WO2004106827A2 - Trockeneinrichtung mit einem zylinder, vorrichtung mit einer vielzahl an trockenzylindern und verfahren zum trocknen einer materialbahn - Google Patents

Trockeneinrichtung mit einem zylinder, vorrichtung mit einer vielzahl an trockenzylindern und verfahren zum trocknen einer materialbahn Download PDF

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    • F26B13/00Machines and apparatus for drying fabrics, fibres, yarns, or other materials in long lengths, with progressive movement
    • F26B13/10Arrangements for feeding, heating or supporting materials; Controlling movement, tension or position of materials
    • F26B13/14Rollers, drums, cylinders; Arrangement of drives, supports, bearings, cleaning
    • F26B13/18Rollers, drums, cylinders; Arrangement of drives, supports, bearings, cleaning heated or cooled, e.g. from inside, the material being dried on the outside surface by conduction
    • F26B13/183Arrangements for heating, cooling, condensate removal
    • F26B13/186Arrangements for heating, cooling, condensate removal using combustion
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26DRYING
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    • F26B13/00Machines and apparatus for drying fabrics, fibres, yarns, or other materials in long lengths, with progressive movement
    • F26B13/10Arrangements for feeding, heating or supporting materials; Controlling movement, tension or position of materials
    • F26B13/14Rollers, drums, cylinders; Arrangement of drives, supports, bearings, cleaning
    • F26B13/16Rollers, drums, cylinders; Arrangement of drives, supports, bearings, cleaning perforated in combination with hot air blowing or suction devices, e.g. sieve drum dryers

Definitions

  • Drying device with a cylinder, device with a plurality of drying cylinders and method for drying a material web
  • the invention relates on the one hand to a drying device with a cylinder, which has a permeable cylinder jacket, and with a heating device.
  • the invention relates to a method for drying a material web, in particular a paper, cardboard or tissue web, in which the material web is heated by means of a permeable guide device.
  • the invention also relates to a device with a plurality of drying cylinders for drying a material web.
  • the invention relates to a method for drying a material web, in particular a paper, cardboard or tissue web, in which the material web is heated by means of a permeable drying cylinder.
  • drying devices or drying cylinders and such methods for drying a material web are known from the prior art.
  • Conventional drying apparatuses which have the known drying cylinders, have various disadvantages.
  • the conventional paper guide with the known drying cylinders reaches its limits with regard to the ever increasing machine speeds.
  • drying apparatuses with drying cylinders which are heated by means of a steam system.
  • these drying cylinders have a relatively complex structure, since they have to be designed as a type of steam pressure container which has to withstand relatively high pressures due to the steam guidance.
  • drying cylinders which use gas heating. Drying cylinders with gas heating do have the advantage that they no longer have to be designed as steam pressure vessels.
  • gas-heated drying cylinders there are disadvantages with regard to the heat distribution on the surface of the drying cylinder, so that the risk here is relatively great that the material web is heated up differently and accordingly also evaporates or dries differently. This different evaporation or drying of the material web leads, particularly when drying paper webs, to unacceptable quality fluctuations in the end product.
  • a drying apparatus is described in European patent application EP 1 072 723 A2, in which a fibrous web is guided alternately over heated drying cylinders and over guide rollers.
  • a guide belt in the form of a dryer fabric presses the fibrous web against the drying cylinders.
  • the drying cylinders have a cylinder jacket that is permeable to air.
  • the interior of the drying cylinder is connected to a compressed air source, so that air reaches the fibrous web from the interior of the drying cylinder via the air-permeable cylinder jacket of the drying cylinder.
  • the air flowing out of the drying cylinder dries the fibrous web.
  • the cylinder jacket is heated from the outside with an induction heater.
  • the induction heating is located in an area of the drying cylinder that is not wrapped in the fibrous web.
  • the drying cylinder in the non-wrapped area of the cylinder jacket has a fixed cover on the inside, which prevents air from flowing out of the non-wrapped area of the cylinder jacket.
  • a disadvantage of this drying group of the drying apparatus is that the fibrous web has to be pressed onto the drying roller by the additional guide belt. This makes the structure of the drying group complicated and therefore expensive. Furthermore, the possible heating power of the drying cylinders is severely restricted by the use of the guide belt, since the guide belt can only be heated to a very limited extent.
  • the drying cylinder is heated with the help of steam on its cylinder jacket.
  • the drying cylinder consists of a cylinder jacket with continuous axially parallel bores. Each of these holes is about half filled with water, the drying cylinder and in particular the axially parallel bores on the front sides of the drying cylinder are tightly sealed by means of side flanges.
