EP4158098B1 - Verfahren und maschine zur herstellung in querrichtung dehnbaren faserstoffbahn - Google Patents

Verfahren und maschine zur herstellung in querrichtung dehnbaren faserstoffbahn Download PDF

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EP4158098B1
EP4158098B1 EP21706541.6A EP21706541A EP4158098B1 EP 4158098 B1 EP4158098 B1 EP 4158098B1 EP 21706541 A EP21706541 A EP 21706541A EP 4158098 B1 EP4158098 B1 EP 4158098B1
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EP
European Patent Office
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web
elastic band
heated cylinder
zone
cylinder
Prior art date
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EP21706541.6A
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EP4158098C0 (de
EP4158098A1 (de
Inventor
Johann Moser
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Voith Patent GmbH
Original Assignee
Voith Patent GmbH
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Publication date
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    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H25/00—After-treatment of paper not provided for in groups D21H17/00 - D21H23/00
    • D21H25/04—Physical treatment, e.g. heating, irradiating
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21F—PAPER-MAKING MACHINES; METHODS OF PRODUCING PAPER THEREON
    • D21F11/00—Processes for making continuous lengths of paper, or of cardboard, or of wet web for fibre board production, on paper-making machines
    • D21F11/14—Making cellulose wadding, filter or blotting paper
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21F—PAPER-MAKING MACHINES; METHODS OF PRODUCING PAPER THEREON
    • D21F5/00—Dryer section of machines for making continuous webs of paper
    • D21F5/02—Drying on cylinders
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H25/00—After-treatment of paper not provided for in groups D21H17/00 - D21H23/00
    • D21H25/005—Mechanical treatment

Definitions

  • the invention relates to a method for producing a fibrous web that can be stretched in the transverse direction. It also relates to a machine for producing a fibrous web that can be stretched in the transverse direction, which machine is particularly suitable for carrying out such a method.
  • corrugated cardboard base paper can break when being creasing, making it unusable as waste.
  • a brittle corrugated cardboard box will burst when subjected to impact because the impact energy cannot be absorbed.
  • the corrugation is made from the corrugated material web, the web can break when being corrugated with the corrugating roller if the elasticity is too low. Excessive brittleness is therefore counterproductive here too.
  • the still-moist web runs through a press nip together with a rubber blanket, stretching both. After the nip, the blanket shortens again and the desired micro crepe is created in the web.
  • the state of the art includes the publications US 3 148 108 A , WO 2011/151705 A2 and WO99/32722 A1 .
  • the invention is based on the object of specifying a method and a machine of the type mentioned at the beginning, with which the disadvantages mentioned above are eliminated.
  • the elasticity or transverse stretching properties resulting in the transverse direction and the work absorption of the fibrous web in the transverse direction should be able to be specifically controlled or adjusted or improved.
  • a possibility should be created to counteract the increasingly declining quality of waste paper raw materials.
  • the method according to the invention for producing a transversely stretchable fibrous web is characterized in that the fibrous web coming from a pre-drying section of the relevant production machine is brought into contact with a heated, water vapor impermeable and smooth rotating cylinder and, together with a water vapor impermeable circulating elastic band, is wound over a predetermined or predeterminable wrap angle between the elastic band and the heated cylinder, that is, the cylinder surface, is guided lying over the heated cylinder and pressed against it by the elastic band, the elastic band is subjected to a variably adjustable and/or controllable pre-tension in the transverse direction before being brought into contact with the fibrous web, and the pre-tension of the elastic band generated in the transverse direction is released again after a steam cushion has been formed between the fibrous web and the heated cylinder, so that the fibrous web shrinks in the transverse direction with the elastic band sliding over the steam cushion on the heated cylinder, in particular shrinks more strongly in
  • the elasticity or transverse stretching properties resulting in the transverse direction and the work absorption of the fibrous web in the transverse direction can now be specifically controlled, adjusted or improved.
  • the possibility is created to counteract the increasingly declining quality of waste paper raw materials.
  • the fibrous web coming from the pre-drying section runs onto the elastic belt pre-tensioned in the transverse direction.
  • the fibrous web can slide over the steam cushion on the heated cylinder and shrink with the elastic belt in the transverse direction to produce the microcrepe.
  • a steel cylinder in particular a chrome-coated steel cylinder, is preferably used as the heated cylinder.
  • a steel cylinder in particular a chrome-coated steel cylinder, it is ensured that the fibrous web can slide optimally on it after the steam cushion has formed.
  • the elastic band is advantageously pre-tensioned in the transverse direction by at least one variably adjustable tensioning roller arranged within its loop.
  • the transverse shrinkage resulting after the pre-tensioning is reduced can be controlled or adjusted accordingly.
  • pre-tension of the elastic band generated in the transverse direction is reduced again in the direction of web travel between a variably adjustable tension roller arranged within the loop of the elastic band and a guide roller arranged within the loop of the elastic band.
  • the steam cushion between the fibrous web and the heated cylinder is generated in a press nip provided in the initial area of the zone of the heated cylinder wrapped around the fibrous web and the elastic band, viewed in the web running direction, which is formed between the heated cylinder in a press roller arranged within the loop of the elastic band, which is simultaneously designed as a variably adjustable tension roller, by means of which the elastic band is pre-tensioned in the transverse direction.
  • the elastic band can be pre-tensioned to the desired extent in the transverse direction.
  • a guide roller is provided within the loop of the elastic band to hold the elastic band and the fibrous web on the heated cylinder, so that the pre-tension of the elastic band generated in the transverse direction is already reduced between the press nip provided in the initial area of the zone of the heated cylinder wrapped by the fibrous web and the elastic band, as viewed in the direction of web travel, and the guide roller provided in the rear area of the zone of the heated cylinder wrapped by the fibrous web and the elastic band, as viewed in the direction of web travel, to generate the transverse shrinkage of the fibrous web.
  • the elastic band is expediently removed from the heated cylinder via the guide roller provided in the rear area of the zone of the heated cylinder wrapped around the fibrous web and the elastic band, as viewed in the direction of web travel, and the fibrous web is separated again from the elastic band.
  • the fibrous web is first guided along a conditioning or warming-up zone over the heated cylinder together with the pre-tensioned elastic band to form the steam cushion between the fibrous web and the heated cylinder with the elastic band kept pre-tensioned.
  • the steam cushion is formed in the conditioning or warming zone.
  • the elastic band of the fibrous web brought into contact with the heated cylinder is fed via a variably adjustable tensioning roller that pre-tensions the fibrous web, and at the end of the conditioning or warming-up zone, a press nip is provided to increase the adhesion of the fibrous web to the elastic band, which is formed between the heated cylinder and a press roller arranged within the loop of the elastic band, which is simultaneously designed as a variably adjustable tensioning roller to maintain the pre-tension of the elastic band within the preceding conditioning or warming-up zone, and the fibrous web, following the press nip provided at the end of the conditioning or warming-up zone, is guided further over the heated cylinder together with the elastic band along a shrinking zone, along which the pre-tension of the elastic band is reduced again to produce the transverse shrinkage of the fibrous web.
  • the press nip provided at the end of the conditioning or warming-up zone thus creates good adhesion between the fibrous web and the pre-tensioned elastic band. While the fibrous web now adheres securely to the elastic band, the existing steam cushion ensures that the fibrous web continues to have full mobility relative to the heated cylinder.
  • the fibrous web together with the elastic band is advantageously fed to a guide roller after the shrinking zone, via which the fibrous web and the elastic band are removed from the heated cylinder and separated from each other.
  • the elastic band can be subjected to a basic tension that is smaller than the pre-tension by a defined amount by a respective guide roller.
  • the transversely shrunk fibrous web is fed to a post-drying section of the production machine, where the transverse shrinkage is fixed.
  • the machine according to the invention which is particularly suitable for carrying out the method according to the invention for producing a fibrous web that can be stretched in the transverse direction, in particular a paper or cardboard web that can be stretched in the transverse direction, is characterized in that it comprises a heated, water vapor-impermeable and smooth rotating cylinder and a water vapor-impermeable circumferential elastic band, wherein the fibrous web together with the elastic band is guided over the heated cylinder over a predetermined or predeterminable wrap angle between the elastic band and the heated cylinder and is pressed against it by the elastic band, the elastic band can be subjected to a variably adjustable and/or controllable pre-tension in the transverse direction before being brought into contact with the fibrous web, and the pre-tension of the elastic band generated in the transverse direction can be reduced again after a steam cushion has been formed between the fibrous web and the heated cylinder, so that the fibrous web shrinks in the transverse direction with the elastic band as it slides over the steam cushion onto the heated cylinder.
  • a steel cylinder in particular a chrome-coated steel cylinder, is provided as the heated cylinder.
  • the elastic band can expediently be pre-tensioned in the transverse direction by at least one variably adjustable tensioning roller arranged within its loop.
