EP3717694B1

EP3717694B1 - Verfahren und vorrichtung zum behandeln einer faserstoffbahn in einer langnip-presseinheit

Info

Publication number: EP3717694B1
Application number: EP19707727.4A
Authority: EP
Inventors: Andreas Anzel; Robert Meitner; Paul Richards; Wolfgang Plienegger
Original assignee: Andritz AG
Current assignee: Andritz AG
Priority date: 2018-03-01
Filing date: 2019-02-19
Publication date: 2021-06-23
Anticipated expiration: 2039-02-19
Also published as: MX2020008840A; EP3717694A1; WO2019166271A1; ES2883776T3; CA3091525A1; BR112020013630A2; PL3717694T3; US11414816B2; CN111868327A; CN111868327B; CA3091525C; AT520319A4; AT520319B1; US20210087746A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Behandlung einer Faserstoffbahn in einer Papier- oder Tissuemaschine mit einer Langnip-Presseinheit. Diese Langnip-Presseinheit besteht aus einer Schuhpresswalze mit einem rotierenden Pressmantel und einer Gegenwalze, wobei die Faserstoffbahn im verlängerten Pressspalt zwischen der Gegenwalze und dem Pressmantel entwässert wird und wobei die Faserstoffbahn nach dem verlängerten Pressspalt auf dem rotierenden Pressmantel der Presswalze zu einer Transferbespannung, die die Faserstoffbahn übernimmt, geführt wird. Die Erfindung betrifft auch eine Pressanordnung mit der das erfindungsgemäße Verfahren durchgeführt wird.
In konventionellen Verfahren zur Papier- und Tissueherstellung erfolgt die mechanische Entwässerung einer Faserstoffbahn vor der thermischen Trocknung durch eine direkte Anpressung der Faserstoffbahn gegen einen Trockenzylinder (Yankee-Zylinder). Ein derartiges Herstellungsverfahren ist in der DE 102 33 920 A1 beschrieben. Bei diesen Papier- bzw. Tissuemaschinen ist jedoch die mechanische Pressung bzw. die erzielbare Linienlast limitiert, da gegen den Yankee-Trockenzylinder gepresst wird. Durch einen vorgelagerten Pressenschritt, wie er beispielsweise in der EP 1 075 567 B1 beschrieben wird, erfolgt die mechanische Entwässerung in einer vom Yankee-Zylinder unabhängigen Presseinheit. Hier können optimale Pressbedingungen eingestellt werden, da man nicht mehr gegen den Trockenzylinder presst und somit nicht durch die Belastungsgrenzen des Trockenzylinders limitiert wird. Die mechanische Entwässerung kann durch diesen vorgelagerten Pressschritt, der vorzugsweise mit einer Langnip-Presseinheit, insbesondere einer Schuhpresse, durchgeführt wird, erheblich verbessert werden. Der Aufwand für die thermische Trocknung wird reduziert, was zu Energieeinsparungen führt. Hinsichtlich der Bahnführung wird beispielsweise in der EP 1 075 567 B1 die Faserstoffbahn im Pressnip des vorgelagerten Pressenschritts an einen ebenso durch den Pressnip laufenden impermeablen Belt übergeben und in weiterer Folge auf diesem Belt bis zu einem nachfolgenden Trockenzylinder (Yankee-Zylinder) geführt. Die WO 2016/186 562 A1 offenbart ein Verfahren mit folgender Bahnführung: Übergabe der Faserstoffbahn auf einen Belt im Pressnip des vorgelagerten Pressenschritts, Führung der Faserstoffbahn und des Belts zu einer strukturierten, permeablen Bespannung, Transfer der Faserstoffbahn in einem in Maschinenrichtung 5 mm - 40 mm langen Transfernip zwischen einer ersten Transferwalze und einer zweiten Transferwalze (Saugwalze) von dem Belt auf die strukturierte, permeable Bespannung, Führung der Faserstoffbahn der strukturierten, permeablen Bespannung zu einem Trockenzylinder.
Aus der EP 0 854 229 B1 ist hingegen bekannt, dass nach Bildung der Faserstoffbahn auf einem Oberfilz, in der vorgelagerten Presse eine erste Entwässerung zwischen dem Oberfilz und einem Unterfilz erfolgt und schließlich die Faserstoffbahn in einer durch eine Anpresswalze und einen Trockenzylinder gebildeten Hauptpresse vom Oberfilz an einen Trockenzylinder übergeben wird.
Die in der EP 1 075 567 B1 als auch in der EP 0 854 229 B1 beschriebenen Verfahren offenbaren jeweils eine geschlossene Bahnführung der Faserstoffbahn zwischen Blattbildung und Trockenzylinder (Yankee-Zylinder). In der EP 1 314 817 B1 wird hingegen die Faserstoffbahn in einem vorgelagerten Pressnip entwässert, wobei die Faserstoffbahn von der glatten Walze ungestützt über einen freien Zug von der glatten Walze zu einem Prägeband geführt wird.
Zur Entwässerung in einer Langnip-Presseinheit, wie beispielsweise einer Schuhpresse, wird die Faserstoffbahn auf einem Filz durch einen verlängerten Pressspalt geführt, der durch eine Schuhpresswalze mit einem rotierenden Pressmantel und durch eine Gegenwalze gebildet wird. Nach dem verlängerten Pressspalt wird der Filz möglichst schnell von der Faserstoffbahn getrennt. Die Faserstoffbahn wird dann entweder auf einer Bespannung, die ebenfalls durch den verlängerten Pressspalt geführt wird, auf dem Mantel der Schuhpresswalze der Langnip-Presseneinheit oder auf der Gegenwalze weitergeführt.
