DE2461229C3 - Verfahren und Vorrichtung zum Schrumpfen einer laufenden Faserstoffbahn - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Schrumpfen einer laufenden Faserstoffbahn. Dabei wird die Faserstoffbahn von einer porösen Trägerbahn an eine Abnahmebahn herangeführt und an diese abgegeben. Die Abnahmebahn wird mit geringerer Geschwindigkeit als die Trägerbahn angetrieben, und im Übergabebereich wird zur Unterstützung der Übergabe der Faserstoffbahn ein auf diese einwirkender pneumatischer Differenzdruck angewandt. Schrumpfen oder Stauchen von laufenden Papierbahnen in Längsrichtung wird angewandt, um dem Papier in diese Richtung größere Dehnbarkeit, größere Weichheit, größere Flauschigkeit oder größere Saugfähigkeit zu verleihen.

Aus der GB-PS 12 12 473 ist es bekannt, die Abnahmebahn im Übergabebereich — in Seitenansicht gesehen — gegen die Trägerbahn hin konvex zu krümmen. Der pneumatische Differenzdruck wird durch Saugwalzen erzeugt. Die Verwendung von Unterdruck bringt Dichtungsprobleme mit sich. Wird dabei entgegen der Fliehkraft gesaugt, dann muß der Unterdruck besonders stark sein. Ferner können Walzen nur Mindestradius wirtschaftlich hergestellt und verwendet werden. Große Krümmungsradien der Walze und damit auch der Kontaktzone, in der die Schrumpfung stattfindet, ergibt aber ein schuppiges Aussehen der geschrumpften Faserbahn, d.h., es ist nur ein grobes Schrumpfen möglich. Ferner besteht die Gefahr von örtlichen Dehnungen der Faserbahn, die zum Reißen führen können. Auch läßt sich der Anfang und das Ende der Schrumpfung in der Kontaktzone nicht genau bestimmen. Dies ist'aber wichtig, weil für die Schrumpfung nicht der Geschwindigkeitsunterschied zwischen Trägerbahn und Abnahmebahn maßgebend ist, sondern der Wegunterschied zwischen diesen beiden Bahnen. Bei Verwendung von Walzen ist auch keine Schrägschrumpfung möglich.

Eine andere Art der Bahnschrumpfung ist aus der GB-PS 11 00 908 bekannt. Dabei wird die Papierbahn zusammen mit einer streckbaren Trägerbahn durch den Spalt zwischen zwei nichtdrehbaren Stangen hindurchgezogen. Da der Spalt zu eng ist, wird die Trägerbahn im Spalt gestreckt, während sie sich nach dem Spalt wieder zusammenzieht. Dieses Zusammenziehen hat auf die Papierbahn einen Schrumpfeffekt. In ähnlicher Weise ist es aus der DT-AS 16 11 758 bekannt, eine Walze aus hartem Werkstoff und ein mit dieser zusammenarbeitendes Drucktuch aus elastischem Werkstoff zu verwenden. Beide Verfahren haben den Nachteil, daß sie nur mit Bahnen hoher Festigkeit durchgeführt werden können. Dies bedeutet, daß die Bahnen entweder sehr langfaserig und dick oder bereits weitgehend getrocknet sein müssen. Auch ist eine Schrumpfung quer zur Bahnlaufrichtung hiermit nicht möglich.

Eine andere Art des Schrumpfens ist das Kreppen. Dabei wird die Bahn zunächst auf die Mantelfläche

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eines Zylinders aufgetragen und dann mittels einer Schaberklinge abgerakelt. Obwohl dieses Verfahren sehr häufig verwendet wird, entspricht es den heutigen Anforderungen noch am wenigsten, da hierbei eine sehr grobe Wellenstruktur entsteht. Beim Trockenkreppen wird überdies die Festigkeit noch sehr stark abgebaut.