  • Steam is now passed through the interior of the drying cylinder by means of suitable lines, which in particular heats up the water located on the axially parallel bores. This has the effect that the water located in the axially parallel lines and evaporating when heated heats the cylinder jacket particularly homogeneously.
  • the invention has for its object to provide a drying cylinder with which the drying of a web of material can be carried out more effectively overall.
  • the object of the invention is achieved by a drying device with a cylinder, which has a permeable cylinder jacket, and with a heating device, the drying device having a suction device.
  • the material web Due to the possibility of evaporation of the material web on both sides in the area of the present cylinder jacket, the material web dries faster on the one hand and on the other hand more homogeneously. In addition to the time advantages compared to conventional drying processes, this also results in advantages in the quality of the dried material web. It has been shown that the use of the drying device according to the invention has a particularly advantageous effect if the web of material is a paper web.
  • drying device means on the one hand an assembly which essentially comprises the cylinder with a permeable cylinder jacket, a heating device and a suction device.
  • drying device describes the cylinder itself, the cylinder being a heating device and a suction device includes.
  • the permeable cylinder jacket allows air to be sucked into the cylinder from a surrounding area of the cylinder.
  • Such a permeable cylinder jacket has a plurality of radial bores, so that the cylinder jacket is permeable. It goes without saying that the bores can be arranged in a row or offset along a longitudinal axis of the cylinder. Different diameters or shapes of the bores or openings are also possible.
  • the cylinder jacket of the cylinder is heated in a particularly energy-saving and effective manner if the heating device is arranged inside the cylinder.
  • a heating device arranged in the cylinder is particularly well protected against mechanical influences.
  • the heating device has heat radiators and / or fossil-fired burners. This results in constructionally significant advantages, in particular compared to drying cylinders which are heated with steam, since the present drying device does not have to be designed as a type of steam pressure container. It goes without saying that in this connection the drying device can also be heated by other means.
  • a heating option by means of induction heating may be mentioned as an example.
  • the invention proposes that the cylinder jacket have a thermal conductivity of more than 40 W / (m * K) or more than 60 W / (m * K), preferably of more than 100 W / (m * K).
  • the heating device of the drying device in particular can be designed to be relatively small, which results in space advantages and energy advantages of a drying device. Since the drying of a material web is favorably influenced by the choice of a thermal conductivity of a cylinder jacket described above, the features with regard to thermal conductivity are also advantageous independently of the other features of the invention.
  • a preferred embodiment variant provides that the cylinder jacket is divided into at least one suction zone and into at least one blowing zone.
  • the term “blowing zone” denotes an area of the cylinder jacket in which air is released from the interior of the drying device through the cylinder jacket to the environment.
  • this air which is released from the cylinder interior to the environment, is at least partially An air previously sucked into the interior of the cylinder through the cylinder jacket in the area of the suction zone.
  • a blowing zone on a cylinder jacket has the advantage that a preferably previously sucked-in material web is additionally and actively lifted off the cylinder jacket by the air emerging from the cylinder interior in the blowing zone.
  • the material web in the area of the blowing zone thus detaches more easily from the cylinder jacket. This facilitates the transition of the material web from a first cylinder to another cylinder. In this way, higher conveying speeds can also be achieved, since the risk of easy tearing of a sensitive material web is significantly reduced.
  • suction zone is understood to mean an area of the cylinder jacket in which air is drawn into the interior of the cylinder from an environment through the cylinder jacket.
  • suction zone has the advantage that a The material web is sucked onto the cylinder jacket and thus a particularly intimate contact is made between the material web and the cylinder.
  • the suction of the material web onto the cylinder jacket in the area of the suction zone has the additional advantage that the material web is particularly advantageous on the material web side facing the cylinder Depending on how strongly the suction power is set, not only a steam generated between the cylinder jacket and the material web, but also steam or air from the material web side facing away from the cylinder jacket can be sucked into the interior of the cylinder.
  • several suction and / or blowing zones can be arranged on different areas of the cylinder jacket on one cylinder.
  • Several suction zones and or several blowing zones can be provided on the cylinder jacket in the direction of a cylinder longitudinal axis. The zone runs across the cylinder jacket.
  • a plurality of suction zones and / or a plurality of blowing zones can be provided on the cylinder jacket transversely to a longitudinal axis of the cylinder.
  • the zones run in the circumferential direction of the cylinder jacket.
  • the suction zone is connected to the suction device.
  • the blowing zone is connected to a blower.
  • a blowing zone on the cylinder jacket can be provided in a structurally particularly simple manner.
  • the cylinder jacket has a heating zone.
