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Antrieb für die Siebpartie einer Langsiebpapiermaschine Die Erfindung
bezieht sich auf den Antrieb für die Siebpartie einer Langsiebpapiermaschine.
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Bei Langsiebpapiermaschinen wird das sogenannte Maschinensieb hinter
dem Auflauf des Papierstoffes über eine Anzahl feststehender Saugkästen hinweggezogen.
Bei den ältesten Langsiebpapiermaschinen läuft das Maschinensieb anschließend um
eine Saug- und Gautschwalze herum und kehrt dann über eine Anzahl von Siebleitwalzen
zu der Brustwalze unterhalb des Stoffauflaufkastens der Papiermaschine wieder zurück.
Die zum Herüberziehen des Maschinensiebes über die Saugkästen erforderliche Zugkraft
wird bei diesen Maschinen ausschließlich über die Saugwalze auf das Sieb übertragen.
Bei den dann entwickelten Langsiebpapiermaschinen, bei denen die auf dem Maschinensieb
geformte Papierbahn mittels einer Abnahmesaugwalze auf einen Abnahmefilz übertragen
wird, ist hinter der Saug- und Gautschwalze etwas tiefer liegend noch eine besondere
Umkehrwalze angeordnet, um den Maschinensiebabschnitt zu schaffen, von welchem die
geformte Papierbahn auf den Abnahmefilz übertragen werden kann. Bei den ältesten
Maschinen dieser Bauart wird die Hauptantriebskraft zum Bewegen des Maschinensiebes
von der Hauptantriebswelle der Maschine auf die Saug- und Gautschwalze aufgebracht.
Diese Walze bestimmt die Laufgeschwindigkeit des Maschinensiebes. Die Umlenkwalze
ist nur mit einem Hilfsantrieb, oftmals in der Form eines elektrischen Hilfsantriebes,
versehen. Bei allen diesen Maschinen ist aber die Leistung des Hilfsantriebes für
die Umlenkwalze wesentlich geringer als die Leistung des direkten mechanischen Antriebs
der Saug-und Gautschwalze. Später stellte man bei diesen Langsiebpapiermaschinen
fest, daß die im rücklaufenden Strang angeordneten Siebleitwalzen, insbesondere
diejenigen, die mit Schabeinrichtungen ausgerüstet sind, einen Antrieb benötigen,
um zu vermeiden, daß sie vom Sieb mitgeschleppt werden müssen. Diese Siebleitwalzen
erhielten dann Antri--bsmotoren, die so ausgelegt sind, daß sie diese Siebleitwalzen
entgegen dem Widerstand der Schabeinrichtung mit der Geschwindigkeit des Maschinensiebes
drehen können. Natürlich sind Antriebsmotoren zur Schonung des Siebes vorsorglich
etwas stärker ausgelegt, so daß die Siebleitwalzen auch eine geringe Antriebskraft
auf das Sieb ausüben. Bei diesen bekannten Papiermaschinen ist jedoch die von der
Umkehrwalze und den Siebleitwalzen auf das Maschinensieb ausgeübte Antriebskraft
wesentlich geringer als die von der Saug- und Gautschwalze auf das Maschinensieb
aufgebrachte Antriebskraft. Bei einer bekannten Papiermaschine, bei welcher zum
Anrieb der Saug-und Gautschwalze eine Leistung von 250 bis 300 PS aufgebracht wird,
hat der Hilfsantriebsmotor für die Umkehrwalze eine Leistung von 150 PS und haben
die Antriebsmotoren für die mit einer Schabeinrichtung versehenen Siebleitwalzen
eine Leistung in der Größenordnung von 10 bis 15 PS. Im Betrieb übertragen die Motoren
für die Umkehrwalze und die Siebleitwalzen zusammen insgesamt jedoch keine größere
Leistung als nur etwa 100 PS auf das Sieb.
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Bei neueren Langsiebmaschinen wird der mechanische Antrieb von der
Hauptantriebswelle der Papiermaschine auf die Umkehrwalze geleitet, so daß diese
nunmehr diejenige Walze ist, welche die Laufgeschwindigkeit des Maschinensiebes
bestimmt. Bei diesen Maschinen erhält die Sau- und Gautschwalze ihren Antrieb von
einem elektrischen Hilfsmotor. Dieser Antriebsmotor für die Saug- und Gautschwalze
hat jedoch eine wesentlich größere Leistung, als sie von der Hauptantriebswelle
auf die Umkehrwalze übertragen wird. Bei einer mit der oben beschriebenen vergleichbaren
Papiermaschine nimmt der mechanische Antrieb für die Umkehrwalze etwa 100 bis 125
PS auf, während die Saug- und Gautschwalze mit einem elektrischen Hilfsantriebsmotor
mit einer Nennleistung von 300 PS ausgerüstet ist, der auf die Saugwalze etwa 200
bis 250 PS aufbringt, so daß der Hauptteil der zum Bewegen des Maschinensiebs insgesamt
erforderlichen Antriebskraft auch hier über die Saug- und Gautschwalze auf das Sieb
aufgebracht wird.
Bei allen bekannten Langsiebpapiermaschinen hat
das Maschinensieb nur eine außerordentlich kurze Lebensdauer von etwa 2 bis 5 Tagen.
