DE1903382A1 - Papiermaschine fuer mehrschichtiges Papier - Google Patents

Description

DIPL.-INQ. WILFRID RAECK PATENTANWALT

7 STUTTGART I₁ MOSERSTRASSE 8 · TELEFON (0711) 244003

25* Januar I969 - BE

Beloit Corporation* Beloit, Wisconsin 535 H / USA

Papiermaschine, für mehrschichtiges Papier

Die Erfindung betrifft e.ine Mehrsieb-Papiermaschine zur Herstellung von mehrschichtigem Papier, wobei eine Mehrzahl einzelne Arbeitsfolgen durchführende Stationen betriebsmäßig über ein Hauptsieb miteinander verknüpft sind, auf dem aufeinanderfolgende Schichten gebildet und in jeder Stufe weiter miteinander vereinigt werden· Die Blattbildung mit,zwei Sieben an jeder Folgestation ist dadurch erschwert, daß das eine Sieb bereits ein vorgeformtes Blatt in diese Station einführt! jedoch machen es die Verwendung eines FUhrungselementes mit einer großen Fläche geringer Krümmung zur Ausrichtung des das Blatt heranführenden Siebes und eine bestimmte räumliche Anordnung von Führungsnut teln für das gegenüberliegende Sieb möglich, hierbei in einer im allgemeinen abwärts geneigten Formzone besonders günstige Blattbüdungsbedingungen zu schaffen, die eine gute Papierqualität, und eine große Maschinengesohwindigkeit gewährleisten·

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Die vorliegende Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß bei Verwendung sogenannter Zweisieb- oder Mehrsiebpapiermaschinen, in denen eine Folge von Papierschichten in hintereinandergeschalteten Blatt- oder Schichtbildungsstationen eine nach dem anderen übereinandergeschichtet werden, eine Reihe praktischer Vorteile zur Verfügung stehen· Die US-Patentschriften 2 821 120, 2 881 676 und 2 Ö8l 678 beschäftigen sich mit dem Gedanken, einen unteren Hauptformsiebbereich durch eine Folge von Schichtbildungsstationen zu führen· In jeder Schichtbildungsstation wird Papierstoff auf die Oberseite des Hauptsiebes aufgebracht (und gewöhnlich damit auch auf die Oberseite einer bereits auf einem solchen Hauptsieb gebildeten Papierblattschicht); der frisch zugeführte Papierstoff wird durch geeignete Vorrichtungen entwässert, in erster Linie über ein an jeder einzelnen Schiehtbildungsstation vorgesehenes Decksieb, Obwohl sich Papiermaschinen dieser Bauart gut eingeführt haben, besteht hier auch ein Bedarf nach Verbesserungen in der Papierherstellung bezüglich der Qualität ,des Wirkungsgrades, der Produktionsgeschwindigkeit und dergleichen» Um diese angestrebten Vorteile zu erreichen, wird erfindungsgemäß eine besondere Anordnung der Funktionselemente in den vorgenannten Stationen vorgeschlagen, um eine Schichtformzone mit verbesserter Funktion und Ausgestaltung zu erreichen· Außerdem macht es die Erfindung möglich, mehrere gedrängt gebaute einzelne Schichtbildungsstationen in einer Papiermaschine der vorbeschriebenen Bauart vorzusehen·

Die Erfindung ist nachfolgend mit weiteren Merkmalen und Vorteilen anhand der in den Figuren dargestellten Ausführangsbe!spiele näher erläutert» Es zeigen

Fig» 1 einen Abschnitt einer aus mehreren Arbeitsstationen gemäß der Erfindung zusammengesetzten Papiermaschine in schematischer Seitenansicht,

Fig» 2 eine Seitenansicht einer einzelnen Arbeitsstat; Lon (für die sich über die Länge der Maschine wiederholenden Funktionsfolgen) in größerem Maßstab als in Fig» I,

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Fig· 3 in gleicher Anordnung und Darstellung wie in Fig» 2 eine andere Ausführungsform einer Arbeitsstation und

Fig* 4 eine schematische Obersicht über einen Abschnitt einer Papiermaschine unter Verwendung von Arbeitsstationen gemäß Fig* 3·

Entsprechend Fig» 1 umfaßt ein Siebpartieabschnitt 10 einer Zweisiebpapiermaschine nach der Erfindung von links nach rechts eine erste Arbeitsstufe Sl, eine zweite Arbeitsstufe S2 sowie eine teilweise eingezeichnete dritte Arbeitsstufe S3» In sämtlichenStufen Sl, S2 und S3 wird eine neue Papierschicht gebildet und mit einem bereits auf dem unteren Hauptformsieb 11 vorhandenen nassen ein- oder mehrschichtigen Blatt verbunden« Das auf dem unteren Hauptformsieb 11 befindliche ein« oder mehrschichtige Blatt ist beim Einlauf in die erste Station Sl mit P_Q beim Einlauf in die zweite Sw&ion S2 mit P. und beim Einlauf in die dritte Station mit Pp bezeichnet.

