DE1163651B - Verfahren und Vorrichtung zum Schrumpfen von Papierbahnen ohne Kreppung - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Internat. Kl.: B31f

Deutsche Kl.: 54 d-4/02

Nummer: 1163 651

Aktenzeichen: C 23970 VII b / 54 d

Anmeldetag: 26. April 1961

Auslegetag: 20. Februar 1964

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Schrumpfen von Papierbahnen ohne Kreppung, indem die Papierbahn an der Oberfläche einer nicht drehbaren Stange vorbei auf einem sich zusammenziehenden Drucktuch geführt wird, welches das Papier schrumpfen läßt und gleichzeitig ein Kreppen durch Andrücken der Papierbahn an die Stangenoberfläche unter einem senkrechten Druck verhindert, der in Laufrichtung des Drucktuchs abnimmt.

Es ist bereits eine Vorrichtung zum Verstellen des Anpreßdrucks eines um ein Trommelsegment laufenden Drucktuchs aus elastischem Material an der keilförmigen Eintrittstelle der zu schrumpfenden] Bahn aus Papier, Stoff od. dgl. vorgeschlagen worden, die einen das Drucktuch an das Trommelsegment pressenden, an seiner Anlagefläche bogenförmigen Stab hat. Durch einen Schlitz in dieser Stange wird ein flüssiges Schmiermittel gegen die Unterseite des Drucktuchs gespritzt, um die Reibung zwischen dem die Bahn tragenden Drucktuch und der Stangenoberfläche zu verringern, über die das Drucktuch läuft. Die Verwendung eines Schmiermittels ist erforderlich, weil das Stangenpaar, zwischen denen das Drucktuch hindurchgeht, winklig zur Laufrichtung des Drucktuchs und der Bahn angeordnet ist, damit die Richtung der größten Dehnbarkeit der Bahn winklig zur Laufrichtung liegt. Würden die winklig gestellten Stangen sich frei drehen, dann würde das wandernde Drucktuch über die Enden der Stangen von diesen ablaufen. Das Stangenpaar muß deshalb feststehen.

Druckluft als Schmiermittel ist für die Erfindung wegen der Druckschwankung unzulänglich, die vom Drucktuch auf die Bahn bei ihrem Lauf über die Oberfläche der Andrückstange übertragen wird. Beim Beginn dieses Laufes ist der Druck verhältnismäßig hoch, nimmt aber von dieser Stelle fortschreitend ab. Bei Luft als Schmiermittel müßte also ihr Druck so hoch sein, daß sie zwischen die Bahn und die Oberfläche der Andrückstange an der Stelle des höchsten Druckes zwischen diesen beiden treten kann; an einer folgenden Stelle auf der Oberfläche dieser Stange, an welcher der auf die Bahn ausgeübte Druck geringer ist, würde aber der hohe Luftdruck das Drucktuch von der Stange blasen. In diesem Falle würde der senkrecht auf die Bahn wirkende Druck entfallen, der das Kreppen der Bahn verhindert.

Es sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Längenänderung von Textilien bekannt, die einer Pressung zwischen einer verhältnismäßig weichen, verformbaren Walze und einer Walze mit härterer Oberfläche ausgesetzt werden, wobei die Umlaufge-Verfahren und Vorrichtung zum Schrumpfen
von Papierbahnen ohne Kreppung

Anmelder:

Clupak, Inc., New York, N.Y. (V. St. A.)

Vertreter:

Dr.-Ing. P. K. Holzhäuser, Patentanwalt,

Offenbach/M., Herrnstr. 37

Als Erfinder benannt:

Ernst H. Schaefer, Mechanicville, N.Y.

(V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:

V. St. v. Amerika vom 1. Juni 1960 (Nr. 33 233)

schwindigkeiten der beiden Walzen gleichgerichtet, aber unterschiedlich sind, je nachdem ein Strecken oder ein Schrumpfen der Textilien gewünscht wird. Die Walzen sind parallel zueinander und rechtwinklig zur Laufrichtung der zwischen ihnen durchgezogenen Bahnen angeordnet. Eine Vorrichtung zum Einleiten von Dampf als Schmiermittel zwischen Bahn und Walzenoberfläche ist nicht vorgesehen.

