HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung betrifft einen
Doppelsiebformer in einer Papiermaschine, der den (Papier-)Stoff
zum Entwässern desselben zwischen waagerecht laufenden
Abschnitten bzw. waagerechten Trums der oberen und
unteren Siebschleifen verpreßt.
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Bei einem Doppelsiebformer einer herkömmlichen
Papiermaschine bildet jedes der beiden Siebe jeweils
eine Schleife; während der Stoff zwischen den Sieben
zusammengedrückt oder verpreßt wird, wird er mittels
verschiedener Entwässerungsvorrichtungen entwässert, so
daß fortlaufend eine Faserbahn entsteht und eine
Papier-Bahn geformt wird.
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In den Fig. 6 und 7 sind zwei typische Doppelsiebformer
dargestellt. Beim Doppelsiebformer nach Fig. 6 liegt
ein oberes Sieb oder Obersieb 2' an einem unteren Sieb
oder Untersieb 1' entsprechend einem für ein
Langsiebmaschinensieb benutzten herkömmlichen Langsieb (long
net) an, so daß zusätzlich eine Aufwärts-Entwässerung
durchgeführt werden kann; diese Former-Art wird als
Auflageformer (on-top-former) oder Hybridformer
bezeichnet. Aus einer Maschinenbütte bzw. einem Stoffauflauf
5' ausgespritzter Stoff 14 wird an einer Stelle
zwischen einer Brustwalze 3 und einer Form(at)platte 6'
aufgebracht. Während des Transports auf der Formplatte
6', einer Streichleiste 11 und einem
Vakuum-Streich(leisten)kasten (foil box) 12 wird der Stoff 14 in
Abwärtsrichtung entwässert, wobei von der Unterseite
her eine Bahn geformt wird. Danach wird der Stoff 14
zwischen den beiden Sieben in einem Spalt 13', der
durch Ober- und Untersieb 2' bzw. 1' gebildet ist, auf
einem Formschuh 7' verpreßt, worauf der Stoff 14 unter
der durch die beiden Siebe hervorgerufenen Zugspannung
und einem in einem Bereich des Formschuhs 7' erzeugten
pulsierenden Druck bzw. Druckimpuls hauptsächlich in
Aufwärtsrichtung entwässert wird.
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Vorteile des beschriebenen Formers sind folgende: Da
der Former mit einer Langsiebtyp-Vorformzone vor dem
Verpressen (pinched) des Stoffs 14 zwischen Ober- und
Untersiebschleife 2' bzw. 1' versehen ist, kann ein
hochqualitatives Papier hergestellt werden, das hohe
Festigkeit in einer Dickenrichtung besitzt, so daß ein
Orientierungsgrad (Verhältnis Längs-/Querzügfestigkeit)
niedrig ist. Andererseits ist der beschriebene Former
mit den folgenden Nachteilen behaftet: In der
Vorformzone weist der Stoff 14 eine freie Oberfläche auf. Beim
Transport des Stoffs 14 mit hoher Geschwindigkeit
werden daher Luftwiderstand und durch die Streichleiste
bewirkter Verwirbelungs- oder Umwälzeffekt (agitation
effect) übermäßig groß, so daß die Oberfläche des
Stoffs gestört wird und ein Springen (jumping)
auftritt. Infolgedessen wird die Betriebsführung
schwierig; zudem tritt dabei eine Beeinträchtigung der
Papiergüte, wie Verschlechterung der Bildung und eine
Zunahme der Luftdurchlässigkeit, auf.
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Beim Former gemäß Fig. 7 kommen ein Untersieb 1" und
ein Obersieb 2" unmittelbar nach einer Brustwalze 3 und
einer Formwalze 4 in gegenseitige Anlage, so daß ein
keilförmiger Spalt 13 gebildet ist. Diese Formerart
wird daher als Spaltformer oder echter Doppelsiebformer
bezeichnet, weil er nicht mit einer
Langsieb-Vorformzone versehen ist. Der aus einem Stoffauflauf 5
ausgespritzte Stoff 14 wird durch die beiden Siebe in einem
Spalt 13 unmittelbar nach Brustwalze 3 und Formwalze 4
verpreßt (pinched). Sodann wird der Stoff 14 unter der
Quetschwirkung aufgrund der Siebspannung und dem an
einem Formschuh 7", der dem Spalt 13 nachgeschaltet
ist, auf den Stoff 14 wirkenden Druckimpuls
gleichzeitig aufwärts und abwärts entwässert.