Das bedeutet, daß etwa alle 2 bis 5 Tage der Betrieb der Papiermaschine unterbrochen
und das Sieb ausgewechselt werden muß. Durch das oftmalige Auswechseln des Siebes
entstehen nun nicht nur die Kosten für die verhältnismäßig teuren Siebbänder, sondern
zusätzlich auch erhebliche Produktionsausfälle während der Stillstandzeit der Papiermaschine,
die noch erheblich höhere Kosten verursachen.
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Aufgabe der Erfindung ist es, die Lebensdauer des Maschinensiebes
einer Langsiebpapiermaschine beträchtlich zu steigern und dadurch die Betriebskosten
einer Papiermaschine merklich herabzusetzen.
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Fast die ganze Antriebskraft zum Bewegen des Maschinensiebes wird
benötigt, um das Sieb über die Saugkästen hinwegzuziehen. Bei den bekannten Papiermaschinen
ging man davon aus, daß die Saug-und Gautschwalze am Ende des Maschinensiebes am
besten für die übertragung der Antriebskraft auf das Sieb geeignet ist, da infolge
des Unterdrucks in der Saugwalze ein besonders guter Reibungsschluß zwischen dem
Sieb und der Oberfläche der Saugwalze vorhanden ist, der noch durch die Lochung
des Walzenmantels, d. h. die Unebenheit der Oberfläche der Walze begünstigt wird.
Da das Maschinensieb auch zwischen der Brustwalze und den Saugkästen nicht durchhängen
darf, wird bei den bekannten Maschinen in dem Maschinensieb eine Mindestspannung
von etwa 2 bis höchstens etwa 2,7 kg/cm Breite des Maschinensiebes aufrechterhalten.
Durch die Reibung, die das Maschinensieb beim Herüberziehen über die Saugkästen
erhält, erhöht sich die Spannung in dem Sieb und erreicht bei den bekannten Papiermaschinen
hinter dem Sieb einen Wert, der je nach der Bauart der Papiermaschine und deren
Anwendung zwischen 3,5 und 18 kg/cm, meist aber in dem Bereich zwischen 5 und 11
kg/cm Breite des Siebes liegt. Bei einem typischen Beispiel einer solchen Papiermaschine
mit einer Siebbreite von 5 m und einer Siebgeschwindigkeit von 600 m/min ist für
das Herüberziehen des Maschinensiebes über die Saugkästen eine Antriebsleistung
von etwa 250 PS für die Saugwalze erforderlich. Aus der erforderlichen Antriebsleistung
von 250 PS errechnet sich der Spannungsabfall längs des von dem Siebband umschlungenen
Teils der Umfangsfläche der Saugwalze zu
Zwischen den Saugkästen und der Saugwalze herrscht somit bei dieser bekannten Papiermaschine
eine Siebspannung von 2 -l- 3,75 = 5,75 kg/cm. Da bei der bekannten Papiermaschine
die Antriebskraft zum Herüberziehen des Maschinensiebes über die Saugkästen von
der Saugwalze auf das Sieb aufgebracht wird, hat das Sieb hinter der Saugwalze wieder
die niedrige Spannung von etwa 2 kg/cm, da die Siebleitwalzen im zurücklaufenden
Trum des Siebes und die Brustwalze praktisch keine Leistung zum Drehen benötigen
bzw., soweit sie eine Leistung benötigen, weil sie mit Schabeinrichtung versehen
sind, einen eigenen Antriebsmotor haben, welcher ihre Eigenreibung überwindet.
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Entgegen der bisherigen Auffassung, daß für die starke Abnutzung des
Papiermaschinensiebes allein bzw. im wesentlichen allein die Reibung auf den Saugkästen
verantwortlich ist, wurde nun aber festgestellt, daß ein ganz wesentlicher Teil
des Verschleißes dadurch erhalten wird, daß das Maschinensieb während seiner Berührung
mit der Umfangsfläche der Saugwalze eine Längenänderung erfährt. Die bei den Papiermaschinen
gebräuchlichen Siebgewebe erfahren nämlich bei einer Belastung eine verhältnismäßig
große Dehnung, und zwar beträgt der Modul etwa die Größenordnung zwischen 1100 und
2200 kg/cm. Da das Maschinensieb mit verhältnismäßig großer Spannung auf die Mantelfläche
der Saugwalze aufläuft und diese am Ende des Umschlingungswinkels mit verhältnismäßig
niedriger Spannung verläßt, verkürzt sich das Sieb während der Berührung mit der
Mantelfläche der Saugwalze, und zwar bei einer Laufgeschwindigkeit von 600 m/min
mit einer Geschwindigkeit von etwa 1,5 bis 3 m/min. Da gleichzeitig das Sieb infolge
des Unterdrucks in der Saugwalze mit verhältnismäßig hohem Anlagedruck auf der perforierten
Mantelfläche der Saugwalze liegt, entsteht bei dieser Verkürzung des die Mantelfläche
berührenden Teils des Siebes ein verhältnismäßig starker Verschleiß des Siebes.
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Um diesen Verschleiß zu verhindern und dadurch die oben angegebene
Aufgabe zu lösen, ist bei dem Antrieb für die Siebpartie einer Langsiebpapiermaschine
gemäß der Erfindung vorgesehen, daß an dem zurücklaufenden Trum des Maschinensiebes
eine oder mehrere angetriebene Walzen mit glatter Oberfläche reibungsschlüssig angreifen,
welche zumindest den überwiegenden Teil der zum Bewegen des Maschinensiebes insgesamt
erforderlichen Antriebskraft auf das Sieb übertragen.
