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GEBIET DER
ERFINDUNG
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Die Ausrüstung der vorliegenden Erfindung dient
dazu, einen Papierbogen unter dem Filzstrang oder dem Papiermaschinengewebe
zu bilden, wobei dieser Bogen für
einschichtiges oder mehrschichtiges Papier sein kann. Der so geformte
Papierbogen weist bessere Eigenschaften auf als ein Bogen, der auf
einer Langsiebpapiermaschine erzeugt wird.
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KURZDARSTELLUNG
DER ERFINDUNG
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Fasersuspension wird durch einen
Stoffauflaufkasten auf einem Siebtisch verteilt, wobei sich die Faser
gemäß dem Verhältnis zwischen
Strahl- und Gewebegeschwindigkeit und dem Hydraulikmuster, das durch
einen Siebbewegungsansatz erzeugt wird, frei ausrichten kann.
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Die durch den Bewegungsansatz erzeugte Wirkung
wird bei einer ersten Ausführungsform
ergänzt
durch eine Impulserzeugungswalze oder indem sich die Fasern frei
oder auf kontrollierte Weise gemäß der Walzengeschwindigkeit
ausrichten können.
Das in der Fasersuspension verbleibende Wasser wird in einen Behälter, der
in drei Vakuumkammern unterteilt ist, abgelassen, um eine festgelegte Trockenheit
zu erzielen, die mit einem Bogen der vorherigen Einheit oder, falls
es sich um die erste Einheit handelt, mit dem Filz in Kontakt kommt.
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Die Ausrüstung umfasst einen Siebtisch, dessen
Neigung je nach den Herstellanforderungen eingestellt werden kann.
Dieser Siebtisch umfasst ein Gewebe zum Formen des Papierbogens,
eine Brustwalze, die auch als Gewebespanner dient, Sieb- und Entwässerungsfolien,
eine Impulserzeugungswalze, flache Behälter, eine Zylinder- oder Stützform,
eine Führungswalze
und Steuerelemente, Stützaufbauten
zum Halten der Formerausrüstung, Stoffauflaufkastenwassersammeltabletts
und Schienen und Laufrollen zum Warten der Formerausrüstung, um
ein Außerbetriebnehmen
der Einheit ohne Anhalten der Produktion zu ermöglichen. Die Ausrüstung umfasst
des Weiteren einen Faserverteilungsstoffauflaufkasten, der in Richtung
des Siebtischs ausgerichtet ist, sowie einen Saugschieber, um Wasser
aus dem inneren Abschnitt des Filzes abzusaugen. Sie ist des Weiteren
mit einer Gummigautschrolle versehen, die den Filz und den Bogen
in einer Weise drückt,
dass der Papierbogen am Filz haftet und zur nächsten Siebeinheit befördert werden
kann. Die Gautschrolle ist mit einem Mechanismus zum Einstellen
der Stellung in Bezug auf die Zylinderform sowie mit einem Balgsystem
zum Anheben der Gautschrolle oder zum Ausüben von Druck gegen die Zylinderform
versehen. Die Ausrüstung
umfasst Spritzduschen, um die Stützwalze,
das Gewebe und die Brustwalze sauber zu halten. In der Brustwalze
ist ein Abstreifermesser angeordnet, um die Walze sauber zu halten
und das in dieser Zone abgeleitete Wasser zu einem Tablett zu leiten.
Diese Einheit weist ein System auf, das zwei senkrechte Aufbauten
und einen Längsbalken,
der dem System seine Festigkeit gibt, umfasst.
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Bei einer zweiten Ausführungsform
ist der Siebtisch im Wesentlichen gleich wie der oben beschriebene,
mit der Ausnahme, dass die flachen Behälter durch Entwässerungsschaufelblätter ersetzt sind,
die für
Entwässerung
und Bewegungserzeugung sorgen. Zusätzlich zu weiteren Vorteilen,
die im Weiteren besprochen werden, erübrigt sich dadurch das Verwenden
einer Impulserzeugungswalze. Darüber
hinaus ist eine Abänderung
des Stoffauflaufkastens vorgesehen, die ein Mittel zum Einstellen
der Stellung eines modifizierten oberen Bewegungsansatzes in Bezug
auf das Gewebe aufweist. Andere Unterschiede der beiden Ausführungsformen
sind aus der hierin gehaltenen Besprechung leicht ersichtlich.
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ALLGEMEINER
STAND DER TECHNIK
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Derzeit gibt es verschiedene Typen
von Ausrüstungen
zum Formen von mehrschichtigem Papier, wobei die folgenden erwähnt werden
können:
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ZYLINDERMASCHINE, diese Maschine formt
den Papierbogen, indem sie Wasser über ein Maschensieb, das an
einem Zylinder haftet, ableitet. Der gebildete Bogen wird direkt
zu einem Filz zum Anbringen der nächsten Schicht befördert. Bei
dieser Maschine gibt es keine Kontrolle der Faserausrichtung oder
der Ablaufgeschwindigkeit der Fasersuspension.