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Vorteilhaft an diesem Former ist, daß der impulsartige
Entwässerungsdruck auf den Stoff an einer Stelle, an
welcher die Stoffkonzentration niedrig ist, einwirkt,
so daß eine Bahn guter Bildung (formation) erzeugt
werden kann. Ferner kennzeichnet sich dieser Former
dadurch, daß ein Hochgeschwindigkeitsbetrieb möglich
ist, weil der aus den Stoffauflauf 5 austretende Stoff
sofort durch die beiden Siebe erfaßt bzw. verpreßt wird
und der Stoff nicht seitlich in die Vorformzone fließt,
so daß der Orientierungswinkel des aus dem Stoffauflauf
ausgetragenen Stoffs aufrechterhalten werden kann;
damit wird ein Papier erhalten, bei dem der
Orientierungswinkel in der Breitenrichtung nicht schwankt. Wenn
andererseits bei diesem Former der Stoff eine große
Dicke (d.h. eine niedrige Konzentration) aufweist, wird
er durch die beiden Siebe so verpreßt, daß der
Orientierungsgrad (Verhältnis Längs-/Querzugspannung)
infolge des beim Verpressen des Stoffs erzeugten Drucks
groß wird. Nachteilig an diesem Former ist ferner, daß
deshalb, weil der Stoff von einer Anfangsstufe der
Entwässerung aus mittels Druckimpulsen nach beiden
Seiten entwässert wird, das Entwässerungsverhältnis an
Ober- und Unterseite jeweils etwa die Hälfte beträgt,
so daß die Bindungsfestigkeit in einer Mittelschicht
der Bahn herabgesetzt wird oder ist und die Festigkeit
in der Dickenrichtung des Papiers niedrig wird.
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Wie oben ausgeführt, weist der derzeit als typisches
Beispiel (mainstream) für Former (oder Formpartien)
eingesetzte Doppelsiebformer sowohl Vorteile als auch
Nachteile auf. Ein solcher Former wird daher in
Abhängigkeit von der Papiersorte und dem Zweck gewählt.
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Im Fall von Zeitungspapier sind Bildung und
Geschwindigkeit wesentlich, so daß ein Spaltformer eingesetzt
wird. Ein Hybridformer wird hauptsächlich für Papier
einer mittleren und hohen Güte (class) eingesetzt, etwa
für Informationspapier (ein PPC-Papier), bei dem hohe
Quersteifheit (niedriges Zugfestigkeitsverhältnis)
erforderlich ist, um die Laufeigenschaft des Papiers
bei dessen Verwendung in einem Kopierer zu verbessern,
und bei dem eine geringe Kräuselungseigenschaft
(kleiner Unterschied in der Beschaffenheit (nature) zwischen
seinen Vorder- und Rückseiten sowie kleiner
Orientierungswinkel) nötig ist, etwa bei einem Streichpapier,
bei dem eine hohe Festigkeit in der Dickenrichtung
erforderlich ist, um ein durch Blasen hervorgerufenes
Problem zu mildern.
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Insbesondere im letzteren Fall ist die erforderliche
oder geforderte Güte, der Priorität eingeräumt wird,
von Fall zu Fall verschieden; gleichzeitig sind die
Bildung als eine wesentliche Qualität oder Güte des
Papiers und hohe Geschwindigkeit zur Verbesserung der
Produktionsleistung erforderlich. Wenn somit diese
verschiedenen Papiersorten mittels eines (einzigen)
Formers hergestellt werden, muß der Former eine
Leistungsfähigkeit besitzen, mit der ein Kompromiß
zwischen den verschiedenen, für jedes Papier
geforderten Gütegraden möglich ist.
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Die US-A-4 714 521 offenbart einen Doppelsiebformer für
eine Papiermaschine, bei dem zwei Formplatten (forming
boards) und Deflektoren innerhalb einer
Untersiebschleife einen Stoffauflauf nachgeschaltet sind. Die
Formplatten dienen zur Durchführung des anfänglichen
Entwässerns bzw. Vorentwässerns in der Abwärtsrichtung,
während die Deflektoren als Weißwasser-Abstreicheinheit
für diese Vorentwässerung dienen. Obgleich nicht
ausdrücklich angegeben, kann vorausgesetzt werden, daß
die Formplatten und die Deflektoren an ihren Oberseiten
flach sind. Zur weiteren Unterbindung der
Vorentwässerung in der Aufwärtsrichtung ist in der
Obersiebschleife längs nahezu der Hälfte ihrer Gesamtkontaktlänge mit
der Untersiebschleife ein wasserundurchlässiges Band
angeordnet. Der Stoffauflauf der Untersiebschleife und
ein Stoffauflauf der Obersiebschleife sind lotrecht
verstellbar; dieses Merkmal dient jedoch nur dazu, den
Konvergenzwinkel zwischen Ober- und
Unterschiebschleifen einzustellen, um ein gleichmäßiges und
fortlaufendes Zusammendrücken oder Verpressen des
Rohstoffstrahls zu erlauben. Da somit beim bekannten Former das
Entwässern nur in Abwärtsrichtung vor dem Einführen des
Papierstoffs zwischen die Siebschleifen stattfindet,
ist dieser Former grundsätzlich ein Einzelmodus-
Hybrid(typ)form- oder -bildungssystem, ähnlich dem in
Verbindung mit Fig. 6 beschriebenen Stand der Technik.