Durch die Erfindung soll die Aufgabe gelöst werden, den technischen Aufwand zu verringern und gleichzeitig eine bessere Qualität des Erzeugnisses zu erzielen. Insbesondere sollen sehr dünne und noch sehr feuchte Bahnen geschrumpft werden können.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst,

a) daß die Trägerbahn im Übergabebereieh — in Seitenansicht gesehen — gegen die Abnahmebahn '⁵ hin konvex gekrümmt wird;

b) daß als pneumatischer Differenzdriiek ein im Übergabebereieh von der Trägerbahn zur Abnahmebahn wirkender Blasdruck (Überdruck) verwendet wird und

c) daß dieser Blasdruck von einem feststehenden Korper erzeugt wird, über den die Trägerbahn läuft.

Die Faserstoffbahn soll bei der Fixierung genügend zuverlässig und innig an der Abnahmebahn fixiert werden, so daß sie bei dieser Verzögerung keine allzu groben Wellen oder Falten bildet. Andererseits soll dieses Fixieren mit einer gewissen Elastizität verbunden sein, damit es nicht zu Zerstörungen des Fasergefüges kommt. Hierfür hat sich das Merkmal a) bestens bewährt. Ks bewirkt nämlich, daß auf die Faserstoff bahn die I liehkralt im Sinne dieses l-'ixierens einwirkt. Dabei wird die Fliehkraft in durchaus erwünschter Weise um so stärker fixieren, als die Geschwindigkeit der gesamten Maschine ansteigt. Gleichzeitig ermöglicht das Merkmal a) die wirtschaftliche Anwendung eines Blasdruckes entsprechend dem Merkmal b).

Das Merkmal b) ermöglicht die Verwendung eines feststehenden Körpers zur Auslenkung der Trägerbahn, weil der Blasdruck (Überdruck) die Reibung vermindert. Gleichzeitig ist es möglich, durch verschieden starken Blasdruck die konvexe Krümmung der Trägerbahn berührungslos zu steuern.

Das Merkmal c) macht es möglich, die Länge der Komaki/one sehr kurz /u machen. Als Konlakt/one wird die Zone bezeichnet, in der die Trägerbahn, die Faserbahn und die Abnahmebahn aneinander anliegen. Nur bei einer sehr kurzen Kontaktzone ergibt sich eine sehr saubere und feine Schrumpfung, ohne daß die Gefahr besteht, daß die Faserbahn beschädigt wird. Ferner wird durch die Verwendung eines feststehenden Körpers die Kontaktzone schärfer definiert als bei Verwendung von Walzen, die nur mit verhältnismäßig großem Krümmungsradius hergestellt werden können. Die Umlenkfläche des feststehenden Körpers, um welche die Trägerbahn herumgeführt ist, kann gekrümmt oder auch eben sein, da der Krümmungsradius der Trägerbahn über dieser Fläche durch fto die Stärke des Blasdruckes geregelt werden kann. Ferner wird durch das sich bildende Luftkissen eine Reibung vermieden.

Die Geschwindigkeit der Abnahmebahn wird in der Praxis das 0,5- bis O,97fache der Geschwindigkeit der c_s Trägerbahn betragen. Bei Hygiene-Papieren ist die Differenz größer, bei Verpackungspapieren kleiner. Grundsätzlich läßt sich das erfindun^sgemäße Verfahren bei feuchter oder trockner Faserstoffbahn anwenden. Die besten Ergebnisse werden bei einem Trockengehalt zwischen 10 und 50% erzielt, vorzugsweise bei einem Trockengehalt von 30%. Besonders wichtig ist es. daß die Kontaktzone — in Laufrichtung gesehen — sehr kurz ist. Der Krümmungsradius der Faserstoffbahn sollte daher im Übergabebereieh entsprechend klein sein, beispielsweise fünf Zentimeter und weniger. Ganz allgemein ausgedrückt sollte die Längsausdehnung der Kontaktzone so bemessen sein, daß der Differenzweg zwischen den beiden Bahnen noch im Bereich der mittleren Faserlänge der Faserstoffbahn liegt. Bei einer mittleren Faserlänge von einem Millimeter und bei 10% Schrumpfung wird zum Beispiel eine Kontaktzonenlänge von möglichst nicht mehr als

