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Verfahren zur Herstellung von Papier auf Langsiebmaschinen Die Erfindung
betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Papier auf Langsiebpapiermaschinen, :deren
Sieb durch ein Schutzband getragen wird, bei dem ein Unterdruck auf die Stoffschicht
von deren Aufbringstelle auf das Sieb an ausgeübt wird. Bisher war es bei Langsiebpapiermaschinen,
die kein Schutzband haben, üblich, den Unterdruck lediglich am Ablaufende des endlosen
Siebes auf die Stoffschicht zur Einwirkung zu bringen, während man am Auflaufende
das überflüssige Wasser infolge seiner Schwerkraft aus der Stoffschicht heraustropfen
ließ. Dieses bekannte Verfahren ist nicht nur langsam in seiner praktischen Durchführung,
sondern es sind auch verhältnismäßig große Maschinen mit sehr langen Sieben erforderlich.
Nach der Erfindung wird das Herstellungsverfahren beschleunigt und :die Größe der
Maschinen verkleinert, dahin bedeutend kürzeres Sieb verwendet werdenjkann. Diese
Vorteile werden dadurch erreicht, daß der das Wasser aus der Stoffschicht entfernende
Unterdruck sofort beim Auflaufen des Stoffes auf das Sieb wirkt und auf der ganzen
Arbeitslänge des Schutzbandes ununterbrochen beibehalten wird, bis sich eine gut
zusammenhängende Papierschicht gebildet hat. Um nun zu'verhüten, daß am Auflaufende
des Siebes ein zu großer Teil der Fasern mit dem Wasser abgesaugt wird, wird am
Auflaufende des Siebes ein nur geringer Unterdruck angewendet. Je weiter sich aber
die sich bildende Stoffschicht mit dem sich bewegenden Sieb von dem Auflaufende
entfernt, desto größer wird der. Unterdruck eingestellt, denn wenn das Sieb erst
einmal mit einer Faserschicht bedeckt ist, dann besteht keine Gefahr mehr, daß bei
größerem Unterdruck Fasern mit dem Wasser abgesaugt werden. Verfahren dieser Art,
bei denen sofort beim Auflaufen des Faserstoffes auf das Sieh ein allmählich größer
werdender Unterdruck wirkt, sind allerdings schon von der Herstellung dicker Faserstoffbahnen
her bekannt. Bei diesem bekannten Verfahren wird das Sieb durch ein Faserstoffbad
hindurchbewegt, wobei der auf der Unterseite des Siebes wirkende Unterdruck die
Ablagerung einer Faserschicht auf der Oberseite des Siebes bewirkt. Beim Verlassen
des Faserstoffbades wird der Unterdruck unterbrochen, und das Sieb erfährt eine
geringe Richtungsveränderung, bei der die feuchte Faserstoffschicht aufgelockert
wird. Dann wird die Faserstoffschicht mit einem Klebmittel besprüht und gleichzeitig
abermals einem allmählich anwachsenden Unterdruck ausgesetzt, um die Faserschicht
zu entwässern und um ein gründliches Durchdringen des Klebmittels in der Faserschicht
zu erreichen: Bei der Erfindung handelt es sich aber um die Herstellung einer dünnen,
jedoch kräftigen Papierschicht, bei der eine Unterbrechung des Unterdruckes beim
Verlassen des Faserstoffbades ungünstig für die Beschaffenheit des Papiers sein
würde. Deshalb wird erfindungsgemäß der Unterdruck auf der
ganzen
Arbeitslänge des Schutzbandes, das das Sieb über die Saugvorrichtung hinwegbewegt,
ununterbrochen beibehalten. Eine Auflockerung der Stoffschicht beim Verlassen des
Faserstoffbades wird also verhütet, und es beginnt sofort die Entwässerung der Schicht,
bis sie so trocken ist, .daß eine selbständige, gut zusammenhängende Papierschicht
entstanden ist.
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In der Zeichnung ist eine Maschine zur Ausübung des Verfahrens nach
der Erfindung dargestellt.
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Abb. i ist eine Seitenansicht einer Langsiebpapiermaschine, größtenteils
schematisch, und zwar sind bei dieser Ausführungsform keine Registerwalzen notwendig.
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Abb.2 ist eine Draufsicht auf die Saugvorrichtung.