  • the cylinder jacket is not only divided into a suction zone and a blowing zone, but also into a heating zone in which the cylinder jacket is heated.
  • the suction zone and the blowing zone can each imply a heating zone.
  • the drying cylinder is particularly advantageously heatable if the heating zone is different from the suction zone and the blowing zone. This is particularly advantageous if the material bale to be dried does not come into contact with the heating zone of the cylinder jacket at all, but is only connected to the cylinder jacket of the drying cylinder in the area of the suction zone and, if appropriate, still partially in the area of the blowing zone. This ensures that the cylinder jacket is only heated outside the contact area of the material web. The risk of the material web overheating in the contact area with the cylinder jacket is thus greatly reduced.
  • An embodiment of a drying cylinder provides that the heating zone adjoins the suction zone and the blowing zone is arranged at least in partial areas of the cylinder jacket between the heating zone and the suction zone.
  • the blowing zone between the heating zone and the suction zone is advantageously provided in that region of the cylinder jacket in which the material web, which is otherwise connected to the cylinder jacket, is lifted or released from the cylinder jacket. In this context, it is also advantageous if the cylinder jacket is unheated in the area of the suction zone and in the area of the blowing zone.
  • the heating zone is arranged within the blowing zone.
  • the drying cylinder is particularly advantageous because in each case the Material web in the area of the blowing zone does not come into contact with the cylinder jacket surface and it is therefore almost impossible for the material web to come into contact with the heating zone during normal operation.
  • the web is dried when the suction zone over 3 ⁇ of the cylindrical lateral surface, preferably more than 2/3 of the cylinder jacket surface, occupies.
  • suction zone and / or the blowing zone and the heating zone are separated from one another by means of at least one partition. This results in a particularly sharp separation between the suction zone, the blowing zone and the heating zone.
  • an additional heating means is arranged on a material web side facing away from the cylinder jacket.
  • the air is heated or heated in the region of the material web side facing away from the cylinder jacket by means of the additional heating means, which can also advantageously be configured as a heat radiator and / or as a fossil-fired burner. If this heated air is now sucked through the material web into the interior of the cylinder, the material web is additionally dried by the heated air, as a result of which the material web can be dried much more effectively and therefore more quickly.
  • the cylinder has a cavity which is divided into a first region and at least one further region. If the cylinder jacket also includes a heating zone, it is advantageous if the cavity of the cylinder is additionally subdivided accordingly.
  • the cavity of the cylinder is structurally particularly simple if the first area and the at least one further area are divided by means of at least one partition.
  • the suction zone on the cylinder jacket can be structurally advantageous if there is a negative pressure in the first area, at least in the operating state. This creates a vacuum area inside the cylinder.
  • the blowing zone on the cylinder jacket can be implemented in a structurally advantageous manner if an overpressure is present in at least one further region, at least in the operating state. This creates an overpressure area inside the cylinder.
  • operating state means the state of the present drying device essentially while a material web is drying in a drying section.
  • the suction zone, the blowing zone and the heating zone can maintain their relative positions with respect to the cylinder jacket when the cylinder jacket rotates and do not have to "migrate" with the cylinder jacket during a rotation, it is advantageous if the first and the further regions of the cavity are opposite the axis of rotation
  • the area of the suction zone on the cylinder jacket essentially corresponds to the expansion of the vacuum area on the inside of the cylinder jacket.
  • the vacuum area that establishes the suction zone on the cylinder jacket is inevitably connected to the suction device explained above
  • the separation between the suction zone and the blowing zone on the cylinder jacket essentially runs along the partition wall through which the overpressure area from the underpressure area in the interior of the Z ylinders is separated.
  • the heating zone too, the separation essentially runs along a corresponding partition wall, through which the heating area is separated from the negative pressure area and possibly also from the overpressure area inside the cylinder.
  • the heating device of the drying device can also be arranged outside the cylinder.
  • An embodiment variant provides that the heating device is arranged in the first area having the negative pressure. Arranging the heating device in the negative pressure area is advantageous, since this makes it possible to heat the cylinder jacket at the suction zone, that is to say at the contact surface on which the material web lies essentially against the cylinder jacket. So that there is such a large suction zone on the cylinder jacket, it is advantageous if the negative pressure area has a volume which is at least twice as large as the volume of the positive pressure area.
  • the volume of the first area and the volume of the at least one further area can be variably adjusted.
  • the expansion of the suction zone and the blowing zone on the cylinder jacket can advantageously be set in a structurally particularly simple manner.
  • the volume of the two areas can advantageously be adjusted by a flexible partition.
