DE2100964A1 - Vorrichtung zur Herstellung von Faser bahnen in einer Papiermaschine - Google Patents

Description

Beloit Corporation
Beloit, Wisconsin, U.S.A.

Akte B 4o

Vorrichtung zur Herstellung von Faserbahnen in einer Papiermaschine

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung von Faserbahnen in einer Papiermaschine aus einer verdünnten Suspension miteinander verwickelter, sich mitbewegender Fasern als im wesentlichen in einer Richtung mit hoher Geschwindigkeit aus einem Stoffzuteiler fließender, banddünner Strahlstrom, mit einer ersten und einer zweiten Faserbahn-Herstellungs-Siebbahn, die sich gegenüberliegen und im wesentlichen mit der Geschwindigkeit des Stoffstromes über eine erste und zweite Siebführung durch einen anfänglich engen Zwischenraum laufen, um den Stoffstrom dort zwischen sich aufzunehmen und unmittelbar danach in einer Formzone in eine allgemeine Parallelität zu der zwischen den beiden Siebbahnen eingebetteten feuchten Faserbahn konvergieren, in welcher Parallelität die Siebbahnen gehalten werden, wenn sie stromabwärts nacheinander über eine dritte und vierte Siebführung laufen, wobei die dritte Siebführung eine längliche, glatte, ortsfeste Arbeitsfläche hat, die die zweite Siebbahn über eine derartige graduelle Konvergenz gegen die erste Siebbahn in der Formzone drängt, daß eine wesentliche Entwässerung durch die erste Siebbahn hindurch erfolgt und eine zwischen den Siebbahnen eingebettete feuchte Faserbahn gebildet wird,

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.wobei die erste und vierte Siebführung drehende Flächen besitzen, um die erste Siebbahn so zwischen sie zu legen, daß sie unter Spannung nachgiebig und im Bereich gegenüber der Formzone frei von Berührung mit hemmenden Haltevorrichtungen ist.

In den .letzten Jahren hat die Papierfabrikation eine Anzahl bedeutender Fortschritte auf dem Gebiet der Faaerbahnbildung gemacht, indem zwei gegenüberliegende Formsiebe für die Herstellung der Papierbahn zwischen diesen Siebbahnen benutzt werden, im Gegensatz zu den vordem üblichen Papiermaschinen vom Typ Fourdrinier, die nur ein einziges Sieb benutzen. Obwohl solche Doppel-Siebbahn-Formvorrichtungen einen gewissen wirtschaftlichen Erfolg hatten, sind sie immer noch im Stadium der Verbesserung, und in marmhitLei Hinsicht lassen der Arbeitsablauf und die erreichte Papierqualität manches zu wünschen übrig, wenigstens in bestimmten Fällen. Wenn z.B. die Geschwindigkeit der Papiermaschine erhöht wird, »vird es zunehmend schwieriger, eine große Verschiedenheit von Papiersorten auf der gleichen Maschine herzustellen. Ausserdem stellt die Steuerung der Wasserbewegung innerhalb solcher Maschinen ein beträchliches Problem dar. Die auftretenden Probleme sind nicht auf die vorstehend dargelegten beschränkt, sondern sie beziehen sich auf Schwierigkeiten der Faserbahn-Empfindlichkeit bei hohen Geschwindigkeiten, vorzeitige Abnutzung von Maschinenteilen, die Kontrolle der Druckbeanspruchungen der erzeugten Faserbahn, den für die Vorrichtung benötigten Platz usw.

Die Erfindung zielt darauf ab, eine neue und einheitliche Formvorrichtung zur Herstellung von Faserbahnen zu schaffen, die höhere Papier-Laufgeschwindigkeiten ermöglicht, weniger Platz erfordert sowie eine hochwertige Papierqualität erzeugt.

Es wurde bereits eine Vorrichtung zur Herstellung von Faserbahnen mit Doppel-Siebbahnen vorgeschlagen (OS 2.000.661), bei der ein in leichter Turbulenz hochdispergierter Stoff-Strahlstrom zwischen die beiden mit gleicher Geschwindigkeit bewegten Siebbahnen eingegeben wird, die den Stoff unter gradueller Konvergenz weiter befördern, und zwar über eine

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längliche, glatte, gekrümmte ortsfeste Arbeitsfläche und unmittelbar danach unter einem plötzlichen Richtungswechsel über eine offene, wasserdurchlässige Walze, dan η weiter über eine Mehrzahl von ortsfesten Saugelementen, die alle dazu dienen, Wasser aus dem Stoffstrom zu dränge*! um eine sich im wesentlichen selbsttragende Faserbahn zu bilden, die dann an einer Gautschwalze vorbei mit einem Aufnahmefilz in Berührung gelangt. Der Aufnahmefilz führt die neugebildete Faserbahn von der Formbildungsvorrichtung zu weiteren Aggregaten der Papiermaschine. Die vorbeschriebene, vorgeschlagene Vorrichtung sorgt für kleine Druckbeanspruchungen im Bereich der unmittelbaren Faserbahn-Formung, wodurch hohe Maschinengeschwindigkeiten ermöglicht werden.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, eine ^ Kompakte Doppel-Siebbahn-Formvorrichtung für Faserbahnen zu schaffen, die wenigstens bis zu einem gewissen Grade die Schwierigkeiten bisher bekannter Doppelsiebvorrichtungen meistert und sowohl eine weitere Erhöhung der Betriebsgeschwindigkeiten als auch die Herstellung von verschiedenen Faserbahnqualütäten ermöglicht, ohne daß die Abmessungen der Maschine vergrößert werden müssten. Weitere Zielsetzungen, Erfindungsmerkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines in der Zeichnung schematisch dargestellten bevorzugten Ausfüf\hoingsbeispieles einer Vorrichtung zur Herstellung von Fa'serbahnen gemäß der Erfindung.

