DE2411739A1

DE2411739A1 - Papiermaschine

Info

Publication number: DE2411739A1
Application number: DE2411739A
Authority: DE
Inventors: Kazumasa Watanabe
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1973-03-12
Filing date: 1974-03-12
Publication date: 1974-09-26
Also published as: US3985612A; AU6652874A; JPS49116306A; GB1461103A; JPS547884B2; FR2221578A1; FR2221578B1; CA1003254A; SE394700B

Description

Anmelder: Kazumasa Wa tana be.

82-1, Iriyamase, Fuji shi, Shizuoka ken, Japan

Papiermaschine

Die Erfindung betrifft eine Maschine zur kontinuierlichen Herstellung endloser Papierbahnen aus Faserstoff-Aufschwemmungen .

Sowohl Langsieb- als auch Rundsieb-Papiermaschinen sind in verschiedenen Ausführungsformen bekannt. Die bekannten Eapiermaschirien weisen durchweg die Nachteile auf, daß auf ihnen hergestellte Papiere dazu neigen, sich insbesondere in Querrichtung zu krümmen bzw. zu wölben, und daß die Maschinen sehr groß bauen. Bei Langsiebmaschinen wird der sogenannte Stoff, das"ist die Faserstoff-Aufschwemmung, auf das endlose umlaufende Sieb durch Austragsöffnungen der Stoffbehälter in auf die Laufgeschwindigkeit des Siebbandes abgestimmtem Austrag aufgegeben und auf dem sich in der

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Horizontalen erstreckenden Obertrum des umlaufenden Siebbandes einerseits aufgrund der Schwerkraft und andererseits unter der Einwirkung von Absaugern entwässert. Tn neuerer Zeit ist man dazu übergegangen, die Laufgeschwindigkeit des Siebbandes zum Zwecke der Leistungssteigerung zu erhöhen. Dabei ergeben sich Geschwindigkeitsunterschiede zwischen dem umlaufenden Siebband und dem aufgegebenen Stoff, woraus eine noch umfassendere Ausrichtung der Pasern in Sieblaufrichtung resultiert, die in verstärktem Maße zum Wölben des hergestellten Papieres führt. Darüberhinaus erweist es sich als erforderlich, die Entwässerungsstrecke zu verlängern, woraus letztlich Papiermaschinen mit dementsprechend größeren Abmessungen resultieren. Schließlich versucht man dabei die Entwässerung auch noch dadurch zu fördern, daß man_t Absauger gegen das Siebband zur Anlage bringt. Die dabei auftretende Reibung zwischen Absauger und Siebband erfordert einerseits eine höhere Antriebsleistung und ruft andererseits einen verstärkten Abrieb und somit eine Verkürzung der Lebensdauer dieser Maschinenteile hervor. Alle aufgezeigten Nachteile führen zu erhöhten Erzeugungskosten. Ein weiterer, nicht unbeachtlicher Nachteil ist die auf die Absauger zurückzuführende Lärmbelästigung.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die aufgezeigten Nachteile zu eleminieren.

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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einer Maschine zur kontinuierlichen Herstellung -endloser Papierbahnen aus Faserstoff-Auf schmwemmungen mit einem Untersieb ingestalt eines endlosen umlaufenden Si-ebbandes mit einem sich in der Horizontalen erstreckenden Auftragsbereich für die Paserstoff-Aufschwemmung, an dessen Ende das Siebband auf einen angetriebenen Hohlzylinder mit porösem Mantel im Bereich des ofeeren Todpunktes auflaufend, den Zylinder über einen begrenzten Bereich umschlingt, und sich gegen eine im Abstand unterhalb des Zylinders befindliche Leitrolle ab&tützend in das horizontale Teilstück zurückverläuft, sowie einem Obersieb ingestalt eines endlosen umlaufenden Siebbandes, das sich gegen Umlenk- bzw. Leitrollen abstützend unter einem spitzen Winkel auf das Untersieb im Bereich des oberen Todpunktas des Zylinders aufläuft, den Zylinder ol^ei^cnermaßen umschlingt und sich im Abstand vom Zylinder im Bereich der Leitrolle für das Untersieb wieder von dem Untersieb abhebt^ gelöst.