Die unter poröse Hauptformbahn 11 besteht aus einem üblich zu einem Sieb verwebten metallischen Draht, unter ümstäiden für besondere Zwecke auch aus einem Kunststoffsieb, das über eine erste Walze 12 mit großem Durchmesser läuft, die vom Formsieb etwa in ihrem oberen, im Umlauf nach unten gerichteten Quadranten Q12 umschlungen wird. In der ersten Arbeitsstufe Sl ist außerdem ein kurzes in einer Schleife geführtes oberes Formsieb 13 mit mehreren Führungs- und Antriebswalzen 14, 15, 16 und 17 vorgesehen, über die das Formsieb I3 im wesentlichen auf der gleichen Geschwindigkeit wie das Formsiet} 11 gehalten ,rird* Ein Bereich IJa des oberen Formsiebes IJ erstreckt sich von einer oberen Führungswalze 14 bis zu einer unteren Führungswalze 15 (die als dritte Führungseinrichtung in der Arbeits« stufe angesehen werden kann, da die große Walze 12 sowohl den oberen Siebabschnitt IJa als auch das untere Formsieb 11 führt)· Die Walzen 14 und 15 halten den Formsiebbereich 1^a in seinem Verlauf über das untere Formsieb 11 auf der großen Walze 12 nachgiebig gespannt· Der aus seinem natürlichen Verlauf herausge-

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führte Siebbereieh 13a ist selbst von einer Zwangsführung frei* die an der entgegengesetzten Seite des unteren Formsiebes 11 in Form des Quadranten Q, 12 der Walze 12 anliegt. Bei IJb und 11b an der Auflaufseite der Führungswalze 15 sind schematisch Abstreichleisten eingezeichnet, die an den Formsieben 11 und 13 anliegen und das abtropfende und mitgerissene Wasser abstreichen, ohne einen übermäßigen Anpreßdruck auf die vorbeilaufendeη Siebe auszuüben, durch den eine Richtungsänderung hervorgerufen werden könnte. Unter den Abstreichleisten können Auffanggefäße sitzen, die auch Wasser von weiteren Abstreichleisten 12a, 22a am Umfang der Walzen 12, 22 aufnehmen»

Die obere Führungswalze 14 kann somit als erstes Führungselement in der Folge der Elemente 14, 12 und 15 betrachtet werden, wobei das über die erste Führungsrolle 14 laufende obere Führungssieb 13 und das über die zweite Führungswalze 12 laufende totere Führungssieb 11 mit im wesentlichen der gleichen Geschwindigkeit in einen von vornherein engen Abstand an der Stelle Jl zueinander gebracht werden, um zwischen sich einen Düsenstrahl aus dem S3hematisch angedeuteten Stoffauflaufkasten und dessen Austrittsspalt 18a aufzunehmen. Der aus dem Austrittsspalt 18a austretende Papierstoffstrahl gelangt demnach sofort in den Raum Jl zwischen den Sieben 11 und 13· Die Siebe werden in etem allmählichen Konvergenzverlauf in eine Platzbildungszone Fl W und danach in einen Parallelverlauf mit der zuletzt gebildeten Faserschicht überführt, die im wesentlichen mit der zunächst vorgeformten Bahn P_Q auf dem unteren Sieb 11 in der Formzone Fl verbunden oder verfilzt sind. Bei eiern derartigen im wesentlichen parallelen Verlauf der Siebe 11 und 13 bewirkt die auf den Sieben lastende Spannung eine dauernde Quetschwirkung zum Ausdrüden des Wassers aus der dazwischenliegenden nassen Papierbahn und die Siebe laufen an den Abstreichleisten 13b und 11b vorbei, um danach vergleichsweise plötzlich an dem dritten Führungselement, d.h. der Saugwalze 15 ihre Richtung zu ändern, wobei sie den

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Saugabsohnitt 15a dieser Saugwalze zur weiteren Entwässerung umschlingen. In diesem Fall erfolgt die Entwässerung durch in den Saugabschnitt hineingezogenes und dort zurückgehaltenes Was-S er und möglicherweise außerdem aufgrund des durch das Sieb 11 an dessen Außenseite hindurchgedrungene Wasser bei der Umlenkung um die Walze 15. Die Siebe 13 und 11 behalten ihren Parallelverlauf mit der zwischen Ihnen neu gebildeten feuchten Papierbahn P₁ bei, bis sie die Führungswalze 16 erreichen, an der das obere Sieb 13 abgehoben wird, während eine Saugwalze I9 mit einem Saugabschnitt 19a die Unterseite des Hauptsiebes 11 erfaßt und die daraufliegende nasse Papierbahn P-, zurückhält, um sie der nächsten Arbeitsstation S2 zuzuführen»

Die Bauteile der zweiten Arbeitsstufe S2, die denjenigen der ersten Arbeitsstufe Sl entsprechen, tragen die gleichen Bezugszeiohen in der 20er Folge, Die ersten drei aufeinanderfolgenden Führungselemente bestehen somit aus der oberen Walze 24, der großen Walze 22 und der unteren Saugwalze 25. Frische Papierstoffsuspension tritt in Form eines gleichgerichteten streifenförmigen dünnen Düsenstrahles aus dem Austrittsspalt 28a in den Abstandsraum J2 ein, der durch die Führungselemente 24 und 22 geschaffen wird, in-dem diese das obere Sieb 23 an das untere Sieb 11 konvergierend aufeinanderfuhren bis in die nächste Formzone F2, für die in dieser Arbeitsstufe S2 zu bildende neue Blattschicht, die sich mit dem vorher gebildeten Produkt am Ausgang der Arbeitsstation S2 zu der neuen verdickten bzw, verstärkten Papierbahn P₂ vereinigt«

Der Aufbau der Arbeitsstufen Sl, S2, S3 usw. ist entsprechend Fig. 1 äußerst einfach und ermöglicht dadurch in ihrem Betrieb vielseitige Abänderungen und Anwendungen. Ein solcher Aufbau gewährleistet außerdem eine große Sieblebensdauer, insbesondere der kurzen Siebschleifen 13, 23 usw. insofern, als diese Schleifen allein durch die mitlaufenden Führungselemente in Form glatter Walzen 14, 16und I7 und der Saugwalze 15 unterstützt und angetrieben werden· Unter den gleichen Gesichtspunkteη ist das untere Hauptsieb 11 nur auf zwei sich mitbewegenden FUhrungselementen in Form der großen glatten Walzeh 12, 22 usw. und der kleineren Saug-

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walzen 19, 29 usw, abgestützt. Das untere Sieb 11 besitzt selbstverständlich einen, in Fig. 1 jedoch der Übersicht halber nicht gezeigtenj unteren Rücklauftrum.