Die AT 508 331 B1 offenbart beispielsweise ein Verfahren in dem die Faserstoffbahn in einem von einer Schuhpresswalze und einer Gegenwalze gebildeten verlängerten Pressenspalt entwässert wird und auf dem rotierenden Pressmantel der Schuhpresswalze vom verlängerten Pressenspalt zu einem Transferbereich geführt wird, in dem die Faserstoffbahn vom Pressmantel auf eine Walze oder auf eine Transferbespannung übergeben wird. Die Transferbespannung umschlingt dabei den Pressmantel bzw. wird der Transfer durch eine Saugwalze unterstützt.
Die offenbarten Abnahmemöglichkeiten der Faserstoffbahn von einer durch den Pressspalt geführten Bespannung oder von einer Walze umfassen die ungestützte Abnahme über einen freien Zug, die gestützte Abnahme über eine weitere Walze, oder die gestützte Abnahme unter Zuhilfenahme einer weiteren Bespannung und einer besaugten Walze.
Ein ungestützter (offener) Transfer einer Faserstoffbahn mit einem niedrigen Blattgewicht, d.h. einem otro (ofentrocken) Blattgewicht in der Langnip-Presseinheit von niedriger als 50 g/m², meist niedriger als 35 g/m² und im Regelfall niedriger als 25 g/m², ist wegen der geringen Nassfestigkeit der Faserstoffbahn sehr problematisch und sehr anfällig für Abrisse und Produktionsausfälle. Für eine Faserstoffbahn mit einem niedrigen Blattgewicht ist daher ein gestützter (geschlossener) Transfer naheliegend. Gestützte, geschlossene Transfers sind im Stand der Technik als Pressnip zwischen zwei Walzen - von der eine auch besaugt sein kann - ausgeführt. Dabei werden typischerweise im Transfernip Kräfte von 4 kN/m bis 15 kN/m - bevorzugt 4 kN/m bis 8 kN/m - übertragen. Die Niplänge zwischen zwei Walzen liegt gemäß Stand der Technik ( WO 2016/186 562 A1 ) in einem Bereich größer/gleich 5 mm - 40 mm. Somit werden im Stand der Technik im Transfernip (Pressnip) relevante Kräfte über relevante Wirklängen übertragen. Um den Transfer der Faserstoffbahn weiter zu verbessern und das Risiko einer Verletzung der Bahn weiter zu minimieren, sollen Möglichkeiten gefunden werden, den Transfer in einem klar definierten Bereich durchzuführen, was insbesondere bei höheren Relativgeschwindigkeiten im Transferbereich wichtig ist.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zum gestützten, geschlossenen Transfer einer Faserstoffbahn in einer Langnip-Presseinheit zu offenbaren, bei dem die Faserstoffbahn von einem Pressmantel in einem klar definierten Bereich an eine weitere Bespannung übergeben wird und so eine optimale Übergabe der Faserstoffbahn ohne Verletzungen der Bahn ermöglicht wird. Außerdem soll ein Aufbau einer Pressen- und Transferanordnung für eine Papier- oder Tissuemaschine offenbart werden, die einen kompakten Aufbau aufweist.
Gelöst wird diese Aufgabe mit einem Verfahren gemäß Patentanspruch 1 und einer Vorrichtung gemäß Patentanspruch 12.
Im erfindungsgemäßen Verfahren wird die Faserstoffbahn nach dem verlängerten Pressspalt auf dem rotierenden Pressmantel der Presswalze zu einem Transferbereich geführt. Der rotierende Pressmantel erfüllt also nicht nur seine Funktion als Presselement, sondern dient gleichzeitig als Mittel zum Weitertransport der Faserstoffbahn nach der mechanischen Entwässerung. Die Faserstoffbahn haftet nach der Pressung am flexiblen Pressmantel. Die Faserstoffbahn wird im Transferbereich vom Pressmantel auf eine Transferbespannung übergeben. Dies erfolgt erfindungsgemäß mit Hilfe einer feststehenden Transfervorrichtung. Im Sinne der Erfindung wird unter einer feststehenden Transfervorrichtung eine nicht rotierende Transfervorrichtung verstanden.
Die Transferbespannung nimmt also im Transferbereich die Faserstoffbahn auf, wobei dabei die Rückseite der Transferbespannung über eine stehende Transfervorrichtung geführt und durch diese gestützt wird.
Im Gegensatz zum Stand der Technik, bei dem der Transfer auf die Transferbespannung durch eine rotierende Saugwalze unterstützt wird, kann durch die feststehende Transfervorrichtung ein sehr kurzer und genau definierter Übergabebereich realisiert werden. Bisher ist man davon ausgegangen, dass für eine zuverlässige Übergabe der Faserstoffbahn auf die Transferbespannung der Transferbereich, also der Übergabebereich, möglichst lang ausgebildet sein muss. Die Erfinder haben jedoch erkannt, dass gerade ein möglichst kurzer Übergabebereich erhebliche Vorteile bringen kann. Die Erfinder haben weiters erkannt, dass für eine zuverlässige Übergabe, der Transferbereich genau definiert sein muss, dies lässt sich durch rotieren Walzen kaum realisieren.
Eine zuverlässige Bahnübergabe wird somit durch eine Übergabe in einem klar definierten Bereich sichergestellt. Ein verlängerter Transferbereich, etwa durch eine Vor- oder Nachumschlingung des Pressmantels durch die Transferbespannung, soll vermieden werden. Ebenso soll der Bereich der Übergabe der Faserstoffbahn - d.h. die Kontaktlänge zwischen Pressmantel und Transferbespannung - in einem klar definierten Bereich erfolgen.
