DE4116221A1 - Bahnabnahme-vorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Bahnabnahme-Vorrichtung in der Pressenpartie einer Maschine zur Herstellung von Faserstoffbah­ nen (Papier, Karton od. dgl.). Die Bahnabnahme-Vorrichtung dient zum Weiterleiten der Faserstoffbahn von der glatten Oberfläche einer Preßwalze, eines Preßbandes od. dgl. zu einer nachfolgen­ den Presse oder direkt zu der anschließenden Trockenpartie.

Eine Bahnabnahme-Vorrichtung mit den im Oberbegriff des Anspru­ ches 1 angegebenen Merkmalen ist bekannt aus der US-PS 44 52 669. Dort ist eine Preßwalze 40 vorgesehen, mit de­ ren glatter Oberfläche die Faserstoffbahn in unmittelbaren Kon­ takt kommt. Außerdem ist eine Bahnleitwalze 52 vorgesehen, die ebenfalls mit der Faserstoffbahn in unmittelbaren Kontakt kommt. Die Faserstoffbahn läuft in einem freien Bahnzug von der Preßwalze 40 zur Bahnleitwalze 52 und ebenso in einem freien Bahnzug von der Bahnleitwalze zum ersten Trockenzylinder 53. Bekanntlich wird bei einer derartigen Anordnung in der Faser­ stoffbahn eine unerwünschte Längsdehnung verursacht; denn die Faserstoffbahn ist in diesem Bereich der Papierherstellungs­ maschine noch feucht und hat deshalb eine nur geringe Zug­ festigkeit. Man muß hierbei auch berücksichtigen, daß die noch feuchte Faserstoffbahn mit einer relativ hohen Adhäsionskraft am glatten Walzenmantel der Preßwalze haftet. Durch die Wahl eines geeigneten Mantel-Werkstoffes (z. B. Granit, Kunststein oder Kunststoff) versucht man, die Adhäsionskratt zu verrin­ gern. Trotzdem bleibt die Längsdehnung der Bahn an der Abnahme­ stelle ein Problem. Infolge dieser Längsdehnung kommt es im Be­ trieb relativ häufig vor, daß die Faserstoffbahn an der Abnah­ mestelle oder in der nachfolgenden Trockenpartie abreißt und die Produktion somit unterbrochen wird.

In anderen bekannten Vorschlägen (US-PS 40 16 032 oder EP-A- 03 64 114) ist an einer Preßwalze, die einen glatten und mit der Faserstoffbahn in unmittelbaren Kontakt kommenden Wal­ zenmantel aufweist, eine Saugwalze angeordnet. Über diese Saug­ walze läuft ein Transportband, beispielsweise ein sogenanntes Trockensieb (falls unmittelbar auf die Preßwalze die Trocken­ partie folgt). Die Preßwalze und die Saugwalze bilden miteinan­ der einen Spalt, durch den das Transportband läuft. Bei diesen Vorschlägen versucht man, daß das poröse Transportband (mittels des in der Saugwalze vorhandenen Unterdruckes) die Faserstoff­ bahn von der Preßwalze abnimmt und der nachfolgenden Trocken­ partie zuführt. Man will hierdurch erreichen, daß das Abnehmen der Bahn von der glatten Preßwalze derart erfolgt, daß die Bahn dauernd durch irgendein Transportmittel gestützt ist, nämlich zuerst durch den Walzenmantel der Preßwalze und danach durch das Transportband. Man versucht also zu vermeiden, daß zwischen dem Preßmantel und dem Transportband ein freier Bahnzug vorhan­ den ist.