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FLACHFORMER ÜBER DEM FILZSTRANG, diese Former
weisen einen flachen Tisch im Bereich der Formung des Papierbogens
auf, der nach dem Formen des Papierbogens zu einem Filz, der den
Siebfilz vollständig
umgibt, befördert
wird, um dann unter dieser Siebeinheit durchzufahren und an der
nächsten
Siebeinheit anzukommen. Der Großteil
der Ausrüstungen
nach dem Stand der Technik weist eine Reihe von Nachteilen auf,
wie zum Beispiel: Mangelhaftes Formen, nichteinstellbares MD/CD-Dehnungsverhältnis, Neigung
zum Einrollen mit Papier in Bogenform, ungleichmäßiges CD-Profil (Streifen),
Ausfall und Geschwindigkeitsbeschränkungen und andere.
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Die vorliegende Erfindung soll die
Mängel der
Vorrichtungen nach dem Stand der Technik überwinden und weist zusätzliche
Vorteile auf, da sie in einer Formerausrüstung unter dem Filzstrang
ein Kontrollieren der Faserausrichtung ermöglicht. Sie erlaubt außerdem das
Anhalten einer Siebeinheit und deren vollständiges oder teilweises Entfernen
aus der Fertigungslinie, ohne den Herstellvorgang zu unterbrechen.
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Bestimmte Vorrichtungen nach dem
Stand der Technik sollten erwähnt
werden. In der PCT-Anmeldung WO95/30048 ist ein unter dem Filz schräggestellter
Former zum Erzeugen eines Papierbogens gezeigt. Entwässerung
erfolgt durch eine Vakuumkammer. Es wird ein separates Bewegungserzeugungselement 82 verwendet.
Es gibt keine Lehre zum Bereitstellen eines Elements, das beide
Funktionen, nämlich
Entwässerung
und Bewegung, bereitstellt.
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In US-Patentschrift Nr. 4,789,433
ist nur ein Flügel
zum Formen von Mikrowirbelung der Fasersuspension offenbart. US-Patentschrift
Nr. 4,472,244 ist darauf ausgerichtet, eine Einsiebkonstruktion
in eine Zweisiebkonstruktion umzuwandeln.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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Somit sind die Vorteile der vorliegenden
Erfindung gegenüber
dem Stand der Technik offensichtlich, die Beschreibung ist zusammen
mit den Zeichnungen zu lesen, worin:
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1 eine
Ansicht des Papierformers ist, die alle seine Bestandteile zeigt;
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2 eine
Detailzeichnung der Gautschrolle mit all deren Mechanismen ist;
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3 eine
Detailzeichnung der Brustwalze, des Formmessers und des Stoffauflaufkastens
mit all deren Bestandteilen zeigt;
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4a, 4b und 4c den Bewegungsansatz sowie all dessen
Bestandteile darstellt;
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5 die
Wassersammeltabletts und den Formungsabschnitt der Spritzduschen
der Siebeinheit darstellt;
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6 eine
Seitenansicht der Formwalze zeigt;
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7 eine
Detailzeichnung des Formwalzenblatts zeigt;
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8 eine
Ansicht des Papierformers ist, welche die Entwässerungs- und Formschaufeln
und den Stoffauflaufkasten zusammen mit all ihren anderen Bestandteilen
umfasst;
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9 eine
vergrößerte Ansicht
der Entwässerungs-
und Formschaufeln zusammen mit dem in 8 gezeigten
Stoffauflaufkasten ist;
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10 eine
vergrößerte Schnittansicht
der in 8 gezeigten Entwässerungs-
und Formschaufeln ist;
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11 eine
vergrößerte Schnittansicht
des in 8 gezeigten Stoffauflaufkastens
ist;
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12A, 12B und 12C den Bewegungsansatz sowie Bestandteile
davon darstellen;
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13 den
Bewegungsansatz am Stoffauflaufkasten darstellt; und
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14 eine
teilweise als Schnitt ausgeführte perspektivische
Ansicht des in 8 gezeigten
Stoffauflaufkastens ist.