Als Transferbespannung können permeable Maschinenbespannungen verwendet werde, die strukturiert oder unstrukturiert sein können, z.B. in der Papierproduktion gebräuchliche Siebe, bevorzugt strukturierte Trockensiebbespannungen, wie sie in TAD (through air drying) Anwendungen üblich sind.
In einer bevorzugten Ausführung ist die Transfervorrichtung besaugt. Die feststehende Transfervorrichtung kann beispielsweise als Schlitzsauger ausgeführt sein. Idealerweise ist die Lauffläche solcher Transfervorrichtungen aus einem verschleiß- und reibungsarmen Material - wie z.B. Keramik - gefertigt. Die Lauffläche der stehenden Transfervorrichtung führt die Transferbespannung zur Transferzone (Transferbereich), wobei bevorzugt keine Schmierung erfolgt, da dies zu einer Befeuchtung der Transferbespannung unmittelbar vor der Transferzone führen würde.
Permeable Transferbespannungen bieten den Vorteil, dass der Faserstoffbahntransfer vom Pressmantel auf die Transferbespannung durch die Besaugung der stehenden Transfervorrichtung und somit durch die Ansaugung der Faserstoffbahn durch die Transferbespannung hindurch, unterstützt wird.
Da der Pressmantel der Schuhpresswalze keine starre Oberfläche bildet, wie beispielsweise die Oberfläche einer Walze, ist es vorteilhaft, Maßnahmen zur Stabilisierung des rotierenden Pressmantels zu setzen. So ist es vorteilhaft, den Pressmantel der Schuhpresswalze unter pneumatischen Überdruck zu setzen, wobei im Regelfall der pneumatische Überdruck kleiner 250 mbar, typischerweise < 100 mbar ist. Durch diese Stabilisierung kann ein gleichmäßiger Lauf des Pressmantels sichergestellt werden. Dies wirkt sich auch positiv auf die Lebensdauer des Pressmantels und auf die Rundlaufeigenschaften des Pressmantels aus.
Vorzugsweise wird die Faserstoffbahn auf einem Filz durch den verlängerten Pressspalt geführt. Der Filz nimmt dabei im verlängerten Pressspalt die Feuchtigkeit von der Faserstoffbahn auf. Zur Vermeidung einer Rückbefeuchtung der Faserstoffbahn ist es sinnvoll, wenn der Filz unmittelbar nach dem verlängerten Pressspalt von der Faserstoffbahn getrennt wird.
In einer bevorzugten Ausführung ist der Pressmantel vor und nach dem Transferbereich auf der Innenseite des Pressmantels durch Stützelemente gestützt. So wird der Pressmantel im Transferbereich zusätzlich stabilisiert. Als Stützelemente können beispielsweise Leisten verwendet werden. Die mit der Innenseite des Pressmantels in Kontakt stehende Kontaktfläche eines Stützelements hat typischerweise eine der Krümmung der Mantelfläche entsprechende oder auch entsprechend kleinere Krümmung. Eine hydrostatische und / oder hydrodynamische Schmierung der Kontaktfläche des Stützelements zu Verminderung der Reibung zwischen Pressmantel und Stützelement ist vorteilhaft.
In einer bevorzugten Ausführung drücken die Stützelemente zwischen 0 mm und 20 mm radial nach außen aus dem Pressmantel der Presswalze. Durch das radiale Herausdrücken der Stützelemente gegen den Pressmantel der Schuhwalze wird eine verbesserte Stabilisierung des umlaufenden Pressmantels im Bereich der Transferzone erzielt, wodurch eine verbesserte Übergabe der Faserstoffbahn vom Pressmantel auf die Transferbespannung ermöglicht wird. Dabei bedeutet ein radiales Herausdrücken von 0 mm, das die Stützelemente den unter Luftdruck stehenden Pressmantel gerade berühren und kein freier Spalt zwischen Stützelement und Pressmantel gegeben ist. Ein radiales Herausdrücken von 20 mm radial nach außen bedeutet in diesem Sinn, dass ausgehend von einem gerade Berühren des Pressmantels (0 mm Position) das Stützelement 20 mm radial nach außen bewegt wird, wobei der Mittelpunkt der Schuhwalze den Referenzpunkt bildet.
In einer bevorzugten Ausführung beträgt der Winkel α von der Presswalzenachse aus betrachtet zwischen dem vor dem Transferbereich liegenden Stützelement und dem Transferbereich weniger als 15° und der Winkel β zwischen dem nach dem Transferbereich liegenden Stützelement und dem Transferbereich weniger als 30°. Zur Winkelbestimmung wird für die Stützelemente die imaginäre Berührlinie zwischen Stützelement und Pressmantel oder alternativ die Symmetrielinie des Stützelements herangezogen. Zur Winkelbestimmung wird für den Transferbereich die imaginäre Berührlinie zwischen der stehenden Transfervorrichtung und dem Pressmantel herangezogen. Im Bereich zwischen den Stützelementen ist der Pressmantel nicht unterstützt.