Von den bekannten Verfahren unterscheidet sich die Erfindung dadurch, daß ein unter Druck stehender Dampffilm gebildet wird, der die Papierbahn in einem gleichmäßigen Abstand von der Stangenoberfläche während des ganzen Laufes der Bahn an der Stangenoberfläche entlang hält, indem man ständig Dampf durch eine Öffnung in der Stangenoberfläche

strömen und zwischen der Papierbahn und der Stangenoberfläche während des ganzen Laufs der Bahn über die Stange einen ununterbrochenen Film bilden läßt, welcher infolge seiner Wärmeabgabe an die Papierbahn einen ebenfalls ständig abnehmenden Druck hat.

Die Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens hat ein in einem solchen gegenseitigen Abstand angeordnetes Preßstangenpaar geringen Durchmessers, daß die auf dem elastischen Drucktuch geförderte Bahn in dem gebildeten Zwischenraum eine Schrumpfzone durchläuft, und die Oberfläche der als Druckstange wirkenden Stange ist an der Berührungslinie

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mit der Bahn mit einem sich über die Bahnbreite erstreckenden Schlitz versehen, der mit einem Verteilerkasten für den gespannten Dampf in Verbindung steht. Zweckmäßig ist der Schlitz in Laufrichtung des Drucktuchs geneigt.

Der Schlitz kann unter einem Winkel von etwa 33° zur Laufrichtung des Drucktuchs geneigt sein. Am Grunde des Schlitzes können Brücken oder Stege im Abstand voneinander vorgesehen sein, die für ein Offenhalten des Schlitzes sorgen.

Zur Verminderung der Reibung zwischen dem Drucktuch und der Klemmstange des Preßstangenpaares wird vorteilhaft als Schmiermittel Wasser durch ein Sprührohr zugeführt.

Vor dem Eintritt der Bahn in die Klemmstelle zwischen den Stangen kann ein Zuleitungsrohr für ein reibungsverminderndes Mittel, wie eine verdünnte wässerige Siliconlösung, vorgesehen sein.

Die Erfindung ist in der nachfolgenden Beschreibung und an Hand einer Zeichnung erläutert, in der

F i g. 1 ein Teilgrundriß der Vorrichtung zum Herstellen ungekreppten, dehnbaren Papiers gemäß der Erfindung,

Fig. 2 eine Seitenansicht von Fig. 1, zum Teil im Schnitt nach Linie 2-2 der Fi g. 1,

F i g. 3 eine vergrößerte Seitenansicht im Schnitt nach Linie 3-3 der F i g. 1 und

F i g. 4 in gleichem Maßstab eine Ansicht, teilweise geschnitten, der feststehenden Druckstange der in F i g. 1 gezeigten Vorrichtung ist.

In Fig. 1 ist nur der Teil der Vorrichtung zum Herstellen ungekreppten, dehnbaren Papiers gezeigt, der zum Verständnis der vorliegenden Erfindung notwendig ist. Die Bezugsziffer 10 bezeichnet ein Drucktuch, welches im besonderen die Form einer endlosen Schleife hat und von Walzen getragen wird, die quer im Abstand voneinander angeordnet sind und in Laufrichtung von einem üblichen Antrieb angetrieben werden können. Beim Arbeiten der Vorrichtung kann demnach das Drucktuch 10 ständig in Längsrichtung zwischen einer Druckstange 11 und einer Klemmstange 12 hindurchgezogen werden, die beide winklig zur Laufrichtung des Drucktuchs stehen. Träger üblicher Art halten die Stangen in dieser gewünschten Lage. Beide Stangen stehen still, um eine richtige Führung des Drucktuchs 10 beizubehalten. Auf diese Weise sind eher Kräfte einer gleitenden als einer rollenden Reibung zu berücksichtigen, und darin liegt die ausgedehnteste wirtschaftliche Anwendung der vorliegenden Erfindung.