  • the pre-tension of the elastic band generated in the transverse direction can be removed again when viewed in the web running direction between a variably adjustable tension roller arranged within the loop of the elastic band and a guide roller arranged within the loop of the elastic band.
  • the steam cushion between the fibrous web and the heated cylinder is generated in a press nip provided in the initial area of the zone of the heated cylinder wrapped around the fibrous web and the elastic band, viewed in the web running direction, which is formed between the heated cylinder and a press roller arranged within the loop of the elastic band, which is simultaneously designed as a variably adjustable tension roller, by means of which the elastic band can be pre-tensioned in the transverse direction.
  • a guide roller is provided within the loop of the elastic band, which holds the elastic band and the fibrous web on the heated cylinder, so that the pre-tension of the elastic band generated in the transverse direction is already present between the press nip provided in the initial region of the zone of the heated cylinder surrounded by the fibrous web and the elastic band, as viewed in the direction of web travel, and the press nip provided in the initial region of the zone of the heated cylinder surrounded by the fibrous web and the elastic band, as viewed in the direction of web travel.
  • the rear area of the heated cylinder's zone surrounded by the fibrous web and the elastic band is removed again by the guide roller intended to generate the transverse shrinkage of the fibrous web.
  • the elastic band is advantageously removed from the heated cylinder and separated again from the elastic band via the guide roller provided in the rear area of the zone of the heated cylinder wrapped around the fibrous web and the elastic band, as viewed in the direction of web travel.
  • the fibrous web is first guided along a conditioning or warming-up zone over the heated cylinder together with the pre-tensioned elastic band to form the steam cushion between the fibrous web and the heated cylinder with the elastic band kept pre-tensioned.
  • the elastic band of the fibrous web brought into contact with the heated cylinder can be fed via a variably adjustable tensioning roller that pre-tensions the fibrous web, and at the end of the conditioning or warming-up zone, a press nip is provided to increase the adhesion of the fibrous web to the elastic band, which is formed between the heated cylinder and a press roller arranged within the loop of the elastic band, which is simultaneously designed as a variably adjustable tensioning roller to maintain the pre-tension of the elastic band within the preceding conditioning or warming-up zone, and the fibrous web, following the press nip provided at the end of the conditioning or warming-up zone, is guided further over the heated cylinder together with the elastic band along a shrinking zone, along the pre-tension of the elastic band for producing the transverse shrinkage of the fibrous web can be released again.
  • the fibrous web together with the elastic band is fed to a guide roller after the shrink zone, via which the fibrous web and the elastic band are removed from the heated cylinder and separated from each other.
  • the elastic band can be subjected to a basic tension by a respective guide roller that is smaller than the pre-tension by a defined amount.
  • the pre-tension of the elastic band can be adjusted via tensioning heads provided on the side of the roller body of each tensioning roller and which can be variably adjusted in the transverse direction of the machine relative to the roller body.
  • the elastic band is provided with reinforcing threads extending at least substantially in the transverse direction with correspondingly adapted elasticity moduli or with a thread layer that is correspondingly adapted, in particular with regard to its thread density, in order to specifically influence the transverse expansion of the fibrous web symmetrically to its central longitudinal axis parallel to the machine running direction.
  • the elastic moduli of the reinforcing threads extending in the transverse direction or the thread structure of the elastic band are adapted accordingly to compensate for the trough-shaped shrinkage curve that normally occurs in the transverse direction when the fibrous web is dried.
  • the elastic band can also be provided with reinforcing threads extending at least substantially in the machine direction.
  • the elastic band consists at least essentially of rubber.
  • the elastic band preferably has a hardness in the range of 55 +/- 10 Shore (107 P&J).
  • the elastic band has a density in the range of about 1.2 kg/dm 3 to about 1.5 kg/dm 3 .
  • the elastic band has a thickness in the range of about 20 mm to about 30 mm, preferably having a thickness of about 25 mm.
  • Fig. 1 and 2 each show an exemplary embodiment of a machine 10 according to the invention for producing a transversely stretchable fibrous web 12, which can in particular be a transversely stretchable paper or cardboard web.
  • the machines 10 each comprise a heated, water vapor impermeable and smooth rotating cylinder 14 and a water vapor impermeable circumferential elastic belt 16.
  • the fibrous web 12 is guided together with the elastic band 16 over a predetermined or predeterminable wrap angle between the elastic band 16 and the heated cylinder 14 over the heated cylinder 14 and pressed against it by the elastic band 16.
  • the elastic band 16 can be subjected to a variably adjustable and/or controllable pre-tension in the transverse direction before it is brought into contact with the fibrous web 12.
  • the pre-tension of the elastic band 16 generated in the transverse direction can be removed again after a steam cushion has been formed between the fibrous web 12 and the heated cylinder 14, so that the fibrous web 12 shrinks in the transverse direction with the elastic band, sliding over the steam cushion on the heated cylinder 14.
  • the steam cushion between the fibrous web 12 and the heated cylinder 14 is generated in a press nip 18 provided in the initial region of the zone of the heated cylinder 14 wrapped around by the fibrous web 12 and the elastic band 16, viewed in the web running direction I, which is formed between the heated cylinder 14 and a press roller 20 arranged within the loop of the elastic band 16, which is simultaneously designed as a variably adjustable tension roller, by means of which the elastic band 16 can be pre-tensioned in the transverse direction.
  • a guide roller 22 is provided within the loop of the elastic band 16 to hold the elastic band 16 and the fibrous web 12 on the heated cylinder 14, so that the pre-tension of the elastic band 16 generated in the transverse direction is already reduced between the press nip 18 provided in the initial area of the zone of the heated cylinder 14 wrapped by the fibrous web 12 and the elastic band 16, as viewed in the web travel direction I, and the guide roller 22 provided in the rear area of the zone of the heated cylinder 14 wrapped by the fibrous web 12 and the elastic band 16, as viewed in the web travel direction I, to generate the transverse shrinkage of the fibrous web 12.
  • the elastic band 16 is removed from the heated cylinder 14 again via the guide roller 22 provided in the rear area of the zone of the heated cylinder 14 wrapped around by the fibrous web 12 and the elastic band 16, as viewed in the web travel direction I, and is separated again from the elastic band 16.
  • the fibrous web 12 together with the pre-tensioned elastic band 16 is initially guided along a conditioning or warming-up zone ⁇ over the heated cylinder 14 to form the steam cushion between the fibrous web 12 and the heated cylinder 14 with the elastic band 16 kept pre-tensioned.
  • the elastic band 16 is fed to the fibrous web 12 brought into contact with the heated cylinder 14 via a variably adjustable tensioning roller 24 which pre-tensions the fibrous web 12.
  • a press nip 26 is provided to increase the adhesion of the fibrous web 12 to the elastic band 16.
  • This press nip is formed between the heated cylinder 14 and a press roller 28 arranged within the loop of the elastic band 16, which is simultaneously designed as a variably adjustable tension roller to maintain the pre-tension of the elastic band 16 within the preceding conditioning or heating zone ⁇ .
  • the fibrous web 12 is guided along a shrink zone ⁇ over the heated cylinder 14 together with the elastic band 16, along which the pre-tension of the elastic band 16 can be reduced again to produce the transverse shrinkage of the fibrous web 12.
  • the fibrous web 12 is fed together with the elastic band 16 to a guide roller 30, via which the fibrous web 12 and the elastic band 16 are again removed from the heated cylinder 14 and separated from each other.
  • the elastic band 16 can be subjected to a basic tension which is smaller than the pre-tension by a defined amount by a respective guide roller 22, 30.
  • Fig.3 shows a schematic partial representation of an exemplary embodiment of a tension roller A, as for example for the roller 20, which is also designed as a press roller, according to Fig.1 , the tension roller 24 and the press roller 28, which is also designed as a tension roller, according to Fig.2 is possible.
  • the pre-tension of the elastic band 16 is via the side of the roller body 32 provided clamping heads 34 which are variably adjustable in the machine transverse direction relative to the roller body 32.
  • Fig.4 in a schematic partial representation an exemplary embodiment of a guide roller B, as for example for the guide roller 22 according to Fig.1 and the guide roller 30 according to Fig.2 is conceivable.
  • the elastic band 16 can still be subjected to a basic tension which is smaller than the pre-tension by a defined amount ⁇ L.
  • Fig.5 shows a schematic partial representation of an exemplary embodiment of the elastic band 16 of a machine according to the invention with reinforcing threads 38 extending in the transverse direction CD and reinforcing threads 40 extending in the longitudinal direction MD.
  • the reinforcing threads 38 extending in the transverse direction CD arranged symmetrically to the central longitudinal axis L, are provided with appropriately adapted elasticity moduli E for the targeted influencing of the transverse expansion of the fibrous web 12.