Die einen Teil einer Papiermaschine biüiftdjende Formvorrichtung ist allgemein mit 10 bezeichnet und umfasst zunächst einen Stoffzuteilkasten 11, in den der Papier-Rohstoff in Form einer verdünnten wässrigen Suspension von Fasern ständig eingeleitet wird. Der Kasten 11 steht in Verbindung mit einer Staukammer 11a, die mehrere konvergierende Seitenwände 11b und einem Auslaß lic versehen ist. Mit dem Stoffzuteilkasten 11 ist eine Kraftverteilungs-Vorrichtung HP verbunden, um die Staukammer 11a und deren Auslaß lic mit dem anschließenden Formbildungsteil in Einklang zu bringen. Innerhalb der Staukammer 11a ist eine Mehrzahl von Anlaufvorrichtungen 12 vorgesehen, die eine, gewisse Biegsamkeit haben. Die Anlaufvorrichtungen 12 nehmen im Querschnitt gegen den Auslaß lic des StoffZuteilers ab,

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und zwar derart einheitlich, daß eine Mehrzahl von konvergierenden Kanälen 1J5 für die Zuleitung des Rohstoffes zum Auslaß lic gebildet werden. Hierdurch entsteht eine symmetrische Staukammer. Eine solche Staukammer 11a ist aussergewohnlich gut geeignet zur Bildung einer verdünnten, wässrigen Suspension mit ineinander verwickelten Fasern, die eine vergleichsweise niedrige Turbulenz und einen relativ hohen Verteilungsgrad aufweisen, und die aus der Stauöffnung lic als ein im wesentlichen sich in einer Richtung bewegender, banddünner Stoffstrom mit hoher Geschwindigkeit austreten.

Die Vorrichtung umfasst ferner als erste und zweite Siebführung ein Paar Brustwalzen 15 und 16, die in einer gemeinsamen Ebene in einem Abstand voneinander gelagert sind, der einem sich etwa senkrecht erstreckenden Spalt G entspricht. Der Spalt G steht in enger Arbeitsbeziehung mit dem Auslaß lic, aus der er den Stoffstrom aufnimmt. Jede der Brustwalzen 15>l6 ist mit nach mehreren Richtungen wirkenden Reguliervorrichtungen Ra versehen, wie die nach vier Richtungen gehende Pfeile erkkennen laösen. Hierdurch ist eine selektive Einstellung der Spaltausdehnung möglich, die im allgemeinen um einiges breiter ist als die Stärke des banddünnen Stoffstromes. Ausserdem und wie dargestellt ist die obere Brustwalze 15 vorzugsweise eine offene Brustwalze, d.h. eine mit einem feinen Gitter versehene Umfangsflache besitzende Walze, die Wasser in das Innene einläßt, aber keinen festen Papier-Rohstoff. Solche offenen Brustwalzen sind bekannt und bedürfen keiner weiteren Beschreibung. Wie zu bemerken ist, müssen die Achsen der Brustwalzen 15»16 nicht genau in einer gemeinsamen Ebene ausgerichtet sein, vielmehr kann die eine oder die andere der Walzen derartig ausgerichtet werden, daß deren Achse entlang einer allgemein parallelen, aber verschiedenen senkrechten waagerechten Ebene. Der Abstand zwischen den Umfangsflächen der Brustwalzen bestimmt den Spalt G und nicht die axiale Ausrichtung der Walzen.

Der Stoffstrom tritt aus dem Auslaß lic der Staukammer lla in den Spalt G ein derart, daß ein Druck ohne Überfluten des Spaltes G erzeugt wird, wobei die Geschwindigkeit des Stoffstromes im wesentlichen in Druck verwandelt wird. Zu bemerken daß der Stoffstrom allgemein aufwärts gerichtet ist.

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Die erste Brustwalze 15 nimmt die erste Siebbahn Pl auf, die somit in den Spalt G einwandert, während eine zweite- Siebbahn F2 die zweite Brustwalze 16 umschlingt und sich ebenfalls durch den Spalt G bewegt. Die Siebbahnen weoten über eine * Vielzahl von Siebführungselemfenten 17 und 19* die als dritte und vierte Siebführung bezeichnet werden können, geleitet und sind je für sich über die Führungen 15a bezw. l6a geführt, wodurch je eine Laufbahn für die Siebbahnen definiert wird.