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AUSFÜHRLICHE
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Unter Bezugnahme auf die in 1–7 gezeigte
Ausführungsform
umfasst die Ausrüstung
der vorliegenden Erfindung einen senkrechten Rahmen (1),
der an seinem unteren Abschnitt durch Schrauben (4) verankert
ist, und des Weiteren einen zweiten Rahmen (3), der an
seinem unteren Abschnitt durch Schrauben (7) im Boden verankert
ist. Ein Balken (2) ist am oberen Abschnitt beider Rahmen
angeordnet und verbindet beide Rahmen mit Hilfe von Schrauben (5)
und (6). Im zweiten Rahmen (3) ist an der Austrittsseite
des Papierbogens ein Mechanismus zum Ausüben von Druck oder zum Anheben
der Gautschrolle (25) angeordnet. Dieser Mechanismus umfasst zwei
Halterungen (8) und (9), an denen jeweils ein pneumatischer
Gummibalg (10) und (11) befestigt ist. Wie in 2 ersichtlich, ist der obere
pneumatische Balg (10) durch Schrauben (14) am
oberen Abschnitt der Halterung (8) befestigt und am unteren
Abschnitt an einem Arm (12), der durch Schrauben (15)
an der Gautschrolle angebracht ist. Der obere Balg (10) weist
die Funktion auf, die Gautschrolle anzuheben. Der untere pneumatische
Balg (11) ist im unteren Abschnitt mit Hilfe von Schrauben
(17) an der Halterung (9) befestigt und der obere
Abschnitt ist mit Hilfe von Schrauben (16) am Arm (12)
befestigt. Eine Halterung (13) ist am Rahmen (3)
angebracht. Die Halterung (13) trägt ein Lager (30)
an ihrem mittleren Abschnitt; dieses Lager nimmt einen Zapfen (31)
auf, der als Drehpunkt für
den Arm (12) wirkt, der die Gautschrolle mit Hilfe einer
Halterung (18) festhält, die
wiederum durch Schrauben (20) an einem Halterungsblock
(19) befestigt ist. Der Halterungsblock (19) weist
in seinem mittleren Abschnitt eine Gewindebohrung auf. Dieser Block
stellt seine Position mit Hilfe einer Spindel (21) ein,
die mit Hilfe von Stegen (28) und (29) am Arm
(12) befestigt ist. Der Halterungsblock (19) ist
mit Hilfe von Drehschrauben (23) und einem Trennblock (22)
am Zapfenlager (26), das die Gautschrolle (25)
trägt,
angebracht.
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Die Drehschrauben (23) drücken das
Zapfenlager der Gautschschraube mit Hilfe einer Mutter (24),
und drehen sich mit Hilfe eines Stifts (27), der am Block
(19) befestigt ist.
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Unter Bezugnahme auf 1 umfasst die Ausrüstung der vorliegenden Erfindung
auch einen Saugschieber (134), der dem Papierbogen und
dem Filz das Wasser entzieht, wenn er zwischen die Gautschrolle
(25) und die Zylinder- oder Stützwalze (32) gedrückt wird.
Wenn die vorliegende Erfindung eine Zylindermaschine ersetzt, kann
die Zylinderwalze jener Maschine anstatt weggeworfen zu werden in
den schrägen
Former eingebaut werden.
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3 zeigt,
dass diese Ausrüstung
auch eine Brustwalze (97), eine Formerwalze (83),
einen flachen Behälter
mit drei Kammern (74), (75) und (76),
die in ihrem oberen Abschnitt entsprechende Abdeckungen (77),
(78) und (79) aus Polyethylen hoher Dichte aufweisen,
umfasst. Sie weist des Weiteren eine Zylinder- oder Stützform oder
-walze (32) und eine Stoffleitrolle (51) sowie
ein Siebgewebe (72) auf.
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Der flache Behälter mit drei Kammern (74), (75)
und (76) ist mit Hilfe von Schrauben (80) und (81)
am Hauptaufbau (35) befestigt, wodurch wiederum ein Ausrichten
und Einrichten des Behälters
ermöglicht
wird. Der flache Behälter
weist eine Platte (130) auf, die verhindert, dass das aus
der Formerausrüstung
(82) abgeleitete Wasser am inneren Abschnitt der Kammern
des flachen Behälters
haftet. Die Zylinderform (32) dreht sich an einem Lager,
das in einem Zapfenlager (33) untergebracht ist. Dieses Zapfenlager
ist mit Hilfe von Schrauben (34) am Hauptaufbau (35)
angebracht. Der Hauptaufbau (35) wird von zwei Blöcken (37)
und (60), die wiederum an den Sockeln (39) und
(61) der Formerausrüstung
befestigt sind, abgestützt.
Diese Sockel sind mit Hilfe von Abstandhaltern (41), (49),
(63) und (70) an den Halterungen (43),
(47), (65) und (68) befestigt. Ein abnehmbarer
Block (37) ist mit Hilfe von zwei Drehschrauben (36)
und (38) am Sockel (39) und am Hauptaufbau (35)
befestigt. Ein zweiter abnehmbarer Block (60) ist mit Hilfe
der Drehschrauben (58) und (59) am Aufbau und
am Sockel (61) befestigt. Die abnehmbaren Blöcke (37)
und (60) dienen dazu, die ganze Siebeinheit in einer solchen
Weise zu halten, dass bei erforderlichem Austauschen des Siebgewebes
(72) nur diese Blöcke
entfernt werden, während die
ganze Einheit auf der Konsole bleibt, wodurch das Einrichten des
neuen Gewebes in kürzester
Zeit ausgeführt
werden kann. Die Halterung (39), die direkt unter der Stützwalze
angeordnet ist, ist mit Hilfe von Abstandhaltern (41) und
(49), die von Schrauben (40) und (50)
gehalten sind, an den Sockeln (43) und (47) befestigt.