  • a pressure difference of more than 0.01 bar or a pressure difference of between the first area and the at least one further area more than 0.05 bar and preferably a difference of less than 0.5 bar In initial practical tests, it has proven to be advantageous if a pressure difference between 0.05 bar and 0.2 bar is set.
  • the object of the invention is also achieved by a device with a plurality of drying cylinders for drying a material web, in which the drying cylinders form a meandering guideway around a central position of the drying cylinders, and in which at least two drying cylinders have a heated zone, and the heating zone each drying cylinder is arranged on the middle layer.
  • the term “middle layer” means a plane in which the first drying cylinders are arranged on a first plane side and the second drying cylinders are arranged on a second plane side. However, each cylinder penetrates the plane formed by the middle layer in one or the other Direction such that the heating zones of all drying cylinders are arranged in the area of the middle position.
  • An embodiment variant provides that the heating zone of a drying cylinder is arranged on a first side of the central layer and the suction zone and / or the blowing zone of this drying cylinder is arranged on a second side of the central layer, or vice versa. According to a further embodiment, it is advantageous if the heating zone and the blowing zone of a drying cylinder are arranged on a first side of the middle layer and the suction zone of this drying cylinder is arranged on a second side of the middle layer, or vice versa.
  • the object of the invention is also achieved by a method for drying a material web, in particular a paper, cardboard or tissue web, in which the material web is heated by means of a permeable guide device and the material web is evaporated on both sides during contact with the guide device. Evaporation of the material web is significantly increased by evaporating the material web on both sides. For this purpose, the material web is guided over the guide device, which can be heated for contact drying. Since the guide device is advantageously provided with a large number of bores, it is possible for the material web not only to evaporate on the material web side facing away from the guide device but also on the material web side facing the guide device.
  • the object of the invention is achieved by a method for drying a material web, in particular a paper, cardboard or tissue web, in which the material web is heated by means of permeable drying cylinders and the material web on both sides during contact with an outer surface of at least one drying cylinder is evaporated.
  • a liquid present in the material web advantageously evaporates at least partially into the interior of the permeable drying cylinder, so that the material web can also evaporate on the material web side facing the drying cylinder.
  • the material web is sucked onto the outer surface of the drying cylinder.
  • a particularly favorable transfer of heat from the drying cylinder to the material web is calibrated by sucking the material web onto the outer surface of the drying cylinder.
  • This suction of the material web results in a further increase in the evaporation effect on the material baler side facing the drying cylinder.
  • the suction primarily makes it necessary to dispense with an additional guide device which presses the material web against the outer surface of the drying cylinder. Overall, an increase in efficiency with regard to the total evaporation performance is achieved.
  • the invention proposes that the material web at least partially from the outer surface of the drying cylinder. air is blown out of the interior of the drying cylinder through the jacket surface of the drying cylinder m the surroundings of the drying cylinder
  • the drying cylinder is heated in a suction zone in which the material web is sucked onto the jacket surface.
  • the drying cylinder is essentially only heated there, where the material web is mainly in contact with the jacket surface of the drying cylinder. This reduces the risk of unnecessary heating energy loss
  • a preferred variant of the method provides that air is sucked into the drying cylinder through the jacket surface of the drying cylinder and preferably at least a part of this sucked-in air gets out of the drying cylinder through the jacket surface. This advantageously allows the sucked-in air with which the material web contacts the jacket surface of the drying cylinder was sucked, then possibly used to repel the previously sucked-in material web from the jacket surface. If necessary, it makes sense to dehumidify the previously sucked-in air so that the air again led through the jacket surface wets the material web again
  • the suction and blowing away of the material web can advantageously be carried out on or by the drying cylinder if the process is carried out with a pressure difference of more than 0.01 bar or of more than 0.05 bar and preferably of less than 0.5 bar
  • the evaporation of the material is ensured on both material web sides and advantageously the evaporation on the material web side facing the material web is additionally intensified by the negative pressure prevailing there
  • the object of the invention is achieved, in particular and also independently of all the other features of the invention, by a method for drying a material web, in particular a paper, cardboard or tissue web, in which the material web is heated by means of permeable drying cylinders, with a material web side facing away from a drying cylinder Air is heated or an already warmed air is directed to the material web side facing away from the drying cylinder, and the warmed air is sucked through the material web and through the jacket surface of the drying cylinder m the drying cylinder
  • an increase in the evaporation power is calibrated by the fact that air is sucked in from the material web side facing away from the drying cylinder through the material web into the drying cylinder.