Aus Gründen der Vereinfachung seien die erste Siebbahn und die erste Laufbahn mit Fl, wogegen die zweite Siebbahn und die

zweite Laufbahn mit F2 bezeichnet werden. w

Diese Formsiebbahnen Fl und F2 können aus Bronze, Stahl, Kupfer, Plastik oder sogar aus in offenen Maschön gewebten Drahtlitzen in endlosen Schleifen hergestellt werden. Sie können aus einer Mehrzahl von verschiedenen Materialien hergestellt werden, deren Verbindung gewisse Sonder-Eigenschaften sichert, z.B. hinsichtlich Abnutzung, Dehnung, Gewicht, Festigkeit usw.

Es wurde ausgeführt, daß der Stoffstrom den Spalt G zwischen ^ den Walzen 15j16 beaufschlagt; in Wirklichkeit jedoch be- ™ aufschlagt der Stoffstrom die Flächen der Siebbahnen Fl,F2, da sich diese Siebbahnen über die Walzen 15*16 bewegen. Auch trifft der Stoffstrom eine der Siebbahnen, z.B. Fl, vor der anderen. Die Entwässerung erfolgt dabei an der unmittelbaren Ablaufseite der Walzen 15,l6 im wesentlichen durch eine Drainage ohne irgendwelches "Pumpen" der Walzen. Das Pumpen wird allgemein als die Wirkung bezeichnet, die auftritt, wenn eine divergierende massive Oberfläche auf eine bewegte feuchte Bahn einwirkt, sodaß wenigestens ein teilweises Vakuum an der Ablaufseite einer solchen Fläche entsteht, das darauf hinzielt, Wftsser aus der Faserbahn zu pumpen dder zu ziehen. Während der ersten Phasen der Faserbahn-Herstellung ist das

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Pumpen für eine geeignete Paserverteilung schädlich und somit

zu vermeiden. In dieser Hinsicht ist es vorteilhaft, daß die offene Walze 15 ein solches Pumpen vollständig vermeidet und tatsächlich erlaubt, daß Wasser des Stoffstromes durch ihre äussere. Umfangsflache durchfließt. Auf diese Weise wirkt in dieser anfänglichen Stufe der Formbildung verhältnismässig wenig, wenn überhaupt, mechanischer Druck auf den Rohstoff, da im wesentlichen nur kontrollierte Drainage stattfindet. Dieser "leichte" Druck (der noch später weiter erläutert wird)., ermöglicht es, daß ein wesentlicher Teil des Wassers aus der Formzone abgeleitet wird, ohne daß ein Reissen einsetzt, das Schubbeanspruchungen oder ähnliche Effekte auslöst, wodurch die Bildung einer Papierbahn gestört wird. Die Entwässerung, die in einem ersten Bereich Al und in einem zweiten Bereich A2 erfolgt, geht im wesentlichen in entgegengesetzte Richtungen, sodaß entlang beider Oberflächen der neugeformten Faserbahn eine gleichzeitige Drainage ohne Pumpen stattfindet, wodurch eine geeignete Verteilung der Fasern innerhalb der Faserbahn sichergestellt ist.

Die Siebbahnen Fl, F2 setzen ihren Weg über eine dritte Siebführung 17 fort, wobei sie in eine allgemeine Parallelität konvergieren. Der Ausdruck "algemeine Parallelität" bedeutet die dynamische oder Wechselbeziehung der Siebbahnen zueinander, die, in bestimmten Abständen sich graduell zueinander bewegend, das zwischen sich gelegene Faserband vorwärts leiten, während Wasser aus dem sich neubildenden Faserband getrieben wird. Es ist zu bemerken, daß während der Entwässerung des Papier-Rohstoffes ( der auch als Strahlstrom bezeichnet wird) die Siebbahnen aufgrund ihrer Spannung zunehmend einander angenähert werden, und zwar in Anbetracht der zwischen den Siebbahnen kleineren Materialmenge. So trägt die Spannung der Siebbahnen zur richtigen Entwässerung der entstehenden Faserbahn bei.

Die dritte Siebführung 17 hat eine längliche, glatte, ortsfeste und im allgemeinen konvex gekrümmte Arbeitsfläche, die eine der Siebbahnen, z.B. F2, in eine allgemeine Parallelität zu der anderen Siebbahn Fl bringt. Die andere Siebbahn Fl ist Über ihren Weg in der Formznne frei von hemeenden Haltemitteln.