Diese bekannten Vorschläge haben jedoch bisher in der Praxis keine Anwendung gefunden, und zwar aus den folgenden Gründen: Bekanntlich werden moderne Papiermaschinen im allgemeinen für eine extrem große Bahnbreite dimensioniert (Größenordnung bis 10 m). Alle Walzen müssen deshalb eine entsprechend große Länge aufweisen, weshalb sie unter ihrem Eigengewicht und unter der jeweiligen Belastung eine mehr oder weniger starke Durchbiegung erleiden. Dies hat nun im Falle der bekannten Bahnabnahme-Vor­ richtungen zur Folge, daß es praktisch nicht möglich ist, zwi­ schen der Preßwalze und der Saugwalze einen über die Bahnbreite gleichmäßigen Kontakt herzustellen. Ein weiteres Problem resul­ tiert aus der Tatsache, daß Preßwalze und Saugwalze im allge­ meinen relativ harte Walzenmäntel haben, so daß sie einen nur sehr schmalen Spalt bilden können. Folglich ist, insbesondere bei hohen Arbeitsgeschwindigkeiten, die Zeit für das Wirksam­ werden des Unterdruckes an der Bahn zu kurz, um ein sicheres Überführen der Bahn auf das poröse Transportband zu gewähr­ leisten. Falls das Transportband ein Trockensieb ist, kommt er­ schwerend hinzu, daß das Trockensieb (in der Regel) mittels einer Naht endlos gemacht werden muß, und daß die Naht in einem "harten Spalt" zwischen Preßwalze und Saugwalze die Bahn be­ schädigen würde.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Bahnab­ nahme-Vorrichtung zu schaffen, bei der im Dauerbetrieb das Ab­ nehmen der Faserstoffbahn von der glatten Preßwalze und das Weiterführen der Bahn in das nachfolgende Aggregat, z. B. in eine weitere Presse oder in die Trockenpartie, mit größerer Sicherheit als bisher, also mit geringerer Gefahr von Bahn-Ab­ rissen stattfinden kann. Dabei soll, wie bei einigen bekannten Vorschlägen, eine freie Bahn-Laufstrecke vermieden werden, so daß im Bereich der Bahnabnahme-Vorrichtung keine oder höchstens eine sehr geringe Längsdehnung der Faserstoffbahn stattfindet.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des An­ spruches 1 gelöst.

Gemäß der Erfindung wird die eine glatte Oberfläche aufweisende Bahnleitwalze beibehalten; sie wird nach wie vor in der Nähe der Stelle angeordnet, wo die Faserstoffbahn von der glatten Oberfläche der Preßwalze abgenommen werden soll. Gemäß der Er­ findung wird nun aber die Bahnleitwalze nicht mehr wie bisher mit einem harten, z. B. aus Stahl gefertigten Walzenmantel ver­ sehen, sondern mit einem extrem weichen Walzenmantel ausge­ rüstet. Dies bedeutet beispielsweise, daß man die Oberfläche des Walzenmantels der Bahnleitwalze von Hand sichtbar verformen kann. Ein Eindrücken der Oberfläche um mehrere Millimeter soll ohne Kraftanstrengung möglich sein. Mit anderen Worten: Der Walzenmantel setzt einer radialen Verformung keinen nennenswer­ ten Widerstand entgegen.

Gemäß der Erfindung kann also die Bahnleitwalze - im konti­ nuierlichen Dauerbetrieb der Papierherstellungsmaschine - die Preßwalze berühren. Rein geometrisch gesehen ist also zwischen der Preßwalze und der Bahnleitwalze ein "Preßspalt" vorhanden; jedoch ist in diesem "Preßspalt" die auf die Faserstoffbahn ausgeübte Preßkraft nahezu gleich Null. Es besteht also keine Gefahr, daß die Bahn beschädigt oder verdrückt werden könnte; mit anderen Worten: Die Bedingungen sind ähnlich dem Abnehmen der Faserstoffbahn am Ende der Siebpartie vom Sieb, mittels einer Abnahme-Saugwalze, die ein wenig in das gespannte Sieb eintaucht.

Bei der erfindungsgemäßen Anordnung wird jedoch auf das Anwen­ den von Unterdruck verzichtet. Statt dessen bilden die glatten Oberflächen der beiden Walzen (Preßwalze und Bahnleitwalze) eine in Bahnlaufrichtung sehr breite Kontaktzone, die - trotz einer eventuellen Durchbiegung der Bahnleitwalze - über die Bahnbreite relativ gleichförmig ist. Wesentlich ist außerdem, daß das poröse Transportband nicht durch diese Kontaktzone läuft, so daß die Bahn in unmittelbaren Kontakt mit der Bahn­ leitwalze kommt.

Beim Anfahren der Papierherstellungsmaschine wird man zum "Ein­ fädeln" der Bahn wie bisher Preßluftstrahlen zu Hilfe nehmen. Dabei kann es zweckmäßig sein, anfangs wie bisher die Bahnleit­ walze auf einen Abstand von der Preßwalze einzustellen. Danach kann jedoch die Bahnleitwalze, für den Dauerbetrieb, an die Preßwalze angelegt werden, so daß der freie Bahnzug verschwin­ det. Somit wird im Dauerbetrieb die Längsdehnung der Bahn zu­ mindest weitgehend vermieden. Es ist ein sicherer Dauerbetrieb ohne Gefahr von Bahn-Abrissen auch bei sehr hohen Arbeitsge­ schwindigkeiten möglich (Größenordnung 1000-2000 m/min).