  • the material web is additionally particularly well ventilated and additionally dried. This is particularly true if the air which is caused by the Mate ⁇ albahn is sucked, is also heated
  • FIG. 1 shows a schematic cross section through a drying cylinder
  • FIG. 2 shows schematically a longitudinal section through the drying cylinder from FIG. 1,
  • FIG. 3 shows a schematic view of an arrangement of drying cylinders in interaction with a material web
  • FIG. 4 schematically shows a cross section through a drying cylinder with a heating zone separated from a suction zone and a blowing zone
  • 5 shows a schematic view of an arrangement of drying cylinders according to FIG
  • Figure 6 schematically shows a cross section through a drying cylinder with a suction zone and a blowing zone, in which a heating device is arranged and
  • FIG. 7 schematically shows a view of an arrangement of drying cylinders according to FIG.
  • the drying cylinder 1 shown in FIG. 1 has a cylinder jacket 2 which rotates in the direction of rotation 4 about an axis of rotation 3.
  • the cylinder jacket 2 of the drying cylinder 1 has a plurality of bores 5 which penetrate the cylinder jacket 2 radially. As a result, the cylinder jacket 2 is particularly permeable to air.
  • a cavity is divided into a first chamber 6 and a second chamber 7 within the drying cylinder 1.
  • a negative pressure 8 is present in the first chamber 6 and an excess pressure 9 is present in the second chamber 7.
  • a plurality of heat radiators 10 are arranged in the first chamber 6.
  • the heat radiators 10 form a heating device which is arranged inside the drying cylinder 1.
  • a suction zone 13 is provided on the outer circumference of the cylinder jacket 2, which is arranged between the two boundaries 14 and 14A.
  • the suction zone 13 extends from the boundary 14 in the direction of the arrow 15 to the boundary 14A or vice versa.
  • blowing zone 16 on the outer circumference of the cylinder jacket 2.
  • This blowing zone 16 is likewise delimited by the two delimitations 14 and 14A and runs from the delimitation 14 in the direction of arrow 17 to the delimitation 14A or vice versa ,
  • an internal air 18 is blown into the environment 12 from the chamber 7, in which an overpressure 9 is present.
  • the cylinder jacket 2 of the drying cylinder 1 moves about the axis of rotation 3
  • the partition wall 19 is at least sealed against the inside 20 at the adjoining regions 21 and 22 in such a way that on the one hand the cylinder jacket 2 can move relative to the partition wall 19 and on the other hand that despite the relative movement between the partition wall 19 and the cylinder jacket 2
  • Both the suction zone 13 and the blowing zone 16 exist on the outer circumference of the cylinder jacket.
  • the large number of heat radiators 10 are arranged at a short distance from the inside 20 of the cylinder jacket 2.
  • a frame 23 is arranged in the interior of the drying cylinder 1, on which in particular the components arranged in the vacuum chamber 6 and in the pressure chamber 7, as if the heat radiators 10 and the partition 19, attached.
  • the drying cylinder 1 is delimited on its two end faces by a front end 24 and a rear end 25 (see FIG. 2). Both the front end 24 and the rear end 25 are attached to the cylinder jacket 2 so that they cannot rotate.
  • the front end 24 is mounted on a shaft journal 26, the shaft journal 26 in turn being supported in a first holding area 28 of a machine frame 29 by means of a roller bearing 27.
  • the rear end 25 of the drying cylinder 1 is mounted on a further holding area 31 of the machine frame 29 by means of a further roller bearing 30.
  • the cylinder jacket 2 of the drying cylinder 1 can rotate around the axis of rotation 3.
  • a front end stand wall 32 is mounted on the shaft journal 26 by means of a roller bearing 33 in such a way that the front end stand wall 32 is supported on the shaft axis 26 rotating about the axis of rotation 3.
  • the frame 23 comprises a rear end stand wall 34, which is fixed in a fixed holder 35 of the machine frame 29.
  • Both the front end stand wall 32 and the rear end stand wall 34 are in sealing contact with the cylinder jacket 2 by means of circumferential sealing lips 36 and 37.
  • the drying cylinder 1 has an exhaust air discharge 39.
  • the drying cylinder 1 has, in addition to the exhaust air discharge 39 for a supply air 40, a supply air supply 41.
  • the incoming air 40 which has entered the overpressure chamber 7 is blown out of the overpressure chamber 7 as internal air 18 through the bores 5 of the cylinder jacket 2.
  • the exhaust air discharge 39 is in direct contact with a suction device 42 which sucks the first chamber 6.
  • the suction device 42 is connected to the suction zone 13 via the exhaust air discharge 39.
  • the supply air supply 41 is connected to a blower 43 with which a supply air 40 is blown into the second chamber 7.
  • the blower 43 is thus indirectly connected to the blowing zone 16. It goes without saying that both the suction device 42 with the suction zone 13 and the blower 43 with the blowing zone 16 can be in direct contact, provided this is advantageous in an application.