Wie am besten aus F i g. 2 hervorgeht, stehen die Druckstange 11 und die Klemmstange 12 in einem solchen Abstand voneinander, daß der Zwischenraum zwischen ihnen etwas geringer als die Dicke des Drucktuchs 10 ist. Auf diese Weise bilden die Stangen eine Verengung, und das Drucktuch 10 wird beim Hindurchziehen durch diese Verengung bei A zusammengepreßt. Außerdem wird das Drucktuch 10 so geführt, daß es über die Klemmstange 12 laufen muß, wobei seine Oberfläche 14 konvex gekrümmt ist, und dann um die Druckstange 11 läuft, wobei seine Oberfläche dann konkav gekrümmt ist. Die Oberfläche 14 des Drucktuchs besteht aus Gummi oder irgendeinem ähnlichen, elastischen und nicht zusammendrückbaren Werkstoff. Es folgt, daß sich die Oberfläche durch die vereinigte Wirkung der Verengung^ und der Änderung in der Krümmung des Drucktuchs 10 zusammenzieht. Insbesondere erfolgt diese Zusammenziehung der Drucktuchoberfläche 14 während des Laufs des Drucktuchs 10 vom Verengungspunkt A zu dem mit B bezeichneten Punkt., dem letzten Berührungspunkt zwischen dem Drucktuch 10 und der Druckstange 11, und diese beiden Punkte sind Anfang und Ende von dem, was nachstehend als die Schrumpfstelle 13 der Maschine bezeichnet wird. Eine Papierbahn 15 wird über eine Streckwalze 16 zugeführt und auf die Gummioberfläche 14 des Drucktuchs 10 an dem Verengungspunkt A der Schrumpfstelle 13 geleitet. Wenn nun anschließend die Oberfläche 14 des wandernden Drucktuchs sich beim Durchgang durch die Schrumpfstelle 13 zusammenzieht, verdichtet oder drückt sie die Fasern der Papierbahn 15 zusammen und erteilt demzufolge der Papierbahn ein geregeltes Maß von Dehnbarkeit. Während dieser Verdichtung der Papierbahn 15 wird auf sie ein senkrechter Druck ausgeübt, um ein Kreppen oder Runzligwerden der Flächen der Papierbahn zu verhüten.

Wie am besten in F i g. 3 veranschaulicht ist, ist die Größe des senkrechten Druckes in der Nähe des Punktes A hauptsächlich eine Funktion der Kraft A', die von der Klemmstange 12 auf die Unterseite des Drucktuchs 10 ausgeübt wird. Obgleich es nicht dargestellt ist, ergibt sich doch, daß die Lagerung für die Klemmstange 12 zur Druckstange 11 hin oder von ihr fort einstellbar ist, um diese Kraft zu bestimmen. Üblicherweise ist die Klemmstange 12 so gestellt, daß sie kräftig auf das Drucktuch 10 drückt und der auf die Papierbahn 15 in der Nähe des Punktes A ausgeübte senkrechte Druck sehr hoch ist. Dagegen ist der senkrechte Druck in der Nähe des Punktes B, dem letzten Berührungspunkt zwischen der Papierbahn 15 und der Druckstange 11, hauptsächlich nur eine Funktion der Kraft B', welche das Drucktuch 10 durch die Schrumpfstelle 13 zieht. Der auf die Papierbahn 15 in der Nähe des Punktes B ausgeübte senkrechte Druck ist deshalb gewöhnlich sehr viel geringer.

Diese Schwankung des senkrecht auf die Papierbahn 15 ausgeübten Druckes erschwert die Aufgabe, eine Schmierung zwischen der Bahn und dem Teil der Oberfläche der Druckstange zu bewirken, der sich längs der Schrumpfstelle 13 vom Punkt/i zum Punkt B erstreckt. Dieser Teil der Oberfläche der Druckstange 11 ist in Fig. 3 und 4 mit 17 bezeichnet.
Es wurde nun gefunden, daß ein Dampffilm mit Vorteil für eine Schmierung zwischen der Oberfläche 17 und der Bahn 15 verwendet werden kann, ohne daß die Verdichtung der Bahn 15 nachteilig beeinflußt wird. Der Grund für die Eignung des Dampfes zu diesem Zweck ist, daß etwas von seiner Wärme an die Papierbahn 15 während des Laufs vom Punkte zum Punktß abgegeben wird. Dieser Wärmeverlust hat eine gewisse Kondensation des Dampfes und eine entsprechende Verringerung seines Druckes beim Strömen vom Punkt A zum Punkt B zur Folge. Während nun anfänglich der Dampf mit einem ausreichend hohen Druck eingeführt wird, um zwischen die Oberfläche der Druckstange 11 und die Bahn am Punkt A zu treten, nimmt der Druck allmählich von diesem Eintrittspunkt bis zum Punkt B ab. Auf diese Weise hebt der in F i g. 3 etwas übertrieben dargestellte und mit 18 bezeichnete Dampffilm, der sich zwischen der Oberfläche 17 der Druckstange und der Bahn 15 in der krtischen Fläche zwischen Punkt A und Punkt B

bildet, das Drucktuch 10 nur geringfügig von der Druckstange 11 ab und verringert damit erheblich die Reibungskräfte zwischen diesen Teilen, erlaubt aber andererseits kein Kreppen der Flächen der Bahn 15.