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Als angetriebene glatte Walzen können die Umkehrwalzen und Siebleitwalzen
im rücklaufenden Trum des Maschinensiebes dienen. In den angetriebenen Walzen sollte
nicht nur jede Lochung fehlen, sondern sie sollten sogar so glatt wie nur möglich
sein oder mit einem glatten, gegebenenfalls nachgiebigen, sich nur wenig abnutzenden
überzug, z. B. aus einem verhältnismäßig harten Gummi, versehen sein.
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Bei Anwendung der Erfindung für den Antrieb der Siebpartie einer Langsiebpapiermaschine
tritt die durch die Spannungsabnahme bedingte Verkürzung des Siebes ein, während
das Sieb in Berührung mit einer glatten Oberfläche steht, was einen wesentlich geringeren
Verschleiß zur Folge hat. Es wurde festgestellt, daß bei Anwendung der Erfindung
die Lebensdauer des Maschinensiebes einer Langsiebpapiermaschine von bisher etwa
2 bis 5 Tagen auf etwa 2 bis 3 Wochen verlängert wird.
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Besonders günstige Ergebnisse werden erzielt, wenn die Anordnung so
getroffen ist, daß die angetriebenen glatten Walzen mindestens etwa 75% der insgesamt
erforderlichen Antriebskraft auf das Sieb übertragen.
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Die besten Ergebnisse werden erzielt, wenn zumind'estens ein Teil
der angetriebenen glatten Walzen an der Außenseite des zurücklaufenden Trums des
Maschinensiebes angreift. Der auch noch an der glatten Oberfläche auftretende geringe
Verschleiß des Maschinensiebes entsteht dann auf der Seite des Siebes, die nicht
über die Saugkästen hinwegläuft. Da der Verschleiß an den Saugkästen wesentlich
größer ist, bestimmt dann nur noch dieser Verschleiß die Lebensdauer des Maschinensiebes.
Bei
einer zweckmäßigen Ausführung der Erfindung ist zwischen der Saugwalze und einer
an der Außenseite des zurücklaufenden Trums angreifenden angetriebenen glatten Walze
eine an der Innenseite des Siebes angreifende angetriebene glatte Walze angeordnet,
die von der Umkehrwalze gebildet werden kann.
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Oben wurde festgestellt, daß die Hauptursache für den starken Verschleiß
des Siebes bei Berührung mit der gelochten Oberfläche der Saugwalze dadurch bedingt
ist, daß auf das Sieb ein hoher Unterdruck wirkt und damit das Sieb mit hohem Anlagedruck
auf der Mantelfläche der Saugwalze aufliegt. Dies ist jedoch nur im Bereich der
Saugzone der Saugwalze der Fall. Meist steht das Sieb aber längs eines wesentlich
größeren Umschlingungswinkels mit der Saugwalze in Berührung. In diesem anderen
Bereich liegt das Sieb nur mit einem wesentlich niedrigeren Anlagedruck auf der
Oberfläche auf, der durch den Quotient aus der mittleren Spannung des Formsiebes
und dem Radius der Saugwalze gegeben ist. Da die Saugwalze immer einen verhältnismäßig
großen Durchmesser hat und damit der Anlagedruck des Siebes auf dem Saugwalzenmantel
hinter der Saugzone wesentlich geringer ist als in der Saugzone, kann dieser Teil
der Walze mit zum Antrieb herangezogen werden, da es sowieso erforderlich ist, die
Saugwalze anzutreiben, um zu vermeiden, daß die zur LTberwindung der Reibung der
Dichtleisten usw. eine hohe Antriebsleistung erfordernde Saugwalze von dem Sieb
mitgeschleppt werden muß. Es ist aber dann darauf zu achten, daß die Spannung in
dem Sieb unmittelbar hinter der Saugwalze noch so groß ist, daß die Siebverkürzung
infolge der Spannungsänderung nur längs des sich hinter der Saugzone befindenden
Teils des vom Sieb berührten Bereichs des Umfanges der Saugwalze auftreten kann.
Hierbei ist der Zusammenhang zwischen der Spannungsänderung und dem Umschlingungswinkel
durch die bekannte Siebreibungsformel gegeben. Um die vorerwähnte Bedingung sicherzustellen,
ist es zweckmäßig eine Einrichtung zum Regeln des Antriebes der Saugwalze vorzusehen,
der dafür sorgt, daß in dem Maschinensieb unmittelbar hinter der Saugwalze eine
Spannung t,. aufrechterhalten wird, die größer ist als t"/ey'Z, wobei t" die Spannung
in dem Maschinensieb zwischen den Saugkästen und der Saugwalze. e die Basis des
natürlichen Logarithmus, y der Reibungskoeffizient und z der im Bogenmaß gemessene
Umschlingungswinkel x auf dem Saugwalzenmantel zwischen der Saugzone und der Ablaufstelle
des Maschinensiebes ist.