Trotz der offensiehtlieh einfachen Gesamtanordnung gemäß Fig. gewährleistet diese bestimmte funktioneile und sehr bedeutsame Vorteile· Es wurde schon hervorgehoben, daß in sämtlichen Arbeitsstationen der Maschine 10 mit Ausnahme einer ersten Arbeitsstation auf dem unteren Formsieb 11 sich bereits eine nasse Papierbahn befindet* Unter dieser Voraussetzung erfolgt die Entwässerung in den Formzonen Fl, F2, F3 usw. in erster Linie durch den oberen Siebabschnitt 13a, 23a usw«. Dies führt zu wesentliehen Vorteilen im Hinblick auf Kosten und Wartung der großen Walze 12, 22, 32 usw». Selbstverständlich könnte in der nicht gezeigten ersten Arbeitsstation eine offene Walze verwendet werden, wo die erste Blattbildung auf dem Formsieb 11 erfolgt^ dies ist aber nicht absolut notwendig, denn der Betrieb in der ersten Arbeitsstufe könnte genauso vor sich gehen wie er mit BeζAg auf die Arbeitsstufe S2 beschrieben worden ist, mit der Ausnahme, daß sich dann auf dem unteren Sieb 11 noch keine Blattschicht P_Q befindet· Das Sieb 11 jedoch würde dann die glatte Walze 12 umschlingen, wobei, falls Überhaupt,eine geringe Entwässerung über das Sieb 11 im Bereich der Formzone Fl stattfinden würde»

Mit Bezug auf Fig. 2 werden nun einige der wichtigsten Vorzüge der einzelnen Arbeitsstationen besehrieben, wobei die Station in Flg. 2 der Übersicht halber mit S4 bezeichnet sind und die einzelnen Bauteile Bezugszeichen der 40er Reihe erhalten» Der Stoffauflauf 48 ißt durch einen Teil des Austrittsspaltes wiedergegeben, von dem aus ein gleichgerichteter dünner band- oder streifenförmiger Düsenstrahl mit vorbestimmter Lineargeschwindigkeit (angedeutet durch Pfeile) austritt. Die Arbeitsstation S4 ist mit ersten, zweiten und dritten Führungswalzen 44, 42 bzw* 45 versehen· Gegenüberliegende obere und untere Formsiebe 43 bzw» 11, die im wesentlichen mit der Stoffaustrittsgesehwindlgkeit über die erste Führungswalze 44 bzw. die zweite Führungs-'

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walze 42 laufen, gelangen in einen von vornherein zueinander engen Abstandsraum J4, in dem der Stoffstrahl aufgenommen wird und an dessen Ende sie nach allmählicher Konvergenz zusammen mit dem dazwischen befindlichen Paserblatt parallel eine Blattbildungszone F durchlaufen. Die Formsiebe 11 und 43 werden dann gemeinsam über eine Saugwalze 45 abgelenkt und weitergeführt·

Beim Äusführungsbeispiel nach Fig· 2 befindet sich die Abstreichleiste 43b, die hier einen Teil eines größeren Auffahgbehälters 43c bildet, in sehr dichtem Abstand an der Innenseite des oberen Formsiebes 43· Die Abstreichleiste 11b ist in gleicher Weise sehr dicht an dem Formsieb 11 angeordnet und bildet einen Teil eines Auffangbehälters 42b, der an seinem anderen Ende in eine Abstreichleiste 42a übergeht, die an der nach oben laufenden Umfangsseite der Walze 42 anliegt·

Obwohl die Einstellbarkeit des durch das obere Sieb 43 bestimmten umschlingungsbereiches wie auch der Spannung in dem oberen Siebbereich 43a zwischen den Führungswalzen 44 und 45 auf mehrere verschiedene Arten vorgenommen werden kann, ist diese Einstellbarkeit hier nur schematisch durch die doppelten Teile 44a an der Walze 44 angedeutet« Es wurde schon hervorgehoben, daß in dem oberen nach unten laufenden Quadranten Q42 der Walze 42 einem großen Umschlingungswingungswinkel beider Siebe erhebliche Bedeutung zukommt. Im Hinblick auf die Steuerung der Spannung des Siebbei-e iches 43a eriennt man^ daß bei jeder vorgegebenen Siebgeschwindigkeit und vorgegebenen Zustand an dem Austritts- . spalt 48a die Siebspannung im Bereich 43a das Merkmal der Selbsteinstellung mit einem stetigen Druck in der Formzone ermöglicht, wobei eine Steuerung dieser Bedingungen leicht durchgeführt werden bann*

Für diese Selbsteinstellung des Druckes innerhalb der Formzone F4 erkennt manu daß die als Formzone zur Verfügung stehende Gesamtlänge bzw· der Umfangsabsehnitt sich etwa von der Stelle A