  • the part 50 of a drying apparatus 51 shown in FIG. 3 shows a plurality of the drying cylinders 1 described above (numbered here only by way of example), over which a material web 52 to be dried is guided.
  • Each drying cylinder 1 of the drying apparatus has its own drive (not shown here) for driving the material web 52.
  • two driven deflecting rollers 53 and 54 ensure that the material web 52 is properly and safely fed to the drying cylinders 1 and that the material web 52 is properly and safely guided away from the drying cylinders 1.
  • the individual drying cylinders 1 are arranged below and above the material web 52 such that each of the drying cylinders 1 is wrapped around by the material web 52 as far as possible.
  • the material web 52 is essentially in contact with the respective drying cylinder 1 in the area of the suction zone 13, since it is sucked onto the cylinder jacket 2 in particular in this area.
  • the material web 52 is repelled by the cylinder jacket 2, since the internal air 18 flowing out of the pressure chamber 7 via the bores 5 (see FIGS. 1 and 2) of the cylinder jacket 2 actively lifts the material web 52 off the cylinder jacket 2.
  • the material web 52 reaches the cylinder jacket 2 of the drying cylinder 1 via the first deflecting roller 53, specifically in an area 56 in which the cylinder jacket 2 passes from the blowing zone 16 into the suction zone 13.
  • This first transition region 56 runs inside the drying cylinder 1, the partition 19, which separates the pressure chamber 7 from the vacuum chamber 6.
  • the material web 52 In the area of the suction zone 13, the material web 52 is sucked onto the cylinder jacket 2, so that a particularly intimate contact arises between the material web 52 and the cylinder jacket 2. In the further course in the direction of rotation of the arrow 4, the material web 52 reaches a second transition region 57 from the suction zone 13 into the blowing zone 16. In this second transition region 57, the material web 52 is blown away from the cylinder jacket 2, so that the material web 52 detaches particularly easily from the cylinder jacket 2.
  • a further drying cylinder 58 is arranged on the first drying cylinder 1 of the drying apparatus 51, on which the material web 52 passes through the drying apparatus 51 in its further course.
  • the drying cylinder 58 has essentially the same structure as the drying cylinder 1. Accordingly, the drying cylinder 58 also has a suction zone 59 and a blowing zone 60, so that the material web 52 essentially moves from the suction zone 13 of the drying cylinder 1 into the suction zone 59 of the drying cylinder 58 passes. In this case, the material web 52 in the region 57 is lifted off the cylinder jacket 2 of the drying roller 1 in the region of the blowing zone 16, so that the material web 52 advantageously detaches from the cylinder jacket 2. At the same time, the material web 52 is pressed against the cylinder jacket 61 of the drying cylinder 1 by the internal air 18 emerging from the drying cylinder 1.
  • This procedure also runs through the material web 52 on the other drying cylinders (not further numbered in the present case) of the drying apparatus 51 until the material bale 52 reaches the further deflecting roller 54 and is conveyed out of the drying apparatus 51.
  • the drying cylinder 101 shown in FIG. 4 has a cylinder jacket 102 which rotates about an axis of rotation 103 in the direction of rotation 104.
  • the cylinder jacket 102 has radial bores 105 (here numbered and identified only by way of example).
  • the cylinder jacket 102 is permeable to air through the bores 105.
  • a vacuum chamber 170, an overpressure chamber 171 and a heating chamber 172 are arranged inside the drying cylinder 101.
  • the vacuum chamber 170 extends in the direction of the arrow 115 from a first partition 173 to a second partition 174.
  • a vacuum 108 is present in it.
  • the heating chamber 172 is separated on the one hand from the suction chamber 170 by the first partition 173 and on the other hand from the blowing chamber 171 by a third partition 175.
  • a suction zone 113 is created on the cylinder jacket 102.
  • a blowing zone 116 is provided on the cylinder jacket 102 in the area of the blowing chamber 171.
  • the drying cylinder 101 has a heating zone 176 on the cylinder jacket 102.
  • a plurality of heat radiators 110 are provided within the heating chamber 172.
  • the heating zone 176 of the drying cylinder 101 is heated by means of the heat radiators 110.
  • the cylinder jacket 102 thus heated rotates in the direction of rotation 104 further beyond the suction chamber 170.
  • ambient air 111 is drawn from outside through the bores 105 into the suction chamber 170.
  • internal air 118 is blown out into the surroundings 112 via the bores 105.
  • the chambers 170, 171 and 172 are realized by the partition walls 173, 174 and 175 which are stationary with respect to the axis of rotation 103.