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Die Dehnung bzw. Verkürzung des Siebes je Kilogramm Spannungsänderung
ist jedoch nicht geradlinig, sondern verläuft im niedrigen Spannungsbereich steiler
als im höheren Spannungsbereich, so daß also eine Spannungsänderung gleicher Größe
im höheren Spannungsbereich eine geringere Längenänderung des Siebes ergibt als
im niedrigen Spannungsbereich. Es hat sich deshalb als vorteilhaft erwiesen, wenn
das Maschinensieb so vorgespannt wird, daß im Betrieb in dem Teil des Maschinensiebes
mit der geringsten Spannung eine Spannung zwischen etwa 3,6 und 7,2 kg/cm herrscht.
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Wie oben schon gesagt, ist der Verschleiß des Siebes um so größer,
je höher der Anlagedruck des Maschinensiebes an der angetriebenen Walze ist. Da
der Anlagedruck in die Siebbreibungsformel nicht eingeht, sollte der Anlagedruck
so niedrig als möglich gehalten werden, ohne Null zu sein. Es hat sich als zweckmäßig
erwiesen, den Anlagedruck des Maschinensiebes an den angetriebenen glatten Walzen
zwischen etwa 0,035 und 0,56 kg/cm= und vorzugsweise kleiner als 0,2 kg/cm°- zu
halten. Dies kann durch Wahl des Durchmessers der Walzen geschehen, da - wie bereits
oben gesagt - der Anlagedruck durch den Quotienten aus mittlerer Spannung und Radius
der Walze gegeben ist.
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Da die zum Herüberziehen des Maschinensiebes über die Saugkästen erforderliche
Antriebskraft mit abnehmendem Unterdruck in den Saugkästen geringer wird, ist es
zweckmäßig, eine auf den Unterdruck in den Saugkästen und/oder in der Saugwalze
ansprechende Einrichtung zum Regeln des Antriebes der oder jeder angetriebenen glatten
Walze vorzusehen, welche mit abnehmendem Unterdruck die auf das Maschinensieb übertragene
Antriebskraft verringert.
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Ferner ist es vorteilhaft, wenn außerdem eine auf den Unterdruck in
der Saugwalze und/oder den Saugkästen ansprechende Einrichtung zum Regeln des Antriebs
der Saugwalze vorgesehen ist, welche mit zunehmendem Unterdruck die von der Saugwalze
auf das Maschinensieb übertragene Antriebskraft verringert.
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Die Erfindung wird im folgenden an Hand schematischer Zeichnungen
erläutert. Es zeigt Fig. 1 die Siebpartie einer Langsiebpapiermaschine mit einem
erfindungsgemäßen Antrieb des Siebes, Fig. 2 den die Gautschwalze betreffenden Teil
der Fig. 1 als Einzelheit, Fig. 3 eine andere Siebpartieanordnung mit einem Antrieb
gemäß der Erfindung, Fig. 4 eine noch andere Anordnung der Siebpartie einer Langsiebpapiermaschine
mit einem Antrieb gemäß der Erfindung, Fig. 5 ein viertes Ausführungsbeispiel der
Erfindung, Fig. 6 ein fünftes Ausführungsbeispiel der Erfindung.
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Bei der in Fig. 1 gezeigten Siebpartie einer Langsiebpapiermaschine
ist das Maschinensieb mit 111 bezeichnet. Dieses läuft über eine Saug- und Gautschwalze
112 mit einer Saugfläche 112 a am vorderen Ende des vorlaufenden bzw. oberen Trums
111a des Siebes und eine Brustwalze 113 am hinteren Ende dieses Trums, auf das der
Papierstoff aus dem Zulaufkasten 117 aufläuft. Der obere Trum 111a wird über dieSaugkästen
118 gezogen. Der zurücklaufende bzw. untere Trum 111 b des Siebes läuft über angetriebene
Walzen 114, 115 und 115 a mit glatter Oberfläche und verstellbare Spannrollen 116a,
116b und 116c. Die Walze 114 wird von der insgesamt mit 119 bezeichneten Hauptantriebseinrichtung
angetrieben. Dieser Hauptantrieb 119 ist ein solcher mit regelbarer Drehzahl, der
in unmittelbarer mechanischer Verbindung mit der Walze steht, wie es hier durch
die beiden die Antriebseinrichtung 119 mit der Walze 114 verbindenden Linien angedeutet
ist. Der Hauptantrieb 119 dient zum Regeln der Laufgeschwindigkeit des Maschinensiebes.
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Die Walzen 115 und 115 a werden jeweils mittels einer mit Drenmomentregelung
arbeitenden Hilfsantriebseinrichtung 120 und 120 a angetrieben, um die Hauptantriebswalze
114 beim Antreiben des Siebes zu unterstützen. Bei den Hilfsantrieben 120 und 120a
verwendet man gewöhnlich einen mit regelbarer Spannung arbeitenden Gleichstrommotor,
der
die Walzen 115 oder 115a mit einem vorbestimmten Drehmoment
antreibt, um auf das Formsieb bzw. Maschinensieb eine vorbestimmte Antriebsleistung
zu übertragen. Außerdem ist ein Hilfsantrieb 121 für die Saug- und Gautschwalze
112 vorgesehen. Es ist jedoch wichtig, daß die Gautschwalze 112 nur zum Aufbringen
- einer minimalen Antriebsleistung auf das Maschinensieb benutzt wird, wenn man
die durch die Erfindung erstrebten Vorteile erzielen will.