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in der Nähe der Oberseite der Walze 42 bis zur Stelle B in der Nähe des Endes des Quadranten Q42 erstreckt, wo die Formsiebe 11 und 4j5 bereits von der Oberfläche der Walze 42 mit Hilfe der Führungswalze 45 abgehoben sind. Die Walze 45 kann ebenfalls verstellbar gelagert sein, um bis zu einem gewissen Ausmaß die Trennstelle der Formsiebe von der Walze 42 zu verändern» Bei der vorliegenden Anordnung hat die Walze 42 einen Durchmesser von ca» 120 cm, während sich die Formzone F4 über einen Winkel von etwa 75° erstreckt« Die Formzone kann bei praktischen Anwendungen im Bereich zwischen 10° bis I8o°, vorzugsweise im Bereich zwischen 60° bis 90° liegen* Die Entwässerung des ausgelaufenen Papierstoffstrahles erfolgt über die Länge der gekrümmten Ober-) fläche A-B der Walze 42 aufgrund der Zentrifugalkraft innerhalb des bogenförmigen Laufbereiches der Siebe, welche zwischen sich die neugeformte -Papierbahn führen, sowie durch den durch die Spannungen der Siebe bewirkten Auspreßdruck·

Ein weiteres mit diesemAufbau im Zusammenhang stehendes Merkmal der Erfindung wird in dem Vorhandensein einer Flüssigkeitshöhe h gesehen, die der Höhe des Umfangsbereiches A-B entspricht und zu größeren Drainagedrücken innerhalb der Formzone F4 führt, ohne daß die Oeschwindigkei'tshöhe des Papierstoffes zwischen den Sieben verringert zu werden braucht» Die Größe und'die Ausrichtung der Formzone F4 gibt das Maß für die Druckentwicklung aus der Geschwindigkeitshöhe h unabhängig von der Maschinengeschwindigkeit, so daß " in dieser Hinsicht ein besonders Vorteil durch zusätzliche Steuerung der Betriebsweise gegeben ist· Die Geschwindigkeitshöhe ist demnach unabhängig von der Maschinengeschwindigkeit und von der Größe der Zentrifugalkraft konstant.

Eine weitere mindestens zum Teil unabhängige Möglichkeit der Steuerung des Entwässerungsdruckes ergibt sich über die Lage bzw· Ausrichtung und Geschwindigkeit des Stoffauflaufes in den Abstandsraum J4 zwischen den Sieben 11 und 4}· Da die Geschnwindigkeiten der Siebe 11 und 45 im wesentlichen gleich gehalten werden, liegt

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im wesentlichen auch eine Übereinstimmung mit der Stoffauflaufgeschwindigkeit vor, wobei letztere aber nicht absolut damit identisch sein muß. Die Geschwindigkeit des an der Stelle SJ4 unmittelbar über der Oberseite der Walze 42 auftrefferiden Papierstoffes kann so bemessen sein, daß in diesem Bereich ein gewisser Betrag der Geschwindigkeit verlorengeht und in einen senkrecht zu den Sieben 11 und 43 stehenden Druck umgewandelt wird,d_eh«in einen anfänglichen oder ersten Entwässerungsdruck· Auf diese Weise wird der Eingang in die Formzone, d.h. im Bereich des Raumes J4 ausreichend abgedichtet, so daß eine wirksame Entwässerung und damit einhergehende Blattbildung schnell eingeleitet wird»

Der allgemeine Verlauf der Siebe 11 und 4^ und insbesondere der des unteren Siebes 11 geht in einer Krümmung vor sich, die etwa dem Verlauf (Trajektorie) des Düsenstrahles entspricht, und zwar wenigstens insoweit, daß durch Verstellung des Stoffaustrittes bzw· des Düsenstrahles mittels der bei 48b angedeuteten Einrichtung die Bahnkurve *des Strahles so dicht wie möglich mit dem Siebverlauf in Übereinstimmung zu bringen* Dabei wird die vorbeschriebene Abdichtung des Düsenstrahls im Bereich SJ4 zusätzlich bewirkt, wozu eine leichte Aufweitung des Stoffstrahles auf eine etwas größere Dicke als der Düsenstrahl selbst in diesem engen Spalt der konvergierenden Siebe dauernd aufrechterhalten wird» Die AufrechterM.tung dieser geringfügigen Stoffstromaufweitung im Bereich SJ4 stellt einen Zustand dar, der während des Betriebs stabilisiert werden kann· Die so kontinuierlich aufrechterhaltene Aufweitung ermöglicht einen Druckanstieg innerhalb des Papierstoffes während der anfänglichen Blattbildung·

Bei der Bildung der ersten Blattschicht würde eine offene Walze ohne darüber geführte Pormsiebe von Vorteil sein, da die Schwerkraft denAblauf des Wassers unterstützen würde, das während der Blattbildungszeit in sie hineingedrückt worden ist· Bei der Bildung nachfolgender Blattschiohten sind jedoch die wirtschaftlichen Vorteile einer geschlossenen Walze gegeben und die Steue-

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rung der Entwässerung läßt sich einfach und leicht durchführen· Abstreichleisten oder andere Vorrichtungen, welche die Siebe zusammendrücken, sind überflüssig, da die Siebe 11 und 43 auf ihrem gemeinsamen Weg durch die Saugwalze 45 zusammengepreßt werden* Die Abstreichleisten 43b und 11b dienen nur zur Vermeidung einer Überlastung im Zusammenhang mit der Entwässerung im Bereich der Saugwalze 45* welche die Siebe gegen das frisch gebildete nasse Papierblatt zusammendrückt und eine zusätzliche Entwässerung herbe if-ünrt»