In einer bevorzugten Ausführungsform taucht die stehende Transfervorrichtung und die darüber laufende Transferbespannung im Transferbereich zwischen 0 und 20 mm radial in den Pressmantel der Presswalze ein. Dabei bedeutet ein radiales Eintauchen von 0 mm, das die stehende Transfervorrichtung und die darüber laufende Transferbespannung den unter Luftdruck stehenden Pressmantel berühren und kein freier Spalt zwischen Transferbespannung und Pressmantel gegeben ist. Ein radiales Eintauchen von 20 mm radial nach innen bedeutet in diesem Sinn, dass ausgehend von einem gerade Berühren des Pressmantels (0 mm Position) die Transfervorrichtung 20 mm radial nach innen bewegt wird, wobei der Mittelpunkt der Schuhwalze (Rotationsachse) den Referenzpunkt bildet.
In einer bevorzugten Ausführung erfolgt das Eintauchen der Transfervorrichtung in den unter pneumatischem Druck stehenden Pressmantel der Schuhwalze frei, was bedeutet, dass im Transferbereich auf der der Transfervorrichtung gegenüberliegenden Seite des Pressmantels keine mechanische Unterstützung, wie z.B. ein Anschlag, ein Schuh oder ein Gegenpresselement, etc. vorgesehen ist. Dadurch lassen sich im Transferbereich die vorliegenden Kräfte deutlich niedriger als im Stand der Technik gezeigt halten.
In einer bevorzugten Ausführung wird die radiale Eintauchtiefe der stehenden Transfervorrichtung in den Pressmantel der Presswalze durch eine Vorrichtung außerhalb der Presswalze eingestellt. So kann die stehende Transfervorrichtung auf einem drehbaren Hebelarm an der Stuhlung befestigt sein, wobei entsprechend dem Drehpunkt des Hebelarms ein - mit der Wahl des Mittelpunkts der Schuhwalze als Referenz - radiales Eintauchen in den Pressmantel der Schuhwalze möglich wird.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung erfolgt die Übergabe der Faserstoffbahn vom Pressmantel der Schuhwalze auf die Transferbespannung innerhalb eines Transferbereichs von weniger als 10 mm, bevorzugt innerhalb von weniger als 5 mm, idealerweise entlang einer Linie. Die Kontaktlänge zwischen Pressmantel und Transferbespannung ist somit im Vergleich zum Stand der Technik sehr kurz. Die Beurteilung der Länge des Transferbereichs kann über einen Abdruck mit einem druckempfindlichen Film, z.B. mit einem Fujifilm (Ultra Extreme Low Pressure 5 L W), erfolgen. Dazu wird bei stehender Pressen- und Transferanordnung der druckempfindliche Film im Transferbereich eingelegt. Danach wird die stehende Transfervorrichtung samt Transferbespannung in Betriebsposition gegen den unter pneumatischem Druck stehenden Pressmantel gebracht. Entsprechend der Berührung der Komponenten - stehende Transfervorrichtung, Transferbespannung, Fujifilm und Pressmantel - verfärbt sich der druckempfindliche Film, wobei eine Verfärbung einen Kontakt anzeigt, bzw. die Verfärbung den Transferbereich repräsentiert. Die im Transferbereich vorliegenden Kräfte sind typischerweise < 4 kN/m, bevorzugt < 2 kN/m und idealerweise < 1 kN/m.
In einer bevorzugten Ausführung läuft die Transferbespannung bereits vor der Übernahme der Faserstoffbahn vom Pressmantel der Presswalze auf die stehende Transfervorrichtung auf und wird durch diese geführt. So ist sichergestellt, dass die Transferbespannung nicht den Pressmantel der Schuhwalze vor dem Transferbereich vorumschlingt. Dadurch ist weiters sichergestellt, dass die Transferbespannung erst im Transferbereich mit der Faserstoffbahn in Kontakt kommt.
In einer bevorzugten Ausführung ist die feststehende Transfervorrichtung als Schlitzsauger ausgeführt, wobei durch den Schlitz die Besaugung der Transferbespannung zwischen einer ersten und einer zweiten Saugschlitzkante erfolgt, und wobei der Schlitzsauger einen gekrümmten Bereich vor der ersten einlaufseitigen Saugschlitzkante aufweist und die Bogenlänge des gekrümmten Bereichs bis zur ersten Saugschlitzkante beispielsweise kleiner 30 mm, bevorzugt kleiner 15 mm ist. Der Kontakt der feststehenden Transvorrichtung mit der Transferbespannung, der Faserstoffbahn und dem Pressmantel liegt insbesondere im gekrümmten Bereich vor der ersten einlaufseitigen Saugschlitzkante, womit der Transferbereich ebenso im gekrümmten Bereich vor der ersten einlaufseitigen Saugschlitzkante liegt. Diese Ausführung erlaubt insbesondere die klare Definition des Transferbereichs, wobei der Transferbereich kürzer als 10 mm, bevorzugt kürzer als 5 mm, idealerweise eine Linie ist.
In einer bevorzugten Ausführung berührt die Transferbespannung den Pressmantel erst im Transferbereich, wobei keine Vor- oder Nachumschlingung des Pressmantels durch die Transferbespannung erfolgt. In diesem Sinne ist der Winkel γ zwischen der über die stehende Transfervorrichtung in den Transferbereich geführten Transferbespannung und der Tangente an den Pressmantel im Transferbereich größer Null Grad, wodurch erst im Transferbereich ein Kontakt von Transferbespannung, Faserstoffbahn und Pressmantel erfolgt. Ebenso ist der Winkel δ zwischen der aus dem Transferbereich geführten Transferbespannung und der Tangente an den Pressmantel im Transferbereich größer Null Grad, sodass die Transferbespannung den Pressmantel nach dem Transferbereich nicht umschlingt und ein Kontakt der Transferbespannung, Faserstoffbahn und Pressmantel nur im Transferbereich gegeben ist.