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Bei einer der Fig. 1 entsprechenden ausgeführten Papiermaschine beträgt
die Spannung T4 zwischen der Gautschwalze 112 und den Saugkästen
118 etwa 9,8 kg/cm Siebbreite, während die 'kleinste Spannung T., kurz vor
den Saugkästen etwa 3,6 kg/cm beträgt. Der Hilfsantrieb 121 ist so eingeregelt,
daß er die Saug- und Gautschwalze 11.2 mit der Geschwindigkeit des Siebes 111, jedoch
mit einem solchen vorbestimmten niedrigen Drehmoment antreibt, daß auf der ablaufenden
Seite der Saug- und Gautschwalze 112, d. b. zwischen der Walze 112 und der
ersten angetriebenen glatten Walze 114, in dem Sieb eine Spannung T" von etwa 9
kg/cm herrscht. Die übrigen angetriebenen Walzen 114, 115 und 115 a sind
dagegen so angetrieben, daß sich längs des vom Sieb berührten Teils des Umfanges
der Walze in dem Sieb eine Spannungsverminderung um etwa 10 bis 40% des gesamten
Spannungsunterschiedes zwischen T4 und T, ergibt, und zwar wird die erste Siebleitwalze
114 so angetrieben, daß sich in dem ablaufenden Sieb eine Spannung T7 von
etwa 7,2 kg/cm ergab; der Antrieb der nächsten angetriebenen glatten Walze 115 erfolgt
derart, daß in dem ablaufenden Sieb eine Spannung T8 von etwa 5,4 kg/cm gemessen
wird, während die letzte angetriebene Walze 115a so angetrieben ist, daß
sich in dem ablaufenden Sieb eine Spannung T0 ergibt, die im wesentlichen
gleich der Spannung T5 von etwa 3,6 kg/cm auf der Zulaufseite der Saugkästen 118
ist. Bei der in dieser Weise betriebenen Maschine ist die Lebensdauer des Maschinensiebes
im Vergleich zur bisherigen Lebensdauer von 3 bis 5 Tagen bei dem Hauptantrieb des
Siebes über die Saugwalze bis zu 2 Wochen und länger.
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Statt elektrischer Hilfsantriebe können auch Hilfsantriebe anderer
Art verwendet werden. Beispielsweise kann die Hauptantriebswalze 114 mit einer der
anderen angetriebenen glatten Walzen 115, 115a mittels eines Riementriebes verbunden
sein, der eine verstellbare Spannrolle aufweist.
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Aus Fig. 2, die nur einen Teil des Maschinensiebes 111 sowie die Saug-
und Gautschwalze 112 und die erste Siebleitwalze 114 der Siebpartie nach Fig. 1
zeigt, ist ersichtlich, daß der Saugkasten 112a in der Saug- und Gautschwalze 112
eine Winkelabmessungs von etwa 30 bis 40° aufweist, daß jedoch das Maschinensieb
111 den Walzenumfang über einen weiteren Winkel x umschlingt, wobei der Winkel
x ge-
wöhnlich in einem Bereich von etwa 30 bis etwa 120° liegt.
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Es besteht eine mathematische Beziehung zwischen der Spannung T4 des
auf die Walze 112 auflaufenden Siebteils, der Siebspannung T6 auf der ablaufenden
Seite, dem Reibungswert y zwischen dem Sieb und der gelochten Walzenoberfläche und
dem in Bogenmaß z ausgedrückten Umschlingungswinkel x, wenn sieb das Sieb nur längs
dieses Teils x des Gesamtumschlingungswinkels der Walze 112 verkürzen soll. Diese
mathematische Beziehung ist durch die bekannte Seilreibungsformel gegeben und läßt
sich in folgender Form ausdrücken: T4 = T, eYZ, wobei e die Basis des natürlichen
Logarithmus ist. Wenn T4 und T6 dieser Formel entsprechen, tritt die Spannungsabnahme
und damit die Antriebswirkung auf das Sieb 111 lediglich in demjenigen Teil des
Siebes auf, der längs des Bogenmaßes z den Walzenumfang umschlingt. Es ist aber
wichtig, zu vermeiden, daß auf das Sieb in dem Bereich des Saugkastens 112a der
Saug- und Gautschwalze 112 irgendeine Antriebswirkung aufgebracht wird. Daher
darf eine Antriebskraft von der Saug- und Gautschwalze auf das Sieb nur längs des
Winkels x oder längs eines kleineren Winkels aufgebracht werden. Eine Möglichkeit
hierzu besteht darin, den Umschlingungswinkel x hinter dem Saugkasten 112
a zu vergrößern, doch sind in dieser Hinsieht bestimmte Grenzen gesetzt.
Eine andere Möglichkeit besteht darin, die Spannung T, auf der ablaufenden Seite
zu vergrößern. Hierdurch ergibt sich ein kleinerer Spannungsabfall T4 bis T6. Die
Gautschwalze 112 soll also gemäß der Erfindung so angetrieben sein, daß in dem Sieb
jenseits der Gautschwalze eine Spannung To herrscht, die größer ist als T4/eY'=.
Nur dann wird eine Antriebskraft nur an derjenigen Umfangsfläche der Gautschwalze
übertragen, die nicht mit Unterdruck beaufschlagt ist.
