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Vorrichtung zur Herstellung mehrschichtiger Faserstoffbahnen Die Erfindung
betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung mehrschichtiger Faserstoffbahnen, wie
z. B. Papierbahnen, Pappebahnen od. dgl. aus Faserstoffsuspensionen verschiedener
Zusammensetzung mit einem mindestens im Bereich der Stoffzuführung als Steilsieb
ausgebildeten, endlosen Entwässerungssieb, wobei der Stoffauflauf in mindestens
zwei unmittelbar übereinander angeordnete, im wesentlichen horizontal verlaufende
Einzelkanäle unterteilt ist.
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Es ist bekannt, für die Herstellung von Duplex-und Triplexpapieren,
von Chromo-Ersatzkarton u. dgl. kombinierte Papiermaschinen zu verwenden, bei denen
mehrere Langsiebe oder Lang- und Rundsiebpartien vereinigt sind. Die auf den einzelnen
Sieben hergestellten Faserstoffbahnen gleicher oder verschiedener Zusammensetzung
werden dann anschließend in feuchtem Zustand durch eine Gautschpresse geführt und
zusammengegautscht.
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Bei hochwertigen Mehrlagenpapieren oder -kartonsorten werden die einzelnen
Faserstoffbahnen von den einzelnen Papiermaschinen abgezogen und anschließend in
einer Klebemaschine zusammengeleimt.
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Durch die USA.-Patentschrift 2 942 661 ist es ferner bekannt, zwei
getrennte Rundsiebe im Abstand voneinander übereinander anzuordnen und über diese
Rundsiebe ein endloses Langsieb laufen zu lassen. Zu jedem Rundsieb ist ein getrennter
Stoffauflauf vorgesehen. Es handelt sich im Prinzip dabei im wesentlichen um die
Hintereinanderschaltung zweier Rundsiebe bekannter Konstruktion. Hierbei wird zuerst
durch einen eigenen Stoffauflauf eine Faserstoffsuspension auf die gewölbte Blattbildungszone
des unteren Rundsiebes aufgebracht und entwässert. Erst anschließend daran wird
auf die bereits formierte Bahn durch einen zweiten Stoffauflauf, der in einiger
Entfernung von dem ersten Stoffauflauf angeordnet ist, die zweite Bahn aufgebracht.
Dies ist auch der Fall bei der durch die USA.-Patentschrift 2 259 859 bekannte Vorrichtung,
bei der die einzelnen Faserstoffsuspensionen in durch einen Zwischenraum voneinander
getrennten, übereinander angeordneten Zuführkanälen einem Steilsieb zugeleitet werden,
so daß ebenfalls eine geschlossene Blattbildungszone nicht vorhanden ist.
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Die USA.-Patentschrift 1532 083 zeigt eine Vorrichtung zur Herstellung
von mehrschichtigen Faserstoffbahnen unter Anwendung zweier selbständiger, voneinander
getrennter Langsiebe. Dabei werden die einzelnen Faserstoffsuspensionen in im wesentlichen
horizontal unmittelbar übereinander angeordneten Einzelkanälen den Sieben zugeführt,
wobei sich jedoch der Querschnitt der Einzelkanäle teilweise erheblich und sprunghaft
ändert. Da die einzelnen Faserstoffsuspensionen gleichzeitig teilweise einem senkrecht
angeordneten Langsieb als auch eine zweiten Sieb, das sowohl parallel zur Strömungsrichtung
der Faserstoffsuspensionen als auch in zwei verschiedenen Winkeln dazu angeordnet
ist, zugeleitet werden, tritt eine starke Beunruhigung innerhalb der Blattbildungszone
auf, und es ergibt sich eine inhomogene Faserstoffbahn.
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Es ist ferner bekannt, mehrschichtige Faserstoffbahnen unter Anwendung
eines horizontalen Langsiebes herzustellen. So ist bereits bekannt, die einzelnen
Faserstoffsuspensionen in zwei sich trichterförmig erweiternden Zuführungskanälen
in vertikaler Richtung dem unteren Trum des Langsiebes zuzuführen und die Suspensionen
mittels Vakuumkammern zu entwässern. Um eine Fixierung der Fasern, die sich an der
Unterseite des Siebes ablagern, zu gewährleisten, muß mit hohen Zuführdrucken und
mit hohen Unterdrucken der Saugkästen gearbeitet werden. Außerdem ergibt sich durch
' die senkrechte Aasströmung des horizontal verlaufenden Langsiebes eine starke
Ausrichtung der einzelnen Fasern in Laufrichtung des Siebes. Nach einem weiteren,
durch die deutsche Patentschrift 899 869 gegebenen Vorschlag werden die einzelnen
Faserstoffsuspensionen durch eine unterteilte Stoffauflaufdüse im freien Strahl
auf die Oberseite eines Langsiebes aufgebracht. Die einzelnen Faserstoffsuspensionen
müssen dabei eine genau aufeinander abgestimmte Geschwindigkeit aufweisen, um zu
vermeiden, daß sich eine Vermischung und Durchwirbelung der verschiedenen Suspensionen
ergibt.