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Die DE-A-39 10 892 beschreibt einen Doppelsiebformer
für eine Papiermaschine, bei dem eine Obersiebschleife
mit einer Untersiebschleife an einer Formwalze des
Offenwalzentyps in Anlage oder Berührung gelangt. Weder
die Formwalze noch die Führungswalze in der
Obersiebschleife ist bewegbar. Stromab der Formwalze sind in
der Untersiebschleife eine Formplatte und ein Formschuh
in dieser Reihenfolge angeordnet. Während die
Formplatte aus einer Anzahl von parallelen Klingen oder Leisten
(blades) einer schmalen Breite gebildet ist, die so
angeordnet sind, daß sie eine Krümmung in der
Laufrichtung festlegen (inform), wobei ihre Oberseite sich über
die Gesamtlänge der Platte erstreckt, besteht der
Formschuh aus einer Anzahl von Leisten, die flache
Oberseiten aufweisen und angeordnet sind, um eine sich
über die Gesamtlänge des Schuhs erstreckende gerade
oder plane (straight) Ebene zu bilden. Weiterhin sind
in der Obersiebschleife Deflektor- oder Ablenkleisten
angeordnet, die in die Zwischenräume zwischen
benachbarten Leisten des Schuhs hineinreichen. Da der
Papierstoff unmittelbar in den Spalt zwischen den
Siebschleifen eingeführt und vorentwässert wird, während er
zwischen Ober- und Untersiebschleife eingefügt ist,
stellt mithin dieser bekannte Former ein Einzelmodus-
Formsystem des Spalttyps, ähnlich dem vorliegend in
Verbindung mit Fig. 7 beschriebenen System dar.
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Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die
Schaffung eines Doppelsiebformers, mit dem eine
Betriebsart eines Spaltformermodus und diejenige eines
Hybridformermodus durchführbar ist, so daß verschiedene
Papiersorten unter (jeweils) optimalsten Bedingungen
herstellbar sind.
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Diese Aufgabe wird durch einen Doppelsiebformer in
einer Papiermaschine gelöst, wie er im Anspruch 1
definiert ist.
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Erfindungsgemäß kann die Formwalze in der Aufwärts- und
Abwärtsrichtung verstellt werden, um eine
Angreifstelle, d.h. den Spalt am Konvergenzpunkt von Ober- und
Untersiebschleife, entweder zur Formplatte oder zur
Formwalze zu verlagern. Aufgrund dieses Merkmals in
Kombination mit der spezifischen Ausgestaltung von
Formplatte und Formschuh, daß nämlich die Formplatte
eine erste Leiste (blade) mit einer aufwärts konvexen
Oberfläche einer Krümmung R1 und eine Anzahl von
(aufeinander) folgenden Leisten mit flachen Oberseiten
aufweist, und daß der Formschuh eine erste Leiste mit
einer aufwärts konvexen Oberfläche einer Krümmung R2
und eine Anzahl von (aufeinander) folgenden Leisten in
einer Anordnung zur Bildung einer aufwärts konvexen
Oberfläche einer Krümmung R3 aufweist, kann der
erfindungsgemäße Former zwischen (verschiedenen)
Betriebsarten umgeschaltet bzw. umgestellt werden; d.h.
er kann entweder als Spalttypformer oder als
Hybridtypformer benutzt werden, indem einfach die Formwalze
aufwärts oder abwärts bewegt wird, um den
Konvergenzpunkt längs der Länge der Siebschleifen zu verschieben.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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In den beigefügten Zeichnungen zeigen:
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Fig. 1 eine schematische Darstellung einer
allgemeinen Konstruktion der ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung,
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Fig. 2 eine Detailansicht eines wesentlichen
Abschnitts der ersten Ausführungsform dieser
Erfindung,
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Fig. 3 eine Längsschnitt-Vorderansicht des zweiten
Formschuhs der ersten Ausführungsform dieser
Erfindung,
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Fig. 4 eine Längsschnitt-Vorderansicht des zweiten
Formschuhs der zweiten Ausführungsforn dieser
Erfindung,
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Fig. 5 eine Längsschnitt-Seitenansicht des zweiten
Formschuhs der zweiten Ausführungsform dieser
Erfindung,
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Fig. 6 eine schematische Darstellung einer
allgemeinen Konstruktion eines herkömmlichen
Hybridtyps eines Doppelsiebformers und
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Fig. 7 eine schematische Darstellung einer
allgemeinen Konstruktion eines herkömmlichen
Spaltformers.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Im folgenden ist die vorliegende Erfindung anhand der
in den Fig. 1 bis 3 dargestellten bevorzugten
Ausführungsformen derselben im einzelnen beschrieben. Die
Ziffern 1 und 2 stehen für je ein schleifenförmiges
(endloses) Untersieb bzw. Obersieb. Das Untersieb 1 ist
um eine Brustwalze 3 herumgeführt, während das Obersieb
2 um eine Formwalze 4 herumgeführt ist. Während
(Papier-)Stoff 14 zwischen den beiden Sieben
zusammengedrückt bzw. verpreßt wird, laufen Unter- und Obersieb
1 bzw. 2 mit gleicher Geschwindigkeit etwa waagerecht.