Wenn die Übergabe der Faserstoffbahn vom Pressmantel auf die Transferbespannung mit einer Geschwindigkeitsdifferenz zwischen Pressmantel und Transferbespannung durchgeführt wird, kann gleichzeitig ein weiterer Behandlungsschritt der Faserstoffbahn realisiert werden. In einer bevorzugten Ausführung bewegt sich die Transferbespannung im Transferbereich mit einer geringeren Relativgeschwindigkeit als der Pressmantel, es kommt zu einer Kreppung der Faserstoffbahn bei der Übergabe vom Pressmantel zur Transferbespannung.
In einer bevorzugten Ausführung wird die Faserstoffbahn zusammen mit der Transferbespannung nach der Übergabe von dem Pressmantel der Presswalze auf die Transferbespannung zur weiteren Fixierung der Faserstoffbahn auf der Transferbespannung über eine (weitere) Saugvorrichtung geführt. Diese Saugvorrichtung kann beispielsweise als Saugkasten oder "Moulding Box" ausgeführt sein. In diesem Schritt der Fixierung wird auch die Struktur der Transferbespannung der Faserstoffbahn aufgeprägt.
Der Konditionierung der Transferbespannung kommt eine besondere Bedeutung zu. Die Transferbespannung übernimmt die Faserstoffbahn im Transferbereich und übergibt die Faserstoffbahn nachfolgend an eine Trockeneinheit, z.B. einen Trockenzylinder oder wird über eine TAD (through air drying) Trommel geführt.
Nach Abgabe der Faserstoffbahn an die nachfolgende Einheit sollte die Transferbespannung konditioniert werden.
Traditionell werden dazu "flooded nip showers" oder Hochdruckdüsen verwendet. Zur nachfolgenden Entwässerung der Transferbespannung können Vakuumboxen oder Luftmesser (Druckluftschwert) eingesetzt werden. Es ist vorstellbar, dass zur weiteren Entwässerung der Transferbespannung diese mit einem heißen Fluid, z.B. Heißluft, heiße Abluft einer Trocknungseinheit, Dampf etc. durchströmt wird. Um nach einer erfolgten Entwässerung der Transferbespannung eine erneute Befeuchtung der Transferbespannung vor dem Transferbereich zu vermeiden, kann auf eine Schaberschmierung der beschaberten Leitwalzen zur Führung der Transferbespannung verzichtet werden.
Die Applizierung eines Grenzflächenregulierungsgemisches, z.B. einer Release Chemikalie, auf die Oberfläche der Transferbespannung, bevor sie den Transferbereich durchläuft, kann günstig für das Verfahren sein. Die Applizierung kann beispielsweise durch einen Spritzbalken erfolgen, der das Grenzflächenregulierungsgemisch auf die Transferbespannung sprüht. Durch diesen Verfahrensschritt kann die Stärke der Oberflächenhaftung der Faserstoffbahn auf der Transferbespannung gut reguliert werden.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine Tissuemaschine mit der erfindungsgemäßen Press- und Transferanordnung;
Fig. 2 eine Detailansicht der erfindungsgemäßen Transferanordnung;
Fig. 3 eine Detailansicht des Transferbereiches;
Fig. 4 eine Detailansicht einer erfindungsgemäßen feststehenden Transfervorrichtung über die die Transferbespannung geführt wird;
Fig. 5 eine weitere Ausführungsform der feststehenden Transfervorrichtung;
Fig. 6 eine Ansicht eines Fujifilm-Abdrucks (Ultra Extreme Low Pressure 5 L W) des Transferbereichs einer erfindungsgemäß ausgeführten Transferanordnung mit einer 900 mm breiten Transferbespannung;
Fig. 7 eine Detailansicht eines Fujifilm-Abdrucks (Ultra Extreme Low Pressure 5 L W) des Transferbereichs einer erfindungsgemäß ausgeführten Transferanordnung;

Gleiche Bezugszeichen in den einzelnen Figuren bezeichnen gleiche Bauteile.
In Fig. 1 ist eine Tissuemaschine 2 mit der erfindungsgemäßen Pressanordnung dargestellt.
Über einen Stoffauflauf 22 wird die Faserstoffsuspension der Formiereinheit zugeführt, sie tritt dabei zwischen einer Brustwalze 24 und einer Formierwalze 23 aus dem Stoffauflauf 22 aus. Die Brustwalze 24 ist von einer äußeren Bespannung 25 umschlungen. In der Formiereinheit wird die Faserstoffsuspension soweit entwässert, dass sich eine Faserstoffbahn 1 auf der Bespannung 26 bildet. Die Bespannung 26 ist vorzugsweise ein Filz, welcher die Faserstoffbahn 1 zu einer Schuhpresswalze (Presswalze) 4 befördert.
Die erfindungsgemäße Pressanordnung besteht aus einer Langnip-Presseinheit 3, die eine Presswalze 4 mit einem umlaufenden Pressmantel 5 und eine Gegenwalze 6 aufweist. Zwischen der Presswalze 4 und der Gegenwalze 6 ist ein verlängerter Pressspalt 7 ausgebildet.
Die erfindungsgemäße Pressanordnung funktioniert nun auf folgende Weise:
Die Faserstoffbahn 1 wird auf dem Filz 26 durch den verlängerten Pressspalt 7 geführt. Im verlängerten Pressspalt 7 nimmt der Filz 26 Feuchtigkeit von der Faserstoffbahn 1 auf. Der Filz 26 wird unmittelbar nach dem verlängerten Pressspalt 7 von der Faserstoffbahn 1 getrennt, damit eine Rückbefeuchtung der Faserstoffbahn vermieden wird.
