-
Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren für ein Herstellen
von Druckpapier oder Karton mit einer flächenbezogenen Masse von 30 – 200 g/m2 bei einer Papiermaschine oder Kartonmaschine,
die eine Nasspartie, eine Pressenpartie und eine Trockenpartie aufweist.
-
Die
vorliegende Erfindung bezieht sich außerdem auf eine Papiermaschine
oder Kartonmaschine für
ein Herstellen von Druckpapier oder Karton bei hoher Geschwindigkeit,
wobei das Druckpapier oder der Karton eine flächenbezogene Masse von 30 – 200 g/m2 hat, wobei die Maschine eine Nasspartie,
eine Pressenpartie und eine Trockenpartie aufweist, wobei die Pressenpartie
eine Walzenpresse mit einem Doppelfilzwalzenpressenspalt und einer
Schuhpresse mit Schuhpressenlangspalt mit Einzelfilz oder Doppelfilz
hat.
-
Die
Druckschrift US-4 561 939 A beschreibt eine Papiermaschine mit einer
Pressenpartie, die aus einer Doppelfilzwalzenpresse und einer Doppelfilzschuhpresse
besteht. Die Walzenpresse ist von einer herkömmlichen Art mit mit Nuten
versehenen Walzen mit steifen Mantelflächen. Ein derartiger Aufbau
schließt
hohe Bahngeschwindigkeiten aus. Nach dem Pressenspalt ist bei der
Walzenpresse ein Saugschuh in der Schleife des unteren Pressenfilzes angeordnet,
wobei der Saugschuh dazu gedacht ist, dass er so wirkt, dass die
Bahn den unteren Pressenfilz begleitet. Jedoch kann bei hohen Geschwindigkeiten
ein derartiger Saugschuh nicht ein derartiges Verhalten der Bahn
sicherstellen. Der Saugschuh ist ein wichtiges Element in der Pressenpartie
gemäß dieser
Patentbeschreibung, die daher keine anderen Saugvorrichtungen offenbart
oder vorschlägt,
um das korrekte Bahnverhalten bei hohen Geschwindigkeiten sicherzustellen.
Diese Beschreibung wendet einen Saugschuh nach dem zweiten Doppelfilzpressenspalt
auch an, was daher zu einer weiteren Einschränkung dieser bekannten Papiermaschine
im Hinblick auf die Bahngeschwindigkeit beiträgt. Diese Patentbeschreibung
ist auf eine Doppelfilzschuhpresse für den zweiten Pressenspalt
beschränkt
und offenbart somit keinen Übertragungsriemen
zum Zwecke des Ersetzens von einem der Pressenriemen, um einen sicheren
Bahnlauf und dadurch höhere
Geschwindigkeiten zu ermöglichen.
Es wird auch nicht die Möglichkeit
eines Betriebs mit einem Übertragungsriemen
bei sehr hohen Geschwindigkeiten und das Erzielen von einem guten
Trockengehalt auch für
mechanischen Halbstoff in Betracht gezogen, der für ein Herstellen
von Zeitungsdruckpapier, Papier auf LWC-Basis und SC-Papier angewendet wird.
Die bekannte Papiermaschine hat des Weiteren keine Gebläsekästen, die
ein Teilvakuum erzeugen, um ein festes Anbringen der Bahn an dem
Pressenfilz sicherzustellen, um so hohe Geschwindigkeiten zu ermöglichen,
was zu starken Luftströmungen führt, die
mit Leichtigkeit die Bahn von dem Pressenfilz lösen können.
-
Die
Druckschrift
US 5 639
351 A offenbart ein Verfahren für ein Herstellen von Druckpapier
mit einer flächenbezogenen
Masse von 40 – 80
g/m
2 bei einer Papiermaschine, die eine
Nasspartie, eine Pressenpartie und eine Trockenpartie aufweist.
Bei diesem Verfahren wird eine in der Nasspartie ausgebildete Bahn
bei einer Walzenpresse mit einem Doppelfilzwalzenpressspalt gepresst,
wobei die Walzenpresse eine Saugwalze und eine eine Durchbiegung ausgleichende
Pressenwalze, die den Walzenpressspalt zwischen ihnen ausbilden,
aufweist, wobei die eine Durchbiegung ausgleichende Pressenwalze eine
drehbar gelagerte Mantelfläche,
einen ortsfesten Balken und ein Schuhelement, das zwischen den Balken
und der Mantelfläche
angeordnet ist, aufweist, wobei die Saugwalze und die Durchbiegungsausgleichswalze
so angeordnet sind, dass das Schuhelement nicht an der Saugwalze
wirkt. Die Bahn wird, nachdem sie in den Walzenspalt getreten ist,
zu einer Schuhpresse mit einem Einzelfilzlangschuhpressenspalt übertragen
und wird in der Schuhpresse gepresst. Die Maschine wird bei einer Bahngeschwindigkeit
von zumindest 1200 m/min betrieben. In dem Walzenpressspalt wird
die Bahn einer linearen Belastung, die von 10 – 120 kN/m vorzugsweise von
30 – 80
kN/m reicht, und einem spezifischen Druck, der von 0,2 – 2 MPa
reicht, unterworfen, und in dem Schuhpressenspalt wird die Bahn
einer linearen Belastung, die von dem 10-fachen bis ungefähr 30-fachen der linearen Belastung
in dem Walzenpressspalt reicht, und einem spezifischen Druck, der
von dem 5-fachen bis ungefähr
50-fachen des spezifischen Drucks in dem Walzenpressspalt reicht,
ausgesetzt, um eine entwässerte
Bahn mit einem Trockengehalt von ungefähr 25 – 33 % nach dem Walzenpressenspalt
und ungefähr
48 – 54
% nach dem Schuhpressenspalt zu erhalten.