Der in einem gleichmäßigen Film auf das Untersieb aufgetragene Stoff erfährt eim Einlaufen der Auftragsschicht in den im Bereich des von Untersieb und Obersieb teilweise umschlungenen Hohlzylinders von Untersieb und Obersieb gebildeten Spalt eine intensive Durchwirbelung, die einerseits eine Faserorientierung soweit sie schon eingetreten ist, wieder aufhebt und

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andererseits Faseranhäufunveil auflöst. Im sich vom oberen Todpunkt des Entwässerungszylinders bis zur nachgeordneteri Leitrolle erstreckenden Bereich in dem das Obersieb gegen das Untersieb anliegt, erfolgt sodann die den Stoff in das Vlies bzw. Blatt überführende Entwässerung aufgrund der am Umfang •des Zylinders auftretenden Fliehkräfte und aufgrund des von Untersieb und Obersieb auf den Stoff ausgeübten Anpressdrucks. In dem erzeugten Blatt weisen die Fasern eine regellose Anordnung auf. Das Erzeugnis zeigt aufgrund dessen keine Tendenz zum Aufwölben. Darüberhinaus besitzt es in vorteilhafter Weise im wesentlichen übereinstimmende erhöhte Festigkeitswerte in Längs- und Querrichtung. Schließlich zeichnet es sich durch glatte Oberflächen aus, die frei von Faserstoffnestern sind.

Wesentlich für die Aufhebung der Faserorientierung ist die Öffnung des Spaltes zwischen Untersieb und Obersieb definiert durch den Winkel, unter dem das Obersieb auf das Untersieb aufläuft bzw. durch den Winkel, den Untersieb und Obersieb im Bereich des oberen Todpunktes des Entwässerungszylinders einschließen. Er kann in Abhängigkeit von der Dicke der Auftragsschicht bzw. des Erzeugnisses und insbesondere in Abhängigkeit vom eingesetzten Stoff nach Zusammensetzung und Konsistenz bzw. von der Qualität des Erzeugnisses verschiedene Werte einnehmen und ist gegebenenfalls zu variieren.

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Aufgrund des großen Entwässerungseffektes im sich über den Hohlzylinder und den vom Zylinder bis zur nachgeordneten Leitrolle erstreckenden Bereich erübrigen sich zusätzliche aufwendige Maßnahmen zur Verbesserung der Entwässerung, etwa die Installation sogenannter Sauger. Damit entfallen auch die darauf zurückzuführenden Reibungsverluste. Darüberhinaus zeichnet sich die neue Maschine durch Geräuscharmut aus. Ein weiterer Vorteil der neuen Maschine ist es, daß sie vergleichsweise kurz baut.

Bei einer abgewandelten Ausführungsform erfolgt eine Teilentwässerung des Stoffes bereits im horizontalen Auftragsbereich des Untersiebes, und zwar in der siebnahen Zone der Auftragsschicht. Beim Durchlaufen der den Auftragsbereich bildenden horizontalen Siebstrecke erfolgt dann auch schon eine Orientierung der Pasern in Bandlaufrichtung. Diese Orientierung der Pasern wird wiederum beim Einlaufen der Auftragsschicht in den· im Bereich des von Untersieb und Obersieb teilweise umschlungenen Hohlzylinders von Untersieb und Obersieb gebildeten Spalt aufgrund der in dem Spalt hervorgerufenen Durchwirbelung der der Entwässerung noch nicht unterworfenen oberen Zone der Auftragsschicht in dieser Zone wieder aufgehoben. Im sich vom oberen Todpunkt des Entwässerungszylinders bis zur nachgeordneten Leitrolle erstreckenden Bereich in dem das

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Obersieb gegen das Untersieb anliegt, erfolgt die weitergehende, den Stoff in das Vlies bzw. das Blatt überführende Entwässerung aufgrund der am Umfang des Zylinders auftretenden Fliehkräfte und des von Untersieb und Obersieb auf den Stoff ausgeübten Anpressdrucks. Das Blatt weist einen Zweischichtenaufbau mit einer unteren faserorientierten Schicht und einer oberen die Pasern in regelloser Anordnung enthaltenen Schicht auf. Auch das so aufgebaute Blatt zeigt keine Tendenz, zum Aufwölben. Darüberhinaus besitzt es in vorteilhafter Weise ebenfalls im wesentlichen übereinstimmende erhöhte Festigkeitswerte in Längs- und Querrichtung. Die Durehwirbelung des die obere Schicht bildenden Stoffes beim Einlaufen in den Spalt zwischen Untersieb und Obersieb führt auch wieder dazu, daß Faseranhäufungen aufgelöst werden, woraus eine glatte Oberfläche des Erzeugnisses resultiert, die frei von Faserstoffnestern ist.