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All diese Vorrichtungen erfordern einen erheblichen maschinellen Aufwand
und sind verfahrensmäßig schwer zu beherrschen. So werden zur Herstellung
von
mehrschichtigen Faserstoffbahnen aus Faserstoffsuspensionen verschiedener Zusammensetzung
unter Anwendung eines Steilsiebes, wie bereits ausgeführt, teils zwei getrennte
Lang- oder Rundsiebe benötigt, teils zwei durch einen Zwischenraum getrennte Stoffaufläufe,
so daß bei letzteren eine geschlossene Bahnbildungszone nicht vorhanden ist, wodurch
beim Aufbringen der zweiten Faserstoffschicht zumindest eine Störung der erste,
noch keine Eigenfestigkeit besitzenden Schicht auftritt.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht nun darin, eine Vorrichtung zu schaffen,
bei der ohne erheblichen zusätzlichen Aufwand, wie mehrere Siebe, und unter Anwendung
einer geschlossenen Bahnbildungszone mehrschichtige Faserstoffbahnen hergestellt
werden können, bei denen die einzelnen Schichten einen ausgezeichneten Verbuad miteinander
besitzen und eine Wirbelbildung in der Bahnbildungszone weitgehend vermieden wird.
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Dieser Zweck wird nach der Erfindung erreicht, durch eine Vorrichtung
zur Herstellung mehrschichtiger Faserstoffbahnen, wie z. B. Papierbahnen, Pappebahnen
od. dgl. aus Faserstoffsuspensioneu verschiedener Zusammensetzung mit einem mindestens
im Bereich der Stoffzuführung als Steilsieb ausgebildeten,-endlosen Entwässerungssieb,
wobei der Stoffauflauf in mindestens zwei unmittelbar übereinander angeordnete,
im wesentlichen horizontal verlaufende Einzelkanäle unterteilt ist, die dadurch
gekennzeichnet ist, daß die Einzelkanäle über die gesamte Länge einen im wesentlichen
gleichbleibenden Querschnitt aufweisen und daß hinter dem Steilsieb zu jedem Einzelkanal
ein oder mehrere unmittelbar übereinander angeordnete, ebenfalls horizontale ßaugkästerl
vorgesehen sind. Dprch die Kombination dieser Merkmale ergibt sich eine Bahnbildung,
bei der nur geringe Unterschiede in der Festigkeit in Längs- und Querrichtung der
Bahn gegeben sind. Infolge der speziellen Ausbildung der Einzelkanäle wird kurz
vor der Bahubildungszone eine Strömung erzielt, bei der über den gesamten Querschnitt
,der Suspension nahezu dieselbe Anströmgeschwindigkeit herrscht. Da weite@ehin die
Saugkästen ebenfalls horizontal angeordnet sind, erfolgt die Absaugnug der horizontal
zugeführten Faserstoffsuspensionen ebenfalls in horizontaierRichtung, d.' h., die
Absaugung geschieht ohne Umlenkung des -Stoffwassers, wodurch eine störende Wirbelbildung
in der Bahnbiidungszoge vermieden wird. Besonders zweckmäßig ist es, horizontale
Saugkästen vorzusehen, die in an sich bekannter Weise mit voneinander unabhängigen
und regelbaren Unterdrucken arbeiten. Durch. eine entsprechende Einstellung der
Unterdrucke in den einzelnen Saugkästen läßt sich dann eine über den @trörnungsquerschnitt
gleichmäßige Entwässerung erzielen, so daß auch dadurch eine unerwünschte Wirbelbildung
in der BahAbildungszone und eine Störung der Anströmung vor dem Sieb -weitgehend
vermieden wird.
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Die einzelnen Faserstoffbalinschichten verschiedener Znsammen$etzung
der nach der Erfindung hergestellten Faserstoffbahnen besitzen .eine gute gegenseitige
Verfilzung, da die einzelnen Schichten nicht streng voneinander getrennt sind infolge
der Anwendung einer in sich geschlossenen Bahnbildungszone. Ein Aufspalten der einzelnen
Schichten kann deshalb bei der Einwirkung von Wärme oder Feuchtiäkeit nicht mehr
auftreten. Durch die Zuordnung eines oder mehrerer unmittelbar übereinander angeordneter,
ebelifags 1;,ofi?*onta@ei ;§augkästen zu jedem horizontalen Einzelkanal ist die
vorteilhafte Möglichkeit gegeben, daß jeder einze>pn Faserstoffsuspension ein getrennter
Stoffwasserkreislauf zugeordnet werden Iganln. Es ist dadurch möglich, das Stoffwasser
weder zur Verdünnung der jeweiligen Faserstoffsuspension zu benützen, was nicht
mehr der Fall sein würde bei einem Stoffw4sser, das eine Mischung der Stoffwasser
der einzelnen Faserstoffsuspensionen verschiedener Zusammensetzung darstellt.