-
Die
Druckschrift
US 5 639
351 A offenbart außerdem
eine Papiermaschine für
ein Herstellen von Druckpapier bei hoher Geschwindigkeit, wobei das
Druckpapier eine flächenbezogene
Masse von 40 – 80
g/m
2 hat, wobei die Maschine eine Nasspartie,
eine Pressenpartie und eine Trockenpartie aufweist. Die Pressenpartie
hat eine Walzenpresse mit einem Doppelfilzwalzenpressenspalt und
eine Schuhpresse mit einem Einzelfilzschuhpressenlangspalt. Die
Walzenpresse weist eine Saugwalze und eine eine Durchbiegung ausgleichende
Pressenwalze auf, die zwischen ihnen den Walzenpressenspalt ausbilden,
wobei die die Durchbiegung ausgleichende Pressenwalze eine drehbar
gelagerte Mantelfläche,
einen ortsfesten Balken und ein Schuhelement aufweist, das zwischen
dem Balken und der Mantelfläche
angeordnet ist, wobei die Saugwalze und die die Durchbiegung ausgleichende
Pressenwalze so eingerichtet sind, dass das Schuhelement nicht an
der Saugwalze wirkt. Die Maschine ist so eingerichtet, dass sie
bei einer Bahngeschwindigkeit von zumindest 1200 m/min mit einer
linearen Belastung in dem Walzenpressenspalt, der von 10 – 120 kN/m,
vorzugsweise von 30 – 80
kN/m, reicht, und mit einer linearen Belastung in dem Schuhpressenspalt, der
von dem 10-fachen bis ungefähr
dem 30-fachen der linearen Belastung in dem Walzenpressenspalt reicht
und mit einem spezifischen Druck in dem Walzenpressenspalt, der
von 0,2 – 2
MPa reicht, und einem spezifischen Druck in dem Schuhpressenspalt, der
von dem 5-fachen bis zu dem 50-fachen
des spezifischen Druckes in dem Walzenpressenspalt reicht, betrieben
wird, um eine entwässerte
Bahn mit einem Trockengehalt von 25 – 33 % nach dem Walzenpressenspalt
und ungefähr
48 – 54
% nach dem Schuhpressenspalt zu erhalten.
-
Die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein verbessertes Verfahren
und eine verbesserte Papiermaschine oder Kartonmaschine zu schaffen, bei
denen das Herstellen von Druckpapier oder Karton mit sehr hohen
Geschwindigkeiten möglich
ist und bei denen des Weiteren eine hohe Effizienz und eine hohe
Zunahme bei der Produktivität
ermöglicht ist.
-
Gemäß der vorliegenden
Erfindung ist diese Aufgabe durch das Verfahren von Anspruch 1 und
die Maschine von Anspruch 11 gelöst.
-
Die
vorliegenden Erfindung ist nachstehend unter Bezugnahe auf die Zeichnungen
weiter beschrieben.
-
1 zeigt
in schematischer Weise Teile einer Maschine gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung für
ein Herstellen einer Bahn aus einem zelluloseartigen Fasermaterial.
-
1a zeigt
Teile einer Pressenpartie, die in Bezug auf eine Pressenpartie bei
der Maschine gemäß 1 abgewandet
worden ist.
-
2 zeigt
in schematischer Weise Teile einer Maschine gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung.
-
3 zeigt
in schematischer Weise Teile einer Maschine gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung.
-
3a zeigt
Teile einer Maschine, deren Pressenpartie in Bezug auf eine Pressenpartei
bei der Maschine gemäß 3 abgewandelt
worden ist.
-
4 zeigt
in schematischer Weise Teile einer Maschine gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung.
-
5 zeigt
detailliert eine spezielle Walzenpresse, die ein Teil der Ausführungsbeispiele
gemäß den 1 – 4 bildet.
-
Die 1 – 4 zeigen
in schematischer Weise Teile einer Papiermaschine oder Kartonmaschine
für ein
Herstellen von Druckpapier oder Karton bei einer fortlaufenden Bahn
W. Jede Maschine hat eine Nasspartie 1, eine Pressenpartie 2 und
eine Trockenpartie 3.
-
Die
Nasspartie 1, von der lediglich der stromabwärtige Teil
gezeigt ist, weist ein Bahnbildungssieb 4 auf, das in einer
Schleife um Führungswalzen 5 herum
läuft.
Bei dem Ausführungsbeispiel
gemäß 1 ist
eine Saugwalze 46 in der Schleife des Bahnbildungssiebes 4 unmittelbar
stromaufwärtig von
einem Aufnahmepunkt angeordnet. Eine derartige Saugwalze wird nicht
immer in den Siebpartien jüngerer
Gestaltung verwendet, wie dies in den 2 – 4 dargestellt
ist.
-
Die
Trockenpartie 3 weist eine Vielzahl an Trocknungszylindern 7 und
Trocknungswalzen 8 auf, die mit Nuten versehene Walzen
oder mit Sacklöchern
gebohrte Walzen, wie dies dargestellt ist, oder alternativ glatte
Walzen oder herkömmliche
Saugwalzen mit oder ohne einem Innensaugkasten mit Abdichtvorrichtungen
(im letztgenannten Fall mit einem Innenunterdruck) oder sogenannte "Vac-Walzen" die Nuten, Löcher in
den Nuten und einen Teilunterdruck innerhalb der Walze haben, sein
können.
-
Die
Pressenpartie 2 hat eine Doppelfilzwalzenpresse 9 und
stromabwärtig
von der Walzenpresse 9 eine Schuhpresse 10, die
eine Einzelfilzschuhpresse gemäß den 1 und 3 oder
eine Doppelfilzschuhpresse gemäß den 2 und 4 sein kann.
Die Walzenpresse 9 hat eine offene obere Pressenwalze 11 und
eine offene untere Pressenwalze 12, wobei die Pressenwalzen 11, 12 miteinander zusammenwirken,
um einen Walzenpressenspalt zwischen ihnen zu erzeugen. Des Weiteren
hat die Walzenpresse 9 einen oberen endlosen Pressenfilz 13,
einen oberen Filz, der in einer Schleife durch den Walzenpressenspalt
um eine Vielzahl an Führungswalzen 14 herum
läuft,
und einen unteren endlosen Pressenfilz 15, einen unteren
Filz, der in einer Schleife durch den Walzenpressenspalt um eine
Vielzahl an Führungswalzen 16 herum
läuft.