Nach dem verlängerten Pressspalt 7 läuft die Faserstoffbahn 1 nicht mehr am Filz 26 sondern am Pressmantel 5 der Presswalze 4 weiter. Der Pressmantel 5 übergibt in einem Transferbereich 8 die Faserstoffbahn 1 auf eine Transferbespannung 9. Der Faserstoffbahntransfer auf die Transferbespannung 9 wird durch die besaugte Transfervorrichtung 10 unterstützt. Die Transferbespannung 9 ist im vorliegenden Beispiel strukturiert und permeabel.
Im Transferbereich 8 erfolgt im vorliegenden Beispiel ein weiterer Bahnbehandlungsschritt der Faserstoffbahn 1, nämlich eine Kreppung. Dafür bewegt sich die Oberfläche der Transferbespannung 9 etwas langsamer (geringere Relativgeschwindigkeit) durch den Transferbereich 8 als der Pressmantel 5, somit wird die Faserstoffbahn 1 bei der Übergabe auf die Transferbespannung 9 etwas gestaucht bzw. gekreppt.
Im Anschluss an die mechanische Entwässerung in der Langnip-Presseinheit 3 erfolgt die thermische Trocknung auf einem Yankee-Zylinder 27, von dem die trockene Faserstoffbahn 1 beispielsweise mit Hilfe eines Schabers abgeschabt wird.
Die Konditionierung der Transferbespannung 9 sollte derart erfolgen, dass es zu keiner bzw. nur zu einer sehr geringen Befeuchtung der Transferbespannung 9 durch den Konditionierungsvorgang kommt. Daher kann die Konditionierung beispielsweise mit Druckluft oder einem Druckluftschwert durchgeführt werden. Bei einer Konditionierung mit Wasser muss gewährleistet sein, dass die Transferbespannung 9 getrocknet bzw. trocken gesaugt wird, bevor sie wieder die Faserstoffbahn 1 übernimmt.
Zur weiteren Fixierung der Faserstoffbahn 1 auf der Transferbespannung 9 ist es vorteilhaft, wenn nach dem Transfer der Faserstoffbahn 1 vom Pressmantel 5 auf die Transferbespannung 9 eine Fixierung der Faserstoffbahn 1 an der Transferbespannung 9 erfolgt. Die Fixierung kann durch ein Führen der auf der Transferbespannung 9 liegenden Faserstoffbahn 1 über einen Vakuumkasten 14 erfolgen, wobei das am Vakuumkasten 14 wirkende Vakuum die Faserstoffbahn 1 an die Transferbespannung 9 ansaugt.
Figur 2 zeigt eine Detailansicht des Übergabebereichs der Faserstoffbahn 1 auf die Transferbespannung 9. Die auf dem Pressmantel 5 liegende Faserstoffbahn 1 wird im Transferbereich 8 auf die Transferbespannung 9 übergeben. Diese Übergabe wird durch die besaugte Transfervorrichtung 10 unterstützt. Man erkennt, dass der Pressmantel 5 im Transferbereich 8 nicht unterstützt ist. Das heißt, dass im Transferbereich 8 auf der der Faserstoffbahn 1 gegenüberliegenden Seite 15 des Pressmantels 5 keine Stützelemente vorgesehen sind. Vor dem Transferbereich 8 ist in der Presswalze 4 ein erstes Stützelement 12 für den Pressmantel 5 vorgesehen. Der Winkel α von der Presswalzenachse (Presswalzenzenzrum) 19 aus betrachtet zwischen dem vor dem Transferbereich 8 liegenden Stützelement 12 und dem Transferbereich 8 beträgt hier weniger als 15°, beispielsweise 6°.
Nach dem Transferbereich 8 ist in der Presswalze 4 ein zweites Stützelement 13 vorgesehen, auf welchem der Pressmantel 5 abgestützt ist. Der Winkel β zwischen dem Stützelement 13 und dem Transferbereich 8 beträgt hier weniger als 30°.
Im Transferbereich 8 gibt es keine Vor- oder Nachumschlingung des Pressmantels 5 durch die Transferbespannung 9. In diesem Sinne ist der Winkel γ zwischen der über die stehende Transfervorrichtung 10 in den Transferbereich 8 geführten Transferbespannung 9 und der Tangente 20 an den Pressmantel 5 im Transferbereich 8 größer Null Grad, wodurch erst im Transferbereich 8 ein Kontakt von Transferbespannung 9, Faserstoffbahn 1 und Pressmantel 5 erfolgt. Ebenso ist der Winkel δ zwischen der aus dem Transferbereich 8 geführten Transferbespannung 9 und der Tangente 21 an den Pressmantel 5 im Transferbereich 8 größer Null Grad, sodass die Transferbespannung 9 den Pressmantel 5 nach dem Transferbereich 8 nicht umschlingt und ein Kontakt der Transferbespannung 9, Faserstoffbahn 1 und Pressmantel 5 nur im Transferbereich 8 gegeben ist.
Die radiale Eintauchtiefe der stehenden Transfervorrichtung 10 in den Pressmantel 5 der Presswalze 4 wird durch die Einstellvorrichtung 11 außerhalb der Presswalze 4 eingestellt. So kann die stehende Transfervorrichtung 10 auf einem drehbaren Hebelarm 29 an der Stuhlung befestigt sein, wobei entsprechend dem Drehpunkt 30 des Hebelarms ein - mit der Wahl des Mittelpunkts 19 der Presswalze 4 als Referenz - radiales Eintauchen in den Pressmantel 5 möglich wird. Die Einstellvorrichtung 11 weist eine Einstellschraube 28 auf, über die die Eintauchtiefe der Transfervorrichtung 10 einstellbar ist.