  • the elasticity moduli E of the reinforcing threads 38 of the elastic band 16 extending in the transverse direction CD can be used in particular to compensate for the trough-shaped shrinkage curve 42 that normally occurs in the transverse direction when drying the fibrous web 12 (cf. the solid line in Fig.8 ) must be adjusted accordingly.
  • Fig.7 shows a schematic partial representation of an exemplary embodiment of the elastic belt 16 of a machine 10 according to the invention with a thread layer 44, in which the desired profiling for the targeted influencing of the transverse stretch of the fibrous web can be achieved via a variable thread density.
  • the thread density is high, in the middle it is in the middle area, and in the right part of the Fig.7 the thread density is relatively low.
  • Such a thread layer 44 can also be adapted accordingly to compensate for the trough-shaped shrinkage curve 42 that normally occurs in the transverse direction when the fibrous web 12 is dried, which in the present case is possible in particular by means of a variable thread density.
  • Fig.8 with the solid line the schematic course of the trough-shaped shrinkage curve 42 of the fibrous web 12, which usually occurs in the transverse direction CD.
  • the dashed line shows an exemplary schematic progression of the stress or strain behaviour of an elastic band in the transverse direction CD according to the Fig. 5 and 7
  • the course of the transverse elongation ⁇ of a conventionally dried fibrous web 12 see the solid line 42
  • the course of the transverse elongation ⁇ of an elastic band 16 according to the Fig. 5 and 7 (dashed line 46).
  • Fig.9 shows a with an elastic band 16 according to the Fig. 5 and 7 achievable balanced shrinkage curve 48 or expansion behavior of the completely dried fiber or paper or cardboard web 12. The previously common trough formation is thereby avoided.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Paper (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer in Querrichtung dehnbaren Faserstoffbahn. Sie betrifft ferner eine insbesondere zur Durchführung eines solchen Verfahrens geeignete Maschine zur Herstellung einer in Querrichtung dehnbaren Faserstoffbahn.
  • Bisher existiert kein Werkzeug zur direkten Steuerung oder Einstellung der Querdehnungseigenschaften (CD-Elastizität) von Papier. Die sich in Querrichtung ergebende Schrumpfkurve bzw. das CD-Schrumpfprofil (CD = cross direction, Querrichtung) gibt diese Querdehnungseigenschaften bis heute als Ergebnis der Papiertrocknung fest vor. Somit hat der Papiermacher bisher nur die Möglichkeit, die CD-Elastizität bzw. das CD-Schrumpfprofil auf Kosten der Bahn-Stabilisierung über Bahnstabilisierungskästen zu beeinflussen, was keine zufriedenstellende Maßnahme darstellt. Der Maschinenbauer kann zwar über das Trocknungskonzept wie insbesondere eine einreihige oder zweireihige Trockenpartie grob auf das CD-Schrumpfprofil Einfluss nehmen. Auch dabei sind jedoch Kompromisse zu schließen.
  • Reduzierte Dehnungseigenschaften bzw. eine zu geringe Elastizität wirken sich besonders negativ bei Wellpappenrohpapieren aus. So kann die Wellpappe beim Rillen brechen, womit sie als Ausschuss unbrauchbar wird. Eine spröde Wellpappenschachtel unter Stoßeinwirkung kommt zum Bersten, da die Stoßenergie nicht absorbiert werden kann. Zudem kann bei der Herstellung der Welle aus der Wellenstoffbahn die Bahn bei zu geringer Elastizität beim Riffeln mit der Riffelwalze brechen. Eine zu hohe Sprödigkeit ist also auch hier kontraproduktiv.
  • Zur gezielten Einstellung einer Papier-Längsdehnung (MD-Elastizität; MD = machine direction, Maschinenlaufrichtung) bzw. zur Erzeugung eines längsgerichteten Mikrokrepps wird das bekannte Clupak-System eingesetzt. Dabei läuft die noch feuchte Bahn gemeinsam mit einem Gummituch durch einen Pressnip, wodurch beide gedehnt werden. Nach dem Nip verkürzt sich das Tuch wieder, und in der Bahn ergibt sich die gewünschte Mikrokreppung. Zum Stand der Technik zählen die Druckschriften US 3 148 108 A , WO 2011/151705 A2 und WO 99/32722 A1 .
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren sowie eine Maschine der eingangs genannten Art anzugeben, mit denen die zuvor erwähnten Nachteile beseitigt sind. Dabei soll insbesondere erreicht werden, dass die sich in Querrichtung ergebende Elastizität bzw. Querdehnungseigenschaft und die Arbeitsaufnahme der Faserstoffbahn in Querrichtung gezielt gesteuert oder eingestellt bzw. verbessert werden können. Zudem soll eine Möglichkeit geschaffen werden, der zunehmend nachlassenden Altpapierrohstoffqualität entgegenzuwirken.
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie eine Maschine mit den Merkmalen des Anspruchs 12 gelöst. Bevorzugte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sowie bevorzugte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Maschine ergeben sich aus den Unteransprüchen, der vorliegenden Beschreibung sowie der Zeichnung.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung einer in Querrichtung dehnbaren Faserstoffbahn, insbesondere einer in Querrichtung dehnbaren Papier- oder Kartonbahn zeichnet sich dadurch aus, dass die aus einer Vortrockenpartie der betreffenden Herstellungsmaschine kommende Faserstoffbahn mit einem beheizten, Wasserdampf undurchlässigen sowie glatten rotierenden Zylinder in Kontakt gebracht und zusammen mit einem Wasserdampf undurchlässigen umlaufenden elastischen Band über einen vorgegebenen oder vorgebbaren Umschlingungswinkel zwischen dem elastischen Band und dem beheizten Zylinder, das heißt der Zylinderoberfläche, liegend über den beheizten Zylinder geführt und durch das elastische Band gegen diesen gedrückt wird, das elastische Band vor Inkontaktbringen mit der Faserstoffbahn in Querrichtung mit einer variabel einstell- und/oder steuerbaren Vorspannung beaufschlagt und die in Querrichtung erzeugte Vorspannung des elastischen Bandes nach Bildung eines Dampfpolsters zwischen der Faserstoffbahn und dem beheizten Zylinder wieder abgebaut wird, so dass die Faserstoffbahn über das Dampfpolster auf dem beheizten Zylinder gleitend mit dem elastischen Band in Querrichtung schrumpft, insbesondere kontrolliert verstärkt schrumpft.
  • Mit einer solchen erfindungsgemäßen Ausgestaltung des Verfahrens sind die sich in Querrichtung ergebende Elastizität bzw. Querdehnungseigenschaft und die Arbeitsaufnahme der Faserstoffbahn in Querrichtung nunmehr gezielt steuer- oder einstellbar bzw. verbesserbar. Zudem wird die Möglichkeit geschaffen, der zunehmend nachlassenden Altpapier-Rohstoffqualität entgegenzuwirken. Die aus der Vortrockenpartie kommende Faserstoffbahn läuft auf das in Querrichtung vorgespannte elastische Band auf. Indem die Vorspannung des elastischen Bandes nach Bildung des Dampfpolsters zwischen der Faserstoffbahn und dem beheizten Zylinder wieder abgebaut wird, kann die Faserstoffbahn über das Dampfpolster auf dem beheizten Zylinder gleitend mit dem elastischen Band zur Erzeugung des Mikrokrepps in Querrichtung schrumpfen.
  • Als beheizter Zylinder wird bevorzugt ein Stahlzylinder, insbesondere ein chrombeschichteter Stahlzylinder verwendet. Mit einem solchen insbesondere chrombeschichteten Stahlzylinder ist sichergestellt, dass die Faserstoffbahn darauf nach Bildung des Dampfpolsters optimal gleiten kann.
  • Das elastische Band wird vorteilhafterweise durch wenigstens eine innerhalb dessen Schlaufe angeordnete variabel einstellbare Spannwalze in Querrichtung vorgespannt.
  • Mit der über die Spannwalze variabel einstellbaren Quer-Vorspannung ist der sich nach einem Abbau der Vorspannung ergebende Querschrumpf entsprechend steuer- bzw. einstellbar.
  • Zweckmäßigerweise wird dabei die in Querrichtung erzeugte Vorspannung des elastischen Bandes in Bahnlaufrichtung betrachtet zwischen einer innerhalb der Schlaufe des elastischen Bandes angeordneten variabel einstellbaren Spannwalze und einer innerhalb der Schlaufe des elastischen Bandes angeordneten Leitwalze wieder abgebaut.
  • Nachdem das über die Leitwalze laufende elastische Band im Bereich dieser Leitwalze einer minimalen oder keiner Vorspannung mehr ausgesetzt ist, kann deren Vorspannung zwischen der Spannwalze und dieser Leitwalze kontinuierlich wieder abnehmen.