Die Ziffer 5 steht für einen Stoffauflauf, der den
Stoff 14 in Richtung auf einen (Zwischen-)Raum zwischen
Brustwalze 3 und Formwalze 4 ausspritzt (injects). Eine
Formplatte 6 und ein erster Formschuh 7 sind in dieser
Reihenfolge in einer Schleife des Untersiebs 1 an der
Stromabseite der Brustwalze 3 in der Sieblaufrichtung
vorgesehen (im folgenden als Stromabseite oder
Stromaufseite unter Weglassung des Ausdrucks "in der
Sieblaufrichtung" bezeichnet). Ein zweiter Formschuh 8 und
ein Saugkasten 9 sind in dieser Reihenfolge in einer
Schleife des Obersiebs 2 an der Stromabseite des ersten
Formschuhs 7 angeordnet; ein Saugkasten 10 ist in einer
Schleife des Untersiebs 1 an der Stronabseite des
Saugkastens 9 vorgesehen.
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Gemäß Fig. 2 ist die Formwalze 4 mittels einer (in der
Zeichnung) nicht dargestellten Antriebseinrichtung
zwischen einer in ausgezogenen Linien dargestellten
Stellung und einer strichpunktiert eingezeichneten
Stellung verstellbar.
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Die Formplatte 6 besteht aus einer stromaufseitigen
ersten Leiste (blade) 6a und einer Anzahl schmaler,
stromabseitig angeordneter, herausnehmbarer
(ausbaubarer)
Leisten 6b. Die Oberseite oder -fläche der ersten
Leiste 6a ist aufwärts konvex (nach oben vorspringend)
geformt und bildet eine gekrümmte Fläche eines
Krümmungsradius R&sub1;. Die Oberseiten der mehreren Leisten 6b
liegen in gleicher Ebene, so daß sie eine flache bzw.
ebene Fläche bilden. Der erste Formschuh 7 besteht aus
einer stromaufseitigen ersten Leiste 7a und mehreren
schmalen, herausnehmbaren, an der Stromabseite
angeordneten Leisten 7b. Die Oberseite der ersten Leiste 7a
ist so gekrümmt, daß sie aufwärts konvex ist (nach oben
vorspringt), wobei der Krümmungsradius gleich R&sub2; ist;
die Oberseiten der mehreren Leisten 7b sind so
gekrümmt, daß sie mit dem Krümmungsradius R&sub3; aufwärts
konvex sind (nach oben vorspringen). Die Größen von R&sub1;,
R&sub2; und R&sub3; sind so gewählt, daß ihre Beziehung R&sub1; < R&sub2; < R&sub3;
entsprechen kann. Der erste Formschuh 7 ist von einer
Ein- oder Anstellvorrichtung 7c so getragen, daß er um
einen Abschnitt nahe dem Vorderende (tip) der ersten
Leiste 7a drehbar ist. Ferner sind Formplatte 6 und
erster Formschuh 7 mit einem Vakuum (Unterdruck)
beaufschlagt.
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Gemäß Fig. 3 ist der zweite Formschuh 8 mit einer
Anzahl von Leisten 15 versehen. Jede Schuhleiste 15
umfaßt ein(e) Spitze oder Vorderende 15a, deren bzw.
dessen Stromaufseite mit dem Obersieb 2 in Berührung
gelangt, ein Schrägteil 15d, das an der Stromabseite
des Vorderendes 15a angeordnet und mit diesem unter
Bildung eines keilförmigen Raums 15c zwischen dem
Schrägteil 15d und dem Obersieb 2 in der Weise
verbunden ist, daß sich der keilförmige Raum 15c in Richtung
auf die Stromabseite verkleinert, sowie ein hinteres
Endteil 15b, das an der Stromabseite des Schrägteils
15d liegt, mit diesem verbunden ist und mit dem
Obersieb 2 in Berührung gelangt; jede Leiste 15 ist so
ausgebildet, daß das Obersieb 2, das in Berührung mit
dem Vorderende 15a und dem Endteil 15b läuft, unter
einem abwärts gerichteten Winkel θ (nach unten) gewölbt
ist. Zwischen den nebeneinander angeordneten Leisten 15
ist ein (Zwischen-)Raum geformt; auf den zweiten
Formschuh 8 wirkt ein minimales Vakuum ein, so daß die
Siebe 1, 2 und die Leiste 15 am Vorderende 15a
(gegeneinander) abgedichtet (sealed) sein können. Gemäß Fig.