-
Der
obere Filz 13 der Walzenpresse wirkt als ein Aufnahmefilz
und hat in seiner Schleife eine Aufnahmesaugwalze 18, die
in enger Nähe
zu dem Bahnbildungssieb 4 angeordnet ist, um die Bahn W von
dem Bahnbildungssieb 4 zu dem oberen Filz 13 zu übertragen.
-
Bei
den Ausführungsbeispielen
gemäß den 1 und 2 wirkt
der untere Filz 15 als der Übertragungsfilz, der die Bahn
W von dem Walzenpressenspalt zu der Schuhpresse 10 trägt, während bei den
Ausführungsbeispielen
gemäß den 3 und 4 der
obere Filz 13 als der Übertragungsfilz wirkt.
In der Schleife des Pressenfilzes 13 oder 15, die
jeweils als der Übertragungsfilz
wirken, sind Gebläsekästen, die
einen Teilunterdruck erzeugen, oder Saugkästen 17 stromabwärtig von
dem Pressenspalt innerhalb der Zone angeordnet, in der der Pressenfilz 13 oder 15 jeweils
die Bahn W befördert.
Bei den Ausführungsbeispielen
gemäß 1 und 2 ist eine
Saugwalze 6 zusätzlich
in der Schleife des unteren Filzes 15 an einem Punkt stromabwärtig von
dem Walzenpressenspalt angeordnet, bei dem die Pressenfilze 13, 15 voneinander
weggehen, wobei die Saugwalze 6 sicherstellt, dass die
Bahn W den unteren Filz 15 begleitet.
-
Ein
Dampfkasten 19 ist nahe zu der Außenseite des oberen Filzes 13 stromabwärtig von
der Aufnahmesaugwalze 18 angeordnet, um die Bahn W mit
Dampf vor ihrem Pressen in dem ersten Pressenspalt günstig zu
konditionieren.
-
Die
Schuhpresse 10 weist eine Schuhpressenwalze 20 und
eine Gegenwalze 21 auf, wobei diese Walzen 20, 21 miteinander
zusammenwirken, um einen Schuhpressenlangspalt zu erzeugen. Die Schuhpresse 10 hat
des Weiteren ein erstes endloses Pressengewebe 22 in der
Form eines Pressenfilzes, das in einer Schleife durch den Schuhpressenlangspalt
um die Schuhpressenwalze 20, um eine Vielzahl an Führungswalzen 23 und
um eine Aufnahmesaugwalze 24 läuft, die in enger Nähe zu dem
die Bahn befördernden
unteren Filz 15 oder oberen Filz 13 jeweils der
Walzenpresse 9 angeordnet ist, um die Bahn W von dem die
Bahn befördernden
unteren Filz 15 oder oberen Filz 13 der Walzenpresse 9 jeweils
zu entfernen und sie zu dem Pressenfilz 22 der Schuhpresse 10 zu übertragen,
womit ermöglicht
wird, dass der Pressenfilz 22 der Schuhpresse 10 auch
als ein Aufnahmefilz wirkt. Gebläsekästen erzeugen
einen Teilunterdruck oder Saugkästen 25 sind
in der Schleife des Pressenfilzes 22 der Schuhpresse 10 stromabwärtig von
der Aufnahmesaugwalze 24 angeordnet, um die Bahn W an der
Außenseite
des Pressenfilzes 22 der Schuhpresse 10 vor dem
Schuhpressenlangspalt zu halten. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 4 ist
in der Schleife des Pressenfilzes 22 eine Saugwalze 30 stromabwärtig von
dem Pressenlangspalt untergebracht und ist anschließend der
Gebläsekasten,
der einen Teilunterdruck erzeugt, oder ein Saugkasten 31 untergebracht.
-
Die
Schuhpresse 10 hat des Weiteren ein zweites endloses Pressengewebe 26,
das in einer Schleife durch den Schuhpressenlangspalt um die Gegenwalze 21 herum
und um eine Vielzahl an Führungswalzen 27 herum
läuft.
Bei den Ausführungsbeispielen
gemäß den 2 und 4 ist
das zweite Pressengewebe 26 ein Pressenfilz 26a,
wohingegen bei den Ausführungsbeispielen
gemäß den 1 und 3 dieses
ein undurchlässiger
oder im Wesentlichen undurchlässiger Übertragungsriemen 26b mit
einer glatten Bahnkontaktfläche
ist. Das erste Pressengewebe d.h. der Pressenfilz 22 in
der Schleife, in der die Schuhpressenwalze 20 angeordnet
ist, ist an einer oberen Position (wie dies bei der Schuhpressenwalze 20 der
Fall ist) bei den Ausführungsbeispielen
gemäß den 1 und 2 angeordnet, wohingegen
es bei einer Bodenposition (wie dies bei der Schuhpressenwalze 20 der
Fall ist) bei den Ausführungsbeispielen
gemäß den 3 und 4 angeordnet
ist. Bei dem Ausführungsbeispiel
gemäß 2 sind
eine Saugwalze 28 und ein anschließender Gebläsekasten, der einen Teilunterdruck
erzeugt oder ein Saugkasten 29 stromabwärtig von dem Langpressenspalt
in der Schleife des Pressenfilzes 26a angeordnet, in der
die Gegenwalze 21 untergebracht ist.
-
Bei
den dargestellten Ausführungsbeispielen ist
die Gegenwalze 21 der Schuhpresse 10 als eine mit
Nuten versehene Walze oder eine mit Sacklöchern gebohrte Walze gezeigt.
Alternativ ist die Gegenwalze eine glatte Walze.
