DE4136012C2 - Doppelsiebformer einer Papiermaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Doppelsiebformer einer Papiermaschine gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches.

Ein gattungsgemäßer Doppelsiebformer zur Herstellung einer Papierbahn ist aus der DE-OS 38 42 155 A1 bekannt. Dieser bekannte Doppelsiebformer besitzt ein Untersieb und ein Obersieb, wobei beide Siebe als Endlosschleifen ausgebildet sind und zwischen sich eine Doppelsiebzone bilden. Im Anschluß an eine in der unteren Siebschleife angeordnete feste Entwässerungsvorrichtung, die beidseitig auf die Papierbahn wirkt, ist eine mit Ausnehmungen versehene Formierwalze in der oberen Siebschleife und eine Stützwalze mit glatter Oberfläche in der unteren Siebschleife vorgesehen, weshalb sich aufgrund der einseitig wirkenden Rollen im Endbearbeitungsschritt die Oberflächenbeschaffenheiten von Vorder- und Rückseite einer mit diesem Former erzeugten Papierbahn unterscheiden.

Noch weitere Doppelsiebformer für Papiermaschinen mit oberen und unteren Endlossiebschleifen sind aus der DE-OS 35 01 312 A1 und der PCT WO 90/09481 bekannt, wobei bei ersterem Former nach einer feststehenden, einseitig wirkenden Entwässerungsvorrichtung die Endbearbeitung des Papiers in einer rotierenden, ebenfalls einseitig wirkenden Entwässerungsvorrichtung erfolgt und bei zweiterem Former zwei nacheinander angeordnete feststehende Entwässerungsvorrichtungen vorgesehen sind, die eine durchlaufende Papierbahn jeweils beidseitig entwässern.

Im folgenden ist zunächst anhand von Fig. 4 der Aufbau einer Doppelsieb-Formpartie mit einer Entwässerungsvor­ richtung des Leisten- oder Schuhtyps als Beispiel für eine herkömmliche Formpartie dieser Art beschrieben. Diese Doppelsieb-Formpartie umfaßt ein Obersieb 1 und ein Untersieb 2, die jeweils in endlosen Schleifen geführt sind. Dabei wird (Papier-) Stoff aus einem Stoffauflauf 3 in den Bereich zwischen einer Brustwalze 5 zur Führung des Obersiebs 1 und einer Formwalze 4 zur Führung des Untersiebs 2 eingeleitet (eingespritzt), so daß der Stoff zwischen den beiden Sieben 1 und 2 gehalten oder eingeschlossen wird.

Innerhalb der Schleife des Obersiebs 1 ist ein(e) Entwäs­ serungs-Unterdrückungs- oder -Hemmschuh oder -leiste 6 dicht neben der Brustwalze 5 angeord­ net. Gemäß Fig. 5 besteht dieser Schuh 6 aus einer Vielzahl von sägezahnförmigen Platten 40′ in Form einer Vielzahl von das Obersieb 1 stützenden Stegabschnitten 40a′ und Schrägabschnitten 40′b, deren Schrägflächen zusammen mit den siebauflaufseitigen Flächen der betreffenden Stegab­ schnitte 40a′ zwischen den Schrägabschnitten und der Sieboberfläche keilförmige Zwischenräume bilden, die in Breiten- oder Querrichtung gleichförmig ausgebildet sind.

Im Anschluß an diesen Entwässerungs-Hemmschuh 6 sind innerhalb der Schleife des Untersiebs 2 zwei Saugkästen 20 und 21, eine erste Unterdruck- oder Saugwalze 12 und ein Transfer- oder Überführungskasten 22 aufeinanderfolgend in Stromab- bzw. Laufrichtung angeord­ net, wobei dem Überführungskasten 22 eine zweite Saugwal­ ze 24 nachgeschaltet ist.

Im Mittelbereich zwischen dem Überführungskasten 22 und der zweiten Saugwalze 24 befindet sich ferner eine Umlenkwalze 23 für das Obersieb 1, während der zweiten Saugwalze 24 eine Saugabnahmewalze 25 zum Absaugen einer nassen Stoffbahn nachgeschaltet ist. Innerhalb der Schleife des Untersiebs 2 ist an der Position des Entwäs­ serungs-Hemmschuhs 6 ein sog. Abwasserfänger oder -kasten 26 vorgesehen. Die im Bereich der Saugkästen 20 und 21, der ersten Saugwalze 12 und des Überführungs­ kastens 22 liegende Seite des Obersiebs 1 liegt dabei zur Außenatmosphäre hin offen bzw. frei.