Beim Ausführungsbeispiel nach Fig» 2 beträgt die Flüssigkeitshöhe/h etwa 30 cm oder etwas mehr, jedoch führt dieses Merkmal auch dann zu Vorteilen, wenn die Höhe im Bereich zwischen ca. 3 cm bis zu P l8o cm vorzugsweise bis zu 15 oder 60 cm beträgt»

Die Anordnung nach Pig· I gestattet die Bildung einer ersten Blattsehicht in der ersten Arbeitsstation Sl, wobei in diesem Fall auf dem herangeführten Formsieb 11 noch kein Blatt P_Q vorhanden wäre» Die nachfolgenden Arbeitsstationen können dann zur Bildung weiterer Blattsohichten benutzt werden» Um auf diese Weise eine erste Blattsehicht zu bilden, läßt sich die Formzone Fl leicht bzw» einfach verstellen mit Bezug auf ihre Umfangsabmessung, wobei wenigstens der erste Quadrant Q12 benutzt wird· Das zweite Formsieb 13 ist nich erforderlich, obwohl vorzugsweise ein solches zusätzliches Sieb benutzt wird, um den Papierstoff k im Bereich der Formzone zusammenzuhalten· Unterhalb des ersten Quadranten Q12 wird das zweite Formsieb 13 zur Beeinflussung der Stoffströmung verwendet, solange die Blattbildung noch vor sich geht und noch ungebundener Papierstoff auf der Oberseite des sich bildenden Blattes befindet* Die Geschwindigkeitshöhe würde in diesem Fall von der Auftreffstelle des DUsenstrahles Jl auf die Walze 12 bis an das untere Ende der Formzone reichen, so daß der Düsenstrahl auf diesem Weg ohne wesentliche Geschwindigkeitsverluste weiterströmen kann, während jedoch aufgrund der ansteigenden Flüssigkeitshöhe eine kontinuierliche innere Ruckzunahrae stattfindet»

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wichtiger Vorteil der Erfindung liegt in derVerwendung einer Formwalze 12 mit solchem Umfang, daß das im oberen Quadranten Q12 unterstützte Formsieb 11 sich dem natürlichen Verlauf der Stoffströmung Jl eng anpaßt« Je besser das Formsieb 11 den Bahnverlauf und der Geschwindigkeit des Düsenstrahles angepaßt wird, umso weniger notwendig wird das obere Formsieb 13 (mindestens in den ersten Bereichen der Blättbildung)* Andererseits wird jedoch durch das obere Sieb 13 der Strahl zusammengehalten (falls die Anpassung des Formsiebes 11 nicht besonders gut ist), so daß noch eine bessere und genauere Steuerung bezüglich der Düsenstrahlgesohwindigkeit ermöglicht wird (zum Abschluß gegenüber dem Widerstand der umgebenden Atmosphäre) sowie durch eine verbesserte Drucksteuerung (die mit Hilfe des Formsiebes 13 zusätzlich zu der Wirkung der FlUssigkeitshöhe eintritt). Eine optimale Steuerung bzw» BeelrfLussung unter den vorgenannten Bedihgungen wird in dem oberen Quadranten Q12 errexcu«,, indem dieser Bereich als Hauptformzone benutzt wird« Ein weiterer Vorteil ergibt sich aus der Trennung beider Formsiebe 11 und 13 am Umfang der Walzen 12 am Endes des oberen Quadranten Q12 durch die Schwerkraftentwässerung der nunmehr freilaufenden Walze 12* Um beide Formsiebe dem Bahn-Verlauf des Düsenstrahls anzupassen, wird die Walze 12 mit einem optimalen Durchmesser versehen und an eine optimale Stelle unterhalb des Austrittspaltes lba angeordnet« Die Geschwindigkeit und Dicke des Düsenstrahls werden ebenfalls dahingehend abgestimmt, daß ein bestmöglich an den Walzendurchmesser und an die Walzenlage angepaßter Düsenstrahl-Bahnverlauf entsteht· Während dadurch der VeiSauf des unteren Formsiebes 11 bestimmt wird, ergibt sich der Verlauf für das obere Sieb 13 durch die Walze 12, durch den Verlauf des Formsiebes 11 zuzüglich der Spannwirkungen der Walzen 14 und 15, die das Formsieb 13gegen den Düsenstrah^auf das Formsieb 11 drücken*

Mit Bezug auf Fig» 3 werden weitere Vorteile einer anderen Ausführungeform für eine einzelne Arbeitsstation beschrieben» Die Arbeitsstation gemäß Fig. 3 ist mit S5 bezeichnet, während die einzelnen Bauelemente, die den vorbeeohriebenen Anordnungen ent-

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sprechen, mit den dort verwendeten Bezugszeichen jedoch in der 50er Reihe versehen sind· Der teilweise gezeigte Stoffauflauf 58 endet in einem Austrittspalt 5öa, von dem aus der Papierstoff in einem Düsenstrahl mit linearer Geschwindigkeit auf das Formsieb strömt« Die Arbeitsstation S5 ist außerdem mit einem ersten Führungselement 54, mit zweiten Führungselementen 71 und 52 und mit einem dritten Führungselement 55 versehen, und ein oberes Formsieb 53 und ein unteres Formsieb 11 legen sich etwa mit der Düsenstrahlgeschwindigkeit über die erste Führungswalze 5^ bzw» über die zweiten Führungselemente 5I und 52 und durch den anfänglich engen Abstandsraum J5 zur Aufnahme des DU-senstrahles» Nach der Konvergenz der Formsiebe innerhalb einer fe Formzone F5 erfolgt ein Parallellauf zusammen mit den dazwischen gehaltenen Faserblatt, wobei die Formsiebe 11 und 53 anschließend über -die dritte Führungswalze 55 in der weiter oben beschriebenen Weise laufen·