Der Zweischichtenaufbau des Erzeugnisses kann dadurch ausgestaltet und variiert werden, daß im Aufgabenbereich des Stoffes auf das Untersieb eine Mehrzahl von Austragsoffnungen bzw. Vorratsbehältern im Abstand voneinander angeordnet wird, aus denen Stoff gegebenenfalls verschiedener Zusammensetzung nacheinander auf das Untersieb aufgetragen wird. Auf diese VJeise läßt sich unter anderem eine dickere Schicht mit regellos an-

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geordneten Fasern erzeugen, auch ein Blatt mit Schichten verschiedener Qualität.

In weiterer Ausgestaltung kann das üntersieb im Abstand von der Leitrolle um einen weiteren Zylinder mit porösem Mantel, den Zylinder über einen begrenzten Bereich umschligend geführt sein und ein unterhalb verlaufendes Ablageband im Umschlingungsbereich auf das Untersieb auflaufend sich unter der Einwirkung einer Spannrolle im Abstand vom Zylinder wieder abhebend vorgesehen sein, etwa ,wenn die Masehir.e auch zur Erzeugung von dickerem Papier oder von Papier aus schlecht entwässerbarem Paserstoff-Aufschwemmungen eingesetzt werden soll. Die Nachentwässerung wird hierbei durch den Anpressdruck des Ablagebandes unterstützt.

Erforderlichenfalls kann auch jeweils eine Mehrzahl von Entwässerungszylindern vorgesehen sein.

Die Zuordnung einer Mehrzahl solcher Maschinen zu einem Ablageband eröffnet die Möglichkeit Mehrlagenpapiere mit unterschiedlicher Qualität und/oder unterschiedlicher Struktur der einzelnen Lagen wirtschaftlich herzustellen.

Jedem Siebband ist zweckmäßigerweise mindestens eine Spannrolle zugeordnet. Eine solche, oberhalb des Entwässerungs-

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Zylinders vorgesehene verstellbare Spannrolle für das Obersieb bietet sich für die individuelle Einstellung und Veränderung des Spaltes zwischen Untersieb und Obersieb an. Das schließt den Einsatz anderer Mittel für diesen Zweck nicht aus.

Der poröse - wasserdurchlässige - Mantel der Entwässerungszylinder kann aus gelochtem Blech hergestellt sein, aber auch aus Siebgewebe.

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Die Erfindung ist	anhand der Zeichnung weitergehend erlau-
tert.' Es zeigen:
Figur 1	eine schematische Darstellung
	der neuen Papiermaschine in
	Seitenansicht,
Figur 2	den das Papiervlies bildenden
	Teil der Maschine in größerem
	Maßstab,
Figur J5	die Darstellung des Zuordnungs
	schemas einer Mehrzahl solcher
	Papiermaschinen zueinander,
Figur 4	den den Übergabebereich des Pa
	pierblattes auf das Transport
	band bildenden Teil der Maschine
	in größerem Maßstab,
Figur 5	die Struktur des erzeugten Papier
	blattes an der Oberseite,
Figur 6	die Struktur des erzeugten Papier
	blattes an der Unterseite.

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Mit 2 ist das das Untersieb bildende, umlaufende endlose Siebband bezeichnet, dessen horizontales, von Stützrollen unterfangenes Teilstück 2a sich ausgehend von einer Umlenkrolle 4 bis zu dem direkt oder indirekt angetriebenen, schnelllaufenden Hohlzylinder 1 mit porösem (la) Mantel erstreckt, gegen den es tangential im oberen Todpunkt aufläuft und den es über den Teilumfang Ib umschlingt. Sich über eine nachgeordnete Spannrolle 5 abstützend ist es sodann um den Hohlzylinder 6 mit ebenfalls porösem (6a) Mantel den Zylinder über den Teilumfang 6b umschlingend geführt und gelangt über dem Zylinder 6 naehgeordnete Leit- bzw. Umlenkrollen 7 und 8 wieder zur Umlenkrolle 4.