-
Bei
den Ausführungsbeispielen
gemäß den 1 und 2 wird
die Bahn W von dem unteren Filz 15 der Walzenpresse 9 zu
dem oberen Filz 22 der Schuhpresse 10 übertragen,
wohingegen bei den Ausführungsbeispielen
gemäß den 3 und 4 die
Bahn W von dem oberen Filz 13 der Walzenpresse 9 zu
dem unteren Filz 22 der Schuhpresse 10 übertragen
wird. Das untere Gewebe 26 der Schuhpresse 10 bei
den Ausführungsbeispielen
gemäß den 1 und 2 und
das untere Gewebe 22 der Schuhpresse 10 bei den
Ausführungsbeispiel
gemäß 4 sind
so eingerichtet, dass sie die Bahn W nach dem Schuhpressenlangspalt
nach oben bis zu der Trockenpartie 3 befördern; wohingegen
bei dem Ausführungsbeispiel
gemäß 3 das
obere Gewebe 26 der Schuhpresse 10 in der Form
des Übertragungsriemens 26b so
eingerichtet ist, dass es die Bahn W nach dem Schuhpressenlangspalt
befördert.
-
Die
Trockenpartie 3 hat ein endloses durchlässiges Trocknungsgewebe 32 in
der Form eines Netztrockner oder Trocknerfilzes, das in einer Schleife
um eine Vielzahl an Führungswalzen 33,
die Trocknungszylinder 7 und die Walzen 8 läuft. Bei
den Ausführungsbeispielen
gemäß den 1, 2 und 4 läuft der
Netztrockner oder der Trocknerfilz 32 außerdem um
eine Aufnahmesaugwalze 34, die in enger Nähe zu dem
unteren Gewebe 22 alternativ 26a oder 26b der
Schuhpresse 10 angeordnet ist, so dass die gepresste Bahn
W von dem unteren Gewebe 22 alternativ 26a oder 26b zu
dem Netztrockner oder Trocknerfilz 32 übertragen wird. Gebläsekästen, die
einen Teilunterdruck erzeugen, oder Saugkästen 35 sind an geeigneten
Orten in der Schleife des Netztrockners oder Trocknerfilzes 32 angeordnet.
Das Ausführungsbeispiel
gemäß 3 wendet
ein separates endloses Aufnahmegewebe 36 an, das ein Sieb oder
Filz sein kann und das in einer Schleife um eine Vielzahl an Führungswalzen 37 und
eine Aufnahmesaugwalze 38 herum läuft, wobei diese in enger Nähe zu dem
zweiten Pressengewebe 26 der Schuhpresse 10 d.h.
dem Übertragungsriemen 26b angeordnet
ist, um die gepresste Bahn W von dem Übertragungsriemen 26b zu
dem Aufnahmegewebe 36 zu übertragen. Ein Gebläsekasten,
der einen Teilunterdruck erzeugt, oder ein Saugkasten 39 ist
stromabwärtig
von der Aufnahmesaugwalze 38 in der Schleife des Aufnahmesiebes
oder des Aufnahmefilzes 36 angeordnet. Bei dem Ausführungsbeispiel
gemäß 3 ist die
erste stromaufwärtige
Walze 8 in der Trockenpartie in enger Nähe zu dem Aufnahmesieb oder
Aufnahmefilz 36 so angeordnet, dass die gepresste Bahn
W von dem Aufnahmesieb oder Aufnahmefilz 36 zu dem Netztrockner
oder Trocknerfilz 32 übertragen
wird.
-
Ein
Dampfkasten 40 ist in einem freien Raum angeordnet, bei
dem die Unterseite der Bahn W freigelegt ist, wobei er sich zwischen
dem unteren Filz 15 der Walzenpresse 9 und dem
unteren Gewebe 22 oder 26 jeweils der Schuhpresse 10 in
enger Nähe entweder
zu beispielsweise dem oberen Filz 13 der Walzenpresse 9 gemäß 3 oder
zu dem oberen Gewebe 26 oder 22 jeweils der Schuhpresse
gemäß 1 befindet.
-
Mit
dem Bezugszeichen 41 ist eine geeignete Anlage zum Konditionieren
der Pressenfilze 13, 15, 22, 26a bezeichnet.
-
Wie
dies aus den Zeichnungen ersichtlich ist, hat die Pressenpartie
einen geschlossenen Bahnlauf von der Nasspartie zu der Trockenpartie
und sieht ein günstiges
Laufverhalten für
sämtliche
Sorten an Druckpapier vor und ermöglicht außerdem sehr hohe Betriebsgeschwindigkeiten.
Die Pressenpartie hat zwei Pressenspalte, die optimiert sind, um
ein günstiges
Laufverhalten und eine günstigen
Trockengehalt zu erzielen. Die Saugwalze und die Gebläsekästen nach
dem Walzenspalt führen
zu einem guten Laufverhalten. Der zweite Pressenspalt ist ein Schuhpressenspalt,
bei dem eine sehr hohe Spaltbelastung angewendet werden kann und
eine sehr hoher Trockengehalt erzielt werden kann. Durch die Anwendung
eines Dampfkastens vor dem ersten Pressenspalt und insbesondere nach
dem zweiten Pressenspalt kann ein besserer Trockengehalt erzielt werden
und kann das Profil des Trockengehalts gesteuert werden.
-
Bei
sämtlichen
Aufnahmepunkten sind Saugwalzen vorhanden, um sicherzustellen, dass
die Bahn von einem Gewebe zu einem anderen übertragen wird, und es sind
auch Gebläsekästen, die
einen Teilunterdruck erzeugen, oder Saugkästen vorhanden, um sicherzustellen,
dass die Bahn an dem Gewebe angehaftet bleibt. Diese Maßnahmen
tragen darüber
hinaus zu einem guten Laufverhalten bei und ermöglichen einen Betrieb mit sehr
hohen Geschwindigkeiten, ohne dass ein Bahnreißen auftritt. Der Teilunterdruck
in der Saugwalze 6 ist in einem Bereich von ungefähr 10 – 30 kPa,
bei der Saugwalze 24 ungefähr 15 – 40 kPa und bei der Saugwalze 28 ungefähr 10 – 30 kPa,
wenn diese angewendet wird. Der Teilunterdruck in der Saugwalze 34 ist
in dem Bereich von ungefähr
15 – 40
kPa. Die Gebläsekästen 17, 25, 29,
die einen Teilunterdruck erzeugen, erzeugen einen Teilunterdruck
von ungefähr
300 – 1000
Pa.