  • Gemäß einer insbesondere für relativ niedrigere Maschinen- oder Bahnlaufgeschwindigkeiten, vorzugsweise für Maschinen- bzw. Bahnlaufgeschwindigkeiten < 1000 m/min bestimmten bevorzugten praktischen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das Dampfpolster zwischen der Faserstoffbahn und dem beheizten Zylinder in einem im in Bahnlaufrichtung betrachtet anfänglichen Bereich der von der Faserstoffbahn und dem elastischen Band umschlungenen Zone des beheizten Zylinders vorgesehenen Pressnip erzeugt, der zwischen dem beheizten Zylinder in einer innerhalb der Schlaufe des elastischen Bandes angeordneten Presswalze gebildet wird, die gleichzeitig als variabel einstellbare Spannwalze ausgeführt ist, durch die das elastische Band in Querrichtung vorgespannt wird.
  • Indem die zur Bildung eines Dampfpolsters zwischen der Faserstoffbahn und dem beheizten Zylinder vorgesehene anfängliche Presswalze gleichzeitig als variable einstellbare Spannwalze ausgeführt ist, kann dem elastischen Band die jeweils gewünschte Vorspannung in Querrichtung auferlegt werden.
  • Dabei ist insbesondere von Vorteil, wenn im in Bahnlaufrichtung betrachtet hinteren Bereich der von der Faserstoffbahn und dem elastischen Band umschlungenen Zone des beheizten Zylinders innerhalb der Schlaufe des elastischen Bandes eine das elastische Band und die Faserstoffbahn am beheizten Zylinder haltende Leitwalze vorgesehen wird, so dass die in Querrichtung erzeugte Vorspannung des elastischen Bandes bereits zwischen dem im in Bahnlaufrichtung betrachtet anfänglichen Bereich der von der Faserstoffbahn und dem elastischen Band umschlungenen Zone des beheizten Zylinders vorgesehenen Pressnip und der im in Bahnlaufrichtung betrachtet hinteren Bereich der von der Faserstoffbahn und dem elastischen Band umschlungenen Zone des beheizten Zylinders vorgesehenen Leitwalze zur Erzeugung des Quer-Schrumpfs der Faserstoffbahn wieder abgebaut wird.
  • Zweckmäßigerweise wird dabei das elastische Band über die im in Bahnlaufrichtung betrachtet hinteren Bereich der von der Faserstoffbahn und dem elastischen Band umschlungenen Zone des beheizten Zylinders vorgesehene Leitwalze wieder vom beheizten Zylinder abgenommen und die Faserstoffbahn wieder vom elastischen Band getrennt.
  • Gemäß einer insbesondere für relativ höhere Maschinen- oder Bahnlaufgeschwindigkeiten, vorzugsweise für Maschinen- bzw. Bahnlaufgeschwindigkeiten > 1000 m/min, bestimmten bevorzugten praktischen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Faserstoffbahn zusammen mit dem vorgespannten elastischen Band zur Ausbildung des Dampfpolsters zwischen der Faserstoffbahn und dem beheizten Zylinder bei vorgespannt gehaltenem elastischen Band zunächst entlang einer Konditionier- oder Aufwärmzone über den beheizten Zylinder geführt.
  • In diesem Fall wird das Dampfpolster also im Bereich der Konditionier- oder Aufwärmzone gebildet.
  • Dabei ist insbesondere von Vorteil, wenn das elastische Band der mit dem beheizten Zylinder in Kontakt gebrachten Faserstoffbahn über eine die Faserstoffbahn vorspannende variabel einstellbare Spannwalze zugeführt und am Ende der Konditionier- oder Aufwärmzone zur Erhöhung der Haftung der Faserstoffbahn am elastischen Band ein Pressnip vorgesehen wird, der zwischen dem beheizten Zylinder und einer innerhalb der Schlaufe des elastischen Bandes angeordneten Presswalze gebildet ist, die zur Aufrechterhaltung der Vorspannung des elastischen Bandes innerhalb der vorangehenden Konditionier- oder Aufwärmzone gleichzeitig wieder als variabel einstellbare Spannwalze ausgeführt ist, und die Faserstoffbahn im Anschluss an den am Ende der Konditionier- oder Aufwärmzone vorgesehenen Pressnip zusammen mit dem elastischen Band entlang einer Schrumpfzone weiter über den beheizten Zylinder geführt wird, entlang der die Vorspannung des elastischen Bandes zur Erzeugung des Quer-Schrumpfs der Faserstoffbahn wieder abgebaut wird.
  • Durch den am Ende der Konditionier- oder Aufwärmzone vorgesehenen Pressnip wird somit eine gute Haftung zwischen der Faserstoffbahn und dem vorgespannten elastischen Band hergestellt. Während die Faserstoffbahn nunmehr gesichert am elastischen Band haftet, gewährleistet das bestehende Dampfpolster weiter volle Beweglichkeit der Faserstoffbahn relativ zum beheizten Zylinder.
  • Dabei wird die Faserstoffbahn zusammen mit dem elastischen Band im Anschluss an die Schrumpfzone vorteilhafterweise einer Leitwalze zugeführt, über die die Faserstoffbahn und das elastische Band wieder vom beheizten Zylinder abgenommen und voneinander getrennt werden.
  • Das elastische Band kann durch eine jeweilige Leitwalze noch mit einer gegenüber der Vorspannung um einen definierten Betrag kleineren Grundspannung beaufschlagt werden.
  • Bevorzugt wird die in Querrichtung geschrumpfte Faserstoffbahn einer Nachtrockenpartie der Herstellungsmaschine zugeführt, wobei dort der Querschrumpf fixiert wird.
  • Die insbesondere zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignete erfindungsgemäße Maschine zur Herstellung einer in Querrichtung dehnbaren Faserstoffbahn, insbesondere einer in Querrichtung dehnbaren Papier- oder Kartonbahn, zeichnet sich dadurch aus, dass sie einen beheizten, Wasserdampf undurchlässigen sowie glatten rotierenden Zylinder und ein Wasserdampf undurchlässiges umlaufendes elastisches Band umfasst, wobei die Faserstoffbahn zusammen mit dem elastischen Band über einen vorgegebenen oder vorgebbaren Umschlingungswinkel zwischen dem elastischen Band und dem beheizten Zylinder liegend über den beheizten Zylinder geführt und durch das elastische Band gegen diesen gedrückt ist, das elastische Band vor Inkontaktbringen mit der Faserstoffbahn in Querrichtung mit einer variabel einstell- und/oder steuerbaren Vorspannung beaufschlagbar und die in Querrichtung erzeugte Vorspannung des elastischen Bandes nach Bildung eines Dampfpolsters zwischen der Faserstoffbahn und dem beheizten Zylinder wieder abbaubar ist, so dass die Faserstoffbahn über das Dampfpolster auf den beheizten Zylinder gleitend mit dem elastischen Band in Querrichtung schrumpft.
  • Bevorzugt ist dabei als beheizter Zylinder ein Stahlzylinder, insbesondere ein chrombeschichteter Stahlzylinder, vorgesehen.
  • Das elastische Band ist zweckmäßigerweise durch wenigstens eine innerhalb dessen Schlaufe angeordnete variabel einstellbare Spannwalze in Querrichtung vorspannbar.
  • Dabei ist insbesondere von Vorteil, wenn die in Querrichtung erzeugte Vorspannung des elastischen Bandes in Bahnlaufrichtung betrachtet zwischen einer innerhalb der Schlaufe des elastischen Bandes angeordneten variabel einstellbaren Spannwalze und einer innerhalb der Schlaufe des elastischen Bandes angeordneten Leitwalze wieder abbaubar ist.
  • Gemäß einer insbesondere für relativ niedrigere Maschinen- oder Bahnlaufgeschwindigkeiten, vorzugsweise für Maschinen- bzw. Bahnlaufgeschwindigkeiten < 1000 m/min, bestimmten bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Maschine ist das Dampfpolster zwischen der Faserstoffbahn und dem beheizten Zylinder in einem im in Bahnlaufrichtung betrachtet anfänglichen Bereich der von der Faserstoffbahn und dem elastischen Band umschlungenen Zone des beheizten Zylinders vorgesehenen Pressnip erzeugt, der zwischen dem beheizten Zylinder und einer innerhalb der Schlaufe des elastischen Bandes angeordneten Presswalze gebildet ist, die gleichzeitig als variabel einstellbare Spannwalze ausgeführt ist, durch die das elastische Band in Querrichtung vorspannbar ist.