In Figur 3 ist der Transferbereich 8 aus Figur 2 im Detail dargestellt. Man erkennt, dass die Transfervorrichtung 10 als Schlitzsauger ausgeführt ist. Durch den Saugschlitz 16 erfolgt die Besaugung der Transferbespannung 9 zwischen einer ersten 17 und einer zweiten Saugschlitzkante 31. Der Schlitzsauger 10 weist einen gekrümmten Bereich 18 vor der ersten einlaufseitigen Saugschlitzkante 17 auf. Die Bogenlänge des gekrümmten Bereichs 18 bis zur ersten Saugschlitzkante 17 ist beispielsweise kleiner 30 mm, bevorzugt kleiner 15 mm. Der Kontakt der feststehenden Transfervorrichtung 10 mit der Transferbespannung 9, der Faserstoffbahn 1 und dem Pressmantel 5 liegt hier im gekrümmten Bereich 18 vor der ersten einlaufseitigen Saugschlitzkante 17, womit der Transferbereich 8 ebenso im gekrümmten Bereich 18 vor der ersten einlaufseitigen Saugschlitzkante 17 liegt. Im vorliegenden Beispiel liegt der Saugschlitz 16 der Transfervorrichtung 10 bereits außerhalb des Transferbereiches 8, das heißt, im Bereich des Saugschlitzes 16 wird der Pressmantel 5 nicht mehr von der Transferbespannung 9 berührt. Die Transferbespannung 9 läuft danach über den Auslaufbereich 32 der Transfervorrichtung 10.
In Figur 4 ist die Transfervorrichtung 10 dargestellt. Der Saugschlitz 16 ist hier 15 mm breit. Die Transferbespannung 9 läuft vorzugsweise im gekrümmten Bereich 18 vor der ersten Saugschlitzkannte 17 auf die Transfervorrichtung 10 auf. Der gekrümmte Bereich 18 ist hier 12 mm lang.
Figur 5 zeigt eine weitere mögliche Ausführungsform der Transfervorrichtung 10. Der Auslaufbereich 32 der Transfervorrichtung ist hier im Gegensatz zu Figur 4 abfallend ausgeführt.
Figur 6 zeigt einen Fujifilm-Abdruck 33 (Ultra Extreme Low Pressure 5 L W) des Transferbereichs 8 einer erfindungsgemäß ausgeführten Transferanordnung. Dazu wird bei stehender und abgeschwenkter Transfervorrichtung 10 der druckempfindliche Fujifilm in den Spalt zwischen dem unter pneumatischem Druck stehenden Pressmantel 5 und der Transferbespannung 9 eingelegt. Dann wird die feststehende Transfervorrichtung 10 samt Transferbespannung 9 in Betriebsposition gegen den unter pneumatischem Druck stehenden Pressmantel 5 geschwenkt. Entsprechend der Berührung der Komponenten - stehende Transfervorrichtung 10, Transferbespannung 9, Fujifilm und Pressmantel 5 - verfärbt sich der druckempfindliche Film, wobei eine Verfärbung einen Kontakt anzeigt, bzw. die Verfärbung den Transferbereich 8 repräsentiert. Der gezeigte Fujifilmabdruck 33 zeigt einen Transferbereich 8 mit einer Länge von weniger als 5 mm in Laufrichtung der Faserstoffbahn 1, innerhalb derer die Faserstoffbahn 1 vom Pressmantel 5 der Presswalze 4 auf die Transferbespannung 9 übergeben wird. Die Länge des Kontakts der Transferbespannung 1 und des Pressmantels 5 normal zur Laufrichtung (quer zur Maschinenlaufrichtung) der Faserstoffbahn 1 ist in diesem Fall 900 mm, entsprechend der in diesem Fall vorliegenden Breite der Transferbespannung von 900 mm.
Figur 7 zeigt einen Detailausschnitt des Fujifilm-Abdrucks 33 (Ultra Extreme Low Pressure 5 L W) des in Figur 6 ganzheitlich dargestellten Abdrucks. Zur besseren Quantifizierung ist eine Skala dargestellt. Die Skala zeigt in Laufrichtung der Faserstoffbahn 1, wobei die Skaleneinheit [cm] ist. Da die Verfärbung den Transferbereich 8 repräsentiert, ist gut erkennbar, dass im gezeigten Ausschnitt des Fujifilm-Abdrucks 33 ein Transferbereich 8 mit einer Länge von weniger als 5 mm in Laufrichtung der Faserstoffbahn 1 gegeben ist.

Claims

Verfahren zur Behandlung einer Faserstoffbahn (1) in einer Papier- oder Tissuemaschine (2) in einer Langnip-Presseinheit (3) mit einer Presswalze (4), die als Schuhwalze ausgebildet ist und die einen rotierenden Pressmantel (5) aufweist und einer Gegenwalze (6), wobei die Faserstoffbahn (1)in einem verlängerten Pressspalt (7) zwischen dem Pressmantel (5) der Presswalze (4) und der Gegenwalze (6) entwässert wird, wobei die Faserstoffbahn (1) nach dem verlängerten Pressspalt (7) auf dem rotierenden Pressmantel (5) der Presswalze (4) zu einem Transferbereich (8) geführt wird und wobei die Faserstoffbahn (1) im Transferbereich (8) vom Pressmantel (5) auf eine Transferbespannung (9) übergeben wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Transferbespannung (9) im Transferbereich (8) über eine feststehende Transfervorrichtung (10) geführt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Transferbereich (8) die Transfervorrichtung (10) besaugt wird, sodass dadurch die Übergabe der Faserstoffbahn (1) auf die Transferbespannung (9) unterstützt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass im Transferbereich (8) die Transfervorrichtung (10) zwischen 0 und 20 mm radial nach innen in den Pressmantel (5) der Presswalze (4) eintaucht.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass im Transferbereich (8) die radiale Eintauchtiefe der Transfervorrichtung (10) in den Pressmantel (5) der Presswalze (4) durch eine Vorrichtung (11) außerhalb der Presswalze (4) eingestellt wird.