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Die Siebführung 17 hat eine wasserundurchlässige Oberfläche, ■obschon eine kleine Menge Wassers ihre Arbeitsfläche überzieht, ähnlich einer Schmierung für die sich bewegenden Siebbahnen. Die längliche Krümmung der Siebführung 17 ermöglicht die Anwendung eines leichten Druckes, z.B. eines graduell
ansteigenden Druckes zwischen den Siebbahnen und vermeidet die Ausdehnung oder das Auswerfen großer Wassermengen zwischen den Sieben, wodurch Störungen des Stofflusses, die auch durch plötzlichen und/oder erhöhten Druckwechsel zwischen diesen Bahnen entstehen können. Zusätzlich erlaubt die längliche
Krümmung der Siebführung 17 eine geringe, wenn überhaupt,
senkrecht zu den wandernden Siebbahnen gerichtete Drucklast gegen die Siebführung 17, da normal gerichtete Kräfte der
Siebbahnen, die gegen die Arbeitsfläche der Siebführung 17 wirken, ganz niedrig sind und in dieser anfänglichen Stufe der Formzone eine wesentliche Wassermenge gegenwärtig ist, die als ein Schmiermittel sowohl auf der Siebführung 17 als auf den wandernden Siebbahnen wirksam ist. Diese Anordnung vermeidet weiterhin Verschleiß der Siebbahnen und/oder der Siebführung, macht eine kostspielige Siebführung mit bewegter Oberfläche überflüssig und stellt dazu noch ein Mittel zum Austragen einer wesentlichen Wassermenge aus der neugeformten Faserbahn dar.

Es ist festzustellen, daß die beiden Siebbahnen Fl,F2 nicht vor dem Erreichen des Punktes 17a in eine tatsächliche
Parallelität gelangen, der genügend jenseits der Leitkante der Siebführung 17 gelegen ist. Die Lage des Punktes 17a
der Konvergenz ist durch die selektive Einstellmöglichkeit der Brustwalzen 15,16 mittels der Einstellvorrichtungen Ra beeinflussbar, wie bereits erläutert wurde. Diese Einstellbarkeit ist zur Herstellung von verschiedenen Papiersorten notwendig, d.h. der Konvergenzpunkt 17a wird näher an die
Leitkante der Siebführung 17 einzustellen sein, wenn Seiden'V papier hergestellt werden soll, und er wird weiter von der Leitkante ab einzustellen sein, wenn z.B. Zeitungspapier
hergestellt werden soll. Während dieses Überganges von gra-, dueller Konvergenz der Siebbahnen in allgemeine Parallelität

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wird ein zusätzlicher Druck auf die neugebildete Faserbahn ausgeübt, um zusätzlich Wasser auszustoßen. Das Wasser wird durch und aus der exponierten Seite der Siebbahn Fl gestoßen, die frei von hemmenden Haltevorrichtungen ist, in der Weise, wie durch den Entwässerungsbereich Aj5 angedeutet ist. Das ausgetragene Wasser wird in einem Sammelkasten Sa gesammelt, aus der es über eine Leitung C dem Stoffzuteilkasten oder einer anderen Stelle zugeleitet wird. Ein weiterer Sammelkasten Sa ist unter der Brustrolle 16 angeordnet, um das in den Zonen Al und A2 entzogene Wasser in üblicher Weise abzuleiten. Eine bekannte Abstreifvorrichtung l6b ist an der Ablaufseite der Brustwalze 16 eingesetzt, um anhaftende Wasserteile oder Fremdkörper von der Oberfläche der Walze zu entfernen, bevor diese Oberfläche die Siebbahn F2 wieder berührt und zum Spalt G führt. Jeder an der Walzenoberfläche anhaftende Fremdkörper würde eine Störung des Stoffstromes verursachen und die Bildung einer einwandfreien Faserbahn beeinträchtigen.

Die Verwendung einer offenen Brustwalze 15 und der ortsfesten gekrümmten Siebführung 17 in den anfänglichen Stadien der Formzone stellt ein positives Mittel zum Steuern der Wasserbewegung in diesem kritischen Bereich der Faserbahnbildung dar und sichert zusätzlich eine erhöhte Drainagekapazität bei niedrigen Drainagedrücken, die sehr wichtig sind für eine ordnungsgemäße Faserbahnbildung. Die Flexibilitäts-Steuerung ist in erster Linie zwecks Einstellung des Abstandes der beiden wandernden Siebbahnen im Bereich der offenen Walze/i, d.h. am Spalt G geboten, wogegen die Steuerung des Drainagevermögens durch die vergrößerte Länge, über die die wandernden Siebbahnen in allgemeine Parallelität konvergieren, gegeben ist, während der niedrige Drainagedruck in erster Linie bestimmt wird durch den relativ großen Krümmungsradius der Siebführung 17.

Die vierte Siebführung ist eine Saugwalze 19 von großem Durchmesser, die unmittelbar stromabwärts anschließend an die dritte Siebführung If eingebaut ist, wodurch eine Laufbahn mit zwei unterschiedlichen Radien gebildet wird, von denen der erste Krümmungsradius der Führung 17 wesentlich größer ist als derjenige der Saugwalze 19·