  • Bevorzugt ist dabei im in Bahnlaufrichtung betrachtet hinteren Bereich der von der Faserstoffbahn und dem elastischen Band umschlungenen Zone des beheizten Zylinders innerhalb der Schlaufe des elastischen Bandes eine das elastische Band und die Faserstoffbahn am beheizten Zylinder haltende Leitwalze vorgesehen, so dass die in Querrichtung erzeugte Vorspannung des elastischen Bandes bereits zwischen dem im in Bahnlaufrichtung betrachtet anfänglichen Bereich der von der Faserstoffbahn und dem elastischen Band umschlungenen Zone des beheizten Zylinders vorgesehenen Pressnip und der im in Bahnlaufrichtung betrachtet hinteren Bereich der von der Faserstoffbahn und dem elastischen Band umschlungenen Zone des beheizten Zylinders vorgesehenen Leitwalze zur Erzeugung des Quer-Schrumpfs der Faserstoffbahn wieder abgebaut wird.
  • Das elastische Band wird vorteilhafterweise über die im in Bahnlaufrichtung betrachtet hinteren Bereich der von der Faserstoffbahn und dem elastischen Band umschlungenen Zone des beheizten Zylinders vorgesehene Leitwalze wieder vom beheizten Zylinder abgenommen und wieder vom elastischen Band getrennt.
  • Gemäß einer insbesondere für relativ höhere Maschinen- oder Bahnlaufgeschwindigkeiten, vorzugsweise für Maschinen- bzw. Bahnlaufgeschwindigkeiten > 1000 m/min, bestimmten bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Maschine ist die Faserstoffbahn zusammen mit dem vorgespannten elastischen Band zur Ausbildung des Dampfpolsters zwischen der Faserstoffbahn und dem beheizten Zylinder bei vorgespannt gehaltenem elastischen Band zunächst entlang einer Konditionier- oder Aufwärmzone über den beheizten Zylinder geführt.
  • Dabei ist insbesondere von Vorteil, wenn das elastische Band der mit dem beheizten Zylinder in Kontakt gebrachten Faserstoffbahn über eine die Faserstoffbahn vorspannende variabel einstellbare Spannwalze zuführbar und am Ende der Konditionier- oder Aufwärmzone zur Erhöhung der Haftung der Faserstoffbahn am elastischen Band ein Pressnip vorgesehen ist, der zwischen dem beheizten Zylinder und einer innerhalb der Schlaufe des elastischen Bandes angeordneten Presswalze gebildet ist, die zur Aufrechterhaltung der Vorspannung des elastischen Bandes innerhalb der vorangehenden Konditionier- oder Aufwärmzone gleichzeitig wieder als variabel einstellbare Spannwalze ausgeführt ist, und die Faserstoffbahn im Anschluss an den am Ende der Konditionier- oder Aufwärmzone vorgesehenen Pressnip zusammen mit dem elastischen Band entlang einer Schrumpfzone weiter über den beheizten Zylinder geführt ist, entlang der die Vorspannung des elastischen Bandes zur Erzeugung des Quer-Schrumpfs der Faserstoffbahn wieder abbaubar ist.
  • Zweckmäßigerweise ist dabei die Faserstoffbahn zusammen mit dem elastischen Band im Anschluss an die Schrumpfzone einer Leitwalze zugeführt, über die die Faserstoffbahn und das elastische Band wieder vom beheizten Zylinder abgenommen und voneinander getrennt werden.
  • Das elastische Band kann durch eine jeweilige Leitwalze noch mit einer gegenüber der Vorspannung um einen definierten Betrag kleineren Grundspannung beaufschlagt sein.
  • Vorteilhafterweise ist die Vorspannung des elastischen Bandes über seitlich am Walzenkörper einer jeweiligen Spannwalze vorgesehene, in Maschinen-Querrichtung relativ zum Walzenkörper variabel einstellbare Spannköpfe einstellbar.
  • Gemäß einer bevorzugten praktischen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Maschine ist das elastische Band zur gezielten Beeinflussung der Querdehnung der Faserstoffbahn symmetrisch zu seiner zur Maschinenlaufrichtung parallelen Mittellängsachse mit sich zumindest im Wesentlichen in Querrichtung erstreckenden Verstärkungsfäden mit entsprechend angepassten Elastizitätsmodulen oder mit einem insbesondere hinsichtlich seiner Fadendichte entsprechend angepassten Fadengelege versehen.
  • Dabei ist insbesondere auch von Vorteil, wenn die Elastizitätsmodule der sich in Querrichtung erstreckenden Verstärkungsfäden bzw. das Fadengelege des elastischen Bandes zur Kompensation der bei der Trocknung der Faserstoffbahn normalerweise in Querrichtung auftretenden wannenförmigen Schrumpfkurve entsprechend angepasst sind bzw. ist.
  • Zudem kann das elastische Band auch mit sich zumindest im Wesentlichen in Maschinenlaufrichtung erstreckenden Verstärkungsfäden versehen sein.
  • Zweckmäßigerweise besteht das elastische Band zumindest im Wesentlichen aus Gummi.
  • Das elastische Band besitzt bevorzugt eine Härte im Bereich von 55 +/- 10 Shore (107 P&J).
  • Von Vorteil ist zudem, wenn das elastische Band eine Dichte im Bereich von etwa 1,2 kg/dm3 bis etwa 1,5 kg/dm3 besitzt.
  • Vorteilhafterweise besitzt das elastische Band eine Dicke im Bereich von etwa 20 mm bis etwa 30 mm, wobei es bevorzugt eine Dicke von etwa 25 mm besitzt.
  • Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Maschine zeichnen sich dadurch aus, dass
    • der Trockengehalt der dem beheizten Zylinder zugeführten Faserstoffbahn im Bereich von etwa 50% bis etwa 65% liegt, und/oder
    • der beheizbare Zylinder einen Durchmesser im Bereich von etwa 900 mm bis etwa 1500 mm besitzt, und/oder
    • die Oberflächentemperatur des beheizten Zylinders >110° ist und insbesondere in einem Bereich zwischen 110° und etwa 125° liegt, und/oder
    • sich die Konditionier- oder Aufwärmzone über etwa 30° erstreckt und/oder
    • sich die Schrumpfzone über etwa 20° erstreckt, und/oder
    • die mittlere Linienkraft im in Bahnlaufrichtung betrachtet anfänglichen Bereich der von der Faserstoffbahn und dem elastischen Band umschlungenen Zone des beheizten Zylinders vorgesehenen Pressnip maximal 50 kN/m beträgt, und/oder
    • die Verweilzeit der Faserstoffbahn im in Bahnlaufrichtung betrachtet anfänglichen Bereich der von der Faserstoffbahn und dem elastischen Band umschlungenen Zone des beheizten Zylinders vorgesehenen Pressnip etwa 0,1 sec beträgt, und/oder
    • die mittlere Linienkraft im am Ende der Konditionier- oder Aufwärmzone vorgesehenen Pressnip maximal 50 kN/m beträgt.
  • Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert; in dieser zeigen:
    • Fig. 1
    eine schematische Darstellung einer insbesondere für relativ niedrigere Maschinen- oder Bahnlaufgeschwindigkeiten, vorzugsweise für Maschinen- bzw. Bahnlaufgeschwindigkeiten < 1000 m/sec geeigneten beispielhaften Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Maschine,
    Fig. 2
    eine schematische Darstellung einer insbesondere für relativ höhere Maschinen- oder Bahnlaufgeschwindigkeiten, vorzugsweise für Maschinen- bzw. Bahnlaufgeschwindigkeiten > 1000 m/sec geeigneten weiteren beispielhaften Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Maschine,
    Fig. 3
    eine schematische Teildarstellung einer beispielhaften Spannwalze der erfindungsgemäßen Maschine im Querschnitt,
    Fig. 4
    eine schematische Teildarstellung einer beispielhaften Leitwalze der erfindungsgemäßen Maschine im Querschnitt,
    Fig. 5
    eine schematische Teildarstellung einer beispielhaften Ausführung des elastischen Bandes einer erfindungsgemäßen Maschine mit sich in Querrichtung erstreckenden Verstärkungsfäden und sich in Längsrichtung erstreckenden Verstärkungsfäden,
    Fig. 6
    einen beispielhaften Verlauf der Elastizitätsmodule der symmetrisch zur Mittenlängsachse des Bandes gemäß Fig. 5 vorgesehenen, sich jeweils in Querrichtung erstreckenden Verstärkungsfäden,
    Fig. 7
    eine schematische Teildarstellung einer beispielhaften Ausführung des elastischen Bandes einer erfindungsgemäßen Maschine mit einem Fadengelege,
    Fig. 8
    mit der durchgehenden Linie den schematischen Verlauf der sich in Querrichtung üblicherweise ergebenden wannenartigen Schrumpfkurve der Faserstoffbahn und mit der gestrichelten Linien einen beispielhaften schematischen Verlauf des sich in Querrichtung ergebenden Spannungs- oder Dehnungsverhaltens eines elastischen Bandes gemäß den Fig. 5 oder 7, und
    Fig. 9
    eine schematische Darstellung einer sich in Querrichtung mit einem elastischen Band gemäß den Fig. 5 oder 7 ergebenden Schrumpfkurve oder Dehnungsverhalten der fertig getrockneten Faserstoff- bzw. Papier- oder Kartonbahn.