Die in Fig# 3 gezeigte Arbeitsstation erweist sich dann als besonders zweckmäßig, wenn die Gefahr beäteht, daß der Papierstoffstrahl zwischen den konvergierenden Formsieben 53 und 11 seitlich herausgequetscht werden könnte. Um diese Gefahr zu vermeiden, wird bei der Anordnung nach' Fig· 3 die Konvergenz der Formsiebe so gering wie möglich ghelten, mit anderen Worten, der wirksame Durchmesser der Formwalze 12 wird dadurch vergrößert, daß eine ortsfeste Platte oder ein Gleitschuh 7I zwischen Formwalze 52 und dem Aus-P trittsspalt 58 angeordnet und in den Konvergenzbereich zwischen denFormsleben 53 und 11 verlängert wird etwa bis an den Umfang der Walze 52» Das untere Formsieb 11 läuft über den leicht gekrümmten Gleitschuh 7I, während aus dem darüber liegenden Austrittsspalt 58 der Papierstoffdüsenstrahl auftrifft. Auf diese Weise läßt sich das Konvergenzmaß zwischen den beiden Formsieben sehr klein halten, so daß der Entwässerungsdruck auf den Düsenstzahl in einer gleichförmigeren Weise zunehmend ausgeübt werden kann· Das Zusammenwirken des Gleitschuhes 7I mit der im Durchmesser großen Walze 52 führt zu einer relativ langen gekrümmten

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Oberfläche, die sich sehr leicht dem Bahnverlauf des Düsenstrahls anpaßt und somit die Ausübung eines gleichförmigeren Druckes auf den Düsenstrahl zwischen den Sieben ermöglicht. Der Gleitschuh Jl und die Umfangsfläche 52 wirken somit bezüglich des Formsiebs 11 als ein einziges Führungselement zusammen, wobei die anfängliche Krümmung in dem Spalt zwischen den konvergierenden Formsleben wesentlich geringer als in den vorbeschriebenen Beispielen ist. Das Zusammenwirken von Gleitschuh 71 und Formwalze 52 hinsichtlich der Siebführung ist so eng, daß beide Bauteile als Einheit betrachtet werden können, d.h, als zweites Führungselement in der Reihe weiterer Führungen der Formsiebe durch die Formzone» Aufgrund der sehr geringen, gegebenenfalls gar nicht vorhandenen Krümmung des Gleitschuhes 71 ergibt sich aufgrund dieses FUhrungselementes nur eine normale Belastnng der Formsiebe mit geringen Reibungskräften· Der Gleitschuh iä, so gekrümmt, daß beide Formsiebe dort zusammenlaufen, wo die Krümmung auf der Oberfläche der Walze zunimmt, wobei die sich dann anschließende konstante Krümmung auf dem Walzenumfang Zentrifugalkräfte zur Entwässerung des frisch gebildeten Papierblattes erzeugt.

Die Formsiebe 11 und 53 konvergieren allmählich bis sie bei Berüßüng der rotierenden Umfangsfläche der Walze 52 etwa in einen Parallellauf übergehen· Unter dem Ausdruck "Parallellauf" oder "etwa parallel verlaufend" sollen im Zusammenhang mit dieser Anmeldung der Zustand verstanden werden, daß zwei Formsiebe durch ein nasses Papierblatt aufAbstand gehalten sind und sich im Laufe der weiteren Entwässerung des Plattes immer mehr nähern· Die Formsiebe laufen in dieser Parallelbeziehung durch die Formzone F5 und dann um das dritte Führungselement 55» das aus einer Saugwalze mit einer Saugöffnung 55a sowie einer Verstelleinrichtung 55b besteht, mit welcher der Schwingungswinkel des Formsiebes auf der Walze 52 bestimmt wird. Eine ähnliche Verstelleinrichtung 5^a ist für den gleichen Zweck auf der Walze $k vorgesehen· Wenn sich die Formsiebe von der Oberfläche der Walze 52 entfernen, laufen sie an Abstreiohleisten 53b und 11b an den jeweiligen Innenselten vorbei. Diese Abstreichleisten können entsprechend der Darstellung

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als Teil von üblichen Auffagbehältern 53c bzw* 52b vorgesehen sein, um zu verhindern, daß bereits abgeführtes Wasser von neuem an das Formsieb gelangt« An dem Auffangbehälter 52b kann außerdem eine Abstreichleiste 52a befestigt sein, um am Walzenumfang anhaftende Tropfen abzunehmen«