-
Eine
Bahnübertragung
der in den 3 und 4 gezeigten
Art zum Übertragen
der Bahn von der Walzenpresse zu der Schuhpresse ist insbesondere
für ein
Herstellen von Karton geeignet, da offene keilförmige Zwischenräume nach
dem Walzenpressenspalt und vor dem Schuhpressenspalt vorhanden sind.
-
1a zeigt
Teile einer Pressenpartie, die derjenigen bei der Maschine gemäß 1 ähnlich ist,
jedoch mit einem abgewandelten Aufbau der Schuhpresse 10 in
Bezug auf den Lauf des unteren Pressengewebes 26 d.h. des Übertragungsriemens 26b relativ
zu dem oberen Filz 22 vor dem Schuhpressenlangspalt. Die
Führungswalze 27a,
die am nächsten
zu dem Schuhpressenspalt angeordnet ist, ist erhöht und nahe zu dem oberen Filz 22 so
angeordnet, dass in der von der erhöhten Führungswalze 27a weg
weisenden Richtung der Übertragungsriemen 26b in
Kontakt mit dem oberen Filz 22 läuft, wobei die Bahn W zwischen
ihnen eingeschlossen ist, so dass ein sandwichartiger Aufbau ausgebildet
wird. Eine zusätzliche
Führungswalze 23a ist
in der Schleife des oberen Filzes 22 bei der Position der
erhöhten Führungswalze 27a angeordnet,
um einen Spalt zu erzeugen, der die Bahn nicht zusammendrückt. Die Schuhpresse
bei der Maschine gemäß 2 kann
in der gleichen Weise abgewandelt werden, wie dies in 1a gezeigt
ist. Die Anwendung eines derartigen Sandwichaufbaus, der nach dem
Dampfkasten 40 folgt, bedeutet, dass der Abstand zwischen
der Bahn W und dem Dampfkasten 40 sehr genau wird. Darüber hinaus
kann die Anzahl an Gebläsekästen, die
einen Teilunterdruck erzeugen, oder Saugkästen 25 bei dem in 1a gezeigten
Ausführungsbeispiel
auf einen einzigen verringert werden.
-
3a zeigt
einen Teil einer Maschine in ähnlicher
Weise wie gemäß 3 jedoch
mit einem abgewandelten Aufbau der Walzenpresse 9 und der Schuhpresse 10 in
Bezug auf den Lauf der unteren Pressengewebe 15, 22 und
der oberen Pressengewebe 13, 26 relativ zueinander
vor und nach dem Pressenspalt. In der Schleife des oberen Filzes 13 der
Walzenpresse 9 ist eine Saugwalze 47 stromabwärtig von
dem Walzenpressenspalt angeordnet, um den oberen Filz 13 zu
einem Kontakt mit dem unteren Filz 15 so zu führen, dass
der obere und der untere Filz 13, 15 und die Bahn
W, die zwischen ihnen eingeschlossen ist, einen sandwichartigen
Aufbau nach dem Walzenpressenspalt ausbilden. Bei einem derartigen
Ausführungsbeispiel
ist es mit einer Saugwalze 47 in der Schleife des oberen
Filzes 13, der die Bahn befördert, möglich, die Anzahl an Gebläsekästen, die
einen Teilunterdruck erzeugen, oder Saugkästen 17 auf beispielsweise
einen einzigen gemäß dem gezeigten
Ausführungsbeispiel
zu verringern. In der Schleife des Übertragungsriemens 26b der Schubpresse 10 wird
die stromaufwärtige
Führungswalze 27a,
die sich am nächsten
zu dem Schuhpressenspalt befindet, abgesenkt und nahe zu dem unteren
Filz 22 so angeordnet, dass in der von der abgesenkten
Führungswalze 27a weg
weisenden Richtung der Übertragungsriemen 26b in
Kontakt mit dem unteren Filz 22 läuft, wobei die Bahn W zwischen
ihnen eingeschlossen wird, so dass ein sandwichartiger Aufbau ausgebildet
wird. Eine zusätzliche
Führungswalze 23a kann
in der Schleife des unteren Filzes 22 zum Stützen des
sandwichartigen Aufbaus angeordnet sein, wenn dies erwünscht ist.
Demgemäß sind bei
einem derartigen Ausführungsbeispiel der
Schuhpresse 10, bei dem die Bahn W in einem sandwichartigen
Aufbau umschlossen ist, keine Gebläsekästen, die einen Teilunterdruck
erzeugen, oder Saugkästen
bei diesem Lauf erforderlich. Ein oder mehrere derartige Saugkästen 25 sind
entlang der gesamten Zone oder eines Teils der Zone angeordnet,
bei der die Bahn so läuft,
dass ihre obere Seite freigelegt ist, d.h. bei einem geschlossenen
Zug vor dem sandwichartigen Aufbau wie bei der Schuhpresse, wobei
die Anzahl an Kästen 25 an
die Länge
des geschlossenen Zugs angepasst ist. Die Maschine gemäß 4 kann
in der gleichen Weise wie jene gemäß 3 abgewandelt
werden, um einen sandwichartigen Aufbau nach dem Walzenpressenspalt und
auch vor dem Schuhpressenspalt in Übereinstimmung mit 3a zu
erhalten.
-
Ein
Bahnlauf der in 3a gezeigten Art für ein Befördern der
Bahn von dem Walzenpressenspalt zu dem Schuhpressenspalt ist insbesondere
für ein
Herstellen von Druckpapier bei hohen Geschwindigkeiten geeignet,
da die offenen keilförmigen
Zwischenräume
nach dem Walzenpressenspalt und vor dem Schuhpressenspalt beseitigt
worden sind.