1 ■ 100 = 10 mm

angestrebt. Je kürzer die Kontaktzone im Übergabebereieh ist, desto weniger besteht die Gefahr, daß die Faserstoffbahn bei der Übergabe ungleich beansprucht und dadurch in ihrer Festigkeit geschädigt wird. Als praktischer Wert für die Länge der Kontaktzone, in Laufrichtung gemessen, sollten 20 mm oder weniger gewählt werden. Dies wäre bei 5% schrumpfung und 1 mm Faserlänge gerade noch ausreichend.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen sowie der nachfolgenden Beschreibung zu entnehmen. Hierbei ist als besonders wichtig, jene Ausführungsform der Erfindung zu erwähnen, bei der die Laufrichtung der Abnahmebahn — in Draufsicht gesehen — von der Laufrichtung der Trägerbahn geringfügig abweicht. Hierdurch ist es sogar möglich, eine Schrumpfung der Faserstoffbahn in Querrichtung herbeizuführen. Die Aufgabe des Querschrumpfens wird hiermit erstmals überhaupt gelöst. Dieser Gedanke ist auch unabhängig anwendbar von den Merkmalen der vorausgehenden Ansprüche. Das heißt, daß bei Verwendung eines feststehenden Umlenkkörpers für die Trägerbahn eine Querschrumpfung auch dann erzielt werden kann, wenn z. B. Trägerbahn und Abnahmebahn genau die gleichen Geschwindigkeiten haben. Durch die genannte Winkelabweichung wird ein auf der Trägerbahn herantransportiertes rechteckiges Faserbahnelement auf der Abnahmebahn parallelogrammartig verzerrt. Eine isotrope Ausrichtung kann dadurch erreicht wcrcen, daß man genau das gleiche mit einer weiteren Abnahmebahn (Endabnahmebahn) wiederholt, diese Endabnahmebahn dann aber in der Laufrichtung nach der entgegengegesetzten Seite abweichen läßt. Am besten ordnet man die Bahnen derart an, daß Trägerbahn und Endabnahmebahn parallel zueinander verlaufen. Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausbildung wird hierbei die zwischen Trägerbahn und Endabnahmebahn geschaltete Abnahmebahn derart angeordnet, daß die beiden Übergabebereiche senkrecht übereinanderliegen. Hierzu wird auf das Ausführungsbeispiel verwiesen.

Die Erfindung ist anhand der Zeichnung näher erläutert.

In Fig. 1 ist eine Anlage in Seitenansicht dargestellt. Dabei wird eine nicht näher dargestellte Faserstaffbahn von einer Trägerbahn 1 auf eine Abnahmebahn 2 und von dort auf eine Endabnahmebahn 3 überführt. Im ersten Übergabebereieh sind ein Blasrohr 4 mit

Schlitzdüse 5 sowie ein Saugkasten 6 vorgesehen. Im zweiten Übergabebereich sind ein Blasrohr 7 mit Blasschlitz 8 und Saugvorrichtung 9 angeordnet. Die Pfeile deuten die Laufrichtung der einzelnen Bahnen an. Der Abnahmebahn 2 ist ein Trockner (Blas-, Strahlungs- oder Durchlufttrockner) 10 zugeordnet.