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Abb.3 zeigt im vergrößerten Maßstabe einen Längsschnitt des Stoffauflaufendes
der Maschine, wo sich die Brustwalze befindet, und Abb.4 zeigt im vergrößerten Maßstabe
einen Schnitt nach der Linie IV-IV der Abb. 2. Die in der Zeichnung dargestellte
Langsiebpapiermaschine ist mit einem Stützrahmen i mit zwei Seitenträgern 2 und
3 für den Siebtisch versehen, die zum seitlichen Verschieben auf Schienen 4 und
5 ruhen.
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Ein endloses Sieb 6 läuft über eine Brustwalze 7 und eine Endwalze
8 hinweg und arbeitet mit einer Saugvorrichtung zusammen, die in ihrer Gesamtheit
mit 9 bezeichnet ist. Das endlose Sieb 6 geht ferner über die übliche Führungswalze
io, die Spannwalze ii und andere Spann- oder Führungswalzen 12 hinweg.
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Der Stoff wird durch einen Kasten 13 (Abb. i und 3) auf das Drahtsieb
6 aufgebracht, und zwar strömt er von dem Kasten 13 über ein Brett 14 hinweg, das
vorzugsweise mit verhältnismäßig hohen Seitenwänden 15 versehen ist und als Einheit
an seinen oberen Kanten bei 16 ausschwingbar an dem Kasten 13 befestigt ist.
Es endigt nicht, wie es bisher üblich war, unmittelbar oberhalb der Brustwalze 7,
sondern erstreckt sich vollständig über die Brustwalze hinweg, um den Stoff an einer
Stelle auf das Sieb aufzubringen, unterhalb deren sich die Saugvorrichtung befindet.
Das Brett 14 ist mit einer Querrippe oder einem Damm 76 versehen, so daß ein Stoffteich
17 gebildet wird, der verhältnismäßig ruhig und frei von Wirbelströmen ist.
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Eine Schaumlatte i8 ist mit ihren Enden an den Seitenwänden 15 befestigt,
und zwar liegt die Schaumlatte 18 eine beträchtliche Entfernung von dem Brett entfernt
nach dem Auslaßende der Maschine zu, so daß der Teich 17 eine Verlängerung 17d enthält,
die oberhalb eines Teiles des Siebes 6 liegt und mit der Saugvorrichtung 9 verbunden
ist. Der Stoff ist somit der Wirkung der Saugvorrichtung 9 ausgesetzt, bevor er
unter der Schaumlatte 18 hindurchströmt. Die Schaumlatte 18 ist in bekannter Weise
mittels Schrauben 8o (Abb. i und 3) in senkrechter Richtung einstellbar befestigt,
und andere Schrauben 8i und Klötze 82, die durch Schlitze 83 in den Seitenwänden
15 hindurchgehen, dienen dazu, die Schaumlatte 18 in ebenfalls bekannter Weise in
Längsrichtung des Siebes zu verstellen.
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Ein Paar Deckelriemen ig, die über Scheiben 2o und 21 hinweglaufen,
dienen dazu, um die Breite der auf dem Sieb 6 befindlichen Papierbahn zu überwachen.
Die Scheiben 2o, die in der Nähe der Brustwalze liegen, werden vorzugsweise an den
Seitenwänden 15 gelagert, so daß sie sich beim Ausschwingen des Brettes 14, wie
in gestrichelten Linien in Abb. i dargestellt ist, mit aufwärts bewegen. Dieses
Aufwärtsschwingen des Brettes 14 wird dann vorgenommen, wenn der Siebtisch i seitlich
aus dem Maschinenrahmen herausgehoben werden. soll, was dann notwendig ist, wenn
ein Sieb ausgewechselt werden soll. Die anderen Scheiben 21 können in diesem Fall
in irgendeiner anderen Weise aufwärts bewegt werden, um in der in gestrichelten
Linien dargestellten Lage unterstützt zu werden. In derselben Weise ist dafür gesorgt,
daß man die Walzen 12 in ihre in gestrichelten Linien dargestellte Lage verstellen
kann, so daß der Siebtisch längs der Schienen 4 und 5 seitlich verschoben werden
kann.