-
Bei
den gezeigten Ausführungsbeispielen der
Maschine gemäß der vorliegenden
Erfindung sind die Pressenwalzen der Walzenpresse von der eine Durchbiegung
ausgleichenden Art, wie dies detailliert in 5 dargestellt
ist. Jede Pressenwalze hat eine drehbare Mantelfläche 42 und
einen inneren statischen I-förmigen
Balken 43, der sich axial zwischen den Endwänden erstreckt
und ein längliches Schuhelement 44 stützt, das
eine Vielzahl an hydrostatischen und hydrodynamischen Gleitschuhen
aufweist, die in einer Reihe angeordnet sind und hydraulisch zwischen
dem I-Balken 43 und der Mantelfläche 42 mittels Kraftzylindern 45 belastet
werden, wobei ein dünner Ölfilm zwischen
jedem Gleitschuh und der Innenseite des Mantels gehalten wird. Dank
einem derartigen Aufbau werden die Schwingungen bei den Pressenwalzen
in einer sehr effizienten Weise gedämpft. Somit wirken die beiden
Schuhelemente 44 gegen die Innenseiten der Mantelflächen innerhalb des
Walzenpressenspalts und können
Abschnitt für Abschnitt
in Bezug aufeinander gesteuert werden, um Durchbiegungen bei den
Mantelflächen
der Pressenwalzen auszugleichen. Die Pressenwalzen sind mit Sacklöchern gebohrt
oder mit Nuten versehen. Vorzugsweise hat die Mantelfläche von
jeder Pressenwalze eine äußere Lage
aus Stahl, die beispielsweise Nuten mit einer Breite von ungefähr 0,5 mm und
einer Tiefe von ungefähr
5 mm beispielsweise aufzeigt, wobei der cc-Abstand zwischen zwei
benachbarten parallelen Nuten beispielsweise ungefähr 2,25
mm beträgt.
Somit hat die mit Nuten versehene Pressenwalze ein sehr hohes Gesamtnutenvolumen, d.h.
1,1 dm3/m2 der Mantelfläche mit
den spezifischen Nutenwerten. Ein derartiges hohes Nutenvolumen
wurde als günstig
befunden, um Wasserströmungen
und Zerknitterungen zu vermeiden. Die schmale Gestaltung der Nuten
(0,5 mm) vermeidet Nutenmarkierungen bei der Bahn. Da die mit Nuten versehene
Lage aus Stahl hergestellt ist, bleibt das Nutenvolumen während des
Pressens selbst bei sehr hohen linearen Belastungen in dem Walzenpressenspalt
konstant. Die beschriebenen Eigenschaften der Pressenwalzen tragen
daher zu hohen Bahngeschwindigkeiten, die denkbar sind, und zu einer
hohen Höhe
an Trockengehalt bei, der bereits nach dem ersten Pressenspalt erzielt
wird, ohne dass die Bahn Knitterungen erhält. Im Allgemeinen ist das
gesamte Nuten- oder Lehrstellenvolumen in dem Bereich von 0,7 – 1,8 dm3/m2 der Mantelfläche.
-
Somit
beseitigen die beschriebenen die Durchbiegung ausgleichenden Pressenwalzen
in wirksamer Weise die Schwingungen, die bei hohen linearen Belastungen,
hohen spezifischen Oberdrücken
und hohen Bahngeschwindigkeiten erzeugt werden.
-
Die
lineare Belastung in dem Walzenpressenspalt ist in dem Bereich von
100 bis 300 kN/m vorzugsweise 120 – 250 kN/m, und bei dem Schuhpressenspalt
500 – 1500
kN/m vorzugsweise 700 – 1200 kN/m.
Der spezifische Druck in dem Walzenpressenspalt ist in dem Bereich
von 5 – 15
MPa, vorzugsweise 8 – 11
MPa, und bei dem Schuhpressenspalt 4 – 13 MPa, vorzugsweise 4 – 8 MPa.
-
Der
Trockengehalt der Bahn nach der Nasspartie ist im Allgemeinen im
Bereich von 15 – 22
% in Abhängigkeit
von der Art an Druckpapier, wobei der Trockengehalt für Feinpapier
normaler Weise 18 – 22 %,
für Zeitungsdruckpapier
und Papier auf LWC-Basis 16 – 18
und für
SC-Papier 15 – 17
% beträgt.
-
Im
Allgemeinen ist die Bahngeschwindigkeit gegenwärtig allgemein in dem Bereich
von 1200 – 1700
m/min in Abhängigkeit
von der Art an Druckpapier zwischen anderen Faktoren, wobei die
Geschwindigkeit für
Feinpapier bei modernen Papiermaschinen und Pressenpartien typischerweise
ungefähr
1200 – 1500
m/min für
Zeitungsdruckpapier 1300 – 1700
m/min für
Papier auf LWC-Basis
1400 – 1600
m/min und für
SC-Papier 1400 – 1600
m/min beträgt.
-
Um
ein günstiges
Laufverhalten bei sehr hohen Geschwindigkeiten d.h. über 1700
m/min zu erhalten, ist die Schuhpresse 10 vorzugsweise
mit einem Übertragungsriemen
versehen, der bei der Bodenposition günstiger ist, d.h. gemäß 1.
-
Je
höher der
Trockengehalt, der nach der Walzenpresse erhalten wird, ist, desto
besser wird das Laufverhalten zwischen der Walzenpresse und der
Schuhpresse.
-
Wenn
die Schuhpresse einen Übertragungsriemen
und einen Pressenfilz anwendet, wird das Wasser aus der Bahn in
lediglich einer Richtung, d.h. zu dem Pressenfilz hin herausgepresst,
was bedeutet, dass die Bahn asymmetrisch wird, d.h. unähnliche
Seiten (jeweils glatt und uneben) hat. Folglich gilt, dass, je mehr
Wasser aus der Bahn bei dem Doppelfilzwalzenpressspalt entfernt
werden kann, desto weniger Wasser muss in dem Schuhpressenspalt
entfernt werden, was zu einer verbesserten Symmetrie im Hinblick
auf die Dichte in der Richtung z führt.