Bei dieser Anordnung wird der aus dem Stoffauflauf 3 ausgetragene Stoff unmittelbar zwischen Obersieb 1 und Untersieb 2 eingeschlossen und zusammengedrückt. Wenn der Stoff die Stegabschnitte 40a′ der Platten 40′ des genann­ ten Hemmschuhs 6 passiert, wird aufgrund der Reaktions­ kräfte der Siebspannung o.dgl. ein Druck auf den Stoff zwischen den beiden Sieben ausgeübt, wobei Wasser zu beiden Seiten der beiden Siebe hin ausgequetscht wird. Von dem ausgequetschten Weißwasser wird das an der Seite des mit dem Hemmschuh 6 ausgestatteten Obersiebs 1 ausgequetschte Weißwasser vom Sieb mitgenommen und anschließend aufgrund der Keilwirkung der zwischen den Schrägflächen 40′b der Platten 40′ des Hemmschuhs 6 festgelegten Zwischenräume zur Stoffseite zurückgedrückt.

Infolgedessen wird die Entwässerung zur Seite des Ober­ siebs 1 gehemmt oder unterdrückt.

Da andererseits an der Seite des dem Obersieb 1 gegen­ überstehenden Untersiebs 2 die Entwässerung durch nichts behindert oder unterdrückt wird, findet die Entwässerung frei oder ungehindert unter der Siebspannung sowie dem pulsierenden Druck statt, der erzeugt wird, wenn das (zunächst) zur Seite des Obersiebs 1 ausgequetschte Weißwasser in die keilförmigen Zwischenräume eintritt.

Durch vielfache Wiederholung dieser Wirkung wird an der Seite des Untersiebs 2 fortlaufend eine Bahn geformt. Das entzogene Wasser wird im Abwasserfänger 26 gesammelt und dann aus dem System abgeführt.

Wie erwähnt, sind an der Stromabseite (des Hemmschuhs) die Saugkästen 20 und 21 sowie die erste Saugwalze 12, die als Saug-Entwässerungsvorrichtungen wirken, vorgese­ hen, wobei mittels der Elemente 20, 21 und 12 der größte Teil des im Stoff enthaltenen Wassers an der Seite des Untersiebs 2 abgeführt wird. Aufgrund der Zentrifugal­ kraft der rotierenden Saugwalze erfolgt dabei zudem ein Teil der Entwässerung an der Seite des Obersiebs 1 unter Bildung einer Trockenlinie (an der in dieser Partie keine weitere Entwässerung mehr stattfindet).

Es ist zu beachten, daß es zur Verbesserung des Profils in Breiten- oder Querrichtung wünschenswert oder zweckmä­ ßig ist, daß an der Auftreffstelle eines aus dem Stoff­ auflauf ausgetragenen Stoffstrahls die Entwässerung zum Teil an der Seite des Obersiebs 1 mittels der Brustwalze 4 erfolgt; weil in diesem Fall die Zentrifugal-Entwässe­ rung auch zur Seite des Obersiebs hin über diese Saugwal­ ze stattfindet, kann bei dieser Anordnung eine etwa 95%-ige einseitige Entwässerung vor der Bildung einer Trockenlinie erreicht werden, so daß eine hohe Zwischenschichtfestigkeit, d. h. Festigkeit zwischen benachbarten Schichten des Papiers, erzielbar ist. Anschließend findet eine weitere Entwässerung an der Seite des Untersiebs durch den Überführungskasten 22 und die zweite Saugwalze 24 statt, wobei eine Stoffbahn mit einer um bis zu 18-20% erhöhten Bahndichte geformt wird. Diese Bahn wird durch die Saug-Abnahmewalze 25 vom Bodensieb 2 abgesaugt und zu einem Brustteil in der nächsten Behandlungsstufe überführt.

Bei der beschriebenen bisherigen Doppelsieb-Formpartie des Leisten- oder Schuhtyps erfolgt die Bildung einer nassen Bahn unter einem pulsierenden Entwässerungsdruck, der durch die Leisten des Entwässerungs-Hemm­ schuhs 6 erzeugt wird. Da bei diesem System die Bewe­ gungsgröße der Fasern groß ist, findet eine gute Papier­ bahnbildung statt, und die einseitige Entwässerung erfolgt mit einem Grad von bis zu etwa 95%, so daß eine hohe Zwischenschichtfestigkeit erzielbar ist; anderer­ seits sind aber die Eigenschaften der Vorder- und Rückseiten der geformten Papierbahn (z. B. prozentua­ ler Anteil an feinen Fasern, Asche und dgl.) jeweils unterschiedlich. Die hergestellte Papierbahn ist daher mit dem Mangel behaftet, daß der Druckfarbverbrauch beim Bedrucken zwischen Vorder- und Rückseite verschieden ist.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Doppelsiebformer zur Herstellung einer Papierbahn zu schaffen, die eine relativ hohe Zwischenschichtfestigkeit sowie geringe Eigenschaftsunterschiede zwischen Vorder- und Rückseite aufweist.

Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß durch einen Doppelsiebformer einer Papiermaschine, bei welchem aus einem Stoffauflauf ausgetragener oder eingespritzter Papier-Stoff zwischen zwei jeweils eine Schleife bildenden Sieben eingeschlossen wird und damit eine Entwässerung nach beiden Seiten erfolgt, und in einer ersten Entwässerungszone ein erster Entwässerungsschuh in der oberen Siebschleife angeordnet und in Berührung mit dem oberen Sieb gehalten ist, wobei durch diesen ersten Schuh eine Entwässerung zur Seite des oberen Siebs unterdrückt wird, dadurch gekennzeichnet, daß nachfolgend dem ersten Entwässerungsschuh ein zweiter Entwässerungsschuh in der unteren Siebschleife angeordnet und in Berührung mit dem unteren Sieb gehalten ist, wobei durch diesen zweiten Schuh eine Entwässerung nach beiden Seiten, also zum oberen und zum unteren Sieb hin, erfolgt.

Wenn bei einem solchen Doppelsiebformer im Laufe der Bildung einer nassen Bahn bis zur Bildung der sog. Trockenlinie das Entwässerungsverhältnis zur einen Seite hin (d. h. Verhältnis der Strömungsmenge des entzogenen Wassers relativ zur Einspritzströmungsmenge aus einem Stoffauflauf) eine Größe von 70% übersteigt, erhöht sich auch die Zwischenschichtfestigkeit proportional zur Erhöhung des Entwässerungsverhältnisses; wenn das genann­ te Verhältnis etwa 90% oder mehr beträgt, kann eine Zwischenschichtfestigkeit der gleichen Größenordnung wie bei einer perfekt zur einen Seite hin entwässerten Papierbahn, z. B. einer auf einer Fourdrinier- oder Lang­ sieb-Papiermaschine hergestellten Papierbahn, erzielt werden. Da erfindungsgemäß angrenzend an eine(n) festste­ hende(n) Schuh oder (Streich-) Leiste, der (die) innerhalb einer Schleife eines ersten bzw. oberen Siebs zur Abstützung dessel­ ben und zur Unterdrückung der Entwässerung zur Seite des ersten Siebs hin vorgesehen ist, innerhalb einer Schleife eines zweiten bzw. unteren Siebs eine weitere Entwässerungsvorrich­ tung, etwa ein(e) feststehende(r) Schuh oder Leiste oder eine Vakuum-Entwässerungsvorrichtung, welche eine Entwässerung zu beiden Seiten hin durchführen kann, und eine Unterdruck-Saugentwässerungsvorrichtung vorgese­ hen sind, kann das Entwässerungsverhältnis beliebig bis zu einem solchen Entwässerungsverhältnis geregelt oder eingestellt werden, daß eine Zwischenschichtfestigkeit einer beliebigen gewünschten Größe erzielbar ist, indem das Entwässerungsverhältnis asymmetrisch eingestellt wird, wobei auch durch die Schuhleisten verliehene Verläufe (histories) mit resultierenden Eigenschaften den Vorder- und Rückseiten der gebildeten nassen Bahn gleich­ mäßig erteilt werden können.

Im folgenden sind bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung im Vergleich zum Stand der Technik anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1(a) eine schematische Darstellung des allgemeinen Aufbaus eines Doppelsiebformers einer Papiermaschine gemäß einer Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 1(b) eine schematische Darstellung der Ausbildung von bei der Ausführungsform nach Fig. 1(a) vorgesehenen Schuhen bzw. Leisten,

Fig. 2 eine schematische Darstellung des allgemeinen Aufbaus eines Doppelsiebformers einer Papiermaschine gemäß einer zweiten Ausführungs­ form der Erfindung,

Fig. 3 eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen einem Entwässerungsverhältnis und einer Zwischenschichtfestigkeit,

Fig. 4 eine schematische Darstellung des allgemeinen Aufbaus eines Beispiels für einen bisherigen Doppelsiebformer und

Fig. 5 eine schematische Darstellung der Ausgestaltung eines bisherigen Entwässerungs-Hemmschuhs.