In Fig. 2 sind die gleichen Elemente wie in Fig. 1 dargestellt, jedoch in etwas anderer Anordnung, mit einer verschwenkbaren Abnahmebahn 2. Die beiden Übergabebereiche sind hierbei in nicht verschwenkter Stellung in ein und derselben Ebene angeordnet. Die beiden Blasdüsen 5 und 8 bzw. deren Austrittsschlilze liegen in dieser Ebene, wie man in der Darstellung sieht, senkrecht übereinander. Dies bedingt, daß die Abnahmebahn derart umgelenkt ist, daß sie in den beiden Übergabebereichen genau im Gegensinne verläuft. Diese Anordnung hat den folgenden Vorteil: Man kann hierbei Band 2 mit sämtlichen, diesem zugeordneten Einbauten (Leitwalzen 11, Saugkasten 6, Blasrohr 7 mit Düse 8) um einen gewissen Winkel verschwenken, so daß diese Abnahmebahn — in Draufsicht gesehen — nicht mehr parallel zur Trägerbahn 1 und zur Endabnahmebahn 3 verläuft. Hierbei wird zweckmäßigerweise die Schwenkachse in die genannte Ebene gelegt — in der Zeichnung strichpunktiert dargestellt. Bei einer solchen Anordnung ist der Winkel zwischen Trägerbahn 1 und Abnahmebahn 2 genau so groß wie der Winkel zwischen Abnahmebahn 2 und Endabnahmebahn 3, doch verläuft die Abweichung im ersten Übergabebereich nach der einen Seite, im zweiten Übergabebereich nach der anderen Seite. Dies hat den einen Vorteil, daß hierbei eine zweifache Querschrumpfung herbeigeführt wird, die eine isotrop geschrumpfte Faserstoffbahn erzeugt. Zum anderen hat es den Vorteil, daß Trägerbahn 1 und Endabnahmebahn 2 miteinander fluchten, also trotz der beiden Abweichungen an den beiden Übergabebereichen in Draufsicht gesehen seitlich nicht gegeneinander versetzt sind.

In Fig.3 ist ein Flächenelement der Faserstoffbahn, wie es auf der Trägerbahn hcrantransportiert wird, als Quadrat A, B, C, D dargestellt. Auf der Strcc ;c D-C wird das Flächenelement auf eine unter dem Winkel « schräg zur Trägerbahn verlaufende Zwischenbahn überführt, welche mit der Geschwindigkeit

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COS (I

läuft. Die Fläche der Bahn schrumpft dabei auf den Beirag '■[ zusammen, wobei die Basislinien Al) und CD gleich lang bleiben.

Das Flächenelement auf der Zwischenbahn hat jetzt eine trapezförmige Form mit den Eckpunkten A\, B\, Q und D\. Durch eine in der Linie C\—A2 wirkende Übertragungsvorrichtung wird die Faserstoffbahn auf die Abnahmebahn übertragen und nimmt dort die Form des Vierecks A₂, B₂, C₂, D₂ ein. Falls V₂= v_t gewählt wird, ist dieses Viereck ein Rechteck, falls außerdem

— = cos² η

t>

gewählt wird, ist das Flächenelement A₂, B₂, C₂, D₂ wieder ein Quadrat. Mit Hilfe einer solchen Fahrweise ist also eine isotrope Schrumpfung um gleiche Beträge in allen Richtungen der Ebene möglich, was bisher noch mit keinem Verfahren erreichbar war.

F i g. 4 zeigt eine Anwendung der beschriebenen Schrumpfmethode im Bereich der Pressen- und Trockenpartie einer Papiermaschine. Auf der Unterseite einer Trägerbahn 1 wird eine nicht näher dargestellte Faserstoffbahn einer Naßpresse 13 zugeführt, die eine Saugwalze 14, zwei Anpreßwalzen 15 und 16 sowie Leitwalzen 17 und Unterfilz 18 aufweist. Nach Durchlaufen der Presse wird die Faserstoffbahn von der Trägerbahn I₁ an dieser untenhängend, in einem Übergabebereich auf eine Abnahmebahn 2 überführt, wozu wieder Blasrohr 4 mit Schlitzdüse 5 und Saugkasten 6 dienen.

Die Faserstoffbahn wird sodann durch eine Trockenpartie hindurchgeführt, die u. a. einen mit perforierter Mantelfläche versehenen Saugzylinder 19 aufweist, Lcitwalzcn 20, eine Haube 21 und einen Saugkasten 22. Sodann wird die Faserstoffbahn von der Abnahmebahn 2 in einem /weiten Übcrgabebercich an eine Endabnahmebahn 3 abgegeben, wiederum unter Einsatz eines Blasrohres 7 mit Blasschlitz 8 und Saugkasten 9. Es schließt sich eine weitere Trockeneinrichtung an, die ähnlich der erstgenannten aufgebaut ist.