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Die Saugwalze 19 besitzt eine Anzahl von Unterdruckkammern 19a, 19b und 19c* in denen unterschiedliche Druckverhältnisse herrschen; vorzugsweise sind die Unterdruckkammern kammerweise einem progressiv geringerem Unterdruck unterworfen, d.h. „ jede folgende Kammer hat weniger Unterdruck als die vorhergehende Kammer, bezogen auf die Richtung der Siebbahn-Bewegung. So ist beispielsweise die Kammer 19a wirkungsvoller als die Kammer 19b, die ihrerseits kräftiger ist als die Kammer 19c. Wie dargestellt, nimmt die Saugwalze I9 das wandernde, sandwichartige Gebilde von Siebbahn-Paserbahn-Siebbahn auf und lenkt es über eine Kurve von der Stoffstromrichtung an der Zuteileröffnung lic ab. Indem die Oberfläche der Balze I9 rotiert, entsteht nur eine geringe Reibungskraft zwischen ^

der Walzenoberfläche und den wandernden Siebbahnen, sodaß durch die erhöhte Belastung der Siebbahnen keine schädlichen Einwirkungen aufkommen. Die Ablenkung, zu der die wandernden Siebbahnen durch die Oberfläche der Walze 19 gezwungen werden, ist ausreichend, um eine Entwässerung hervorzurufen, indem Wasser durch und von der exponierten Seite der Siebbahn Fl weg getrieben wird. Es versteht sich, wie bereits angedeutet, daß die exponierte bezw. innere Umfangsseite der Siebbahn Pl frei von hemmenden Haltevorrichtungen entlang der Formzone ist, wodurch das Wasser sich frei durch die Siebbahn Fl bewegen kann.

Die Saugwalze I9 wird mit einer der Geschwindigkeit des Roh- M stoffes und der Siebbahnen entsprechenden Drehzahl von einer Antriebsvorrichtung M2 angetrieben derart, daß zwischen den sich bewegenden Siebbahnen und der Tragfläche der Siebführung 19 wenig Relativbewegung vorliegt. Wie aus der Zeichnung ersichtlich, erfolgt auch in den Unterdruckkammern 19a,19b und 19c eine zusätzliche Entwässerung in den Zonen Ax, Ay und Az. An der Stelle, wo die wandernden Siebbahnen die Saugwalze I9 beaufschlagen, erzeugt die Kammer 19a an der inneren Umfangsflache der Siebbahn F2 einen Unterdruck, wodurch in der Entwässerungszone Ax eine wesentliche Menge Wasser abgeführt wird. Diese Entwässerungszone Ax erstreckt sich über einen vergleichsweise kleinen Bogenwinkel von ungefähr 20°, während in dieser Anfangaasone der Beaufschlagung die sioh bewegenden Siebbahnen

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•zuerst von der StoffStromrichtung abgelenkt werden und eine hohe Zentrifugalkraft auf das wandernde sandwichartige* Gebilde einwirkt, unter der das Wasser ausgetrieben wird. Die nächste Unterdruckkammer 19b der Saugwalze I9 ist im Ausmaß wesentlich größer,■obschoη ihr Unterdruck kleiner ist. Sie leitet eine zusätzliche Wassermenge in der Entwässerungszone Ay ab. Der Bogenwinkel der Kammer 19b beträgt ungefähr 6o°, was einer Länge von etwa I60 cm entspricht, und ist vergleichbar mit ungefähr fünf konventionellen Saugkasten von je 30,5 cm Länge. Natürlich können je nach"Wunsch verschiedene Dimensionen vorgesehen werden. In dieser Zone erfolgt die Entwässerung durch die obere Siebbahn Fl nach aufwärts,und zwar mit Hilfe von Zentrifugalkräften und Siebspannungen, sodaß auf beiden sich gegenüberliegenden Flächen der sich neu bildenden Faserbahn Drainage entsteht. Die Unterdruckkammer 19c kann mit der Unterdruckdauer und der Drainagemöglichkeit einer konventionellen Saug-Gautschwalze verglichen werden; sie treibt eine zusätzliche Wassermenge in der Entwässerungszone Az aus.

Es ist hervorzuheben, daß in Saugwalzen höhere Unterdrücke benutzt werden können, als es in den üblichen flachen Saugkasten möglich ist, und zwar infolge geringerer Siebabnützung, geringerer Bruchgefahr usw. Die neue Herstellungsvorrichtung gemäß der Erfindung räumt mit der Notwendigkeit vollständig auf, stationäre Saugkasten zu verwenden, wodurch sich die Abmessungen der Formbildungszone verkleinern und deren Wasserbewegungsmöglichkeiten wesentlich erhöht werden. Zusätzlich ist zu vermerken, daß der Umschlingungsbereich der Siebbahnen um die Saugwalze I9 derart geregelt werden kann, daß mit vergrößerten Umschlingungswinkeln zusätzliche Entwässerung erfolgt, Natürlich kann auch eine kleinere Umschlingung benutzt werden, wenn weniger Drainagevermögen nötig ist.

An der freien inneren Seite der Siebbahn Fl ist auf der unmittelbar stromabwärts liegenden Seite der Siebführung I9 in äusserst enger Arbeitsverbindung mit den laufenden Siebbahnen eine seitliche kontinuierliche Entwässerungsvorrichtung 20 aufgestellt, um das Wasser abzustreichen, das etwa auf der

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Rückseite der Formsiebbahnen anhaftet, jedoch ohne eine Änderung der Siebbahn-Laufrichtung zu verursachen, wie auch, 'wenn überhaupt, nur wenig Reibung zwischen den laufenden Siebbahnen und der Entwässerungsvorrichtung 20 entsteht. Das von der Vorrichtung 20 entfernte Wasser gelangt ebenfalls in den schon erwähnten Sammelkasten Sa. Eine ähnliche Entwässerungsvorrichtung 20a ist auf die gleiche Weise an der inneren Umfangsflache der Siebbahn F2 und unmittelbar an der Ablaufseite der Walze 19 angebracht, um Wasser von der Rückseite dieser Siebbahn abzustreichen.