In den Unteransprüchen sind verschiedene Ausführungsformen der Bahnleitwalze beschrieben. Danach kann beispielsweise das Anle­ gen der Bahnleitwalze an die Preßwalze entweder in bekannter Weise durch Verschieben oder Verschwenken der Walzenachse oder aber gemäß einem weiterführenden Gedanken der Erfindung durch Aufblasen des Walzenmantels erfolgen. Letzteres ist möglich, wenn die Bahnleitwalze einen schlauchförmigen Walzenmantel auf­ weist, der mit Hilfe von Manteltragscheiben an einer drehbaren Achse luftdicht befestigt ist. Eine ähnliche Walzen-Konstruk­ tion, jedoch für die Anwendung als Langspalt-Preßwalze, ist be­ kannt aus US-PS 32 69 893.

Weitere Vorteile und Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung beschrieben.

Die Fig. 1 und 2 zeigen schematisch zwei unterschiedliche Ausführungsformen der erfindungsgemaßen Bahnabnahme-Vorrichtung in einer Seitenansicht.

Die Fig. 3 ist ein Längsschnitt durch eine Bahnleitwalze, die als aufblasbare Schlauchwalze ausgebildet ist.

Die Fig. 4 und 5 zeigen unterschiedliche Bahnleitwalzen mit einem sehr weichen Mantel-Bezug, im Querschnitt.

Die Fig. 6 und 7 zeigen schematisch weitere von Fig. 1 ab­ weichende Bahnabnahme-Vorrichtungen.

In Fig. 1 bildet eine Preßwalze 10, die eine glatte Oberfläche 11 hat, mit einer Gegenwalze 20, über die ein Filz 21 läuft, einen Preßspalt. Dieser dient zum Entwässern einer Papierbahn, die zusammen mit dem Filz in den Preßspalt gelangt. Danach läuft die Bahn, an der glatten Oberfläche 11 der Preßwalze 10 haftend, bis zu einer Abnahmestelle A nach oben. Dort ist eine Bahnleitwalze 12 angeordnet, die einen weichen Walzenmantel mit ebenfalls glatter Oberfläche aufweist. Die beiden Walzen 10 und 12 bilden eine breite Kontaktzone (Breite b), so daß die Bahn an der Abnahmestelle A mit dem glatten Walzenmantel der Bahn­ leitwalze 12 weiterläuft. Von der Bahnleitwalze 12 wird die Bahn mittels einer Saugleitwalze 13 auf ein poröses Transport­ band 14 überführt, mit dem die Bahn zur nachfolgenden Behand­ lungsstation, beispielsweise zu einer nicht dargestellten Trockenpartie, läuft.

Die Bahnleitwalze 12 ist in Lagern 15 abgestützt; diese ruhen auf Schwenkhebeln 16, die mit Hilfe je eines Druckmittelzy­ linders 17 verstellbar sind. Somit kann die Bahnleitwalze 12 unterschiedliche Positionen einnehmen, beispielsweise die mit vollen Linien dargestellte Betriebsposition, in der sie die beiden Walzen 10 und 13 berührt, oder die mit einem strichpunk­ tierten Kreis dargestellte Position, in der sie die beiden ge­ nannten Walzen nicht berührt. In dieser Position ist jedoch der Abstand zwischen der Preßwalze 10 und der Bahnleitwalze 12 sehr klein. Dies resultiert daraus, daß die Drehachse der Schwenkhe­ bel 16 derart angeordnet ist, daß die Verstellrichtung der Bahnleitwalze 12 in grober Annäherung tangential zum Umfang der Preßwalze 10 verläuft.

Die Fig. 2 unterscheidet sich von Fig. 1 dadurch, daß die Saug­ walze 13 auf Schwenkhebeln 18 gelagert ist, die mittels einer pneumatischen Hubeinrichtung 19 verstellt werden können. Hier­ durch kann der Abstand zwischen der Bahnleitwalze 12 und der Saugwalze 13 variiert werden. Die Bahnleitwalze 12 kann hierbei in starren Lagern oder - wie in Fig. 1 - in verstellbaren La­ gern abgestützt sein. Es versteht sich, daß auch die Walzen 12 und 13 miteinander eine breite Kontaktzone bilden können.