3 ist jede Leiste 15 ausbaubar in (auf) eine T-Schiene
16 eingeschoben (bzw. aufgeschoben).
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Funktion und Wirkungsweise in jeder Betriebsart dieser
Ausführungsform mit der beschriebenen Ausgestaltung
sind nachstehend erläutert.
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1. Im Fall der Herstellung von Zeitungs(druck)papier
(newsprint) ist dessen wesentliche Güte oder
Eigenschaft die Bildung und die Differenz in der
Beschaffenheit zwischen Vorder- und Rückseite.
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Wenn die Formwalze 4 in eine in Fig. 2 in ausgezogenen
Linien dargestellte tiefere Stellung gesetzt wird,
konvergieren die Siebe 1 und 2 auf der Oberfläche der
ersten Leiste 6a der Formplatte 6 unter Bildung eines
Spalts 13. Infolgedessen wird der aus dem Stoffauflauf
5 ausgespritzte bzw. zugespeiste (injected) Stoff 14
zwischen den Sieben 1 und 2 zusammengedrückt bzw.
verpreßt, bevor (bzw. während dabei - A.d.Ü.) seine
Oberfläche nicht gestört wird, wobei eine freie
Oberfläche des Stoffs 14 verschwindet, so daß der Betrieb
mit hoher Geschwindigkeit durchgeführt werden kann.
Eine zwischen einer oberen Außenschicht des Stoffs 14
und dem Obersieb 2 auftretende Relativgeschwindigkeit
und eine solche zwischen einer unteren Außenschicht und
dem Untersieb 1 sind am Spalt 13 (jeweils) gleich, so
daß ein Papier mit einer geringen Differenz im
Orientierungsgrad herstellbar ist. Dabei ragt die erste
Leiste 6a der Formplatte 6 unter Bildung einer
gekrümmten Oberfläche mit dem Krümmungsradius R&sub1; nach oben, so
daß der Stoff 14 zwischen den Sieben 1 und 2
gleichmäßig verpreßt werden kann.
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Wenn der zwischen den beiden Sieben 1, 2 verpreßte
(pinched) Stoff über die ausbaubaren Leisten 6b
hinwegläuft, die etwa waagerecht angeordnet sind und
deren Oberseiten oder -flächen flach sind, kann das
Wiederauftreten von Faserflocken (ein Ausflocken)
verhindert werden, weil die Oberseiten der Leisten 6b
flach sind und der Stoff 14 durch ein auf die
Formplatte 6 einwirkendes Vakuum zweckmäßig umgewälzt oder
verwirbelt (agitated) wird.
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Wenn der Stoff 14 sodann die ausbaubaren Leisten 7b
passiert, die am ersten Formschuh 7 so angeordnet sind,
daß die Leisten 7b eine gekrümmte Fläche mit dem
Krümmungsradius R&sub3; bilden, werden die im Stoff 14
enthaltenen Fasern durch den auf den Stoff wirkenden
impulsartigen Druck oder Druckimpuls wieder
dispergiert, so daß eine gute Bildung gewährleistet (formed)
sein kann. Der auf den Stoff ausgeübte Druck kann
geändert werden, wenn der Formschuh 7 mit einem Vakuum
(Unterdruck) beaufschlagt wird oder jede zweite Leiste
7b so angeordnet ist, wie dies in einem schraffierten
Bereich in Fig. 2 dargestellt ist. Da der erste
Formschuh 7 so gehaltert ist, daß er mittels der
Anstellvorrichtung 7c um einen Abschnitt nahe dem Vorderende
der ersten Leiste 7a (herum) gedreht werden kann, kann
die hintere Endposition entsprechend der Dicke des zum
zweiten, stromabseitig angeordneten Formschuh
zulaufenden Stoffs geändert werden.
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Gemäß Fig. 3 wird in einem Bereich um den zweiten
Formschuh 8 herum eine Aufwärtsentwässerung durch eine
mittels Vakuums erzeugte Sog- oder Saugwirkung
begünstigt, so daß eine feine Faserverteilung erzielbar ist,
die eine kleine Differenz in der Beschaffenheit
zwischen beiden Flächen des Papiers aufweist. Jede
Schuhleiste 15 bildet den sich in Stromabrichtung
verkleinernden bzw. verengenden Raum 15c, und die Siebe
1, 2 sind am hinteren Endteil 15b (ab) gebogen (oder
ausgelenkt). Infolgedessen wird gemäß Fig. 3 ein zur
Seite des Untersiebs 1 gerichteter Druckinpuls (in Fig.
3 mit dem Symbol "+" bezeichnet) an der Spitze (tip)
des hinteren Endteils 15b erzeugt, wobei Wasser, das
einmal aus dem Stoff 14 in den keilförmigen Raum 15c
eingesaugt worden ist, mit den Sieb mitläuft und durch
die Wirkung des keilförmigen Raums 15c zur Siebseite
zurückgedrückt wird, so daß eine Abwärtsentwässerung
bewirkt werden und ein Faserausbringen (yield)
verbessert sein kann. Ein(e) Menge oder Anteil an feinen
Fasern in Bereichen nahe an Ober- und Unterseite kann
durch Regeln einer Vakuumgröße innerhalb der Saugkästen
9 und 10 fein eingestellt werden.