Die Halterung (61), die direkt unter der Brustwalze angeordnet
ist, ist mit Hilfe von Abstandhaltern (63) und (70)
an den Sockeln (65) und (68) befestigt. Diese
Halterungen sind mit Hilfe von Schrauben (62) und (71)
befestigt.
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Die Ausrüstung der vorliegenden Erfindung weist
ein Walzensystem (45), (46) und (66)
auf, das der Einheit ermöglicht,
auf Schienen (44) und (67) zu sitzen, wenn die
Abstandhalter (63), (70), (49) und (41)
aus der Stützposition
entfernt werden. Somit kann die Einheit vollständig aus der Maschine entfernt
werden, ohne die Produktion anzuhalten, indem der Former einfach
aus seiner Betriebsstellung herausgezogen wird.
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Diese Einheit weist ein System zum
Steuern der Stellung des Siebgewebes (72) durch eine Führungswalze
(51) auf. Der Mechanismus zum Bedienen dieser Führungswalze
arbeitet wie folgt: die Führungswalze
(51) wird durch ein Zapfenlager (57) gestützt, dieses
Zapfenlager ist an einer Halteplatte (56) befestigt, die
durch zwei pneumatische Einstellbälge (54) und (55)
betätigt
wird, die Halteplatte (56) wird durch die Rollen (52)
und (53) in Position gehalten, wobei diese Rollen die waagrechte
und die senkrechte Stellung der Halteplatte bewahren. Die Einstellbälge (54)
und (55) stellen die Position der Führungswalze (51) ein,
indem der pneumatische Druck in jedem der Bälge geändert wird.
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Diese Ausrüstung umfasst eine Formerwalze (82),
die mit Hilfe von Schrauben (101), die das Zapfenlager
(83), um das sich die Formerwalze dreht, am Aufbau festhalten,
am Hauptaufbau (35) befestigt ist.
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Wie in 6 und 7 gezeigt, weist die Formerwalze
einen Stahlkern (138) auf, der mit einem Harz (82)
beschichtet ist, dessen Oberfläche
bearbeitet ist, um ein Stromlinienprofil (139) zu schaffen, das
die Erzeugung eines positiven Impulses beim ersten Kontakt mit dem
Stoff, und eines negativen Impulses, sobald dieses Profil den Kontakt
mit dem Siebkunststoffgewebe verliert, ermöglicht. Die Umfangsgeschwindigkeit
der Walze ist niedriger als die des Siebgewebes, wodurch ein Einspritzen
von Wasser von der Unterseite des Gewebes zur Oberseite, wo sich
die Fasersuspension befindet, gestattet wird, und somit ein Umlagern
der Fasern erfolgt.
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Die Brustwalze (97), die
in 3 gezeigt ist, dreht
sich um Lager, die in einem Zapfenlager (98) angeordnet
sind, das mit Hilfe von Schrauben (99) und (100)
am Hauptaufbau (35) befestigt ist. Das Einstellen der Position
der Brustwalze erfolgt über
eine Spindel (91) mit Hilfe von Muttern (95) und
(96). Die Spindel (91) ist an einem Aufbau (88)
befestigt, der auch den Sockel der Formermesser (86) hält. Der Sockel
ist mit Hilfe einer Schraube (87) am Aufbau (88)
befestigt. Die Stellung des Sockels der Formermesser gegenüber den
Brustwalzen wird mit Hilfe einer Spindel (92) und Haltemuttern
(93) und (94) eingestellt.
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Der Aufbau (88) ist mit
Hilfe von Schrauben (89) und (90) am Hauptaufbau
(35) befestigt, der Aufbau der Formermesser hält das Formermesser
(84) mit Hilfe von T-förmigen
Schiebern (85).
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Es ist ein Kunststoffmesser (103)
vorgesehen, um die Brustwalze (97) sauber zu halten, das Kunststoffmesser
(103) dient zum Reinigen und lenkt gleichzeitig das Wasser,
das durch die Brustwalze abgeleitet wird, in Richtung eines Sammeltabletts (128)
ab.
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Wie in 3 gezeigt,
umfasst die Siebeinheit einen Durchflussstoffauflaufkasten, der
einen konischen Verteiler (121) umfasst, dessen Funktion
es ist, den Fluss der Fasersuspension in Querrichtung zur Siebeinheit
gleichmäßig zu verteilen.