Die in Fig. 3 dargestellte Bahnleitwalze 12 besteht im einzel­ nen aus einer drehbaren Achse 1 mit einem Antriebszapfen 2 so­ wie mit zwei Manteltragscheiben 3, 4, an denen mit Hilfe von Klemmringen 5 ein schlauchförmiger Walzenmantel 6 befestigt ist. Die eine Manteltragscheibe 3 ist starr mit der Achse 1 verbunden. Die andere Manteltragscheibe 4 ist auf der Achse 1 in Längsrichtung verschiebbar, um den Walzenmantel 6 in Längs­ richtung spannen zu können (mit Hilfe von Spannschrauben 4a). Der Walzenmantel 6 ist aus einem luftundurchlässigen Werkstoff gebildet und luftdicht an den Manteltragscheiben 3, 4 be­ festigt. Der somit nach außen luftdicht abgeschlossene Walzen- Innenraum 7 kann über eine Leitung 8 mit einem Druckmittel, vorzugsweise Luft, beaufschlagt werden. Dies kann beispielswei­ se dazu benutzt werden, die Bahnleitwalze 12 unterschiedlich stark aufzublasen, um ihren Durchmesser zu verändern. Dabei kann die Anordnung derart getroffen werden, daß die Bahnleit­ walze 12 - solange der Außendurchmesser relativ klein ist - keinen Kontakt mit der Preßwalze 10 und/oder mit der Saugwalze 13 hat, daß jedoch ein solcher Kontakt durch Aufblasen, also durch Vergrößern des Außendurchmessers herstellbar ist.

Wenn an die Bahnleitwalze 12 eine Antriebseinrichtung 9 ange­ koppelt ist, dann empfiehlt es sich, die Bahnleitwalze 12 mit einer geringfügig höheren Umfangsgeschwindigkeit anzutreiben als die Preßwalze 10. Vorzugsweise liegt die Geschwindig­ keits-Differenz zwischen 0,5 und 5%.

In den Fig. 4 und 5 ist, abweichend von Fig. 3, als Trag­ körper für die Bahnleitwalzen 12′ bzw. 12′′ ein drehbares, me­ tallisches Walzenrohr 1′ vorgesehen. Auf diesem ist gemäß Fig. 4 eine Füllschicht 6b aufgebracht, hergestellt beispielsweise aus einem geschäumten Kunststoff. Die Füllschicht 6b trägt auf ihrer Außenseite eine flexible und wasserundurchlässige Außen­ schicht 6a. Diese Außenschicht 6a ist aus einem Kunststoff, z. B. Polyurethan, gebildet; ihre Oberfläche ist glatt geschlif­ fen. Wie man sieht, kann hierdurch eine besonders breite Kon­ taktzone mit der Preßwalze 10 gebildet werden. Gemäß Fig. 5 ist das drehbare Walzenrohr 1′ mit einem homogenen, jedoch eben­ falls weichen Bezug 6c versehen, der vorzugsweise aus einem inkompressiblen Kunststoff (z. B. Gummi) gebildet ist.

In den Fig. 6 und 7 läuft die zu entwässernde Bahn, ab­ weichend von den Fig. 1 und 2, über den oberen Bereich der Preßwalze 10′. In beiden Fällen wird sie wiederum mittels einer sehr weichen Bahnleitwalze 12 von der Preßwalze 10 abgenommen. Gemäß Fig. 6 ist wiederum eine Saugwalze 13′ vorgesehen, die mit der Bahnleitwalze 12 ein Trockensieb 14 in Berührung bringt. Das Trockensieb 14 führt die Bahn über eine Umlenkwalze 23 zu einem ersten Trockenzylinder 22 und danach zu weiteren Trockenzylindern. Alternativ hierzu könnte anstelle des Trockensiebes 14 über die Saugleitwalze 13′ der Naßfilz einer nachfolgenden zusätzlichen Presse geführt werden. Diese Presse könnte beispielsweise gebildet sein aus den Preßwalzen 10 und 20 der Fig. 1. In diesem Falle würden also zwei erfindungsge­ mäße Bahnabnahme-Vorrichtungen aufeinanderfolgen.

Gemäß Fig. 7 fehlt die mit der Bahnleitwalze 12 in Kontakt kom­ mende Saugleitwalze. Statt dessen kommt unmittelbar der erste Trockenzylinder 23 der nachfolgenden Trockenpartie mit der Bahnleitwalze 12 in Kontakt, so daß die Bahn von der Bahnleit­ walze 12 unmittelbar auf den ersten Trockenzylinder 23 über­ wechselt. Erst hinter dieser Kontaktstelle läuft dann das Trockensieb 14 auf den ersten Trockenzylinder 23 und führt so­ dann die Bahn in der üblichen Weise über die Umlenkwalzen 24 und die weiteren Trockenzylinder 25.