Fig, 4 zeigt einen Abschnitt 100 der Siebpartie einer Zweisiebpapiermaschine unter Verwendung erfindungsgemäßer Arbeitsstationen gemäß Fig. 3· Die Darstellung entspricht etwa derjenigen in F»g. 1, wobei jedoch die einzelnen Bauteile gleiche Bezugszeichen jedoch in der 100er Reihe aufweisen und nur zwei Arbeitsstationen eingezeichnet sind# Neben der ersten Arbeitsstation SIl und der nur teilweise gezeigten zweiten Arbeitsstation S12 können selbstver-

fc ständlich beliebig viele zusätzliche Stationen in die Maschine. eingebaut werden, um eine Papierbahn der erwünschten Dicke herzustellen. In jeder Arbeitsstation SIl, S12 usw* wird eine neue Papierschicht gebildet und mit der oder den bereits auf dem ankommenden Formsieb 11 befindlichen nassen Papierschichten zusammengeführt· Eine vorgeformte nasse Papierbahn oder -schicht, die auf dem Formsieb 11 der ersten Arbeitsstation SIl zugeführt wird, ist mit PlO bezeichnet· Die entsprechende in die nächste Arbeitsstation S12 gelangende Papierbahn ist bei Pll angedeutet· Das untere Formsieb 11 läuft über einen ortsfesten gekrümmten und wasserundurchlässigen Gleitschuh I7I und unmittelbar danach über eine rotierende Walze 112 mit relativ großem Durchmesser und umschlingt die Walze 112 im Bereida des oberen nach unten laufe nde nQuadranten

W Q112, Innerhalb der ersten Arbeitsstation SIl ist ein kurzes in einer Schleife geführtes oberes Formsieb II3 vorgesehen, das über mehrere Führungs- und Antriebswalzen 114, 115, H6 und II7 läuft und von diesen mit der gleichen Geschwindigkeit wie das untere Formsieb 111 · angetrieben wird* Der Bereich 113a des oberen Formsiebes 13 erstreckt sich von der ersten oberen Führungswalze 114 bis zu einer unteren Führungswalze II5 (die als drittes Führungselement in der Arbeitsstation angesehen werden kann, da das zweite Führungselement aus dem Führungsschuh I7I und der Walze besteht, das sowohl den Formsiebbereich 113a als auch das untere

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Formsieb 111 abstützt). Die Führungswalzen 114 und 115 halten den oberen Siebbereich 113a nachgiebig unter Spannung, d.h« dort, wo das Formsieb 113 auf dem unteren Formsieb 111 auf der großen Walze 112 läuft» Der aus seiner normalen Laufrichtung herausgebogene Siebbereich 113 ist frei von irgendwelchen dem unteren Formsieb 111 gegenüberliegenden Rückstell- oder Führungsmitteln, und zwar mindestens über den Bereich des Quadrantens Q112 der Walze 112« An den einander abgewandten Oberflächen der Formsiebe 111 und 113 liegen Abstreichleisten 113b und 111b an, die ohne Ausübung von übermäßigen Druck auf die Formsiebe Wasser abführen und einen Bestandteil üblicher Auffangbehälter l$2b bilden können. Eine weitere Abstreichleiste 112a ist mit einem solchen Auffangbehälter verbunden, um die Oberfläche der Walze 112 zureinigen·

Die obere Führungswalze 114 kann als erstes einer Reihe von FUhrungselementen 114, 117, 112 und 115 verstanden werden, wobei das obere Formsieb II3 über die Walze 114 läuft und das untere Formsieb 111 über das zweite Führungselement I7I, 112 mit der gleichen Geschwindigkeit, bis beide Formsiebe in den anfänglich dichten Abstandsraum JIl gelangen, um zwischen sich den Düsenstrahl aus dem Stoffauflauf II8 aufzunehmen. Die allmählich konvergierend aufeinander zugeführten Formsiebe laufen in der Blattformzone FIl im wesentlichen parallel zueinander und sind nur durch die vorgeformte Faserbahn PlO und die sich damit verbindende neue Faserschicht voneinander getrennt· Die allmähliche Konvergenz der Formsiebe 111 und II3 im Bereich des ortsfesten Gleitschuhes 3jl und der mit großem Durchmesser ausgeführten Walze 112 verhindert das seitliche Herausquetschen des DUsenstrahles aus dem Bereich zwischen den Formsieben· Dieses aeLtliche Austreten des Papierstoffes hängt wenigstens teilweise von dem Druckanstieg in dem Spalt zwischen den Formsieben ab· Wenn der Druck zwischen den Formsieben auf einen ausreichend hohen Wert ansteigt, beispielsweise auf einen oder wenige Meter Wassersäule, wird der sich zwischen den Formsieben befindliche Papierstoff aufgrund der Entwässerung verdickt und kann seitlich

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aus den Formsieben herausgedrückt werden· Durch Verringerung der anfänglichen Krümmung im Spalt zwischen den aufeinander zulaufenden Formsieben wird der Düsenstrahl einem nur allmählich zunehmenden Druck unterworfen, so daß die Entwässerung verbessert und das seitliche Herausquetschen verhindert wird» Der ortsfeste gekrümmte Führungsschuh I?L in der Arbeitsstation FIl und der Führungsschuh 171a in der Station S12 erhöhen den wirksamen Durchmesser der jeweiligen Formwalzen und gestatten eine allmählichere Verfestigung des Papierstoffes zwischen den Formsieben, bis diese sich auf der Walzenoberfläche einander nähern·