Das ebenfalls aus einem umlaufenden endlosen Siebband gebildete Obersieb 3 trifft ausgehend von einer Umlenkrolle 10 unter der Einwirkung einer verstellbaren Spannrolle 11 gleichfalls im oberen Todpunkt auf den Zylinder 1 auf und bleibt ihn gleichermaßen wie das Untersieb 2 umschlingend in Kontakt mit dem Untersieb 2 bis zur nachgeordneten Spannrolle 5* ^von ■ wo es, sich wieder von dem Untersieb 2 abhebend, um die Leitbzw. Umlenkrollen 13, lK, 15 und Io zurück zur Umlenkrolle 10 gelangt.

Unterhalb des Zylinders 6 ist das umlaufende endlose Ablageband 17 angeordnet, das durch Leit- und Spannrollen zur Anlage

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gegen den Zylinder 6 gebracht unter der Einwirkung der Spann-, rolle l8 auch noch nach Abheben von dem Zylinder β zunächst noch in Kontakt mit dem Untersieb 2 bleibt»

Der sogenannte Stoff P, das ist die Paserstoff-Aufschwemmung, befindet sich in dem Vorratsbehälter 9 oberhalb des horizontalen Teilstüekes 2a des Untersiebes 2 am Anfang dieses Teilstückes, aus dem en in einem gleichmäßigen Film auf das Untersieb aufgetragen wird.

An der Unterseite des horizontalen Teilstüekes 2a des Untersiebes 2 sind Abstreifer 19 zum Entfernen von aus dem Stoff abgeschiedener Flüssigkeit vorgesehen. Entsprechende Abstreifer 20 sind zi^isehen Zylinder 1 und Leitrolle 5 sowohl auf das Untersieb 2 als auch auf das Obersieb 5 einwirkend vorgesehen.

Fangvorrichtungen 21 und 22 dienen zum Auffangen der abgeschiedenen bzw. abgestreiften Flüssigkeit. Weitere Fangvorrichtungen 23 und 25 sind vorgesehen, um die aus Spritzdüsen 24 und 26 auf das jeiireilige Leertrum von Ober- und Untersieb gesprühte Reinigungsflüssigkeit aufzufangen.

Die Umlaufrichtungen der Siebbänder und des Ablagebandcjsind durch Pfeile gekennzeichnet.

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Der wesentliche Teilbereich der neuen Maschine ist der beim Zusammenlaufen des 'Untersiebes 2 und des Obersiebes 3 gebildete Spalt 12, der durch uen Winkel <*· (Figur 2) definiert ist. Die genaue Fixierung des Spaltes 12 ist Voraussetzung für den optimalen Effekt der Maschine. Der günstigste Winkel ei. kann unter anderem in Abhängigkeit von dem eingesetzten Stoff verschiedene Werte einnehmen. Variieren läßt sich der Winkel oL> und damit der Spalt 12 beispielsweise durch Verstellen der Spannrolle 11. Die Funktion der Spannrolle 11 kann gegebenenfalls auch durcn die Umlenkrolle 10 mit übernommen werden. Es ist unter Umständen aucn möglich, den Winkel cL durch Verlagerung der Umlenkrolle 4 für das Untersieb 2 zu verändern. Schließlich kann man sieh zur Veränderung des Winkels ot auch anderer geeigneter Mittel bedienen.