  • Die Fig. 1 und 2 zeigen jeweils eine beispielhafte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Maschine 10 zur Herstellung einer in Querrichtung dehnbaren Faserstoffbahn 12, bei der es sich insbesondere um eine in Querrichtung dehnbare Papier- oder Kartonbahn handeln kann.
  • Die Maschinen 10 umfassen jeweils einen beheizten, Wasserdampf undurchlässigen sowie glatten rotierenden Zylinder 14 sowie ein Wasserdampf undurchlässiges umlaufendes elastisches Band 16.
  • Dabei ist die Faserstoffbahn 12 jeweils zusammen mit dem elastischen Band 16 über einen vorgegebenen oder vorgebbaren Umschlingungswinkel zwischen dem elastischen Band 16 und dem beheizten Zylinder 14 liegend über den beheizten Zylinder 14 geführt und durch das elastische Band 16 gegen diesen gedrückt.
  • Das elastische Band 16 ist vor Inkontaktbringen mit der Faserstoffbahn 12 jeweils in Querrichtung mit einer variabel einstell- und/oder steuerbaren Vorspannung beaufschlagbar. Die in Querrichtung erzeugte Vorspannung des elastischen Bandes 16 ist nach Bildung eines Dampfpolsters zwischen der Faserstoffbahn 12 und dem beheizten Zylinder 14 jeweils wieder abbaubar, so dass die Faserstoffbahn 12 über das Dampfpolster auf dem beheizten Zylinder 14 gleitend mit dem elastischen Band in Querrichtung schrumpft.
  • Bei der in Fig. 1 dargestellten, insbesondere für relativ niedrigere Maschinen- oder Bahnlaufgeschwindigkeiten, vorzugsweise für Maschinen- bzw. Bahnlaufgeschwindigkeiten < 1000 m/min bestimmten Maschine 10 wird das Dampfpolster zwischen der Faserstoffbahn 12 und dem beheizten Zylinder 14 in einem im in Bahnlaufrichtung I betrachtet anfänglichen Bereich der von der Faserstoffbahn 12 und dem elastischen Band 16 umschlungenen Zone des beheizten Zylinders 14 vorgesehenen Pressnip 18 erzeugt, der zwischen dem beheizten Zylinder 14 und einer innerhalb der Schlaufe des elastischen Bandes 16 angeordneten Presswalze 20 gebildet ist, die gleichzeitig als variabel einstellbare Spannwalze ausgeführt ist, durch die das elastische Band 16 in Querrichtung vorspannbar ist.
  • Im in Bahnlaufrichtung I betrachtet hinteren Bereich der von der Faserstoffbahn 12 und dem elastischen Band 16 umschlungenen Zone des beheizten Zylinders 14 ist innerhalb der Schlaufe des elastischen Bandes 16 eine das elastische Band 16 und die Faserstoffbahn 12 am beheizten Zylinder 14 haltende Leitwalze 22 vorgesehen, so dass die in Querrichtung erzeugte Vorspannung des elastischen Bandes 16 bereits zwischen dem im in Bahnlaufrichtung I betrachtet anfänglichen Bereich der von der Faserstoffbahn 12 und dem elastischen Band 16 umschlungenen Zone des beheizten Zylinders 14 vorgesehenen Pressnip 18 und der im in Bahnlaufrichtung I betrachtet hinteren Bereich der von der Faserstoffbahn 12 und dem elastischen Band 16 umschlungenen Zone des beheizten Zylinders 14 vorgesehenen Leitwalze 22 zur Erzeugung des Quer-Schrumpfs der Faserstoffbahn 12 wieder abgebaut wird.
  • Das elastische Band 16 wird über die im in Bahnlaufrichtung I betrachtet hinteren Bereich der von der Faserstoffbahn 12 und dem elastischen Band 16 umschlungenen Zone des beheizten Zylinders 14 vorgesehene Leitwalze 22 wieder vom beheizten Zylinder 14 abgenommen und wieder vom elastischen Band 16 getrennt.
  • Dagegen ist bei der insbesondere für relativ höhere Maschinen- oder Bahnlaufgeschwindigkeiten, vorzugsweise für Maschinen- bzw. Bahnlaufgeschwindigkeiten > 1000 m/min bestimmten Maschine 10 gemäß Fig. 2 die Faserstoffbahn 12 zusammen mit dem vorgespannten elastischen Band 16 zur Ausbildung des Dampfpolsters zwischen der Faserstoffbahn 12 und dem beheizten Zylinder 14 bei vorgespannt gehaltenem elastischem Band 16 zunächst entlang einer Konditionier- oder Aufwärmzone α über den beheizten Zylinder 14 geführt.
  • Dabei ist das elastische Band 16 der mit dem beheizten Zylinder 14 in Kontakt gebrachten Faserstoffbahn 12 über eine die Faserstoffbahn 12 vorspannende variabel einstellbare Spannwalze 24 zugeführt. Am Ende der Konditionier- oder Aufwärmzone α ist zur Erhöhung der Haftung der Faserstoffbahn 12 am elastischen Band 16 ein Pressnip 26 vorgesehen, der zwischen dem beheizten Zylinder 14 und einer innerhalb der Schlaufe des elastischen Bandes 16 angeordneten Presswalze 28 gebildet ist, die zur Aufrechterhaltung der Vorspannung des elastischen Bandes 16 innerhalb der vorangehenden Konditionier- oder Aufwärmzone α gleichzeitig wieder als variabel einstellbare Spannwalze ausgeführt ist. Die Faserstoffbahn 12 ist im Anschluss an den am Ende der Konditionier- oder Aufwärmzone α vorgesehenen Pressnip 26 zusammen mit dem elastischen Band 16 entlang einer Schrumpfzone β weiter über den beheizten Zylinder 14 geführt, entlang der die Vorspannung des elastischen Bandes 16 zur Erzeugung des Quer-Schrumpfs der Faserstoffbahn 12 wieder abbaubar ist.
  • Im Anschluss an die Schrumpfzone β ist die Faserstoffbahn 12 zusammen mit dem elastischen Band 16 einer Leitwalze 30 zugeführt, über die die Faserstoffbahn 12 und das elastische Band 16 wieder vom beheizten Zylinder 14 abgenommen und voneinander getrennt werden.
  • Bei den beiden beispielhaften Ausführungsformen gemäß den Fig. 1 und 2 kann das elastische Band 16 durch eine jeweilige Leitwalze 22, 30 noch mit einer gegenüber der Vorspannung um einen definierten Betrag kleineren Grundspannung beaufschlagt sein.
  • Fig. 3 zeigt in schematischer Teildarstellung eine beispielhafte Ausführungsform einer Spannwalze A, wie sie beispielsweise für die gleichzeitig als Presswalze ausgeführte Walze 20 gemäß Fig. 1, die Spannwalze 24 sowie die ebenfalls wieder gleichzeitig als Spannwalze ausgeführte Presswalze 28 gemäß Fig. 2 möglich ist.
  • Wie anhand der Fig. 3 zu erkennen, ist bei einer solchen Spannwalze A die Vorspannung des elastischen Bandes 16 über seitlich am Walzenkörper 32 vorgesehene, in Maschinen-Querrichtung relativ zum Walzenkörper 32 variabel einstellbare Spannköpfe 34 einstellbar.
  • Dagegen zeigt Fig. 4 in schematischer Teildarstellung eine beispielhafte Ausführungsform einer Leitwalze B, wie sie beispielsweise für die Leitwalze 22 gemäß Fig. 1 und die Leitwalze 30 gemäß Fig. 2 denkbar ist. Wie anhand dieser Fig. 4 zu erkennen ist, kann auch bei einer solchen Leitwalze B das elastische Band 16 noch mit einer gegenüber der Vorspannung um einen definierten Betrag ΔL kleineren Grundspannung beaufschlagt sein.
  • In den beiden Fig. 3 und 4 ist zudem auch die jeweilige Lagerung 36 der jeweiligen Walze A bzw. B zu erkennen.
  • Fig. 5 zeigt in schematischer Teildarstellung eine beispielhafte Ausführungsform des elastischen Bandes 16 einer erfindungsgemäßen Maschine mit sich in Querrichtung CD erstreckenden Verstärkungsfäden 38 und sich in Längsrichtung MD erstreckenden Verstärkungsfäden 40. Die sich in Querrichtung CD erstreckenden, symmetrisch zur Mittellängsachse L angeordneten Verstärkungsfäden 38 sind zur gezielten Beeinflussung der Querdehnung der Faserstoffbahn 12 mit entsprechend angepassten Elastizitätsmodulen E versehen. Dabei können die Elastizitätsmodule E der sich in Querrichtung CD erstreckenden Verstärkungsfäden 38 des elastischen Bandes 16 insbesondere zur Kompensation der bei der Trocknung der Faserstoffbahn 12 normalerweise in Querrichtung auftretenden wannenförmigen Schrumpfkurve 42 (vgl. die durchgehende Linie in Fig. 8) entsprechend angepasst sein.