Verfahren nach einem der Ansprühe 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet dass die Faserstoffbahn (1) im Transferbereich (8) vom Pressmantel (5) auf eine strukturierte Transferbespannung (9) übergeben wird.
Verfahren nach einem der Ansprühe 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Faserstoffbahn (1) im Transferbereich (8) vom Pressmantel (5) auf eine permeable Transferbespannung (9) übergeben wird.
Verfahren nach einem der Ansprühe 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass im Transferbereich (8) die Übergabe der Faserstoffbahn (1) auf die Transferbespannung (9) in Laufrichtung der Faserstoffbahn (1) betrachtet, innerhalb von weniger als 10 mm, bevorzugt innerhalb von weniger als 5 mm, idealerweise entlang einer Linien erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprühe 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass bei Übergabe der Faserstoffbahn (1) vom Pressmantel (5) auf die Transferbespannung (9), die Transferbespannung (9) eine geringere Geschwindigkeit als der Pressmantel (5) aufweist.
Verfahren nach einem der Ansprühe 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Pressmantel (5) der Presswalze (4) vor und nach dem Transferbereich (8) auf der der Faserstoffbahn (1) gegenüberliegenden Seite (15) durch Stützelemente (12, 13) unterstützt wird.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die vor und nach dem Transferbereich (8) auf der der Faserstoffbahn (1) gegenüberliegenden Seite (15) des Pressmantels (5) angeordneten Stützelemente (12, 13) zwischen 0 und 20 mm radial nach außen aus dem Pressmantel (5) der Presswalze (4) drücken.
Verfahren nach einem der Ansprühe 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Faserstoffbahn (1) nach der Übergabe von dem Pressmantel (5) der Presswalze (4) auf die Transferbespannung (9) zur Fixierung auf der Transferbespannung (9) über eine Saugvorrichtung (14) geführt wird.
Pressanordnung zur Behandlung einer Faserstoffbahn (1) in einer Papier- oder Tissuemaschine (2) in einer Langnip-Presseinheit (3), bei der die Faserstoffbahn (1) durch einen verlängerten Pressspalt (7) der Langnip-Presseinheit (3) geführt ist, wobei die Langnip-Presseinheit (3) eine als Schuhpresswalze ausgebildete Presswalze (4) mit umlaufendem Pressmantel (5) und eine Gegenwalze (6) aufweist, wobei die Faserstoffbahn (1) nach dem verlängerten Pressspalt (7) der Langnip-Presseinheit (3) auf dem rotierenden Pressmantel (5) der Presswalze (4) zu einer Transferbespannung (9), die die Faserstoffbahn (1) in einem Transferbereich (8) übernimmt, geführt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Transferbespannung (9) im Transferbereich (8) über eine feststehende Transfervorrichtung (10) geführt ist.
Pressanordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass im Transferbereich (8) die der Faserstoffbahn (1) gegenüberliegende Seite (15) des Pressmantels (5) der Presswalze (4) nicht unterstützt ist.
Pressanordnung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass vor und nach dem Transferbereich (8) innerhalb des Pressmantels (5) Stützelemente (12, 13) vorgesehen sind, die hydrostatisch und/oder hydrodynamisch geschmiert sind.
Pressanordnung nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die feststehende Transfervorrichtung (10) im Transferbereich (8) ein Schlitzsauger (10) ist.
Pressanordnung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlitzsauger (10) einen gekrümmten Bereich (18) vor einer einlaufseitigen Saugschlitzkante (17) aufweist
Pressanordnung nach einem der Ansprüche 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Transferbespannung (9) vor der Übernahme der Faserstoffbahn (1) vom Pressmantel (5) der Presswalze (4) auf die Transfervorrichtung (10) aufläuft.
Pressanordnung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel (α) vom Presswalzenzentrum (19) aus betrachtet zwischen dem vor dem Transferbereich (8) liegenden Stützelement (12) und dem Transferbereich (8) weniger als 15° beträgt und dass der Winkel (β) zwischen dem Transferbereich (8) und dem nach dem Transferbereich (8) liegenden Stützelement (13) weniger als 30° beträgt.
Pressanordnung nach einem der Ansprüche 12 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel (γ) zwischen der in den Transferbereich (8) geführten Transferbespannung (9) und der Tangente (20) an den Pressmantel (5) im Transferbereich (8) größer Null Grad ist, sodass die Transferbespannung (9) den Pressmantel (5) vor dem Transferbereich (8) nicht umschlingt.
Pressanordnung nach einem der Ansprüche 12 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel (δ) zwischen der aus dem Transferbereich (8) geführten Transferbespannung (9) und der Tangente (21) an den Pressmantel (5) im Transferbereich (8) größer Null Grad ist, sodass die Transferbespannung (9) den Pressmantel (5) nach dem Transferbereich (8) nicht umschlingt.