Die Fig. 4 und 5 sind eingangs bereits erläutert worden.

Die Erfindung ist nachstehend anhand der Fig. 1 und 2 in bevorzugten Ausführungsformen beschrieben. Der allgemeine Aufbau eines Doppelsiebformers einer Papiermaschine gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist in Fig. 1(a) dargestellt, gemäß welcher der Doppelsiebformer ein erstes bzw. oberes Sieb 1 und ein zweites bzw. unteres Sieb 2, die jeweils eine (endlose) Schleife bilden, aufweist, wobei die Anordnung so getroffen ist, daß flüssiger (Papier-)Stoff aus einem Stoffauflauf 3 in den Bereich zwischen einer Formwalze 5 zum Führen des ersten Siebs 1 und einer Brustwalze 4 zum Führen des zweiten Siebs 2 so einge­ spritzt wird, daß dieser Stoff zwischen den beiden Sieben 1 und 2 zusammengedrückt wird. Innerhalb der Schleife des ersten Siebs 1 ist nahe der Formwalze 5 ein(e) Entwässerungs-Hemmschuh oder -leiste 6 angeordnet, welche(r) dieselbe Ausgestaltung wie der in der japanischen Patentanmeldung 63-2 85 871 (1988) beschriebene und in Fig. 5 dargestellte Schuh aufweist. Der Schuh 6 unterdrückt oder hemmt die Entwässerung unter der Spannung der Siebe und bewirkt auch eine zur Seite des ersten Siebs hin erfolgende Entwässerung, die durch die Keilwirkung des Schuhs herbeigeführt wird.

Angrenzend an den Hemmschuh 6 befindet sich in der Schleife des zweiten Siebs 2 ein(e) weitere(r) Schuh oder Leiste 7, der (die) eine Entwässerung sowohl zur Seite des ersten Siebs 1 als auch zur Seite des zweiten Siebs 2 hin zu bewirken vermag. Gemäß Fig. 1(b) umfaßt dieser Schuh 7 eine Anzahl von in der Laufrichtung der Siebe 1 und 2 voneinander beabstandeten Platten 7′, deren Ober­ seiten mit dem Sieb 2 in Berührung stehen. Die Oberseiten der Platten 7′ sind plane oder gekrümmte, zur Seite des ersten Siebs 1 hin konvexe Flächen. Die den Stoff 20 zwischen sich einschließenden (und zusammendrückenden) beiden Siebe 1 und 2 sind längs einer gekrümmten Fläche geführt, die gegenüber dem ersten Sieb 1 konvex ist und einen Krümmungsradius R (Fig. 1(b)) aufweist. Dieser Schuh 7 bewirkt daher eine Entwässerung des Stoffs 20 zur Seite sowohl des ersten Siebs 1 als auch des zweiten Siebs 2 (hin). An nachgeschalteter Stelle befinden sich ein Überführungs- oder Transferkasten 9 zur Gewährlei­ stung einer Überführung einer nassen (Stoff-)Bahn auf das zweite Sieb 2 durch Unterdruck-Saug­ wirkung und eine Walze 12 für den Antrieb des zweiten Siebs 2 und zum Entwässern (der Bahn) mittels Saugwir­ kung. Innerhalb der Schleife des ersten Siebs 1 befindet sich ferner eine Entwässerungswalze 8, während in einer Mittenstellung zwischen dem Überführungskasten 9 und der Saug-Entwässerungswalze 12 eine Umlenkwalze 11 für das erste Sieb 1 angeordnet ist. Mit 13 ist ein Abwasserfän­ ger oder -kasten zum Auffangen des Weißwas­ sers, das durch den beidseitig entwässernden Schuh 7 zum ersten Sieb 1 hin ausgetrieben wird, bezeichnet, während mit 10 ein anderer Abwasserfänger zum Auffangen des Weißwassers, das durch den Entwässerungs-Hemmschuh 6 zum zweiten Sieb 2 hin ausgetrieben wird, bezeichnet ist.

Bei dieser Ausführungsform wird der aus dem Stoffauflauf 3 ausgetragene (eingespritzte) Papier-Stoff unmittelbar zwischen dem ersten und dem zweiten Sieb 1 bzw. 2 einge­ schlossen und zusammengedrückt, wobei die Entwässerung (zunächst) in der Richtung auf das zweite Sieb 2 (gemäß Fig. 1(a) nach unten) erfolgt. Das ausge­ triebene Weißwasser wird im Abwasserfänger 10 aufgefangen und dann aus dem System abgeführt.