  • Ein beispielhafter Verlauf der Elastizitätsmodule E der symmetrisch zur Mittenlängsachse L des elastischen Bandes 16 gemäß Fig. 5 vorgesehenen, sich jeweils in Querrichtung erstreckenden Verstärkungsfäden ist in Fig. 6 wiedergegeben.
  • Fig. 7 zeigt in schematischer Teildarstellung eine beispielhafte Ausführungsform des elastischen Bandes 16 einer erfindungsgemäßen Maschine 10 mit einem Fadengelege 44, bei dem die gewünschte Profilierung zur gezielten Beeinflussung der Querdehnung der Faserstoffbahn über eine variable Fadendichte erzielbar ist. So ist im linken Teil dieser Fig. 7 die Fadendichte beispielsweise hoch, in der Mitte liegt sich im mittleren Bereich, und im rechten Teil der Fig. 7 ist die Fadendichte relativ gering. Auch ein solches Fadengelege 44 kann wieder zur Kompensation der bei der Trocknung der Faserstoffbahn 12 normalerweise in Querrichtung auftretenden wannenförmigen Schrumpfkurve 42 entsprechend angepasst sein, was im vorliegenden Fall insbesondere über eine variable Fadendichte möglich ist.
  • Wie bereits erwähnt, zeigt Fig. 8 mit der durchgehenden Linie den schematischen Verlauf der sich in Querrichtung CD üblicherweise ergebenden wannenförmigen Schrumpfkurve 42 der Faserstoffbahn 12. Dagegen ist in dieser Fig. 8 mit der gestrichelten Linie ein beispielhafter schematischer Verlauf des sich in Querrichtung CD ergebenden Spannungs- oder Dehnungsverhaltens eines elastischen Bandes gemäß den Fig. 5 und 7 wiedergegeben. Dargestellt ist insbesondere der Verlauf der Querdehnung ε einer auf herkömmliche Weise getrockneten Faserstoffbahn 12 (vgl. die durchgezogene Linie 42) und der Verlauf der Querdehnung ε eines elastischen Bandes 16 gemäß den Fig. 5 und 7 (gestrichelte Linie 46).
  • Fig. 9 zeigt eine mit einem elastischen Band 16 gemäß den Fig. 5 und 7 erzielbare ausgeglichene Schrumpfkurve 48 bzw. Dehnungsverhalten der fertig getrockneten Faserstoff- bzw. Papier- oder Kartonbahn 12. Die bisher übliche Wannenbildung wird dabei vermieden.
    • Bezugszeichenliste
    • 10
    Maschine
    12
    Faserstoffbahn
    14
    beheizter Zylinder
    16
    elastisches Band
    18
    Pressnip
    20
    Presswalze
    22
    Leitwalze
    24
    Spannwalze
    26
    Pressnip
    28
    Presswalze
    30
    Leitwalze
    32
    Walzenkörper
    34
    Spannkopf
    36
    Lagerung
    38
    in Querrichtung verlaufender Verstärkungsfaden
    40
    in Längsrichtung verlaufender Verstärkungsfaden
    42
    Schrumpfkurve
    44
    Fadengelege
    46
    CD-Dehnung des elastischen Bandes
    48
    Schrumpfkurve
    I
    Bahnlaufrichtung
    A
    Spannwalze
    B
    Leitwalze
    CD
    Querrichtung
    E
    Elastizitätsmodul
    MD
    Längsrichtung
    L
    Mittenlängsachse
    Δ
    Differenzspannung
    α
    Konditionier- oder Aufwärmzone
    β
    Schrumpfzone
    ε
    Querdehnung

Claims (16)

  1. Verfahren zur Herstellung einer in Querrichtung dehnbaren Faserstoffbahn (12), insbesondere einer in Querrichtung dehnbaren Papier- oder Kartonbahn, bei dem die aus einer Vortrockenpartie der betreffenden Herstellungsmaschine (10) kommende Faserstoffbahn (12) mit einem beheizten, Wasserdampf undurchlässigen sowie glatten rotierenden Zylinder (14) in Kontakt gebracht und zusammen mit einem Wasserdampf undurchlässigen umlaufenden elastischen Band (16) über einen vorgegebenen oder vorgebbaren Umschlingungswinkel zwischen dem elastischen Band (16) und dem beheizten Zylinder (14) liegend über den beheizten Zylinder (14) geführt und durch das elastische Band (16) gegen diesen gedrückt wird, dadurch gekennzeichnet, dass das elastische Band (16) vor Inkontaktbringen mit der Faserstoffbahn (12) in Querrichtung mit einer variabel einstell- und/oder steuerbaren Vorspannung beaufschlagt und die in Querrichtung erzeugte Vorspannung des elastischen Bandes (16) nach Bildung eines Dampfpolsters zwischen der Faserstoffbahn (12) und dem beheizten Zylinder (14) wieder abgebaut wird, so dass die Faserstoffbahn (12) über das Dampfpolster auf dem beheizten Zylinder (14) gleitend mit dem elastischen Band (16) in Querrichtung schrumpft.
  2. Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass als beheizter Zylinder (14) ein Stahlzylinder, insbesondere ein chrombeschichteter Stahlzylinder, verwendet wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das elastische Band (16) durch wenigstens eine innerhalb dessen Schlaufe angeordnete variabel einstellbare Spannwalze (A, 20, 24, 28) in Querrichtung vorgespannt wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 3,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die in Querrichtung erzeugte Vorspannung des elastischen Bandes (16) in Bahnlaufrichtung (I) betrachtet zwischen einer innerhalb der Schlaufe des elastischen Bandes (16) angeordneten variabel einstellbaren Spannwalze (A, 20, 28) und einer innerhalb der Schlaufe des elastischen Bandes (16) angeordneten Leitwalze (B, 22, 30) wieder abgebaut wird.
  5. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass insbesondere für relativ niedrigere Maschinen- oder Bahnlaufgeschwindigkeiten, vorzugsweise für Maschinen- bzw. Bahnlaufgeschwindigkeiten < 1000 m/min, das Dampfpolster zwischen der Faserstoffbahn (12) und dem beheizten Zylinder (14) in einem im in Bahnlaufrichtung (I) betrachtet anfänglichen Bereich der von der Faserstoffbahn (12) und dem elastischen Band (16) umschlungenen Zone des beheizten Zylinders (14) vorgesehenen Pressnip (18) erzeugt wird, der zwischen dem beheizten Zylinder (14) und einer innerhalb der Schlaufe des elastischen Bandes (16) angeordneten Presswalze (20) gebildet wird, die gleichzeitig als variabel einstellbare Spannwalze ausgeführt ist, durch die das elastische Band (16) in Querrichtung vorgespannt wird.
  6. Verfahren nach Anspruch 5,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass im in Bahnlaufrichtung (I) betrachtet hinteren Bereich der von der Faserstoffbahn (12) und dem elastischen Band (16) umschlungenen Zone des beheizten Zylinders (14) innerhalb der Schlaufe des elastischen Bandes (16) eine das elastische Band (16) und die Faserstoffbahn (12) am beheizten Zylinder (14) haltende Leitwalze (B, 22) vorgesehen wird, so dass die in Querrichtung erzeugte Vorspannung des elastischen Bandes (16) bereits zwischen dem im in Bahnlaufrichtung (I) betrachtet anfänglichen Bereich der von der Faserstoffbahn (12) und dem elastischen Band (16) umschlungenen Zone des beheizten Zylinders (14) vorgesehenen Pressnip (18) und der im in Bahnlaufrichtung (I) betrachtet hinteren Bereich der von der Faserstoffbahn (12) und dem elastischen Band (16) umschlungenen Zone des beheizten Zylinders (14) vorgesehenen Leitwalze (B, 22) zur Erzeugung des Quer-Schrumpfs der Faserstoffbahn (12) wieder abgebaut wird.
  7. Verfahren nach Anspruch 6,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das elastische Band (16) über die im in Bahnlaufrichtung (I) betrachtet hinteren Bereich der von der Faserstoffbahn und dem elastischen Band (16) umschlungenen Zone des beheizten Zylinders (14) vorgesehene Leitwalze (B, 22) wieder vom beheizten Zylinder (14) abgenommen und die Faserstoffbahn (12) wieder vom elastischen Band (16) getrennt wird.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass insbesondere für relativ höhere Maschinen- oder Bahnlaufgeschwindigkeiten, vorzugsweise für Maschinen- bzw. Bahnlaufgeschwindigkeiten > 1000 m/min, die Faserstoffbahn (12) zusammen mit dem vorgespannten elastischen Band (16) zur Ausbildung des Dampfpolsters zwischen der Faserstoffbahn (12) und dem beheizten Zylinder (14) bei vorgespannt gehaltenem elastischen Band (16) zunächst entlang einer Konditionier- oder Aufwärmzone (α) über den beheizten Zylinder (14) geführt wird.