An diesem konischen Verteiler ist mit Hilfe eines Durchlasses (117)
eine Stufenleitvorrichtung (114), die an der Ober- und
der Unterseite mit Hilfe eines Kunststoffschlauchs (118)
abgedichtet ist, befestigt. Um ein Durchbiegen der Stufenleitvorrichtung
zu verhindern, ist eine Platte (115) bereitgestellt, die
die Leitvorrichtung vollständig
abdeckt. Die Platte (115) ist durch Schrauben (119)
und (120) am Verteiler und am oberen Abschnitt des Stoffauflaufkastens
befestigt. Hauptaufgabe der Stufenleitvorrichtung ist es, die Fasern
in einem Zustand vollständiger
Verteilung zu halten.
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Wie in 4A, 4B und 4C abgebildet, weist der Stoffauflaufkasten
einen unteren Ansatz (109) und einen oberen Bewegungsansatz
(108) auf. Der obere Ansatz stellt seine geöffnete Stellung
mit Hilfe von Schrauben (122), die an den Schmalseiten
des Stoffauflaufkastens angeordnet sind, ein, um den Abfluss zu
steuern. Das Kastenprofil wird durch Schrauben (104), die
im Inneren des Stoffauflaufkastens angeordnet sind, eingestellt,
in beiden Fällen
werden die Schrauben mit Hilfe von Haltemuttern (106) und (104)
eingestellt. Interne (104) und externe (122) Schrauben
sind an einem Steg (105) befestigt, der gleichmäßiges Bewegen
des Ansatzes ermöglicht.
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Wie in 3 abgebildet,
weist der obere Bewegungsansatz (108) am gegenüberliegenden
Ende ein Gelenkstück
(110) auf, das über
einer Platte (112) und an einer Halteeinheit (111)
angebracht ist. Das ermöglicht
dem oberen Bewegungsansatz (108), sich frei ohne Auslaufen
von Fasersuspension zu bewegen. Das Austrittsende des oberen Bewegungsansatzes
weist ein Profil auf, das dafür
vorgesehen ist, Bewegung in der Fasersuspension zu erzeugen, und
das imstande ist, hohe Konzentrationen von Fasern auszurichten;
zudem ermöglicht
es das Erlangen von Papier niedrigerer Dichte. Das Profil umfasst einen
schrägen
Abschnitt (136) und einen geraden Abschnitt (135),
die ein Ändern
der Fließgeschwindigkeit
der Fasersuspension ermöglichen,
und zwar sowohl waagerecht als auch senkrecht. Das Bewegungsprofil
ist in der Breite mit Hilfe von Sektoren (137) in einem
Abstand vom Stoffauflaufkasten angeordnet (abgebildet in 4B), wobei die Dicke des oberen
Bewegungsansatzes beibehalten wird. Das vom oberen Bewegungsansatz
intern erzeugte hydraulische Muster erzeugt Querströmungen über den Siebtisch
in dem Moment, in dem die Fasersuspension den Stoffauflaufkasten
verlässt.
Das bewirkt ein Verbessern der Faserausrichtung in Querrichtung, das
heißt
das Verhältnis
der Faserausrichtung in Maschinenrichtung zur Querfaserausrichtung
verringert sich. Somit neigen die Werte der physikalischen Eigenschaften
des Papiers in Querrichtung dazu, gleich den Eigenschaften in Maschinenrichtung
zu sein.
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Wie in 5 gezeigt,
hält eine
Spritzdusche (131) die Zylinderform (32) sauber.
Es gibt auch eine zweite Spritzdusche (132), um die Führungswalze (51)
sauber zu halten. Das Siebgewebe (72) wird mit Hilfe einer
Hochdruckdusche (133) sauber gehalten.
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Zum Sammeln des abgeleiteten Wassers
in der Einheit gibt es eine Reihe von Tabletts (127), (128),
(129) und (126), die solches Wasser sammeln und
zu einem unabhängigen
Tank leiten.
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Wenden wir uns jetzt der Ausführungsform der
Erfindung zu, die in 8–13 abgebildet ist, bei der
dieselben Abschnitte, die oben beschrieben sind, gleich nummeriert
und mit einem Strich gekennzeichnet sind. Der Rahmen ist im Wesentlichen
derselbe mit einem einzelnen zweiten Glied (150), welches das
Verbundglied (3) ersetzt. Der Balken (2') stützt den
Saugschieber (134')
mittels eines einstellbaren Halteglieds (151), das in beliebiger
für den
Zweck geeigneter Weise gestaltet sein kann.
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Die Gautschrolle (25') wird vom Rahmen (150)
in der bereits oben beschriebenen Weise gehalten. Es ist eine von
einem Sockel (152) gestützte Zylinder-
oder Stützwalze
(32') vorgesehen.
Im Unterschied zu der vorigen Ausführungsform ist ein Hauptaufbau
(153) vorgesehen, der über
einen abnehmbaren Balken (154) am Sockel (152)
sicher befestigt und daran gekoppelt ist. Die Stützwalze (32') und der Sockel
(152) können
bei Entfernen der Abstandhalter (41' und 49') und des Balkens (154)
zum Warten, Austauschen oder aus jedem sonstigen Grund von der Siebeinheit
weggezogen werden.