  • the arrangement 180 shown in FIG. 5 has a first drying cylinder 181, a second drying cylinder 182, a third drying cylinder 183, a fourth drying cylinder 184 and a fifth drying cylinder 185.
  • the arrangement 180 of the drying cylinders 181 to 185 is arranged around a central layer 186, around which a material web 152 is meandered in the direction of the arrow 155.
  • the material web 152 is fed to the arrangement 180 via a first deflecting roller 153 and removed again via a second deflecting roller 154.
  • Each of the drying cylinders 181 to 185 has the same structure as the drying cylinder 101 from FIG. 4.
  • the drying cylinders 181 to 185 are arranged opposite one another in such a way that the respective heating zone 176 (numbered here only by way of example) of each individual drying cylinder 181 to 185 in an area along the central layer 186 is arranged. This makes it easier for the material web 152 to touch the respective drying cylinder 181 to 185 only at its respective suction zone 113 or at its respective blowing zone 116 (see FIG. 4).
  • the arrangement 180 thus makes it possible that the material web 152 does not come into contact with the respective heating zone 186 of the drying cylinders 181 to 185, but rather is supplied to the respective drying cylinder 181 to 185 only in the area of the suction zone 113 and is lifted from this drying cylinder in the area of the blowing zone 116 and if necessary is transferred to a further drying cylinder 182 to 185.
  • the heating zones 176 of the drying cylinders 181, 183 and 185 are located on a first side 190 of the middle layer 186 and the suction zones 113 and the blowing zones 116 of these drying cylinders are on a second side 191 of the middle layer 186.
  • an additional heating means 162 is arranged in its surroundings 112. The material web 152 is also heated from the outside by means of the additional heating means 162.
  • the drying cylinder 201 shown in FIG. 6 has a cylinder jacket 202 which is divided into a suction zone 213 and a blowing zone 216, which at the same time also represents a heating zone 276 of the drying cylinder 201.
  • the cylinder jacket 202 rotates in the direction of rotation 204 about an axis of rotation 203.
  • the cylinder jacket 202 has a large number of radial bores 205 which in this exemplary embodiment extend over the entire cylinder jacket 202.
  • a vacuum chamber 270 is provided in the interior of the drying cylinder 201, in which a vacuum 208 is established.
  • An overpressure chamber 271 is arranged in the area of the blowing zone 216 in the interior of the drying cylinder 201.
  • the blowing zone 216 extends from a partition 273 in the direction of the arrow 215 to the partition 274.
  • a number of heat radiators 210 are arranged within the overpressure chamber 271 as the primary heating device of the drying cylinder 201.
  • the blowing zone 216 is at the same time the heating zone 276 of the drying cylinder 201.
  • ambient air 211 is drawn in from the environment 212 into the vacuum chamber 270 of the drying cylinder 201 through the individual radial bores 205.
  • blowing zone 216 In the area of the blowing zone 216, inside air 218 is blown from the overpressure chamber 271 through the bores 205 into the surroundings 212.
  • the blowing zone 216 of the drying cylinder 201 is continuously heated by means of the heat radiators 210.
  • the cylinder jacket 202 thus heated rotates in the direction of rotation 204 further beyond the suction chamber 270, into which ambient air 211 is drawn from the surroundings 212.
  • the vacuum chamber 270 and the overpressure chamber 271 within the drying cylinder 201 are constructed in such a way that they do not follow the rotation of the cylinder jacket 202 , but are stationary with respect to the axis of rotation 203.
  • the arrangement 280 shown in FIG. 7 has a first drying cylinder 281, a second drying cylinder 282, a third drying cylinder 283, a fourth drying cylinder 284 and a fifth drying cylinder 285.
  • the drying cylinders 281 to 285 are arranged around a central layer 286, around which a material web 252 is meandered in the direction of the arrow 255.
  • the material web 252 is transferred to the drying cylinders 281 to 285 via a first change Steering roller 253 fed and discharged from the drying cylinders 281 to 285 via a second deflecting roller 254.
  • Each of the drying cylinders 281 to 285 has the same structure as the explained drying cylinder 201 from FIG. 6.
  • the drying cylinders 281 to 285 are essentially with their respective heat radiators 210 (only by way of example with reference to FIG Drying cylinder 281 shown) arranged such that the respective heating devices, which are formed by the heat rays 210, are arranged in the region of the central layer 286.
  • the material bale 252 is only in contact with the suction zone 213 of the respective drying cylinder 281 to 285.
  • the blowing zones 216 with the heating zones 276 of the drying cylinders 281, 283 and 285 integrated therein are arranged on a first side 290 of the central layer 286 and the suction zones 213 of these drying cylinders 281, 283 and 285 on a second side 291 of the central layer 286.