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Die Saugvorrichtung g besteht gemäß den Abb. i und 3 aus einem ortsfesten
Kasten 22, der sich längs des ganzen oberen Teils des Siebes erstreckt und der durch
eine Anzahl Zwischenwände in mehrere Kammern 23, 24, 25, 26, 27 und 28 geteilt ist,
die sich in Querrichtung des Siebes erstrecken. Jede Kammer bildet eine getrennte
Saugeinheit, in der der Unterdruck unabhängig von den anderen genau überwacht und
verändert werden kann, um die richtigen Betriebsverhältnisse einzustellen. Der Kasten
22 wird von den Seitenträgern 2 und 3 mittels Stützen 29 und 30 getragen. .
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Die Seitenträger 2 und 3 sind in der Nähe der Brustwalze 7 und der
Endwalze 8, und zwar an den Enden des Saugkastens 22, mit Lagern 33 und 34 versehen,
die zur Aufnahme von Walzen 31 und 32 dienen. Ein endloses durchbrochenes Schutzband
35, das zum Abschließen des oberen offenen Endes des Saugkastens 22 dient, ist über
diese Walzen 31 und 3a hinweggeführt und wird durch die Walze 32 angetrieben, um
mit derselben Geschwindigkeit wie das Sieb 6 zu wandern. Um dies zu erreichen, ist
der eine Lagerzapfen der Walze 32 (Abb. 2) verlängert und
ragt aus
dem Lager 34 heraus. Diese Verlängerung 36 ist mit einer kegeligen Riemenscheibe
37 versehen. Eine zweite kegelige Riemenscheibe 38 ist an der verlängerten Welle
39 der Endwalze 8 befestigt, und ein Treibriemen 40 ist über diese beiden kegeligen
Riemenscheiben 37 und 38 gelegt, so daß die Walze 31 von der Endwalze 8 angetrieben
wird. Die Endwalze 8 kann in irgendeiner bekannten Weise, die nicht besonders dargestellt
ist, angetrieben werden.
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Jede einzelne Saugkammer 23 bis 28 ist mittels einer Rohrleitung 41
mit einem getrennten Wasserabscheider 42 verbunden, der einen unteren Schenkel 43
hat, der in einen Behälter 44 hineinragt, der das aus dem Stoff herausgesaugte Wasser
aufnimmt. An dein oberen Ende eines jeden Wasserabscheiders 42 ist eine mit einem
nicht dargestellten Regelventil versehene Rohrleitung 45 angeordnet, -die zu einem
Sammelrohr 46 führt. Dieses Sammelrohr 46, an das alle Rohrleitungen 45 angeschlossen
sind, ist mittels eines Rohres 47 mit einer Saugeinrichtung 48 geeigneter Bauart
verbunden. Durch Verstellen der Regelventile in den Rohrleitungen 45 kann man den
Unterdruck in den Kammern 23 bis 28 unabhängig voneinander verstellen und überwachen.
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In den oberen Kanten des Kastens, 22 ist eine Anzahl sich in Längsrichtung
der Maschine erstreckender Tröge 49 angeordnet (Abb. 4). Diese Tröge 49 werden mit
Wasser gefüllt und sind zu diesem Zweck durch Rohrstücke 50 mit einer Anzahl
quer verlaufender Rohre 51 verbunden, die durch die Seitenwand des Kastens 22 hindurchgehen
und je mit einem senkrechten Standrohr 52 verbunden sind. Jedes Standrohr 52 wird
durch ein mit ;einem Ventil versehenes Rohr 53 mit Wasser versorgt und ist mit einem
Überlaufrohr versehen, so daß stets ein genügender Druck auf das Wasser in den Trögen
49 ausgeübt wird, damit ein den Unterdruck in dem Saugkasten übersteigender, aufwärts
gerichteter Druck auf das sich bewegende, aus mehreren Einzelbändern 66 bestehende
Schutzband 35 ausgeübt wird, damit sich dieses möglichst störungsfrei über die Ränder
des Saugkastens hinwegbewegt und sich so wenig wie möglich abnutzt. Das Schutzband
35, welches keinen Teil der vorliegenden Erfindung bildet, ist in der deutschen
Patentschrift 558 276 näher beschrieben.