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Der Hauptaufbau (153) umfasst
ein sich abwärts
erstreckendes Bein (155) und einen waagrechten Rahmen (156),
der an einen Sockel (157), welcher die Brustwalze (97') stützt, gekoppelt
ist. Das Bein (155) und der Sockel (157) sind über Bolzen (158, 159, 160, 161)
fest montiert. Abnehmbare Abstandhalter (37', 162, 60') ermöglichen
ein Austauschen des Siebgewebes (72'), wenn sie entfernt werden. Natürlich müssen die
von diesen Abstandhaltern gestützten
Elemente zum Beispiel durch ein Konsolenmittel, das vorübergehend
auf beiden Seiten der Maschine (d. h. den Seiten die in 8 hinein oder aus ihr heraus
zeigen) angeordnet wird, in ihrer Stellung gehalten werden, während diese
Abstandhalter entfernt sind.
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Wie aus 8 und 9 ersichtlich
ist, sind die flachen Behälter
bei dieser Ausführungsform
entfernt worden. Eine Reihe von Entwässerungs-/-Bewegungsschaufeln (167 und 168)
sind bereitgestellt worden, die auf den jeweiligen Saugkästen (169 und 170),
die durch den waagrechten Rahmen (156) über einer Sammelschale (171),
die auch durch den Rahmen (156) gestützt ist, angeordnet sind. Die
Schaufeln (167 und 168) sorgen für Bewegung
zum und auch Ableitung vom Bogen.
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10A und 10B zeigen eine detailliertere Abbildung
einer der Schaufeln oder der Bewegungserzeugertafel (167).
In dieser Hinsicht umfasst die Schaufel eine Primärschaufel
(172) und eine Nebenschaufel (173). Die Primärschaufel
(172) kann an ihrer Vorderkante oder ihrem Aufsetzbereich
einen Einsatz (174), der aus Keramik oder verschleißfestem Material
oder einem anderen geeigneten Material hergestellt sein kann, umfassen.
Die Vorderkante (175) stellt eine Stützfläche für das Siebgewebe (72') bereit und
ist im Wesentlichen flach und waagrecht in Bezug auf dieses Gewebe.
Hinter der Kante (175) zweigt die Schaufelfläche entlang
der Linie (176) in einem Winkel von ungefähr 2° vom Gewebe
(72') ab. Der
Vorderkante (175) folgt eine Reihe von glatt geformten
erhöhten
Bereichen (177) und Ausnehmungen (178), die in
einem bestimmten Abstand (179) von der Kante beginnen.
Bei Schaufel (167) sind die erhöhten Bereiche, wie abgebildet,
in Abständen
von ungefähr
1,5'' angeordnet. Je nach
Geschwindigkeit der Maschine können
die Ausnehmungen (178) größer oder kleiner sein, um die
gewünschte
Menge an Rückfluss
bereitzustellen, während
sie die laminare Strömung
erhalten.
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Die Nebenschaufel (173)
ist so geschaffen, dass sie eine obere Fläche (180) aufweist,
die vom Gewebe (72')
weg in einem Winkel von ungefähr
2° nach
unten geneigt ist. Die gesamte Schaufel (167) weist, zum
Beispiel, eine Länge
von ungefähr
16 7/8'' auf, wobei die Nebenschaufel
(173) ungefähr
3 7/8'' lang ist. Die Primärschaufel
(172) weist eine Fläche von
ungefähr
13'' angrenzend an das
Gewebe (72') auf.
Zwischen der Primärschaufel
(172) und der Nebenschaufel (173) ist ein Spalt
(181) gebildet, der an seinem Mittelpunkt ungefähr 3/16'' breit ist.
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Mehrere herkömmliche T-Aufnahmen (181) sind
bereitgestellt, um die Schaufel (167) verschiebbar am Saugkasten
(169) zu befestigen. Dieser Spalt (181) sorgt
für das
Ableiten von Flüssigkeit
vom Gewebe (72')
und bleibt während
des Betriebs gemeinsam mit dem Raum (183) zwischen der
Primärschaufel
(167) und dem Gewebe (72') überflutet. Dadurch kann ein
flüssig-flüssig Übergang
von Wasser vom Gewebe (72')
stattfinden.
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Die oben genannten Abmessungen sind zwar
wünschenswert
aber nicht kritisch.