Bei allen Ausführungsbeispielen ist angenommen, die Preßwalze 10 habe einen harten, z. B. aus Granit oder aus einem Kunststoff gebildeten Walzenmantel. Alternativ hierzu kann über die Preß­ walze 10 ein Preßband laufen, mit dessen glatter Außenfläche die Bahn in Kontakt kommt (EP 03 44 088). Oder anstelle der Preßwalze 10 ist eine Langspalt-Preßeinheit vorhanden, deren außen glatter, umlaufender Preßmantel mittels eines Preßschuhes an die Gegenwalze (z. B. 20, Fig. 1) angedrückt wird (US 49 23 570, Voith-Akte P 4523).

Claims (16)

1. Bahnabnahme-Vorrichtung in der Pressenpartie einer Maschine zur Herstellung von Faserstoffbahnen (Papier, Karton od. dgl.), mit den folgenden Merkmalen:

• a) ein Preßelement, z. B. eine Preßwalze (10), Preßband od. dgl., hat eine glatte Oberfläche (11), die mit der Faserstoffbahn in unmittelbaren Kontakt kommt und von der die Faserstoffbahn an einer Abnahmestelle (A) ab­ läuft;
• b) in der Nähe der Abnahmestelle (A) ist eine Bahnleitwal­ ze (12) angeordnet, die ebenfalls eine glatte und mit der Faserstoffbahn in unmittelbaren Kontakt kommende Oberfläche aufweist;

dadurch gekennzeichnet,

• c) daß die Bahnleitwalze (12) einen weichen Walzenmantel (6) hat; d. h. der Walzenman­ tel setzt einer radialen Verformung keinen nennenswer­ ten Widerstand entgegen.

2. Bahnabnahme-Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Bahnleitwalze (12) als aufblasbare Schlauchwalze ausgebildet ist (Fig. 3).

3. Bahnabnahme-Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Bahnleitwalze (12) zusammengesetzt ist aus einer drehbaren Achse (1), aus zwei daran befestigten Manteltragscheiben (3, 4) und aus einem an den Manteltrag­ scheiben luftdicht befestigten schlauchförmigen Walzenman­ tel (6).

4. Bahnabnahme-Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Bahnleitwalze (12′, 12′′) einen drehbaren Tragkörper (1′) mit einem extrem weichen Mantel-Bezug um­ faßt (Fig. 4, 5).

5. Bahnabnahme-Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Mantel-Bezug eine dünne glatte Außen­ schicht (6a) und eine dicke, kompressible, die Außenschicht mit dem Tragkörper (1′) verbindende Füllschicht (6b) auf­ weist (Fig. 4).

6. Bahnabnahme-Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die dünne Außenschicht (6a) aus einem Poly­ urethan (oder ähnlichen Kunststoff) gebildet und außen ge­ schliffen ist.

7. Bahnabnahme-Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Füllschicht (6b) aus einem geschäum­ ten Kunststoff gebildet ist.

8. Bahnabnahme-Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß an die Bahnleitwalze (12), wie an sich bekannt, eine Antriebseinrichtung (9) koppelbar ist (Fig. 3).

9. Bahnabnahme-Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Bahnleitwalze (12) mit einer höheren Um­ fangsgeschwindigkeit antreibbar ist als das Preßelement (z. B. Preßwalze 10).

10. Bahnabnahme-Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Walzenmantel der Bahnleit­ walze (12) in radialer Richtung (bezüglich der Achse der Bahnleitwalze 12) derart beweglich ist, daß der Abstand zwischen der Bahnleitwalze (12) und der Preßwalze (10) variierbar ist (Fig. 1 oder 3).

11. Bahnabnahme-Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Bahnleitwalze (12) in verstellbaren (ver­ schiebbaren oder verschwenkbaren) Lagern gelagert ist (Fig. 1).

12. Bahnabnahme-Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen der Bahnleitwalze (12) und einer nachfolgenden Walze (z. B. 13) variierbar ist (Fig. 2).

13. Bahnabnahme-Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Verstellrichtung der Bahnleitwalze (12) in grober Annäherung tangential zum Umfang des Preß­ elements, z. B. der Preßwalze (10) verläuft.

14. Bahnabnahme-Vorrichtung nach Anspruch 1-13, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die nachfolgende Walze eine Trocken­ sieb-Leitwalze (13) ist, ausgebildet vorzugsweise als Saug­ walze.

15. Bahnabnahme-Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die nachfolgende Walze ein Trockenzylinder (23) ist, mit dem die Bahnleitwalze (12) zwecks Bahnübergabe in Kontakt kommt (Fig. 7).