Eine bevorzugte Ausführunigsform zum Einführen des Dampffilms 18 zwischen die Bahn 15 und die Oberfläche 17 der Druckstange ist in F i g. 2, 3 und 4 gezeigt. Von einer Druckstange 11 mit im wesentlichen zylindrischer Form ausgehend wird ein rechteckiger Teil der Stange entfernt, um für ein Segment 19 ähnlicher Form Platz zu schaffen. Das Segment 19 wird als eine Seitenwandung an einen Bauteil geschweißt, der einen kastenartigen Teil 20 bildet, der dann in das hohle Innere 21 der Druckstange 11 gesetzt und an den Linien 22 und 23 mit ihr verschweißt wird. Ehe die Enden des Bauteils 20 abgedeckt werden, werden Abstandshalter 24 in Abständen zwischen die oberen und unteren Seiten gesetzt, um dem Kasten die nötige Festigkeit zu geben. Ein Steg 25 wird an der gegenüberliegenden Seite 26 des Kastens 20 und an der Innenfläche 27 der Druckstange 11 befestigt, um den Kasten 20 in der richtigen Lage zu halten. Ein Rohr 28 wird in einer Öffnung 29 in der Druckstange 11 angeschweißt und ragt durch eine Öffnung 30 im Kasten 20. Von einer geeigneten Dampfquelle 31 wird Dampf durch das Einlaßrohr 28 in das hohle Innere 32 des Kastens 20 geleitet. Dieser Dampf wird dann durch einen Schlitz 33, der in das Segment 19 gefräßt ist, ausgeblasen und tritt zwischen die Oberfläche der Druckstange 11 und die Bahn 15. Die Länge des Schlitzes 33 stimmt vorteilhaft mit der Breite der Bahn 15 überein.

Der Eintrittspunkt des Dampfes in die Schrumpfzone 13 ist im wesentlichen der Punkt A. Nach dem Eintritt in die Schrumpfzone 13 an diesem Punkt strömt der Dampf in Laufrichtung des Drucktuchs. Wie schon erwähnt, ist die Folge die Bildung eines Dampffilms 18 zwischen der Oberfläche 17 der Druckstange und der Bahn 15, der zwischen dieser 4" Oberfläche und der Bahn eine wirksame Schmierung herbeiführt.

Außer der Verwendung des vorstehend beschriebenen Dampffilms werden auch andere Schmierverfahren angewandt, um die Reibungskräfte und damit den Kraftbedarf dieser Maschinenart zu verringern. Beispielsweise werden die Druckstange 11 und die Klemmstange 12 aus einem Werkstoff mit verhältnismäßig glatter Oberfläche hergestellt. Da die Papierbahn 15 die Klemmstange 12 nicht berührt, kann die Oberfläche dieser Stange uneingeschränkt geschmiert werden. Wasser, das in F i g. 2 mit 34 bezeichnet ist, wird durch ein Sprührohr 35 zugeführt und bildet die bevorzugte Schmierweise für die Klemmstange 12. Eine verdünnte wässerige Siliconlösung, in F i g. 2 mit 36 bezeichnet, wird auch durch ein Rohr 37 zugeführt und auf die Papierbahn 15 gesprüht; wie gefunden wurde, beeinflußt sie weder die Eigenschaften noch das Aussehen des hergestellten Papiers nachteilig. Bei Schmierverfahren, die die Verwendung des Dampffilms 18 nicht einschließen, ist eine Vorrichtung von 150 cm Breite mit Erfolg mit einer Geschwindigkeit von 300 m/min gelaufen. Der Kraftbedarf dieser Vorrichtung liegt aber bei mehr als 192PS. Nur bei Benutzung eines Dampffilms wird der PS-Bedarf erheblich verringert. Versuche haben ergeben, daß die Verringerung etwa 70% beträgt.

