formiersieb
- 3
- Umlenkwalze
- 4
- Pickup-Stelle
- 5
- Abnahmewalze
- 6
- Bespannung
- 7
- Saugelement
- 8
- Weiteres Saugelement
- 9
- Öffnungen
- 10
- Rille
- 10.1
- zweite Rille
- 11
- Rillentiefe
- 12
- Landfläche
- 13
- Saugvorrichtung
- 14
- Laufrichtung
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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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