Deri auf die Siebband-Laufgeschwindigkeit abgestimmtem Austrag aus dem Vorratsbehälter 9 auf das horizontale Teilstück 2a des Untersiebes 2 gelangende Stoff P erfährt unter dem Einfluß der Laufgeschwindigkeit des Siebbandes 2, des Luftwiderstandes und der dem Stoff innewohnenden Trägheit eine Orientierung der Fasern in Laufrichtung des Bandes auf dem Weg von der Aufgabe im Bereich der Umlenkrolle 4 zum Spalt 12, der dem Bandabschnitt 2a entspricht. Auf diesem Teilstück 2a erfährt der Stoff im wesentlichen auflageseitig (P₁^ auch schon eine Vorentwässerung aufgrund des dem Wasser eigenen

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Gewiciits, unterstützt durch die unterhalb des Siebbandes befindlichen Abstreifer 19· Der dem Spalt 12 mit hoher Geschwindigkeit zugeführte Stoff weist also eine untere teilentwässerte Schicht P und eine obere noch weitgehend im Aufschwemmungszustand befindliche Schicht P₁₁ auf. Der die obere Schicht P₁₁ bildende, noch flüssige Stoff wird beim Einlaufen in den Spalt 12 im Sinne der in Figur 2 im Spalt 12 eingezeichneten Pfeile aufgewirbelt und gelangt im durchwirbelten Zustand zwischen die im Grund des Spaltes 12 zusammenlaufenden Bänder vom Untersieb 2 und Obersieb 3. In dem sich anschließenden Bereich, in dem das Obersieb 3 über den Stoff gegen das Untersieb 2 anliegt, erfolgt die Überführung des Stoffes in das sogenannte Vlies durch weitestgehende Entwässerung aufgrund der Oberflächenpressung von Obersieb und Untersieb sowie aufgrund der am Umfang des Zylinders 1, gegai den sich die Siebbänder im Bereich Ib abstützen, auftretenden Fliehkräfte, wobei das aus dem Stoff entfernte Wasser im wesentlichen im Sinne des Pfeilbündels 27 abgeführt wird«

Das entstehende Vlies besteht aus zwei eine Einheit bildenden Schichten P₁ und P_g unterschiedlicher Faserstruktur, wobei in der einen Schicht Ρ_χ die Fasern ausgerichtet sind (Figur 6) und in der anderen Schicht P₂ regellos angeordnet sind (Figur 5) Einen dementsprechenden Aufbau aufweisendes Papier zeigt keine Neigung zum Krümmen, Wellen oder Wölben und weist, verbesserte,

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in Längs- und Querrichtung im wesentlichen übereinstimmende Festigkeitswerte auf. Ein weiterer, sich aus der Aufwirbelung der Stoffschicht P₁₁ im Spalt 12 ergebender Vorteil ist es, daß in dieser Schicht keine Fasernester verbleiben und die Schicht P₂ im Enderzeugnis eine außerordentlich glatte Oberfläche aufweist.

Der Entwässerungseffekt im Vliesbildungsbereich Ib ist so groß, daß zusätzliche Maßnahmen zur Entwässerung, etwa ingestalt von die Siebe beaufschlagenden Saugern, nicht.getroffen werden müssen, er erhöht sich mit zunehmender Arbeitsgeschwindigkeit,,

Das Vlies wird in dem Bereich zwischen Zylinder 1 und Spannrolle 5* in dem die Anlage des Obersiebes 3 gegen das Untersieb 2 erhalten bleibt, weitergehend und in Wirkeingriff mit dem Zylinder 6 vollständig entwässert, soweit das mechanisch möglich ist. Das im Bereich des Zylinders 6 dem Vlies noch entzogene Wasser gelangt in den Zylinder und wird im Sinne des Pfeilbündels 28 in Figur K aus ihm ausgetragen von der Fangvorrichtung 23 aufgefangen.

Das den Bereich des Zylinders 6 verlassende entwässerte Vlies, das sogenannte Blatt, wird sich von dem Siebband 2 unter Einwirkung der Ablagerolle l8 lösend von dem Abiageband 17 über-

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nommen, mit Hilfe dessen es der nächsten Behandlungsstufe, nämlich der Trockenanlage, zugeführt wird.

Abweichend von der dargestellten Ausführungsform kann jeweils eine Mehrzahl von Zylindern 1 und β vorgesehen sein, etwa wenn dickeres Papier hergestellt wird, wobei naturgemäß von einer dickeren Stoffschicht auszugehen ist, der eine größere Menge Wasser entzogen werden muß.