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Nach einer zweckmäßigen Ausführungsform ist der oberste Einzelkanal
offen. Das hat den Vorteil, daß der Flüssigkeitsquerschnitt in verhältnismäßig weiten
Grenzen mit Hilfe der Zuführmenge und des angelegten Unterdruckes variabel ist und
sich dadurch die für eine Faserstoffbahn besonders wichtige Deckschicht in ihren
Eigenschaften weitgehend den Erfordernissen anpassen läßt.
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Durch Variation der Eigenschaften der .einzelnen Schichten lassen
sich mehrschichtige Faserstoffbahuen für alle Verwendungszwecke herstellen.
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In den Zeichnungen sind zwei Ausführungsformen von Vorrichtungen für
die Herstellung mehrschichtiger Faserstoffba_hnen gemäß der Erfindung als Beispiel
schematisch dargestellt. Es zeigt F i g. 1 einen Längsschnitt durch die Stoffzuführung
und Siebpartie einer Papiermaschine zur HerstefiÜng von dreischichtigen ,Faserstoeähnen,
bei denen jede Schicht eine andere stoffliche Zusammensetzung hat, F i g. 2 die
zur F i g. 1 zugehörende Draufsicht im Teilschnitt, F i g. 3 einen Längsschnitt
für eine zweite Ausführungsform, die zur Herstellung von dreischichtigen Faserstoffbahnen
geeignet ist, bei denen eine Mittelschicht von zwei Deckschichten gleicher stofflicher
Zusammensetzung umgeben ist, F i g. 4 die zu F i,g. 2 zugehörende praufsieht, F'
i g. 5 die Abdichtungsdes Siebes nach F_ i g. 3 ,zur Vermeidung vQn Faserstoffverlusten.
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In F i g. 1 ist der Stoffauflauf 1 #rc4 mehrere Trennwände in drei
voneinander unabhängige und übereinander angeordnete Einzelkanäle 5"6,7 getrennt.
Die Stoffzuführung zu den Einzelkanälen erfolgt durch die Zuleitungen 2, 3, 4, und
zwar von unten nach oben in senkrechter Richtung zu den waagerecht liegenden Einzelkanälen
5, 6, 7.
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Die einzelnen Suspensionen verschiedener oder gleioher Zusammensetzung
werden nach dein Austritt aus den Zuleitungen 2, 3, 4 in den EinzelXanlep 5, 6,
7 in horizoataie Richtung umgelenkt, wohpi sich ,eine gleichmäßige Faserverteilung
ohne Orientierung ,der Fasern in einer bestimmten Richtung in ,den Suspenstonen
ergibt. Die Fasern werden dann durch das Stoffwasser, das auf seinem Weg in eine
Strömung mit gleicher Geschwindigkeit über den ,gesamten Querschnitt ohne $eeinflussnng
der unorientierten )Faserlage übergeht, dem Steilsieb ß zugeleitet und durch die
hinter dein Steilsieb .8 in waagerechter Ebene eingebauten Saugkästen 9 a,
9 b, 9 c, 9 d, 10 entwässert. Bei Z,oFdntjng von einem oder mehreren Saugkästen
zu jeden Einzelkanal läßt sich ein geschlossenei ßtoffwasserkreisläuf für jede Stoffart
erzielen. Das von den Saugkästen 9.a, 9b, 9 c, 9 d, 10 abgesaugte Siebwasser
wird durch die Entwässerungsrohre 15 wieder dem betreffenden Stoff zur Verdünnung
zugeleitet, so daß der Faserverlust äußerst gering gehalten werden kann.