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2. Im Fall der Herstellung eines Streichpapiers eines
niedrigen Flächengewichts mit hoher Geschwindigkeit,
wobei Festigkeit in Dickenrichtung und niedrige
Luftdurchlässigkeit von Bedeutung sind.
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Für den Betrieb der Maschine mit hoher Geschwindigkeit
wird eine Spaltbildungsmodus-Operation auf die gleiche
Weise wie in oben unter 1. beschriebenen Fall
durchgeführt. Im Fall eines Streichpapiers (coat paper) wird
jedoch der Festigkeit in der Dickenrichtung und
niedriger Luftdurchlässigkeit gegenüber Bildung und
Beschaffenheitsdifferenz zwischen beiden Seiten oder
Oberflächen des Papiers Priorität eingeräumt. Demzufolge
sind bei dieser Ausführungsform die folgenden Punkte
wirksam (bzw. von Bedeutung): Nachdem der aus dem
Stoffauflauf 5 zugespeiste Stoff 14 auf der ersten
Leiste 6a der Formplatte 6 mittels der Obersiebspannung
nach oben entwässert worden ist, wird der Stoff 14 kaum
(mehr) in Aufwärtsrichtung entwässert, weil die
Oberseiten der Leisten 6b auf einer Linie angeordnet
sind und die Entwässerung nur durch die Quetschwirkung
der beiden Siebe 1 und 2 erfolgt.
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Beim folgenden ersten Fomschuh 7 ist der
Krümmungsradius R&sub2; der Oberseite der ersten Leiste 7a größer als
(der Radius) R&sub1; der Oberseite der ersten Leiste 6a der
Formplatte 6, so daß die Aufwärtsentwässerung (upper
dewatering) verringert ist. Bei Verwendung aller
folgenden Leisten 7b kann ein Spitzenwert des an den
Leisten 7b erzeugten Druckimpulses verkleinert sein, so
daß die Aufwärtsentwässerung auch an dieser Stelle
verringert sein kann, und zwar zusätzlich zur
Verringerung der Aufwärtsentwässerung infolge des
Krümmungsradius R&sub3; der Oberseite, der größer ist als die
Krümmungsradien R&sub1;, R&sub2; der Oberseiten der Leisten 6a, 7a.
Obgleich der die Formplatte 6 und den ersten Formschuh
7 passierende Stoff 14 durch die beiden Siebe verpreßt
ist oder wird, kann demzufolge ein Betrieb durchgeführt
werden, in welchem die Aufwärtsentwässerung (upper
dewatering) auf das Mindestmaß verringert ist.
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Im oder am zweiten Formschuh 8, der eine
Hauptpapierschichtbildungsstelle darstellt, wird sodann nur ein
Vakuum eines notwendigen Mindestdrucks in einem
(Zwischen-)Raum zwischen den Leisten 15 angelegt, so
daß die Abdichtung oder Anlage (sealing) zwischen dem
Sieb und der Leiste an der Vorderkante 15a der Leiste
15 sichergestellt sein kann. Andererseits sind die
Siebe 1, 2 am hinteren Ende 15b der Leiste 15
(ab)gebogen, so daß ein Entwässerungsdruck auf den Stoff
zwischen den beiden Sieben einwirkt. Ebenso wie im
vorstehend unter 1. beschriebenen Fall füllt sich der
zwischen dem Obersieb 2 und der Leiste 15 geformte
keilförmige Raum 15c mit dem bei der Entwässerung
gewonnenen Wasser, so daß der erzeugte Wasserdruck als
Gegendruck wirkt. Dadurch kann eine Entwässerung zur
Seite der Leiste 15 hin unterbunden werden. Folglich
findet im (am) zweiten Formschuh 8 ebenfalls eine
Entwässerung hauptsächlich nach unten statt. Wie oben
beschrieben, erfolgt ungeachtet der
Doppelsiebausbildung des Formers die Entwässerung hauptsächlich nach
unten (in Abwärtsrichtung), so daß ein
Entwässerungsverhältnis eingestellt (biased) sein oder werden kann.
Demzufolge kann ein Papier einer hohen Festigkeit in
der Dickenrichtung erhalten werden.