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Fig.3 zeigt den Teil einer anderen Siebpartieanordnung. Bei ihr läuft
das Maschinensieb 111 von der Saug- und Gautschwalze 112 zu einer glatten Umlenkwalze
221 und dann über eine glatte Siebleitwalze 240 und unter einer durch einen Hilfsantrieb
219 angetriebenen glatten Siebleitwalze 214 hindurch und schließlich über eine Spannwalze
216 auf dem üblichen Weg zurück zur nicht gezeigten Brustwalze. Bei diesem Ausführungsbeispiel
erhält die Umlenkwalze 221. über die Antriebseinrichtung 222 den Hauptantrieb, während
die Saug- und Gautsohwalze 112 durch den Hilfsantrieb 121 angetrieben wird. Auch
die Umlenkwalze 221 ist eine Walze mit glatter Oberfläche.
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Bei diesem Ausführungsbeispiel beträgt die Spannung T,, vor den Saugkästen
118 etwa 3,6 kg/cm, während die Spannung T", zwischen den Saugkästen und der Saug-
und Gautschwalze 112 etwa 7,2 kg/cm beträgt; die Umlenkwalze 221 wirkt als Antriebswalze,
welche das Formsieb 111 so antreibt, daß in ihm eine Spannung T11 von etwa
6,3 kg/cm zwischen der Saug- und Gautschwalze 112 und der Umlenkwalze 221 herrscht.
Der sich aus der Siebspannung ergebende Anlagedruck des Siebes an der Saugwalze
112 ist gleich der mittleren Spannung des den Umfang berührenden Teils des Siebes,
geteilt durch den Radius der Saugwalze. Im vorliegenden Falle beträgt die mittlere
Spannung etwa 6,7 kg/cm, und die Saug-und Gautschwalze hat einen Radius von etwa
560 mm, was bedeutet, daß der sich aus der Siebspannung ergebende Anlagedruck etwa
0,11 kg/cm2 beträgt. Arbeitet man aber mit einem Unterdruck von etwa 500 mm Quecksilbersäule
in der Saugzone 112a und nimmt man an, daß die wirksame Unterstützungsfläche nur
etwa 45 % der Gesamtfläche des Walzenmantels ausmacht, so ergibt sich, daß der durch
den Unterdruck aufgebrachte Anlagedruck
etwa 1,5 kg/ctn2 beträgt.
Wenn der Gautsahwalze 112 außerdem eine Anpreßwalze 250 zugeordnet ist, wird natürlich
ein noch größerer Anlagedruck aufgebracht. Dieser Druck richtet sich sowohl nach
dem Druck an der Durchlaufstelle als auch nach dem Flächeninhalt der Durchlaufstelle
sowie nach anderen Faktoren, die man nicht zu berechnen braucht, da es offensichtlich
ist, daß der Normaldruck durch das Vorhandensein einer zusätzlichen Anpreßwalze
250 noch gesteigert wird. Deshalb ist auch hier durch den Antrieb der Saugwalze
112 in der Weise, daß während der Berührung des Siebes 111 auf ihr die Spannung
auch nur um 7,2-6,3 = 0,9 kg/cm abfällt, dafür Sorge getragen, daß die Spannungsabnahme
nur längs des hinter der Saugzone 112a liegenden Teils des Umschlingungswinkels
eintritt, der hier ja wesentlich kleiner ist als im ersten Ausführungsbeispiel.
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Im Gegensatz hierzu ist der an der angetriebenen Umlenkwalze 221 ,herrschende
Anlagedruck allein derjenige Druck, der sich durch die Spannung des Siebes ergibt.
Wie oben erwähnt, soll dieser Druck mindestens etwa 0,035 kg/cm`=, beispielsweise
etwa 0,11 kg/cm2 betragen. Da dieser Druck verhältnismäßig gering ist, hat es sich
als wichtig erwiesen, dafür zu sorgen, daß eine bestimmte Mindestfläche der Walzen
von dem Sieb umschlungen wird, d. h. die angetriebenen Walzen einen ausreichenden
Gesarntumschlingungswinkel haben. Praktisch hat es sich als zweckmäßig erwiesen,
mindestens zwei Walzen mit glatter Oberfläche für den Antrieb des Siebes zu verwenden.
Bei Benutzung von drei glatten Walzen erhält man besonders gute Ergebnisse. Für
die glatten Walzen wird ein möglichst großer Durchmesser gewählt, damit man einen
möglichst geringen Siebanlagedruck erhält, so daß der Siebverschleiß auf den glatten
Walzen auf einem Minimum gehalten wird und auch die Lagerkräfte in leicht beherrschbarer
Grenzen gehalten werden. Der Durchmesser dieser Walzen liegt gewöhnlich etwa zwischen
50 und 100% des Durchmessers der Saug- und Gautschwalze. Die glatten Walzen werden
bei der Anwendung der Erfindung in Bezug zueinander sowie gegenüber den verschiedenen
Spannwalzen vorzugsweise so angeordnet, daß der jeweilige Umschlingungswinkel mindestens
etwa 40° beträgt. Wie aus Fig. 1 ersichtlich, beträgt der Umschlingungswinkel bei
sämtlichen Walzen 114, 115 und 115a über 90°. In Fig. 3 ist der Umschlingungswinkel
bei der Umlenkwalze 221 etwa 180°, während der Umschlingungswinkel bei der mit einem
Hilfsantrieb 219 versehenen zweiten Walze 214 etwa 120° beträgt. Somit ist ein Gesamtumschlingungswinkel
von 300° vorhanden. Bei der Durchführung der Erfindung soll der Gesamtumchlingungswinkel
mindestens etwa 180° betragen.