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Bei dem Betrieb der Maschine läßt man den Stoff von dem Kasten
13 über das Brett 14 strömen, worauf man ihn unter der Schaumlatte 18 austreten
läßt. Der Austritt des Stoffes unter der Schaumlatte 18 kann unter genügendem Drucke
stehen, damit der Stoff im wesentlichen mit der Geschwindigkeit des Siebes 6 ausströmt,
nachdem er unter der Schaumlatte z8 hindurchgeströmt ist. Da das Brett 14 nicht.
durchlocht ist und sich über die Brustwalze 7 bis über den Mittelpunkt der Walze
3 1 hinaus erstreckt, so kann der Stoff so lange nicht auf das Sieb strömen,
bis das Sieb einen Punkt erreicht hat, wo zuerst die Saugwirkung der Vorrichtung
9 zur Geltung kommt. Da ferner die Schaumlatte 18 ein beträchtliches Stück nach
den Enden der Maschine zu angeordnet ist, und zwar an einer Stelle oberhalb der
Saugvorrichtung 9, so wird der Stoffteich r711, der sich zwischen dem Brett 14 und
der Schaumlatte 18 befindet, bereits vor der Bildung der Stoffschicht der Wirkung
der Saugvorrichtung ausgesetzt, und zwar, wie die Zeichnung zeigt, demjenigen Unterdruck,
der in den Kammern 23 und 24 herrscht.
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Wenn der Stoff unter niedrigem Druck steht, d. h. wenn beispielsweise
der Stoff in den Teichen 17, i711 nur einige Zentimeter hoch steht, dann tritt praktisch
die ganze Bildung der Stoffbahn an der Stelle ein, die von dem Teich z711 gebildet
wird, während eine wesentliche Bildung der Stoffbahn nach dein Hindurchströmen unter
der Schaumlatte 18 nicht mehr stattfindet.
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Wenn das Sieb 6 in den Bereich der Saugvorrichtung 9 gerät, dann werden
sofort die Fasern an der Oberfläche des Siebes 6 abgelagert. Die erste Faserschicht
kann etwas uneben und ungleichmäßig sein, da die kleinen Fasern mehr oder weniger
zusammengepackt werden, jedoch werden diese Fasern an dem Sieb durch Unterdruck
festgehalten und nicht infolge der Reibung zwischen dem Sieb und dein Stoff verschoben.
Wenn sich das Sieb von dem einen Ende der Maschine, wo sich der Teich z711 befindet,
bis zu dem anderen Ende bewegt, dann verursachen die offenen und dünnen Stellen
zwischen den bereits abgelagerten zusammengepackten Fasern einen weiteren Durchstrom,
da diese Stellen einen geringen Widerstand des Wassers durch das Sieb darbieten,
und das Ergebnis ist eine gleichförmige ebene Faserschicht, die sich an dem Sieb
6 ablagert.
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Die Bildung der Stoffschicht ist daher praktisch schon vervollständigt,
bevor der Stoff die Schaumlatte 18 verläßt, und zwar findet diese Bildung der Schicht
während verhältnismäßig geringerer Vorwärtsbewegung des Stoffes statt. Unter der
Wirkung des Unterdruckes, der durch die Wirkung der Vakuumpumpe 48 erzeugt wird,
wird Wasser aus dem Teich r711 oberhalb des Siebes 6 herausgesaugt, und während
des Ablaufes des Wassers lagern sich die Fasern an der Oberfläche des Siebes ab
und werden durch den Unterdruck daran festgehalten. Die Fasern,
die
sich in dieser Weise an dem Sieb 6 abgelagert haben, bevor der Stoff die Schaumlatte
18 verläßt, haben keine bestimmte Richtung, was auf den verhältnismäßig ruhigen
Zustand des Teiches 17a zurückzuführen ist, in dem sie sich niedergeschlagen haben,
und daher ist der später fertiggestellte Papierbogen genau so fest nach einer Richtung
wie nach der anderen. Dies ist selbstverständlich nicht der Fall bei Papiersorten,
die in der gewöhnlichen Langsiebpapiermaschine hergestellt werden, denn diese bekannten
Maschinen erzeugen eine Papierbahn, die in der Längsrichtung der Maschine eine größere
Festigkeit haben als in der Ouerrichtung.
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Um zu verhüten, daß sich die Fasern senkrecht oder in anderer Richtung
ablagern, kann man in den Teich 17a in bekannter Weise eine Vorrichtung anordnen,
die die Fasern in einer waagerechten Stellung hält, gerade bevor sie sich in dem
Sieb ablagern. Schwingende oder umlaufende Rührwerke, die dicht zusammen und über
dem Sieb liegen und die ganze Saugfläche, die durch den Teich 17a gebildet wird,
bestreichen, haben zufriedenstellende Ergebnisse in dieser Hinsicht gebracht.