Der nachgeschaltete, nach beiden Seiten entwässernde Schuh 7 bewirkt hauptsächlich eine Entwässerung zum ersten Sieb 1 hin, aber auch eine Entwässerung zum zweiten Sieb 2 hin. Anschließend erfolgt eine Entwässe­ rung zum zweiten Sieb 2 hin durch eine rotierende, unperforierte Entwässerungswalze 8, worauf die Papierbahn durch den Übertragungskasten 9 an das zweite Sieb 2 angesaugt wird. Schließlich wird die Stoffkonzentration der Papierbahn durch die Saug-Entwässerungswalze 12 auf (bis zu) 18-20% erhöht, worauf die Bahn zu einer Preßpartie in der nächsten Stufe des Prozesses überführt wird.

Fig. 2 zeigt eine zweite Ausführungsform der Erfindung, bei welcher zwischen dem Entwässerungs-Hemmschuh 6 und dem beidseitig entwässernden Schuh 7 an der Seite des zweiten Siebs 2 Unterdruck-Saugkästen 14 angeordnet sind, wodurch im Vergleich zur ersten Ausführungsform eine Entwässerungsverhältnis-Regelbarkeit zur Seite des ersten und des zweiten Siebs 1 bzw. 2 hin zusätzlich gewährlei­ stet wird.

Wie sich aus vorstehender Beschreibung ergibt, lassen sich mit dem erfindungsgemäßen Doppelsiebformer aufgrund der Kombination eines Entwäs­ serungs-Hemmschuhs in einem anfänglichen Entwässerungs­ teil mit einer beidseitig entwässernden Vorrichtung innerhalb einer Siebschleife an der gegenüberliegenden Seite und an dem Hemmschuh nachgeschalteter Stelle die folgenden Vorteile erzielen:

• 1. Wie aus der graphischen Darstellung der Beziehung zwischen einem Entwässerungsverhältnis und der Zwischenschichtfestigkeit gemäß Fig. 3 hervorgeht, kann deshalb, weil ein Betrieb mit einer Erhöhung eines Einseiten-Entwässerungsverhält­ nisses auf maximal etwa 95% möglich ist, auf die angegebene Weise eine Zwischenschichtfestigkeit der gleichen Größenordnung erzielt werden, wie sie mit einer Fourdrinier- bzw. Langsieb-Papiermaschine realisiert wird.
• 2. Da die Formung einer nassen Bahn in der Weise erfolgt, daß den jeweiligen (beiden) Flächen der Papierbahn ähnliche Verläufe erteilt werden, kann eine Differenz der (Oberflächen-)Eigenschaften zwischen Vorder- und Rückseite der Papier­ bahn minimiert werden.
• 3. Da der aus einem Stoffauflauf ausgetragene flüssige Stoff zwischen zwei Sieben eingeschlossen und zusam­ mengedrückt wird, bevor er gestört wird, ist eine hohe Betriebsgeschwindigkeit realisierbar.
• 4. Durch Anordnung des Entwässerungs-Hemmschuhs gemäß der japanischen Patentanmeldung 63-2 85 871 (1988) kann eine Papierqualität des gleichen Grads erzielt werden, wie sie mit dem bisherigen Doppelflächenentwässerungs-Dop­ pelsiebformer erzielt wird.

Claims (1)

1. Doppelsiebformer einer Papiermaschine, bei welchem aus einem Stoffauflauf (3) ausgetragener oder eingespritzter Papier-Stoff zwischen zwei jeweils eine Schleife bildenden Sieben (1, 2) eingeschlossen wird und damit eine Entwässerung nach beiden Seiten erfolgt, und in einer ersten Entwässerungszone ein erster Entwässerungsschuh (6) in der oberen Siebschleife angeordnet und in Berührung mit dem oberen Sieb (1) gehalten ist, wobei durch diesen ersten Schuh (6) eine Entwässerung zur Seite des oberen Siebs (1) unterdrückt wird, dadurch gekennzeichnet, daß nachfolgend dem ersten Entwässerungsschuh (6) ein zweiter Entwässerungsschuh (7) in der unteren Siebschleife angeordnet und in Berührung mit dem unteren Sieb (2) gehalten ist, wobei durch diesen zweiten Schuh (7) eine Entwässerung nach beiden Seiten, also zum oberen (1) und zum unteren Sieb (2) hin, erfolgt.