Es ist unter Umständen auch möglich, auf den zweiten Entwässerungszylinder 6 zu verzichten und das Vlies bereits nach der Entwässerung im Bereich des Zylinders 1 auf das Ablageband 17 zu überführen.

Als Ausgestaltung eröffnet sich die Möglichkeit, einem Ablageband 17 eine Mehrzahl von Maschineneinheiten zuzuordnen (H und II in Figur 5).

Schließlich besteht auch noch die Möglichkeit, einleitend aus zwei im Abstand voneinander angeordneten Vorratsbehaltern 9 und 9n Stoff auf das Untersieb auszutragen. Wird so verfahren, erhält man ausgeprägtere Unterschiede hinsichtlich der Faseranordnung an der Ober- und an der Unterseite des Erzeugnisses, da der zunächst ausgetragene, die Schicht P₁ bildende Stoff die erläuterte Faserorientierung erfährt, während der die

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Schicht P₂ bildende unmittelbar vor dem Spalt 12 aufgetragene Stoff an einer solchen Orientierung gar nicht erst teilnimmt« Diese Art und Weise des Stoffaufträges eröffnet des weiteren die Möglichkeit Papierschichten Ρ_χ und P₂ unterschiedlicher Dicke herzustellen, darüberhinaus die Möglichkeit, Papier mit solchen Schichten unterschiedlicher Qualität durch den Austrag von Stoff abweichender Zusammensetzung aus den Vorratsbehältern 9 und 9n herzustellen.

- Ansprüche -

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Claims

Anmelder: Kazumasa Watanabo.

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W 188

Ansprüche

Maschine zur kontinuierlichen Herstellung endloser Papierbahnen aus Faserstoff-Aufschwemmungen, gekennzeichnet durch ein Untersieb (2) ingestalt eines endlosen umlaufenden Siebbandes mit einem sich in der Horizontalen erstreckenden Auftragsbereich (2a) für die Paserstoff-Aufschwemmung, an dessen Ende das Siebband (2) auf einen angetriebenen Hohlzylinder (l) mit porösem Mantel im Bereich des oberen Todpunktes auflaufend, den Zylinder (l) über einen begrenzten Bereich (lb) umschlingt, und sich gegen eine im Abstand unterhalb des Zylinders (l) befindliche Leitrolle (5) abstützend in das horizontale Teilstück (2a) zurückverläuft, sowie ein Obersieb (j5) ingestalt eines endlosen umlaufenden Siebbandes, das sich gegen Umlenkbzw. Leitrollen abstützend unter einem spitzen Winkel

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auf das Untersieb (2) im Bereich des oberen Todpunktes des Zylinders (l) aufläuft, den .Zylinder (l) gleichermaßen umschlingt und sich im Abstand vom Zylinder (l) im Bereich der Leitrolle (5) für· das Untersieb (2) wieder von dem Untersieb (2) abhebt.

2ο Maschine nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein Untersieb (2) mit Entwässerungseffekt im Auftragsbereich (2a).

3. Maschine nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine Mehrzahl von dem Auftragsbereich (2a) des Untersiebes (2) im Abstand voneinander zugeordneten Austragsöffnungen für den Austrag von Paserstoff-Aufschwemmungen.

4ο Maschine nach den Ansprüchen 1 bis 3>, dadurch gekennzeichnet, daß das Unterseib (2) im Abstand von der Leitrolle (5) um einen weiteren Zylinder (6) mit porösem Mantel, den Zylinder über einen begrenzten Bereich (6b) . umschlingend geführt ist, . und ein unterhalb verlaufendes' Ablageband (17) im Umsehlingungsberexeh (ob) auf das Untersieb (2) auflaufend sich unter der Einwirkung einer Spannrolle (l8) im Abstand vom Zylinder (6) wieder abhebt.

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5. Maschine nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mehrzahl von Maschineneinheiten einem gemeinsamen Ablageband (l?) zugeordnet isto

6. Maschine nach den Ansprüchen 1 bis 5* dadurch gekennzeichnet, daß die Leitrolle (5) für das Untersieb (2) eine Spannrolle ist.

7. Maschine nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß sich das Obersieb (J) oberhalb des Zylinders (l) gegen eine verstellbare Spannrolle (11) abstützt.

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