Bei der in F i g. 5 dargestellten Einrichtung wird eine Fuscrsloffbahn von einer Trägerbahn 1 mittels Übergabecinrichumg 4, 5, 6 auf die Mantelfläche eine; Saugzylinders 23 übertragen. Die Mantelfläche diese; Saugzylinders ist von einem Sieb 2 bespannt; dci Snugzylindcr ist von einer Hcißluft-Blashaube 24 eingehüllt. Auch hier ist wiederum eine Diffcrcnzge schwindigkeit zwischen Trägerbahn 1 und Abnahme bahn 2 hergestellt: Der Saugzylindcr dreht sich nämlicl mit einer etwas geringeren Umfangsgeschwindigkeit ah die Trügerbuhn umläuft. Nach dem Ablaufen von den Suugzylindcr 23 wild die Fuscistoffbahn über eiiu Saugwalze 25 zu einer Aufrolleinrichtung 26 geführt.

Hierzu 2 Blutl Zeichnungen

Claims (10)

J, Patentansp.üche:

1. Verfahren zum Schrumpfen einer laufenden Faserstoffbahn, wobei die Faserstoffbahn von einer porösen Trägerbahn an eine Abnahmebahn herangeführt und an diese abgegeben wird, die Abnahmebahn mit geringerer Geschwindigkeit als die Trägerbahn angetrieben wird und im Übergabebereich zur Unterstützung der Übergabe der Faserstoffbahn ein auf diese einwirkender pneumatischer Differenzdruck angewandt wird, dadurchgekennzeich-

n et, daß die Trägerbahn im Übergabebereich — in Seitenansicht gesehen — gegen die Abnahmebahn hin konvex gekrümmt wird, daß als pneumatischer Differnenzdruck ein im Übergabebereich von der Trägerbahn zur Abnahmebahn wirkender Blasdruck (Überdruck) verwendet wird und daß dieser Blasdruck von einem feststehenden Körpe;· erzeugt wird, über den die Trägerbahn läuft.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Laufrichtung der Abnahmebahn von der Laufrichtung der Trägerbahn — in Draufsicht gesehen — nach der einen Seite hin mit einer Abweichung um einem gewissen Winkel eingestellt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Faserstoffbahn von der Abnahmebahn durch eine weitere Abnahmebahn (Endabnahmebahn) abgenommen wird und daß die Laufrichtung der Endabnahmebahn von der Laufrichtung der Abnahmebahn — in Draufsicht gesehen — nach der anderen Seite hin mit einer Abweichung um einen gewissen Winkel eingestellt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens annähernd gleich große Winkelabweichungen verwendet werden.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einstellung der Winkel vorgesehen wird.

6. Vorrichtung zur Durchführung des obengenannten Verfahrens, mit einer porösen Trägerbahn zum Führen der Faserstoffbahn und einer diese übernehmenden Abnahmebahn, wobei die Abnahmebahn mit geringerer Geschwindigkeit als die Trägerbahn antreibbar ist, und mit einer Einrichtung zum Aufbringen eines die Übergabe unterstützenden pneumatischen Differenzdruckes im Übergabebereich, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerbahn im Übergabebereich — in Seitenansicht gesehen — über einen feststehenden Körper gegen die Abnahmebahn hin konvex gekrümmt geführt ist und daß der pneumatische Differenzdruck ein von dem feststehenden Körper ausgehender Blasdruck (Überdruck) ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß auf der der Trägerbahn abgewandten Seite der Abnahmebahn im Übergabebereich eine Saugeinrichtung vorgesehen ist.

8. Vorrichtung zum Schrumpfen einer laufenden Faserstoffbahn, mit einer Trägerbahn und einer dieser nachgeschalteten Abnahmebahn, insbesondere nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet.daßdie Abnahmebahn im Übergabebereich unter einem spitzen Winkel zur Trägerbahn verläuft.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Abnahmebahn eine weitere Abnahmebahn (Endabnahmebahn) nachgeschaltet ist, die die Faserstoffbahn von der Abnahmebahn abnimmt.unddie — in Draufsicht gesehen — parallelzur Trägerbahn verläuft.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Abnahmebahn mit sämtlichen zugehörigen Elementen um eine in beiden Übergabebereiche in nicht verschwenkter Ausgangslage in derselben Ebene angeordnet sind und die Achse in dieser Ebene liegt.