Wie ersichtlich ist ein Wechsel der Richtungen, in denen die Siebbahnen wandern, durch die Umfangsflache der Siebführung bedingt und zwing^das sich in der neubildenden Faserbahn befindliche Wasser durch und weg von den exponierten Seiten der Siebbahnen zu treten. Die Siebspannung treibt die Siebbahnen fortwährend gegeneinander, wodurch 'das Wasser von dem sandwichartigen Gebilde ausgestoßen wird, Während die gekrümmte Fläche dem Wasser den Schwung verschafft, um entlang der Siebflächen weg von der Faserbahn auszutreten. Mit anderen Worten vereinigen sich Zentrifugalkräfte und Gravität, um wesentliche Wassermengen im Bereich der Krümmung der Führungswalze 19 auszustoßen. Wie schon gesagt, wird die Walze 19 durch eine Antriebsvorrichtung M2 angetrieben, wobei sich die Belastung oder Spannung der Siebbahn F2 vermindert, der Siebbahn eine längere Lebensdauer sichernd'und Störungen im sandwichartig zusammengesetzten Gebilde vermindernd. Der Antriebsbedarf der anderen Siebbahn Fl ist ebenfalls sehr niedrig, da keine Oberfläche vorhanden ist, die eine hohe Zerrung auf dieses Sieb ausüben könnte. Die Siebbahn Fl wird durch eine zweite Antriebsvorrichtung Ml angetrieben, die mit der Antriebsvorrichtung M2 synchronisiert ist, sodaß sich beide Siebbahnen in der Stoffstromgeschwindigkeit über die verschiedenen Führungen bewegen, ohne daß zwischen den beiden Siebbahnen eine Relativbewegung entsteht, wodurch Verwerfungen und dergleichen innerhalb der zwischen den Siebbahnen befindlichen Faserbahn vermieden werden.

Die Siebbahnen Fl und F2 wandern über die letzte Unterdruckkammer 19c der Wf-lze 19* um alsdann schnell divergierend auseinander

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zu laufenj wobei die neugebildete Faserbahn W an der Siebbahn F2 haften bleibt. Nach Ablösung von der Faserbahn W bewegt sich die Siebbahn Fl in einer allgemein abwärts weisenden Richtung weiter_; um mit der Mehrzahl von Führungswalzen 15a in Berührung .:,u kommen, die das Siebbahn inlder dargestellten Weise zurück zum Spalt G richten und leiten. Die Führungswalzen 15a können mit üblichen Abstreichvorrichtungen 15b versehen -sein, um deren Umfangsflachen zu reinigen. Eine der Führungswalzen 15a ist mit einer Spannvorrichtung Tl versehen, um im Siebband eine gewünschte Spannung einzustellen und aufrechtzuerhalten.

Die andere Siebbahn F2 wandert mit der entlang ihrer äusseren Oberfläche gelegenen neugebildeten Faserbahn W weiter nach abwärts bis zum Kontakt mit dem Aufnahmefilz PF, der in der Nähe einer Bahnleitwalze 22 erfolgt, die Saugbüchse 22b versehen ist. Die Saugbüchse wird in konventioneller Art unter Unterdruck gehalten und hilft, die neugebildete Faserbahn W von der Siebbahn F2 zum Aufnahmefilz zu befördern. Der Aufnabm^filz PF trägt die Faserbahn W zu weiteren Arbeitsprozessen, d.h. zu einer ersten Druckstation oder dergleichen. Der Aufnahemfilz PF wird über eine Vielzahl von nicht dargestellten Walzen geleitet und bildet ein endloses Band.

Die Siebbahn F2 bewegt sich weiter nach abwärts und läuft über eine Umkehrwalze 21, die es von der vorherigen Bahnrichtung ablep4 lenkt, und über eine Vielzahl von Führungswalzen l6a zurück zum Arbeitsspalt G. Die Führungswalzen 16a sind mit üblichen Abstreichvorrichtungen 16b versehen, die deren Umfangsflachen reinigen. Eine der Führungswalzen 16a ist mit einer Spannvorrichtung T2 versehen, um innerhalb der Siebbahn F2 die gewünschte Spannung aufrechtzuerhalten.

Die Antriebsvorrichtungen Ml und M2 sind mit bestimmten, zwischen den Siebbahnen Fl und F2 gelegenen Walzen verbunden, sodaß die Geschwindigkeit der Siebbahnen im wesentlichen diejenige des Stoffstromes bleibt. In der hier gezeigten Ausführungsform sind die Brustwalze 15, die Saugwalze 19 und die Umkehrwalze 21 die angetriebenen Walzen, obschon es in besonderen Fällen wünschenswert sein kann, andere Walzen mit den Antriebsvorrichtungen zu verbinden.