-
Nachstehend
sind die Gestaltungen und Ergebnisse von einer Anzahl an Versuchen
bei der Herstellung von verschiedenen Sorten an Druckpapier dargelegt,
wobei die Eigenschaften derselben folgendermaßen sind:
Feinpapier:
chemischer Halbstoff, Füllstoffgehalt
ungefähr
12 – 18
%, der Füllstoff
ist üblicherweise
Calciumkarbonat, flächenbezogene
Masse 40 – 200 g/m2.
Zeitungsdruckpapier: mechanischer
Halbstoff, kein Füllstoff,
flächenbezogene
Masse ungefähr
40 – 48 g/m2.
SC-Papier: mechanischer Halbstoff
70 – 80
% und chemischer Halbstoff 30 – 20
%, Kaolinfüllstoff
ungefähr
30 %, flächenbezogene
Masse ungefähr
42 – 56 g/m2.
Papier auf LWC-Basis: mechanischer
Halbstoff 55 – 60
%, chemischer Halbstoff 45 – 40
%, Füllstoff
ungefähr
5 – 15
%, flächenbezogene
Masse 33 – 45
g/m2.
-
Versuch 1
-
Pressenpartie:
Gemäß 1
Art
an Druckpapier: Papier auf LWC-Basis
Flächenbezogene Masse: 40 g/m2
Bahngeschwindigkeit: 1500 m/min
Gestaltung
der ersten Presse: mit Nuten versehene Walzen
Gestaltung der
zweiten Presse: Schuhlänge
200 mm, Schuhpressenwalze mit mit Nuten versehener Mantelfläche, Übertragungsriemen
als Bodengewebe
Lineare Belastung bei der ersten Presse: 200
kN/m
Lineare Belastung bei der zweiten Presse: 1100 kN/m
Spezifischer
Druck bei der ersten Presse: 9,0 MPa
Spezifischer Druck bei
der zweiten Presse: 7,3 MPa
-
Ergebnisse:
Trockengehalt
nach der ersten Presse: 39 %
Trockengehalt nach der zweiten
Presse: 49 %
-
Versuch 2
-
Pressenpartie:
Gemäß 1
Art
an Druckpapier: SC-Papier
Flächenbezogene Masse: 56 g/m2
Bahngeschwindigkeit: 1500 m/min
Gestaltung
der ersten Presse: mit Nuten versehene Walzen
Gestaltung der
zweiten Presse: Schuhlänge
200 mm, Schuhpressenwalze mit mit Nuten versehener Mantelfläche, Übertragungsriemen
als Bodengewebe
Lineare Belastung bei der ersten Presse: 200
kN/m
Lineare Belastung bei der zweiten Presse: 1100 kN/m
Spezifischer
Druck bei der ersten Presse: 9,0 MPa
Spezifischer Druck bei
der zweiten Presse: 7,3 MPa
-
Ergebnisse:
Trockengehalt
nach der ersten Presse: 42 %
Trockengehalt nach der zweiten
Presse: 57 %
-
Versuch 3
-
Pressenpartie:
gemäß 1
Art
an Druckpapier: Feinpapier
Flächenbezogene Masse: 80 g/m2
Bahngeschwindigkeit: 1500 m/min
Gestaltung
der ersten Presse: mit Nuten versehene Walzen
Gestaltung der
zweiten Presse: Schuhlänge
200 mm, Schuhpressenwalze mit mit Nuten versehener Mantelfläche, Übertragungsriemen
als Bodengewebe
Lineare Belastung bei der ersten Presse: 200
kN/m
Lineare Belastung bei der zweiten Presse: 1100 kN/m
Spezifischer
Druck bei der ersten Presse: 9,0 MPa
Spezifischer Druck bei
der zweiten Presse: 7,3 MPa
-
Ergebnisse:
Trockengehalt
nach der ersten Presse: 38 %
Trockengehalt nach der zweiten
Presse: 48 %
-
Versuch 4
-
Pressenpartie:
gemäß 2,
aber Bahnlauf zu dem ersten Spalt gemäß 1
Art
an Druckpapier: Feinpapier
Flächenbezogene Masse: 101 g/m2
Bahngeschwindigkeit: 1200 m/min
Gestaltung
der ersten Presse: mit Nuten versehene Walzen
Gestaltung der
zweiten Presse: Schuhlänge
250 mm, Schuhpressenwalze mit mit Nuten versehener Mantelfläche, Filz
als Bodengewebe
Lineare Belastung der ersten Presse: 200 kN/m
Lineare
Belastung der zweiten Presse: 1000 kN/m
Spezifischer Druck
der ersten Presse: 9,0 MPa
Spezifischer Druck der zweiten Presse:
6,2 MPa
-
Ergebnisse:
Trockengehalt
nach der ersten Presse: 38,9 %
Trockengehalt nach der zweiten
Presse: 46,1 %
-
Versuch 5
-
Pressenpartie:
gemäß 1
Art
an Druckpapier: SC-Papier
Flächenbezogene Masse: 52 g/m2
Bahngeschwindigkeit: 1400 m/min
Gestaltung
der ersten Presse: mit Nuten versehene Walzen
Gestaltung der
zweiten Presse: Schuhlänge
220 mm, Schuhpressenwalze mit mit Nuten versehener Mantelfläche, Übertragungsriemen
als Bodengewebe
Lineare Belastung bei der ersten Presse: 250
kN/m
Lineare Belastung bei der zweiten Presse: 1200 kN/m
Spezifischer
Druck bei der ersten Presse: 10,0 MPa
Spezifischer Druck bei
der zweiten Presse: 7,5 MPa
-
Ergebnisse:
Trockengehalt
nach der ersten Presse: 42,9 %
Trockengehalt nach der zweiten
Presse: 49,6 %
-
Versuch 6:
-
Pressenpartie:
gemäß 1
Art
an Druckpapier: SC-Papier
Flächenbezogene Masse: 52,3 g/m2
Bahngeschwindigkeit: 1200 m/min
Gestaltung
der ersten Presse: mit Nuten versehene Walzen
Gestaltung der
zweiten Presse: Schuhlänge
220 mm, Schuhpressenwalze mit mit Nuten versehener Mantelfläche, Übertragungsriemen
als Bodengewebe
Lineare Belastung bei der ersten Presse: 250
kN/m
Lineare Belastung bei der zweiten Presse: 1200 kN/m
Spezifischer