Gemäß der Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung von Papier-} oder Karton vorgeschlagen, bei dem ein Papierstoffstrom zwischen zwei sich bewegende und dabei konvergierende Formsiebe Eingeführt wird.Die übereinander angeordneten Formsiebe werden mit dem dazwischen befindlichen Papierstoff um einen Umfangsabschnitt eines Siebführungselementes mit großem Krümmungsradius geführt, so daß der Papierstoff durch eine oder beide Formsiebe entwässert wird, indem die kombinierte Wirkung der Zentrifugalkraft und der Verdichtung des Papierstoffes durch die Siebspannung zur Entwässerung beiträgt· Danach wird die teilweise gebildete Papierbahn oder Papier· schicht nach oben geführt zur weiteren Entwässerung bevor die Formsiebe zur Freilegung der Papierbahn voneinander getrennt werden» Das mit einem großen Krümmungsradius ausgeführte SiebfUhrungselement kann aus einer Walze mit großem Durchmesser oder aus einer Kombina-" tion einer ortsfesten an der Einlaufseite der Walze zusammen mit einer solchen Walze bestehen, so daß der wirksame Formdurchmesser dieser Walze vergrößert wird· Die Erfindung ist nich auf die vorbeschriebenen und gezeigten Ausführungsformen beschränkt, sondern erfaßt auch weitergehende Anwendungen, die unter das allgemein beschriebene Konzept fallen·

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Claims (1)

1. DiPL.-ING. WILFRID RAECK

   7 STUTTGART 1, MOSERSTRASSE 8 · TELEFON (0711) 244003

   Beloit Corporation, I^

   Beloit, Wisconsin, USA 2J_# Januar I969

   - BE 232 Patentansprüche

   1» Papiermaschine zur Herstellung einer mehrschichtigen Papierbahn, mit einem unteren Hauptformsieb und mehreren dazu hintereinandergeschalteten Arbeitsstationen, in denen jeweils hinter einem Stoffaustrittsspalt ein oberes Formsieb gegen das untere Hauptformsieb geführt und nach einem gemeinsam durchlaufenen Blattbildungs- und Entwässerungsbereich vor Eintritt in die nächste Arbeitsstation von dem Hauptformsieb und der darauf liegenden Fserschicht zurückgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß in jeder Arbeitsstation (Sl, S2 *♦«,) das Hauptformsieb (11) über eine Walze (12, 22 ...) großen Durchmessers geführt ist und im wesentlichen deren oberen, abwärtslaufenden Quadranten (Q12) umschlingt, daß das Hauptformsieb etwa am Beginn des oberen Quadrantens (Q12) zusammen mit dem in einer Schleife geführten oberen Formsieb (lj5) einen konvergierenden Einlauf (Jl, J2 ...) bildet, dessen Verlauf bzw. Richtung etwa der Bahnlinie des aus dem Austrittsspalt austretenden freien Stoffstrahles -entspricht, ·

   und daß das obere Formsieb (I3) im Anschluß an den konvergierenden Einlauf unter Spannung an dem auf der Walze 12, 22 ...) abgestützten Hauptformsieb anliegt und zusammen mit der dazwischen befindlichen mehrschichtigen Papierbahn vor der Trennung der Siebe um eine Umlenkwalze (I5, 25 .,.) geführt ist·

   2, Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die senkrechte Höhe (h) der auf dem oberen, nach unten laufenden Quadranten (Q12) der Walze großen Durchmessers (12) zwischen den Formsieben befindlichen Blattbildungszone (Fl, F2 »,.) .zwischen 2,5 cm und 180 cm beträgt»

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   3» Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Formsiebe im Konvergenzbereich (Jl, J2 *·.) einen größeren Abstand voneinander als die Dicke des aus dem Austrittsspalt austretenden PapierstoffStrahles, jedocheine geringere Geschwindigkeit als der Papierstoffstrahl aufweisen.

   4· Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet» daß die Blattbildungszone (Pl, F2 .».) sich über einen Winkel zwischen 60° und 90° auf dem oberen Quadranten der Walze (12, 22 ···) erstreckt»

   5· Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Hauptformsieb spätestens am Ende des oberen, nach unten lau-P fenden Quadranten den Umfang der Walze großen Durchmessers entfernt ist und dadurch den Wasserablauf an der Walze erleichtert,

   6« Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet» daß das Hauptformsieb (11) und das obere Formsieb (13) innerhalb des sich an den Stoffauflauf anschließenden Einlaufbereiches in ihrem Verlauf etwa der Bahnlinie des freien Papierstoffstrahles angepaßt sind,

   7· Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die von dem Hauptformsieb, dem oberen * Formsieb und der dazwischen befindlichen Papierstoffbahn gemeinsam parallel umlaufende Umlenkwalze (15* 25, 4-5 «·*) eine Saugwalze ist»

   b« Maschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Hauptformsieb (11) und an dem oberen Formsieb im Bereich vor der Umlenk-Saugwalze (15, 25, 45 .·♦) Wasserabstreichleisten (lib, 13~o bzw» 23b ·■■) anliegen«

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   9· Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Hauptformsieb (111) unmittelbar vor dem Auflauf auf die mit großem Durchmesser ausgeführte Walze (112, 122 ···) durci einen ortsfesten Gleitschuh (171# 171a ···) unterstützt ist, der eine geringe Krümmung aufweist und oberhalb dessen zur Bildung des Konvergenzbereiches (J5) in einem Abstand eine Umlenkwalze (114, 124) für das obere Formsieb (1Γ5, 12J) angeordnet ist, und daß der Konvergenzbereich für die Aufnahme des Papierstoff-Düsenstrahls zwischen dem oberen Formsieb und dem unteren auf dem Gleitschuh (I7I) geführten Hauptformsieb erst auf dem oberen nach unten laufenden Quadranten (Ql12) der Walze mit großem Durchmesser (112) in die Blattbildungszone (FIl, F12 »,,) übergeht, in dem beide Formsiebe im wesentlichen parallel zueinander geführt sind»

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