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Bei dem Ausführungsbeispiel der Erfindung gemäß Fig. 4 läuft das Sieb
im zurücklaufenden Trum 111 b über die außerhalb der Siebschleife angeordnete Siebleitwalze
114 und 115 sowie die verstellbaren Spannwalzen 116 a, 116 b, 116
c und 116 d, die innerhalb der Siebschleife so angeordnet sind, daß das Sieb
die Oberfläche der Siebleitwalzen 114 und 115 in einem erheblichen Ausmaß umschlingt.
Die Siebleitwalze 114 erhält den Hauptantrieb von der Antriebseinrichtung 119 und
bestimmt die Laufgeschwindigkeit des Siebes 111. Die Siebleitwalze 115 erhält ihren
Antrieb von einem mit Drehmomentregelung arbeitenden Hilfsantrieb 120, z. B. einem
mit veränderbarer Spannung arbeitenden Gleichstrommotor, der die Walze 115 mit einem
vorbestimmten Drehmoment antreibt, um auf das Sieb eine vorbestimmte Antriebskraft
aufzubringen.
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Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 liegen. die angetriebenen glatten
Walzen 114 und 115 sämtlich außerhalb der Siebschleife. Dadurch ist eine noch stärkere
Verminderung des Siebverschleißes erzielt. Während bei einer gegebenen Papiermaschine
die Verlagerung des Hauptteils des Antriebes von der Gautschwalze auf innerhalb
der Siebschleife angeordnete angetriebene glatte Walzen die Lebensdauer des Siebes
von 5 Tagen auf 2 Wochen verlängert, führt die Verlagerung des Hauptteils des Antriebes
des Siebes von innerhalb der Siebschleife angeordneten glatten Walzen auf außerhalb
derselben angeordnete glatte Walzen zu einer weiteren Verlängerung der Lebensdauer
des Siebes von etwa 2 Wochen auf etwa 3 Wochen.
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Bei der in Fig.5 gezeigten, noch anderen Siebpartieanordnung läuft
das Sieb von der Umlenkwalze 221 über eine angetriebene glatte Siebleitwalze 214.
außerhalb der Siebschleife, eine angetriebene glatte Walze 217 innerhalb der Siebschleife
und dann wieder über eine angetriebene glatte Walze 215 außerhalb der Siebschleife
und schließlich über eine Spannwalze 216 zurück. Bei diesem Ausführungsbeispiel
treibt die Hauptantriebseinrichtung 219 die erste außerhalb der Siebschleife angeordnete
glatte Walze 214 an, während ein Hilfsantrieb 220 zum Antreiben der nächsten glatten
Walze 215 außerhalb der Siebschleife und der Hilfsantrieb 225 zum Antreiben der
innerhalb der Siebschleife angeordneten Walze 217, der Hilfsantrieb 121 für die
Saug- und Gautschwalze 112 und der Hilfsantrieb 224 für die Umlenkwalze 221 dient.
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Bei der Anordnung nach Fig.5 wird das Maschinensieb in einem erheblichen
Ausmaß mittels außerhalb der Siebschleife angeordneter Walzen mit glatter Oberfläche
angetrieben, doch bringen auch die innerhalb der Formsiebschleife angeordneten Walzen
eine Antriebswirkung auf. Bei der Anordnung der Walzen sind nämlich auch die Lagerung
der Walzen, die Plötzlichkeit der Änderung der Bewegungsrichtung des Siebes usw.
zu berücksichtigen. Aus diesem Grunde kann die Anordnung nach Fig. 5 in manchen
Fällen in der Praxis vorteilhafter sein als die Anordnung nach Fig. 4, bei der im
wesentlichen die gesamte Antriebskraft mittels der außerhalb der Siebschleife angeordneten
Walzen 114 und 115 auf das Sieb aufgebracht wird. Allerdings wird auch bei der Anordnung
nach Fig. 5 ein erheblicher Teil der Antriebswirkung, und zwar mindestens ein Anteil
von 50% der gesamten Antriebskraft mit Hilfe der außerhalb der Formsiebschleife
angeordneten Walzen aufgebracht. Bei drei glatten Antriebswalzen im rücklaufenden
Trum des Siebes sollten mindestens zwei dieser Walzen außerhalb der Siebschleife
angeordnet sein, wie es in Fig. 5 der Fall ist.
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Bei der Anwendung der Erfindung soll der gesamte Umschlingungswinkel
bei den innerhalb und außerhalb der Siebschleife angeordneten angetriebenen glatten
Walzen, wie oben bereits gesagt, mindestens etwa 180° betragen, dabei soll der Gesamtumschlingungswinkel
der außerhalb der Siebschleife angeordneten Walzen mindestens etwa 120°, vorzugsweise
jedoch mindestens etwa 180° betragen.