Druck bei der ersten Presse: 10,0 MPa
Spezifischer Druck bei
der zweiten Presse: 7,5 MPa
-
Ergebnisse:
Trockengehalt
nach der ersten Presse: 46,1 %
Trockengehalt nach der zweiten
Presse: 51,4 %
-
Versuch 7
-
Pressenpartie:
gemäß 2,
aber der Bahnlauf zu dem ersten Spalt gemäß 1
Art
an Druckpapier: Feinpapier
Flächenbezogene Masse: 80 g/m2
Bahngeschwindigkeit: 1200 m/min
Gestaltung
der ersten Presse: mit Nuten versehene Walzen
Gestaltung der
zweiten Presse: Schuhlänge
250 mm, Schubpressenwalze mit mit Nuten versehener Mantelfläche, Filz
als Bodengewebe
Lineare Belastung bei der ersten Presse: 250
kN/m
Lineare Belastung bei der zweiten Presse: 700 kN/m
Spezifischer
Druck bei der ersten Presse: 10,0 MPa
Spezifischer Druck bei
der zweiten Presse: 4,2 MPa
-
Ergebnisse:
Trockengehalt
nach der ersten Presse: 42 %
Trockengehalt nach der zweiten
Presse: 45 %
-
Versuch 8
-
Pressenpartie:
gemäß 1
Art
an Druckpapier: Zeitungsdruckpapier
Flächenbezogene Masse: 48 g/m2
Bahngeschwindigkeit: 1500 m/min
Gestaltung
der ersten Presse: mit Nuten versehene Walzen
Gestaltung der
zweiten Presse: Schuhlänge
220 mm, Schuhpressenwalze mit mit Nuten versehener Mantelfläche, Übertragungsriemen
als Bodengewebe
Lineare Belastung bei der ersten Presse: 250
kN/m
Lineare Belastung bei der zweiten Presse: 1000 kN/m
Spezifischer
Druck bei der ersten Presse: 10,0 MPa
Spezifischer Druck bei
der zweiten Presse: 6,2 MPa
-
Ergebnisse:
Trockengehalt
nach der ersten Presse: 38 %
Trockengehalt nach der zweiten
Presse: 48 %
-
Versuch 9
-
Pressenpartie:
gemäß 1
Art
an Papier: SC-Papier
Flächenbezogene
Masse: 52 g/m2
Bahngeschwindigkeit:
1600 m/min
Gestaltung der ersten Presse: mit Nuten versehene Walzen
Gestaltung
der zweiten Presse: Schuhlänge
220 mm, Schuhpressenwalze mit mit Nuten versehener Mantelfläche, Übertragungsriemen
als Bodengewebe
Lineare Belastung bei der ersten Presse: 200
kN/m
Lineare Belastung bei der zweiten Presse: 700 kN/m
Spezifischer
Druck bei der ersten Presse: 9,0 MPa
Spezifischer Druck bei
der zweiten Presse: 4,2 MPa
-
Ergebnisse:
Trockengehalt
nach der ersten Presse: 41 %
Trockengehalt nach der zweiten
Presse: 55 %
-
Die
vorstehend aufgezeigten Versuche zeigen, dass günstige Höhen an Trockengehalt bei hohen
Bahngeschwindigkeiten erzielt werden können. Die Ergebnisse sind überraschend,
da bislang angenommen wurde, dass ein kurzer Walzenspalt, 40 – 60 mm,
der zu einer kurzen Verweilzeit, 1,2 – 2,5 ms, führt, keinen günstigen
Trockengehalt bei hohen Maschinengeschwindigkeiten vorsehen kann.
Bei sämtlichen
Versuchen mit verschiedenen Sorten an Papier und unterschiedlicher
flächenbezogener
Masse wurde die Bahn in dem ersten Walzenpressenspalt gepresst,
ohne dass sie gequetscht oder geknautscht wurde. Dies ist sehr überraschend.
-
Eine
Pressenpartie mit einer ersten Presse in der Form einer Doppelfilzwalzenpresse
und einer zweiten Presse in der Form einer Schuhpresse bilden einen
kostengünstigeren
Aufbau als eine Pressenpartie mit zwei Schuhpressen.
-
Die
erste Walzenpresse schafft sehr gute Höhen an Trockengehalt mit linearen
Belastungen in dem Walzenpressenspalt von 120 – 250 kN/m, was in einigen
Fällen
viel besser als das ist, was durch eine Schuhpresse mit einer linearen
Belastung von 1000 kN/m vorgesehen wird. Der Grund dafür ist, dass
die Walzenpresse bei hohen linearen Belastungen viel höhere spezifische
Oberdrücke
als eine Schuhpresse mit einem Langspalt mit einer hohen Belastung
erzeugt. Dies führt
zu einem günstigen
Entfernen von Wasser und zu einem günstigen Trockengehalt insbesondere
bei dem Doppelfilzwalzenpressspalt.
-
Die
beschriebenen eine Durchbiegung ausgleichenden offenen Pressenwalzen
bei der oberen Position und der Bodenposition verhindern sehr wirksam
Schwingungen, die ein Problem bei normalen massiven Pressenwalzen
bilden, wenn die lineare Belastung und die Bahngeschwindigkeit hoch
sind. Die beiden die Durchbiegung ausgleichenden offenen Pressenwalzen,
die vorstehend beschrieben sind, haben ihre Schuhelemente, die gegeneinander wirken,
und die Spannungen an den Mantelflächen der Pressenwalzen sind
daher bei hohen linearen Belastungen in dem Walzenpressenspalt gering.
Die die Durchbiegung ausgleichenden offenen Pressenwalzen machen
keine Krümmung
erforderlich, und daher kann das CD-Profil in dem Walzenpressenspalt
so gesteuert werden, dass es sehr gerade wird. Darüber hinaus
ist das Feuchtigkeitsprofil der Pressenfilze günstig und die Lebensdauer der
Filze nimmt zu.