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In einem Bereich des zweiten Formschuhs 8 ist es nötig,
eine Abwärtsentwässerung mittels eines Impulses eines
großen Spitzenwerts durchzuführen, um die
Wiederdispersion von Fasern zu begünstigen. Zu diesem Zeitpunkt ist
durch eine an der Stromaufseite erfolgte sanfte
Abwärtsentwässerungswirkung bereits eine Bahn geformt worden;
ferner streift das an der Entwässerungsseite
befindliche Untersieb 2 nicht auf der Schuhplatte (oder
-leiste) 15, so daß feine Fasern nicht herab- oder
herausfallen und ein Papier einer niedrigen
Luftdurchlässigkeit erhalten werden kann. Dabei sind Funktion
und Wirkungsweise der Saugkästen 9, 10 die gleichen wie
im oben beschriebenen ersten Fall.
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3. (a) Im Fall der Herstellung von
Informationspapieren (PPC-Papieren), bei denen niedrige Zugfestigkeit,
kleine Beschaffenheitsdifferenz zwischen beiden
Papieroberflächen und ein kleiner Orientierungswinkel
wichtige Papierqualitäten bzw. -eigenschaften sind.
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3. (b) Im Fall der Herstellung von Streichpapieren
eines hohen Grundgewichts, bei denen Festigkeit in der
Dickenrichtung eine wichtige Papiereigenschaft
darstellt.
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Wenn die Formwalze 4 in eine obere Stellung eingestellt
ist, wie durch eine strichpunktierte Linie in Fig. 2
gezeigt, legt sich das Obersieb 2 an der ersten Leiste
7a des ersten Formschuhs 7 an das Untersieb 1 an, so
daß ein Spalt 13' geformt sein oder werden kann. An der
Formplatte 6 ist das Obersieb 2 vollständig vom Stoff
14 getrennt (abgehoben); dabei ist eine Langsiebtyp-
Vorformplatte gebildet, und es wird eine Operation
eines Hybridmodus durchgeführt.
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Um in diesem Fall eine Differenz in der
Relativgeschwindigkeit zwischen dem Sieb und dem Stoff zu vermeiden,
welche dann auftritt, wenn der Stoff 14 unmittelbar
nach seinem Ausspritzen aus dem Stoffauflauf 5 und
seinem Auflegen (landed) auf den Sieben durch die
beiden Siebe 1 und 2 verpreßt wird, wird ein
J/W-Verhältnis [ein Verhältnis von Siebgeschwindigkeit (W) zu
Strahlgeschwindigkeit (J)] als einer der Parameter zur
Steuerung der Faserorientierung an einen
Stoffablagepunkt auf 1,00 eingestellt (d.h. die
Strahlgeschwindigkeit wird so eingestellt, daß sie mit der
Siebgeschwindigkeit übereinstimmt). Auf diese Weise können
Papiere eines kleinen Orientierungsgrads (Verhältnis
von Längs- und Querzugfestigkeit) hergestellt werden.
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Bei der Herstellung dicker Streichpapiere ist es nötig,
eine Lippe weit zu öffnen (make a lip open large). Wenn
dabei die Operation entsprechend dem Spaltmodus
durchgeführt wird, wird der Stoff 14 durch die Siebe nicht
ausreichend in den Spalt eingeführt (mitgenommen), und
die Relativgeschwindigkeitsdifferenz zwischen den
Sieben und dem Stoff wird zu groß, so daß dabei eine
nachteilige Wirkung hervorgerufen wird. In diesem Fall
sollte die Operation im vorher beschriebenen
Hybridmodus durchgeführt werden; der Stoff, dessen Dicke
durch Begünstigung der Abwärtsentwässerung an der
Formplattensektion 6 reduziert (worden) ist, sollte in
den Spaltbereich eingeführt werden.
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Funktion und Wirkungsweise jeder Einheit in der oben
beschriebenen Betriebsart sind nachstehend näher
erläutert. Wenn der aus dem Stoffauflauf 5 ausgespritzte
Stoff 14 auf die erste Leiste 6a der Formplatte 6 so
auftrifft (landed), daß der Stoffstrahl die
Leistenoberfläche tangiert, kann eine Rückwirkkraft beim
Auftreffen ebenso wie eine Störung im Stoff minimiert sein. Da
die Oberseiten der aufeinanderfolgenden Leisten 6b auf
einer geraden Linie angeordnet sind, wird der Stoff 14
nicht vom Untersieb 1 getrennt (abgehoben) und zum
ersten Formschuh 7 transportiert. Wenn der Stoff 14
ohne Störung der freien Oberfläche, wie oben angegeben,
in den Spalt 13 gefördert wird, können damit Defekte
bzw. Störungen, wie Lufteinschluß im Spalt, wirksam
verhindert werden.
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Anschließend wirkt ein durch die Obersieb(zug)spannung
herbeigeführter Entwässerungsdruck auf den zwischen den
beiden Sieben im Spalt 13 verpreßten Stoff 14 an der
nach oben konvexen ersten Leiste 7a des ersten
Formschuhs 7 ein, wobei die erste Entwässerung stattfindet.