Das in Fig. 6 gezeigte Ausführungsbeispiel
ähnelt demjenigen nach Fig. 5. Auch hier treibt der Hauptantriebsmotor 219 die außerhalb
der Siebsohleife liegende erste glatte Walze 214 im zurücklaufenden Trum 111 b des
Siebes 111, und zwar über einem Treibriemen 318, der den Motor 219 mit der Hauptantriebswalze
214 verbindet. Diese Hauptantriebswalze 214 überträgt auf das Maschinensieb 111
eine erhebliche Antriebsleistung, doch sind mit der Hauptantriebswalze 214 und somit
auch mit dem ihr zugeordneten Hauptantriebsmotor219 mehrere Hilfsantriebe verbunden,
die hier der Einfachheit halber als Riemen dargestellt sind. Ein erster Riemen 323
verbindet die Hauptantriebswalze 214 mit der Saug-und Gautschwalze 112. Ein
zweiter Riemen 324 verbindet die Hauptantriebswalze 214 mit der Umlenkwalze
221. Ein weiterer Riemen 325 stellt eine Verbindung zwischen der Hauptantriebswalze
214 und der angetriebenen Siebleitwalze 217 her, und ein Riemen 326 verbindet die
angetriebene Siebleitwalze 215 mit der Walze 217. Die Walze 215 wird in diesem Falle
über die Walze 217 und nicht unmittelbar von der Hauptantriebswalze 214 mit dem
Hauptantriebsmotor 219 angetrieben. Man kann jedoch auch die soeben angedeutete
unmittelbare Verbindung vorsehen. Wenn der Unterdruck in den Saugkästen 118 steigt,
nimmt der an den Saugkästen auftretende Reibungswiderstand zu, und auf das Sieb
muß hinter den Saugkästen bzw. zwischen den Saugkästen und der Gautschwalze 112
eine größere Spannung aufgebracht werden. Entsprechend deutet eine Zunahme des Unterdruckes
an der Saugfläche 112a der Gautschwalze darauf hin, daß sich die Papierbahn auf
dem Maschinensieb in einem größeren Ausmaß aufbaut, und diese verstärkte Bahn führt
natürlich zu einem größeren Reibungswiderstand des Siebes an den Saugkästen 118.
Aus diesem Grunde ist der Unterdruck an der Saugfläche 112a bzw. an den Saugkästen
118 ein Maß für die Antriebskraft, die man auf das Sieb 111 aufbringen muß, um die
gewünschte Geschwindigkeit aufrechtzuerhalten.
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Die Steuerung der Hilfsantriebe 323, 324, 325 und 326, und zwar im
Falle der Riemen als Antriebe durch Bewegen von Spannrollen; erfolgt durch hier
nicht gezeigte auf den Druck an der Saugfläche 112a der Sau- und Gautschwalze
112 und/oder den Saugkästen 118 ansprechende Einrichtungen. Es finden zwei
Arten von auf Druckänderungen ansprechenden Einrichtungen Verwendung.
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Bei den Hilfsantrieben 324, 325 und 326, die zum Antreiben der glatten
Walzen 221, 217 und 215 dienen, ist es erwünscht, die übertragene Antriebsleistung
zu verringern, wenn sich der Unterdruck an der Saugfläche 112a der Gautschwalze
und/oder in den Saugkästen 118 verringert, denn bei einem niedrigeren Unterdruck
wird auch eine niedrigere Antriebsleistung benötigt, um das Sieb 111 mit der gewünschten
Geschwindigkeit zu bewegen.
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Es hat sich aber als wichtig erwiesen, bei einem zunehmenden Unterdruck
an den Saugflächen und damit einer Zunahme der benötigten Antriebskraft für das
Sieb 111 einen zunehmenden Leistungsanteil auf die glatten Walzen 221, 214, 217
und 215, und nicht etwa auf die gelochte Saug- und Gautschwalze 112 aufzubringen.
Denn mit zunehmendem Unterdruck an den Saugflächen ist, wie oben dargelegt, eine
größere Spannung Ts hinter den Saugkästen 118 erforderlich, um das Sieb 111 mit
der gewünschten Geschwindigkeit über die Saugkästen zu ziehen. Bei einer Erhöhung
der Spannung T6 vor der Saugwalze 1.12 steigt aber auch die Siebspannung hinter
der Saugwalze. Um nun zu verhindern, daß bei einer Zunahme der Spannung T, vor der
Saugwalze die letztere eine zunehmende Antriebskraft auf das Sieb 111 überträgt,
wird die Spannrolle des Riemens 323 so bewegt bzw. der entsprechende andere Hilfsantrieb
so gesteuert, daß die von der Saugwalze auf das Sieb übertragene Antriebskraft mit
zunehmendem Unterdruck verringert wird.
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Der der Hauptantriebswalze 214 zugeordnete Hauptantriebsmotor 219
ist so ausgelegt, daß dem Sieb ??1 bei einer vorbestimmten mittleren Spannung eine
Antriebskraft zugeführt wird, deren Größe mindestens ausreicht, um das Maschinensieb
111 anzufahren, wenn an den Saugkästen 118 und/oder an der Saugfläche 112a der Gautschwalze
kein Unterdruck aufgebracht wird. Wenn das Sieb 111 mit voller Geschwindigkeit läuft
und dann an den Saugkästen und der Saugfläche 112 a der Gautschwalze ein Unterdruck
auftritt, wird eine größere Antriebskraft benötigt, um die Geschwindigkeit des Siebes
aufrechtzuerhalten. Diese zusätzliche Antriebskraft wird dann mit Hilfe der Hilfsantriebe
324, 325 und 326 aufgebracht.