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Es sei vermerkt, daß die beschriebene Papier-Herstellungsvorrichtung eine Laufbahn für ein Paar sich, gegenüberliegender Arbeits-Siebbahnen vorsieht, die über eine Mehrzahl von .Führungsflächen gleiten, die eine Doppel-Radius-Lauffläche bilden, die im wesentlichen mit der Durchflussbahn des Stoffstromes bei einem Stoffzuteiler übereinstimmt, sodaß sich eine im wesentlichen natürliche Drainage einstellt, um, durch verschiedene andere Kräfte unterstützt, eine wirksame und schnelle Entwässerung der sich bildenden Faserbahn zu erreichen, und daß kein zweiter und/oder Rückstau in der Laufbahn der wandernden Siebbahnen entsteht, die zwischen sich die Faserbahn tragen, wobei irgendwelche Möglichkeiten der Rissbildung oder dergl. an der Faserbahn vermieden wird. Die beschriebene Vorrichtung ist imstande, eine Produktion von gut über 915 m pro min. hervorzubringen, und zwar von verschiedenen Papiersorten. Sie ist darüberhinaus äusserst kompakt und leicht zu unterhalten.

Zusammenfassend ist zu sagen, daß die Erfindung eine Vorrichtung zur Herstellung von Faserbahnen zum Gegenstand hat, die allgemein mit einer Zufuhrvorrichtung für eine verdünnte wässrige Suspension von Fasern versehen ist, die mit einem Stoffzuteiler nebst Staukammer in Arbeitsverbindung steht, wobei die Staukammer eine Auslaßöffnung sowie Wände umfasst, die gegen die Auslaßöffnung konvergieren und in einer gleichförmigen Weise eine Vielzahl von sich verengenden Kanälen bilden, die die Suspension mit einer vergleichsweise schwachen Turbulenz und großer Verteilung zum Auslaß führen, aus dem ein banddünner Stoffstrom von sich mitbewegenden Fasern unter hoher Geschwindigkeit austritt.

Eine erste und eine zweite Brustwalze sind in einer gemeinsamen Ebene drehbar angeordnet, und zwar in einem Abstand voneinander entfernt, der etwas größer ist als die Stärke des banddünnen Stoffstromes, um einen zur StoffStromrichtung senkrechten Spalt für die Aufnahme des Stoffstromes zu bilden, wobei jede der

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Brustwalzen eine Reguliervorrichtung zur selektiven Änderung der Spaltweite zwischen den Walzen hat. Dritte und vierte Führungselemente mit einer bogenförmigen Laufbahn sind in Aufeinanderfolge stromabwärts des Spaltes eingebaut, wobei die erste und zweite Siebbahn sich mit einer im wesentlichen gleichen Geschwindigkeit wie diejenige des Stoffstromes über die erste und zweite Brustwalze und durch den anfänglich engen Spalt bewegen müssen, um zwischen sich den Stoffstrom aufzunehmen. Unmittelbar nachher wandern die sich bewegenden Siebbahnei konvergierend durch eine Formbildungszone und gehen in allgemeine Parallelität über, in welcher Parallelität die Siebbahnen bei ihrer gemeinschaftlichen Bewegung über die dritte und vierte Siebführung gehatten werden. Die dritte Siebführung besitzt eine längliche, allgemein konvex gekrümmte, glatte, ortsfeste Oberfläche, die eine der Siebbahnen durch graduelle Konvergenz in solche Parallelität gegen die andere Bahn in der Formzone drängt, und zwar frei von der Berührung mit hemmenden Haltevorrichtungen, wobei ein wesentlicher Wasserentzug in der Form* zone erreicht wird. Die vierte Siebführung hat eine Mehrzahl von Niederruckkammern mit in der Siebbahn-Laufrichtung progressiv abnehmendem Vakuum, die auf eine der Siebbahnen im Bereich des Kontaktes mit derselben einwirken, sodanrldie Siebbahnen in Parallelität durch eine Kurve weg von der Stoffstromrichtung zwingen, und zwar unter einem Ablenkwinkel, der genügt, um Wasser durch und fort von der anderen Siebbahn zu stoßen. Die Laufbahn über die dritte und vierte Führung entspricht im wesentlichen der Stoffstromrichtung an der Staukammer-Öffnung, sodaß eine natürliche Drainage ermöglicht ist, die zur Herstellung von qualitativen Faserbahnen beiträgt. Die Vorrichtung erlaubt auch eine ausnahmsweise kompakte Konstruktion, die die Benutzung von flachen Saugkasten und/oder Umkehr-Siebbewegungen (d.h.Anschlagen) über verschiedene Führungselemente vermeidet, wobei unerwünschte Markierungen auf der Faserbahn unterbleiben und eine Papiermaschine geschaffen wird, die wirtschaftlich und leicht zu unterhalten ist und nur sehr wenig Verschleiß an den Siebbahnen und/oder den Siebführungen aufweist.