Als
unterste Schicht bildet sich zuerst eine Bahn aus Fasern der Suspension des Einzelkanals
7. Diese Bahn wird durch das Steilsieb 8 zum Einzelkanal 6 weitergeleitet. Dieser
Einzelkanal ,6 ist bei dem Beispiel höher ausgeführt, um entweder eine dickere Mittelschicht
zu erzielen oder eine dünnere Suspension zu verarbeiten, wie dies bei synthetischen
Fasern zweckmäßig ist. Auf der dem Einzelkanal 6 gegenüberliegenden Seite des Steilsiebes
8 sind zwei Saugkästen 9 b, 9 c angebracht, um durch unterschiedliche Einstellung
der Unterdrucke die günstigste Bahnbildung erreichen zu können. Fasern aus der Suspension
im Einzelkanal 6 lagern sich auf der bereits im Einzelkanal ? gebildeten Bahn ab
und werden teilweise in diese Bahn mit eingesaugt, so daß eine gegenseitige Verfilzung
der beiden Grenzschichten eintritt. Die zweischichtige Bahn wird dann am Einzelkanal
5 mit der dritten Schicht versehen. Zur Entwässerung dieser Faserstoffsuspension
sind wiederum zwei Saugkästen 9 d, 10 vorgesehen. Über eine Umlenkwalze
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wird das Steilsieb in eine waagerechte Ebene gebracht, und die darauf sich
befindliche mehrschichtige Faserstoffbahn wird in üblicher Weise durch die Registerpartie
und mehrere Saugkästen 13 weitgehendst entwässert.
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Die Weiterverarbeitung der Faserstoffbahn wird auf die bekannte Art
fortgesetzt.
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Der die Saugkästen 9 a, 9 b, 9 c,
9 d, 10 umfassende Teil der Siebpartie ist von einem Gehäuse 11
umgeben, das auf die gleiche Höhe wie der Einzelkanal 5 mit Wasser gefüllt ist.
Durch eine entsprechende Regelung des Druckes im Einzelkanal ? läßt sich ein Gleichgewichtszustand
zwischen der Faserstoffsuspension und dem im Gehäuse sich befindlichen Wasser erzielen
und damit eventuell durch den Spalt 14
auftretende Faserstoffverluste vermeiden.
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In F i g. 2 ist die Draufsicht zu der in F i g. 1 dargestellten Vorrichtung
im Teilschnitt A-B gezeigt.
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F i g. 3 stellt einen Stoffauflauf 21 dar, der durch mehrere Trennwände
in drei geschlossene Einzelkanäle 25, 26, 27 getrennt ist. Die Stoffzuführung zum
Einzelkanal 26 erfolgt senkrecht zur Strömungsrichtung der Suspension vor dem Steilsieb
28 von oben nach unten durch die Zuleitung 23, während die gemeinsame Stoffzuführung
zu den Einzelkanälen 25 und 27 in vertikaler Richtung von unten nach oben durch
die Zuleitung 22 erfolgt. Nach der Umlenkung der Suspensionsströmungen werden die
Suspensionen dem Steilsieb 28 zum Zweck der Blattbildung zugeleitet.
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Die in waagerechter Ebene eingebauten Saugkästen 29, 30, 31
entwässern die Suspensionen und führen so die Bahnbildung auf dem Sieb herbei. Die
Faserstoffbahn wird dann über Umlenkwalzen 32 und 38 in eine waagerechte Ebene gebracht
und über Saugkästen 33 der Weiterverarbeitung zugeführt.
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Ein großer Vorteil der Vorrichtung nach F i g. 3 ist durch die Möglichkeit
gegeben, den Druck in jeder Faserstoffsuspension unabhängig zu regeln, ebenso kann
der Unterdruck in jedem Saugkasten unabhängig geregelt werden. Damit kann die jeweils
den einzelnen Faserstoffsuspensionen angepaßte günstigste Entwässerungsgeschwindigkeit
eingestellt werden, die für die Siebgeschwindigkeit, Dichte, Faserverteilung, Festigkeit
der Bahn usw. maßgebend ist.
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F i g. 4 ist die Draufsicht der in F i g. 3 beschriebenen Vorrichtung.
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Um ein Herauslaufen der Faserstoffsuspension aus dem Einzelkanal 27
durch den Spalt zwischen Steilsieb 28 und der Unterkante des Einzelkanals 27 zu
vermeiden, wird die in F i g. 5 dargestellte Abdichtung verwendet. Ein Gehäuse 34,
das an der Unterkante des Einzelkanals 27 befestigt ist, trägt an seinem dem Steilsieb
28 zugekehrten Ende eine Dichtlippe 36 aus Gummi oder abriebfestem Kunststoff.
In das Gehäuse 34 wird durch ein Rohr 37 Druckwasser eingeleitet, das den freien
Schenkel der V-förmigen Dichtlippe 36 auf das Steilsieb 28 preßt und
damit eine gute Abdichtung gegenüber der Faserstoffsuspension ergibt. Das freie
Schenkelende zeigt dabei in Laufrichtung des Steilsiebes 28. Der Druck des Wassers
muß im Gleichgewicht mit dem ebenfalls regelbaren Druck der Faserstoffsuspension
im Einzelkanal 27 sein, um bei zu hohem Wasserdruck ein Abspülen des sich bildenden
Faserstoffblattes zu vermeiden.