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Die Größe des Spalts (181)
kann abhängig von
Maschinengeschwindigkeit, Stoffdichte, Stoffzurückhaltung und Stoffqualität angepasst
sein, um das gewünschte
Ausmaß an
Entwässerung
zu erreichen. Das Verwenden eines schmalen Spalts zwischen den Schaufeln
maximiert die durch eine gegebene Entwässerungskraft bewirkte Entwässerung
durch Isolieren der Unterseite des Gewebes gegen Luft, indem der
Raum zwischen dem Gewebe und der Schaufel geflutet wird. Der primäre Faktor,
der die vom Bogen abgeleitete Wassermenge bestimmt, ist die Spaltgröße. Durch
Verwenden von schmalen Spalten bleibt die abgeleitete Wassermenge
von der Schaufelform oder dem Kastenvakuumpegel relativ unbeeinflusst.
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Während
sie die laminare Strömung
aufrechterhält,
verursacht die gebogene Oberfläche
der Schaufel eine senkrechte Flussgeschwindigkeit (d. h. hinauf
durch das Gewebe und den Stoff), die für das Formen vorteilhaft ist.
Die erforderliche Geometrie der Schaufel um dies zu erzielen, während die
laminare Strömung
bewahrt bleibt, kann durch wohlbekannte Prinzipien und Gleichungen
für Flüssigkeitsströmung über Folie,
wie in der Veröffentlichung „Theory
of Wing Sections" von
Ira H. Abbott und Albert E. Von Doenltoff, herausgegeben von Dover
Publications, Inc. (im Besonderen die Seiten 110–115) und „Incompressible Aerodynamics" bearbeitet von Bryan
Thwaites und herausgegeben von Dover Publications, Inc. (im Besonderen
die Seiten 42–56) dargelegt,
bestimmt und definiert sein.
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10B zeigt
allgemein das erwartete Strömungsmuster
der Flüssigkeit,
die vom Stoffmaterial (184) auf dem Gewebe (72') abgeleitet
wird. Pfeile (185) zeigen die Strömung der Flüssigkeit. Wie ersichtlich ist,
wird bewirkt, dass ein Teil der Flüssigkeitsströmung durch
das Gewebe (72')
in den Stoff (184) zurückfließt, wodurch
Bewegung und Verteilung der Fasern (186), aus denen der
Stoff (184) besteht, erreicht wird.
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Die Schaufeln können ohne Vorhandensein eines
externen Vakuums oder mit einem eingeschränkten Vakuum als Starter während des
Anlaufens arbeiten. Für
die Saugkästen
(169) und (170) könnte ein kontrolliertes Vakuum
bereitgestellt werden.
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In der Abbildung in 9 folgen die Saugkästen (169) und (170)
mit Schaufeln der Brustwalze (97') und wirken am nicht waagrechten
beziehungsweise geneigten Gewebe (72'). Die Konstruktion der Schaufel
(168) ist dieselbe wie die von Schaufel (167).
Es ist zu beachten, dass die gegenüberliegenden Enden der Schaufeln
(167 und 168) in CD-Richtung mit Auflaufrahmen
abgedichtet sind, und dass die obere Fläche an den Enden flach ist.
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Die in ihrer Doppelfunktion (d. h.
Entwässerung
und Bewegung) wirkende Schaufel (167) ist imstande, ungefähr 65–80% des
Wassers im Stoff ohne Bogendichtung zu entfernen. Die zweite Schaufel (168)
entfernt eine kleine Menge Wasser und lässt das Wasser übrig, das
notwendig ist, um gegebenenfalls eine verbesserte Schichtbindung
der Bögen,
die von aufeinander folgenden Einheiten gebildet werden, zu schaffen.
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Nachdem der Bogen über die
Schaufeln (167 und 168) gelaufen ist, läuft er weiter,
bis er den Spalt zwischen der Gautschrolle (25') und der Stützform (32') erreicht.
An dieser Stelle wird der Bogen zur Unterseite des waagrechten Papierherstellungsgewebes
(73') befördert. Der
Bogen kann dann zu einer anderen oder einer Reihe von in derselben
Weise gebauten Formbügelsiebeinheiten
laufen, wo weitere gebildete Bögen
daran geklebt werden.
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Nunmehr auf 11 bis 13 Bezug
nehmend, ist ein alternativer Fließstoffauflaufkasten (164)
dargestellt. Die Stoffauflaufkasten (164) verteilt einen Fluss
von Stoff oder Fasersuspension gleichmäßig quer zur CD-Richtung der Formersiebeinheit.
Es ist ein Durchlassabschnitt (117') vorgesehen, in den Stoff über den
Einlass (187) eingespeist wird. Im Durchlassabschnitt (117') ist eine erhöhte trapezförmige Schaufel
(202) angeordnet, die vorzugsweise aus einem Kunststoffmaterial
besteht, das verschiebbar auf T-förmigen Schaufelhaltern (189)
befestigt ist. Der Abschnitt (117') erstreckt sich in CD-Richtung über die
Länge des
Stoffauflaufkastens (164) und dient dazu, die Durchwirbelung
des daran vorbei fließenden
Stoffes zu verringern. Eine Stufenleitvorrichtung (188)
ist an den Durchlassabschnitt (117') gekoppelt.