Die beschriebene Papier-Herstell-Vorrichtung unterliegt, wenn überhaupt, sehr wenigen Störungen oder Pulsierungen in der FaserbahnTFormzone und ermöglicht eine Produktion einer weiten

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Skala von Papierqualitäten vom dünnsten Seidenpapier bis zu den schwersten Papiersorten bei relativ hoher Arbeitsgeschwindigkeit. Die durch den sich zwischen den wandernden Siebbahnen befindlichen, regulierbaren Spalt erreichbare Flexibilität hilft weiterhin materiell zur Herstellung öer verschiedensten Papierqualitäten. Das Drainagevermögen wird auch mit der vergrößerten Länge, auf der die Siebbahnen konvergieren, gesteuert, um über das länglich gekrümmte Führungselement zu gleiten, das einen kleinen Drainagedruck auf die Siebbahnen ausübt und zu erhöhter Wasser-Regelungsmöglichkeit führt, und zwar vermittels der Saugwalze mit dem großen Durehmesser und der Mehrzahl von Unterdruckkammern. Auf diese Weise bietet die Vorrichtung gemäß der Erfindung eine erhöhte Steuermöglichkeit und Kompaktheit, die in den bisher bekannten Vorrichtungen zur Herstellung von Faserbahnen nicht erreichbar sind.

- Patentansprüche -

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Claims (7)

1. Beloit Corporation
   Beloit, Wisconsin, U.S.A.

   Akte B 4o

   Patentansprüche

   ClJ Vorrichtung zur Herstellung von Faserbahnen in einer Papiermaschine aus einer verdünnten wässrigen Suspension miteinander verwickelter, sich mitbewegender Fasern als im wesentlichen in einer Richtung mit hoher Geschwindigkeit aus einem Stoffzuteiler fließender, banddünner Strahlstrom, mit einer ersten und zweiten Faserbahn-Herstellungs-Siebbahn, die sich gegenüberliegen und im wesentlichen mit der Geschwindigkeit des Stoffstromes

   a) über eine erste und zweite Siebführung durch einen anfänglich engen Zwischenraum laufen, um den Stoffstrom dort zwischen sich aufzunehmen und

   b) unmittelbar danach in einer Formzone in eine generelle Parallelität zu der zwischen den beiden Siebbahnen eingebetteten feuchten Faserbahn konvergieren, in welcher Parallelität die Siebbahnen gehalten werden, wenn sie stromabwärts

   c) nacheinander über eine dritte und vierte Siebführung laufen, wobei die dritte Siebführung eine längliche, glatte, ortsfeste Arbeitsfläche hat, die die zweite Siebbahn über eine derartige graduelle Konvergenz gegen die erste Siebbahn der Formzone drängt, daß eine wesentliche Entwässerung durch die erste Siebbahn hindurch und die Bildung einer zwischen den Siebbahnen eingebetteten feuchten Papierbahn erfolgt, wobei die erste und vierte Siebführung drehende Flächen besitzen, um die erste Siebbahn so zwischen sie zu legen, daß sie unter Spannung nachgiebig'

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   und im Bereich gegenüber der Formzone frei von Berührung mit Haltemitteln ist,

   dadurch gekennzeichnet, daß die vierte Siebführung (19) eine Saugwalze relativ großen Durchmessers ist, die mit einer Mehrzahl von die Siebbahnen (Fl,F2) bindenden und wasseraufnehmenden Unterdruckkammern (19a,19b,19c) versehen ist, wobei die Saugwalze beide Siebbahnen in Parallelität zueinander über eine Krümmung von der durch den Stoffzuteiler (lic) bestimmten Stoffstrom-Richtung derart ablenkt, daß die Drehgeschwindigkeit genügt, um Wasser durch und weg von der ersten Siebbahn zu treiben.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterdruckkammern (19a,19b,19c) kammerweise in Stoffstromrichtung einem progressiv geringerem Unterdruck unterworfen sind.
3. 3· Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine stromabwärts von der vierten Siebführung (I9) angeordnete Siebführung (15a) zum Abheben einer der Siebbahnön (Fl) von der Papierbahn (w) unmittelbar an der Ablaufstelle der vierten Siebführung.
4. 4. Vorrichtung nach Anspruch! 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und die zweite Siebführung (15,16) zur Änderung der Konvergenz der sich gegenüberliegenden Siebbahnen (Fl,F2) relativ zueinander anstellbar sind.
5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die längliche, glatte, ortsfeste Arbeitsfläche der dritten Siebführung (17) unter einem relativ großen Radius gekrümmt ist, wodurch eine wesentliche, normal zu den Siebbahnen (Fl,F2). gerichtete Drucklast vermieden wird.
6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 5> dadurch gekennzeichnet, daß die Laufbahn der Siebbahnen (Fl,F2) über die dritte und vierte Siebführung (17*19) im wesentlichen der Stoffstrom-Richtung am Stoffzuteiler (lic) entspricht.
7. 7. Vorrichtung nach Anspruch 5* dadurch gekennzeichnet, daß zumindeste eine der walzenförmigen ersten beiden SiebfUhrungen (15) eine offene Brustwalze ist.

   109829/0198

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