  9. Verfahren nach Anspruch 8,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das elastische Band (16) der mit dem beheizten Zylinder (14) in Kontakt gebrachten Faserstoffbahn (12) über eine die Faserstoffbahn (12) vorspannende variabel einstellbare Spannwalze (A, 24) zugeführt und am Ende der Konditionier- oder Aufwärmzone (α) zur Erhöhung der Haftung der Faserstoffbahn (12) am elastischen Band (16) ein Pressnip (26) vorgesehen wird, der zwischen dem beheizten Zylinder (14) und einer innerhalb der Schlaufe des elastischen Bandes (16) angeordneten Presswalze (28) gebildet ist, die zur Aufrechterhaltung der Vorspannung des elastischen Bandes (16) innerhalb der vorangehenden Konditionier- oder Aufwärmzone (α) gleichzeitig wieder als variabel einstellbare Spannwalze (A) ausgeführt ist, und die Faserstoffbahn (12) im Anschluss an den am Ende der Konditionier- oder Aufwärmzone (α) vorgesehenen Pressnip (26) zusammen mit dem elastischen Band (16) entlang einer Schrumpfzone (β) weiter über den beheizten Zylinder (14) geführt wird, entlang der die Vorspannung des elastischen Bandes (16) zur Erzeugung des Quer-Schrumpfs der Faserstoffbahn (12) wieder abgebaut wird.
  10. Verfahren nach Anspruch 9,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Faserstoffbahn (12) zusammen mit dem elastischen Band (16) im Anschluss an die Schrumpfzone (β) einer Leitwalze (B, 30) zugeführt wird, über die die Faserstoffbahn (12) und das elastische Band (16) wieder vom beheizten Zylinder (14) abgenommen und voneinander getrennt werden.
  11. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das elastische Band (16) durch eine jeweilige Leitwalze (B, 22, 30) noch mit einer gegenüber der Vorspannung um einen definierten Betrag (ΔI) kleineren Grundspannung beaufschlagt wird.
  12. Maschine (10) zur Herstellung einer in Querrichtung dehnbaren Faserstoffbahn (12), insbesondere einer in Querrichtung dehnbaren Papier- oder Kartonbahn, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorstehenden Ansprüche, mit einem beheizten, Wasserdampf undurchlässigen sowie glatten rotierenden Zylinder (14) und einem Wasserdampf undurchlässigen umlaufenden elastischen Band (16), wobei die Faserstoffbahn (12) zusammen mit dem elastischen Band (16) über einen vorgegebenen oder vorgebbaren Umschlingungswinkel zwischen dem elastischen Band (16) und dem beheizten Zylinder (14) liegend über den beheizten Zylinder (14) geführt und durch das elastische Band (16) gegen diesen gedrückt ist, dadurch gekennzeichnet, dass das elastische Band (16) vor Inkontaktbringen mit der Faserstoffbahn (12) in Querrichtung mit einer variabel einstell- und/oder steuerbaren Vorspannung beaufschlagbar und die in Querrichtung erzeugte Vorspannung des elastischen Bandes (16) nach Bildung eines Dampfpolsters zwischen der Faserstoffbahn (12) und dem beheizten Zylinder (14) wieder abbaubar ist, so dass die Faserstoffbahn (12) über das Dampfpolster auf dem beheizten Zylinder (14) gleitend mit dem elastischen Band (16) in Querrichtung schrumpft.
  13. Maschine nach Anspruch 12,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass insbesondere für relativ niedrigere Maschinen- oder Bahnlaufgeschwindigkeiten, vorzugsweise für Maschinen- bzw. Bahnlaufgeschwindigkeiten < 1000 m/min, das Dampfpolster zwischen der Faserstoffbahn (12) und dem beheizten Zylinder (14) in einem im in Bahnlaufrichtung (I) betrachtet anfänglichen Bereich der von der Faserstoffbahn (12) und dem elastischen Band (16) umschlungenen Zone des beheizten Zylinders (14) vorgesehenen Pressnip (18) erzeugt ist, der zwischen dem beheizten Zylinder (14) und einer innerhalb der Schlaufe des elastischen Bandes (16) angeordneten Presswalze (20) gebildet ist, die gleichzeitig als variabel einstellbare Spannwalze (A) ausgeführt ist, durch die das elastische Band (16) in Querrichtung vorspannbar ist.
  14. Maschine nach Anspruch 12 oder 13,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass insbesondere für relativ höhere Maschinen- oder Bahnlaufgeschwindigkeiten, vorzugsweise für Maschinen- bzw. Bahnlaufgeschwindigkeiten > 1000 m/min, die Faserstoffbahn (12) zusammen mit dem vorgespannten elastischen Band (16) zur Ausbildung des Dampfpolsters zwischen der Faserstoffbahn (12) und dem beheizten Zylinder (14) bei vorgespannt gehaltenem elastischen Band (16) zunächst entlang einer Konditionier- oder Aufwärmzone (α) über den beheizten Zylinder (14) geführt ist und/oder dass das elastische Band (16) der mit dem beheizten Zylinder (14) in Kontakt gebrachten Faserstoffbahn (12) über eine die Faserstoffbahn (12) vorspannende variabel einstellbare Spannwalze (A, 24) zuführbar und am Ende der Konditionier- oder Aufwärmzone (α) zur Erhöhung der Haftung der Faserstoffbahn (12) am elastischen Band (16) ein Pressnip (26) vorgesehen ist, der zwischen dem beheizten Zylinder (14) und einer innerhalb der Schlaufe des elastischen Bandes (16) angeordneten Presswalze (28) gebildet ist, die zur Aufrechterhaltung der Vorspannung des elastischen Bandes (16) innerhalb der vorangehenden Konditionier- oder Aufwärmzone (α) gleichzeitig wieder als variabel einstellbare Spannwalze (A) ausgeführt ist, und die Faserstoffbahn (12) im Anschluss an den am Ende der Konditionier- oder Aufwärmzone (α) vorgesehenen Pressnip (26) zusammen mit dem elastischen Band (16) entlang einer Schrumpfzone (β) weiter über den beheizten Zylinder (14) geführt ist, entlang der die Vorspannung des elastischen Bandes (16) zur Erzeugung des Quer-Schrumpfs der Faserstoffbahn (12) wieder abbaubar ist.
  15. Maschine nach einem der vorstehenden Ansprüche 12 bis 14,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das elastisches Band (16) zur gezielten Beeinflussung der Querdehnung der Faserstoffbahn (12) symmetrisch zu seiner zur Maschinenlaufrichtung (MD) parallelen Mittenlängsachse (L) mit sich zumindest im Wesentlichen in Querrichtung (CD) erstreckenden Verstärkungsfäden (38) mit entsprechend angepassten Elastizitätsmodulen (E) oder mit einem insbesondere hinsichtlich seiner Fadendichte entsprechend angepassten Fadengelege (44) versehen ist.
  16. Maschine nach einem der vorstehenden Ansprüche 12 bis 15,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass
    - der Trockengehalt der dem beheizten Zylinder (14) zugeführten Faserstoffbahn (12) im Bereich von etwa 50% bis etwa 65% liegt, und/oder
    - der beheizbare Zylinder (14) einen Durchmessesser im Bereich von etwa 900 mm bis etwa 1500 mm besitzt, und/oder
    - die Oberflächentemperatur des beheizten Zylinders (14) > 110° ist und insbesondere in einem Bereich zwischen 110° und etwa 125° liegt, und/oder
    - sich die Konditionier- oder Aufwärmzone (α) über etwa 30° erstreckt, und/oder
    - sich die Schrumpfzone (β) über etwa 20° erstreckt, und/oder
    - die mittlere Linienkraft im in Bahnlaufrichtung (I) betrachtet anfänglichen Bereich der von der Faserstoffbahn (12) und dem elastischen Band (16) umschlungenen Zone des beheizten Zylinders (14) vorgesehenen Pressnip (18) maximal 50 kN/m beträgt, und/oder
    - die Verweilzeit der Faserstoffbahn (12) im in Bahnlaufrichtung (I) betrachtet anfänglichen Bereich der von der Faserstoffbahn (12) und dem elastischen Band (16) umschlungenen Zone des beheizten Zylinders (14) vorgesehenen Pressnip (18) etwa 0,1 sec beträgt, und/oder
    - die mittlere Linienkraft im am Ende der Konditionier- oder Aufwärmzone (α) vorgesehenen Pressnip (26) maximal 50 kN/m beträgt.
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