Die folgende Leiste 7b und der zweite Formschuh 8
werden wie folgt benutzt:
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(a) Im Fall von Informationspapieren (PPC-Papieren)
geschieht die Einstellung auf die gleiche Weise wie im
Fall von Zeitungsdruckpapier (newsprint).
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(b) Im Fall von dicken Streichpapieren erfolgt die
Einstellung auf die gleiche Weise wie im Fall von
dünnem Streichpapier, so daß die nötige Papiergüte
erreicht werden kann.
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Im folgenden ist anhand der Fig. 4 und 5 die zweite
Ausführungsform dieser Erfindung erläutert, bei welcher
der zweite Formschuh der oben beschriebenen ersten
Ausführungsform wie folgt ausgestaltet ist:
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Mehrere Leisten 15', die den zweiten Formschuh bilden,
sind unter Verwendung einer T-Schiene 16' als Führung
herausnehmbar bzw. ausbaubar gehaltert. Die Leiste 15'
besitzt einen rechteckigen Querschnitt. Gemäß Fig. 5
ist die Leiste 15' in der Siebbreitenrichtung mit einem
ausgesparten Abschnitt versehen, dessen Länge der
Breite des Stoffs entspricht. Wenn die Siebe 1, 2 längs
der Leiste 15' laufen, wird oder ist in letzterer ein
Raum 15'c geformt. Andererseits ist die T-Schiene 16'
in der Siebbreitenrichtung mit einer schmalen, langen,
rechteckigen Nut 16'a versehen, die von einer
Dichtungsnut 16'b mit einem Dichtungsglied 17 umgeben oder
umschlossen ist. Der Raum 15'c und die Nut 16'a sind
durch eine Öffnung 15'd verbunden, die (jeweils) in der
Leiste 15' in geeigneten Abständen in der
Siebbreitenrichtung geformt ist. Am (im) Ende der T-Schiene 16'
ist ein Speisezulaß 16'c zum Zuspeisen von Fluid
(Wasser oder Luft) für die Verhinderung einer
Entwässerung vorgesehen.
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Wenn bei dieser Ausführungsform Fluid über den in der
T-Schiene 16' geformten Speisezulaß 16'c eingeführt
wird, werden die Nut 16'a und der Raum 15'a mit dem
Fluid gefüllt, das dann durch eine zwischen den beiden
Sieben 1, 2 verpreßte Faserbahn und den Stoff
abgedichtet (dicht eingeschlossen) wird, so daß ein Fluiddruck
auf einer von außen her eingestellten Größe gehalten
wird. Die Leiste 15' wird durch Siebzugspannung und
Hydraulikdruck, der durch die Oberflächendifferenz
zwischen den Druckkammern erzeugt wird, gegen die
T-Schiene 16' gepreßt, so daß Paßflächen der Leiste 15'
und der T-Schiene 16' durch das in der Dichtungsnut
16'b angeordnete Dichtungsglied 17 abgedichtet werden
oder sind.
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Wenn der durch die Siebe 1 und 2 verpreßte Stoff über
die Leiste 15' hinwegläuft, werden die Siebe durch das
hintere Ende 15'b der Leiste (durch) gebogen (oder
ausgelenkt). Eine Entwässerung in den Raum 15'c, die
dann stattfindet, wenn das Sieb auf angegebene Weise
gebogen oder ausgelenkt ist, wird durch das
eingeschlossene Fluid verhindert, so daß damit die gleiche Wirkung
wie im Fall der Leiste 15 erzielbar ist. Wenn bei nicht
im Betrieb befindlichem Former Reinwasser über den
Fluidspeisezulaß 16'c zugeführt wird, kann das Innere
(des Formers) ohne Ausbau der Leiste 15' gereinigt
werden.
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Erfindungsgemäß ist ein Horizontal-Doppelsiebformer bei
einer Papiermaschine, wobei (je) ein schleifenförmiges
oder endlos umlaufendes Ober- und Untersieb, die
Papierstoff zwischen sich verpressen und mit gleicher
Geschwindigkeit laufen, etwa waagerecht zueinander
liegen, dadurch gekennzeichnet, daß - wie im Anspruch 1
angegeben - eine Formwalze zum Führen des Obersiebs in
einer Aufwärts- und Abwärtsrichtung verstellbar ist und
- wie in Ansprüchen 2 und 3 angegeben - eine
Formplatte und ein Formschuh an der Stromabseite in der
Laufrichtung innerhalb einer Schleife des Untersiebs
vorgesehen sind. Damit können die folgenden Wirkungen
gewährleistet werden:
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1. Ein Betrieb in einem Spaltformermodus und einem
Hybridformermodus kann mit einem (einzigen) Former
ausgeführt werden.
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*) Anspruch 3 nicht vorhanden
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2. Eine Papiergüte kann entsprechend der (jeweiligen)
Papiersorte erzielt werden.
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3. Verschiedene Papiersorten sowie Papiere eines
weiten Grundgewichtsbereichs können mittels einer
Maschine hergestellt werden.