Diese Versuche haben ebenso zu der besonderen Ausgestaltung des Schlitzes 33 in der Druckstange gemäß F i g. 3 und 4 geführt. Anstatt diesen Schlitz zu verwenden, wurde zuerst der Dampf in die Schrumpfzone 13 durch in Abständen angeordnete Auslässe in der Druckstange 11 eingeleitet. Es wurde festgestellt, daß die wässerige Siliconlösung, die zum Schmieren der Papierbahn 15 benutzt wurde, in den Stellen um die Auslässe, aber nicht an den Stellen zwischen den Auslässen entfernt wurde und unerwünschte Marken auf der Papierbahn zurückließ. Die Verwendung einer durchgehenden Öffnung entlang der Druckstange 11, wie des Schlitzes 33, an Stelle der in Abständen liegenden Auslässe beseitigt diese unerwünschten Marken.

Nach Vollendung einiger Probeläufe wurde ebenso festgestellt, daß ein radial in der Druckstange 11 angeordneter Schlitz 33 teilweise mit kleinen Gummiteilchen zugesetzt wurde. Um ein solches Verstopfen des Schmierschlitzes 33 auszuschalten und, was noch wichtiger ist, eine Beschädigung der Gummioberfläche 14 des Drucktuchs 10 zu vermeiden, muß der Schlitz 33 in der Laufrichtung des Drucktuchs leicht geneigt sein. Ein Neigungswinkel von 30° wird bevorzugt.

Ebenso war festzustellen, daß die Bewegung des Drucktuchs 10 über die Druckstange 11 dazu neigt, den Schlitz 33 zu verschließen. Um dem entgegenzuwirken, läßt man eine Reihe von Brücken im Abstand voneinander am Grund des Schlitzes 33 stehen.

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Schrumpfen von Papierbahnen ohne Kreppung, bei dem die Papierbahn an der Oberfläche einer nicht drehbaren Stange vorbei auf einem sich zusammenzieihenden Drucktuch geführt wird, das das Papier schrumpfen läßt und gleichzeitig ein Kreppen durch Andrükken der Papierbahn an die Stangenoberfläche unter einem senkrechten Druck verhindert, der in Laufrichtung des Drucktuchs abnimmt, dadurch gekennzeichnet, daß ein unter Druck stehender Dampffilm gebildet wird, der die Papierbahn in einem gleichmäßigen Abstand von der Stangenoberfläche während des ganzen Laufs der Bahn an der Stangenoberfläche entlang hält, indem man ständig Dampf durch eine Öffnung in der Stangenoberfläche strömen und zwischen der Papierbahn und der Stangenoberfläche beim ganzen Lauf der Bahn über die Stange einen ununterbrochenen Film bilden läßt, welcher infolge seiner Wärmeabgabe an die Papierbahn einen ebenfalls ständig abnehmenden Druck hat.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 mit einem in einem solchen gegenseitigen Abstand angeordneten Preßstangenpaar geringen Durchmessers, daß die auf einem elastischen Drucktuch geförderte Bahn in dem gebildeten Zwischenraum eine Schrumpfzone durchläuft, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche der als Druckstange wirkenden Stange (11) an der Berührungslinie mit der Bahn (15) einen sich über die Bahnbreite erstreckenden Schütz (33) hat, der mit einem Verteilerkasten (20) für den gespannten Dampf in Verbindung steht.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlitz (33) in Laufrichtung des Drucktuchs (10) geneigt ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlitz (33) unter einem Winkel von etwa 30° zur Laufrichtung des Drucktuchs (10) geneigt ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß am Grund des Schlitzes (33) Brücken oder Stege (38) im Abstand voneinander vorgesehen sind (Fig. 4).

6. Vorrichtung nach Anspruch 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verminderung der Rei-

bung zwischen Drucktuch (10) und Klemmstange (12) des Preßstangenpaares als Schmiermittel Wasser durch ein Sprührohr (35) zugeführt wird.

7. Vorrichtung nach Anspruch 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Eintritt der Bahn (15) in die Klemmstelle (A) zwischen den Stangen (11,12) ein Zuleitungsrohr (37) für ein reibungsverminderndes Mittel, z. B. eine verdünnte wässerige Siliconlösung, vorgesehen ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Schweizerische Patentschrift Nr. 338 352;
USA.-Patentschrift Nr. 2 146 694.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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