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Die Vörrichtung, bestehend aus den Schrauben 8i und den Klötzen 82
zum Verändern der Lage der Platte 18 (Abb. i), gestattet eine Veränderung des Flächenraumes,
der von dem Teich 17a eingenommen wird, so daß man verschiedene Papiersorten erzeugen
kann. Es ist selbstverständlich, däß man auch die Geschwindigkeit der Maschine verändern
kann, um die verschiedenen Stoffsorten verarbeiten zu können.
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Gemäß der Erfindung ist der Stoff von dem Zeitpunkt an, in dem er
zuerst auf das Sieb gerät, bis zu dem Zeitpunkt, in dem das Sieb das der Endwalze
am nächsten liegende Ende der Saugvorrichtung erreicht, einem ununterbrochenen Unterdruck
ausgesetzt. Das Wasser, das aus dem Stoff herausgesaugt wird, geht durch das Sieb
hindurch und läuft durch die Öffnungen in dem Schutzband 35 in die verschiedenen
Kammern 23 bis 28 hinein. Aus diesen Kammern wird das Wasser und die Luft durch
die Rohrleitungen 41 in die Wasserabscheider 42 hineingesaugt. Von den Wasserabscheidern
strömt das Wasser abwärts in den Behälter 44, während die Luft durch die Leitungen
45, 46 und 47 in die Vakuumpumpe 48 gesaugt wird. Das in den Behälter einströmende
Wasser, das unter Umständen noch einige Fasern enthalten kann, kann in geeigneter
Weise mittels einer Pumpe 74 (Abb. i) zurückgepumpt werden.
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Infolge der Tatsache, daß verhältnismäßig hohe Unterdrücke in den
einzelnen Kammern 23 bis 28 erzeugt werden, lastet ein erheblicher Druck auf dem
Schutzband 35, der dessen bandartige Teile 66 gegen die Oberfläche der Tröge 49
drückt, und wenn dieser pneumatische Druck nicht in irgendeiner Weise ausgeglichen
wird, dann würde eine erhebliche Reibung entstehen. Dieser pneumatische Druck wird
nun in wirksamer Weise hydraulisch ausgeglichen, indem man Wasser in die Tröge 49
hineinschickt. Der gewünschte Wasserdruck kann halbautomatisch durch die Höhe des
Wassers im Innern der Standrohre 52 überwacht werden.
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Es ist vollkommen einleuchtend, daß die ununterbrochene Anwendung
des Unterdrukkes auf die sich bildende Stoffschicht ein viel schnelleres Entfernen
des Wassers möglich macht, als es bei den bekannten Langsiebpapiermaschinen möglich
ist, bei denen der größte Teil des Wassers lediglich durch Abtropfen infolge seiner
Schwerkraft entweicht. Infolgedessen beträgt die Länge des Siebtisches der Maschine
nur einen Bruchteil der Länge des Siebtisches der bekannten Langsiebpapiermaschine,
die sonst unter denselben Bedingungen hinsichtlich Geschwindigkeit der sich bewegenden
Stoffbahn arbeitet. Dies bedeutet eine große Ersparnis an Platz und auch an Herstellungskosten.
Das endlose Sieb 6 der Maschine gemäß der Erfindung wird viel billiger, da es viel
kürzer ausfällt. Die Anordnung der verschiedenen Saugkammern 23 bis 28, die
mit verschiedenen Absaugleitungen verbunden sind, so daß man den Unterdruck an verschiedenen
Stellen der Gesamtsaugfläche verändern und abstufen kann, ist von großem Wert, um
die Wirkungsweise der Maschine zu erhöhen. Wenn beispielsweise das Sieb über den
Saugraum gelangt, wobei die erste Saugkammer einen sehr großen Unterdruck hat, dann
besteht die Möglichkeit, daß ein großer Teil der kleinen Fasern durch das Sieb hindurchgesaugt
und mit dem Wasser abgeführt wird. Aus diesem Grunde ist es vorteilhaft, daß man
in der ersten Saugkammer 23 einen nicht so großen Unterdruck einstellt wie in den
folgenden Kammern, denn nachdem das Sieb bereits teilweise von abgelagerten Fasern
bedeckt ist, kann man einen größeren Unterdruck anwenden. Der Unterdruck in diesen
verschiedenen Kammern 23 bis 28 kann daher nach Wunsch durch Betätigung der Ventile
in den Rohrleitungen 45 eingestellt werden.