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Der Stoffauflaufkasten (164)
weist einen unteren Ansatz (109') und einen oberen Bewegungsansatz
(189) auf. Der obere Ansatz (189) ist an ein Halteglied
(190) gekoppelt, das um das Lager (191) schwenkt,
das durch Glied (192), welches am Ansatz (189)
befestigt ist, gehalten wird. Mehrere Einstellvorrichtungen (204)
sind an das Halteglied (205) gekoppelt, das über die
Glieder (206) sicher am Ansatz (189) befestigt
ist, und sind in Abständen
voneinander entlang der CD-Richtung der Hinterseite des Ansatzes
(189) angeordnet, um ein Biegen oder Schwenken des Ansatzes
(189) um das Lager (191) durch individuelles Einstellen
desselben zu ermöglichen.
Der Ansatz (189) ist an jedem Ende an einen Einstellmechanismus
(193) gekoppelt (wobei nur einer von zwei abgebildet ist),
der über
eine Gelenkanordnung (194) mit dem Halteglied (205)
daran gekoppelt ist. Dadurch kann die Stellung des gesamten Bewegungsansatzes
(189) in Bezug auf den unteren Ansatz (109) eingestellt
werden, indem dieselbe um den Drehpunkt (203) geschwenkt
wird. Das Einstellen des Abstands dazwischen steuert und beeinflusst die
Abflussströmung.
Der Bewegungsansatz (189) ist über Haltemuttern (196)
auch an den Halter (190) gekoppelt. Wie bei der vorherigen
Ausführungsform, und
wie jetzt in den 12A–12C und 13 gezeigt, weist der obere Bewegungsansatz
(189) ein Profil auf, das so gestaltet ist, dass es Bewegung
in der Fasersuspension erzeugt, und das imstande ist, Durchwirbelung
zu erzeugen, um hohe Konzentration von Fasern auszurichten; zudem
ermöglicht
es das Erlangen von Papier niedrigerer Dichte. Dieses Profil umfasst
einen schrägen
Abschnitt (197) und einen geraden Abschnitt (198)
neben den schrägen
Abschnitten (199 und 200) und einem geraden Abschnitt
(201). Diese verursachen ein Ändern der Geschwindigkeit (größerer Raum
bewirkt langsamere Geschwindigkeit, kleinerer Raum bewirkt höhere Geschwindigkeit)
der Strömung
der Fasersuspension, sowohl waagrecht als auch senkrecht zusammen
mit der Strömung
in der CD-Richtung. Das Bewegungsprofil wird in der Breite mit Hilfe
von Sektoren (137') in
einem Abstand vom Stoffauflaufkasten von zum Beispiel ungefähr 0,5'' mit einer Tiefe von ungefähr 0,2'' angeordnet, wobei die Dicke des oberen
Bewegungsansatzes beibehalten wird. Das vom oberen Bewegungsansatz
intern erzeugte hydraulische Muster erzeugt Querströmungen über den
Siebtisch in dem Moment, in dem die Fasersuspension den Stoffauflaufkasten
verlässt.
Das bewirkt ein Verbessern der Faserausrichtung in Querrichtung,
das heißt,
das Verhältnis
der Faserausrichtung in Maschinenrichtung zur Querfaserausrichtung verringert
sich. Somit neigen die Werte der physikalischen Eigenschaften des
Papiers in Querrichtung dazu, gleich den Eigenschaften in Maschinenrichtung
zu sein.
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Der Stoffauflaufkasten (164)
ermöglicht
ein Verteilen des Stoffes ohne Auswirkung auf das Grundgewichtsprofil
aufgrund von Geschwindigkeitsumstellung oder Umstellen auf eine
andere Sorte. Der Bewegungsansatz (189) erzeugt Bewegung und
verhindert das Entstehen von Streifen im Bogen. Das Verwenden der
Schaufeln (167 und 168) zusammen mit dem Stoffauflaufkasten
(164) bewirkt ein Erstarrungsformen im Bogen und verhindert
ein Verringern mit nicht eingeschränktem Entwässern. Es ist auch zu beachten,
dass der Winkel zwischen dem Papierherstellungsgewebe (73') und dem Gewebe (72') bei der ersten
Ausführungsform
ungefähr
10° beträgt, während er
bei der zweiten Ausführungsform ungefähr 5° beträgt. Der
kleinere Winkel ermöglicht eine
erhöhte
Geschwindigkeit des Gewebes.
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Somit verwirklicht die vorliegende
Erfindung ihre Vorteile, und obwohl bevorzugte Ausführungsformen
hierin offenbart und im Detail beschrieben worden sind, soll der
Schutzumfang der Erfindung dadurch keinesfalls eingeschränkt werden,
sondern durch die angehängten
Ansprüche
bestimmt werden.