  • the blowing zones 216 with the heating zones 276 of the drying cylinders 282 and 284 integrated on the other hand lie on the second side 291 and the suction zones of these drying cylinders 282 and 284 on the first side 290 of the middle layer 286.

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Abstract

Um den Trocknungsprozess einer feuchten Materialbahn (52) weiter zu entwickeln und wesentlich effektiver zu gestalten, so dass seine Verdampfungsleistung hinsichtlich der feuchten Materialbahn (52) erhöht und darüber hinaus der Zeitraums des Trocknens der Materialbahn (52) wesentlich verkürzt wird, schlägt die Erfindung eine Trockeneinrichtung mit einem Zylinder (1, 101, 201), der einen permeablen Zylindermantel (2, 102, 202) aufweist, und mit einer Heizeinrichtung (10, 110, 210) vor, wobei die Trockeneinrichtung eine Saugeinrichtung (42) aufweist.

Description

Trockeneinrichtung mit einem Zylinder, Vorrichtung mit einer Vielzahl an Trockenzylindern und Verfahren zum Trocknen einer Materialbahn
Die Erfindung betrifft zum einen eine Trockeneinrichtung mit einem Zylinder, der einen permeablen Zylindermantel aufweist, und mit einer Heizeinrichtung. Zum anderen betrifft die Erfindung ein Verfah- ren zum Trocknen einer Materialbahn, insbesondere einer Papier-, Karton- oder Tissuebahn, bei welchem die Materialbahn mittels einer permeablen Führungseinrichtung erhitzt wird. Auch betrifft die Erfindung eine Vorrichtung mit einer Vielzahl an Trockenzylindern zum Trocknen einer Materialbahn. Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Trocknen einer Materialbahn, insbesondere einer Papier-, Karton- oder Tissuebahn, bei welchem die Materialbahn mittels permeabler Trockenzy- linder erhitzt wird.
Derartige Trockeneinrichtungen bzw. Trockenzylinder und derartige Verfahren zum Trocknen einer Materialbahn sind aus dem Stand der Technik bekannt. Dabei sind herkömmliche Trockenapparate, welche die bekannten Trockenzylinder aufweisen, mit diversen Nachteilen behaftet. Insbesondere stößt die konventionelle Papierführung mit den bekannten Trockenzylindern hinsichtlich der immer weiter steigenden Maschinengeschwindigkeiten an ihre Grenzen.
Es sind unter anderem Trockenapparate mit Trockenzylindern bekannt, die mittels eines Dampfsystems beheizt werden. Diese Trockenzylinder haben jedoch einen relativ aufwändigen Aufbau, da sie aufgrund der Dampfführung als eine Art Dampfdruckbehälter, der relativ hohe Drücke standhalten muss, ausgelegt sein müssen.
Um diesen Nachteil zu umgehen, sind Trockenzylinder bekannt, welche auf eine Gasbeheizung zurückgreifen. Trockenzylinder mit einer Gasbeheizung haben zwar den Vorteil, dass sie nicht mehr als Dampfdruckbehälter ausgelegt sein müssen. Jedoch ergeben sich im Zusammenhang mit gasbeheizten Trockenzylindern Nachteile hinsichtlich der Wärmeverteilung an der Trockenzylinderoberfläche, so dass die Gefahr hierbei relativ groß ist, dass die Materialbahn unterschiedlich aufgeheizt wird und dem- zufolge auch unterschiedlich ausdampft bzw. trocknet. Dieses unterschiedliche Ausdampfen bzw. Trocknen der Materialbahn führt, insbesondere bei der Trocknung von Papierbahnen, zu nicht akzeptablen Qualitätsschwankungen beim Endprodukt.
Die bekannten Trockenzylinder bei herkömmlichen Trockenapparaten sind deshalb hinsichtlich ihrer Trockenleistung an ihre Leistungsgrenzen gestoßen, da beispielsweise auch Führungssiebe, welche die Materialbahn an die Trockenzylinder pressen, keine wesentlich höheren Temperaturen vertragen, ohne dabei längerfristig Schaden zu nehmen. Zumindest werden die Führungssiebe bei einer weiteren Erhöhung der Trockentemperatur in ihrer Lebensdauer derart stark eingeschränkt, dass ein häufiges Auswechseln dieser Siebe nahezu unumgänglich werden würde. Durch dieses häufige Auswechseln der Siebe wird der Trockenprozess sehr unwirtschaftlich.
Andere Trockenapparate benutzen als Trockenzylinder sogenannte Saugwalzen in Kombination mit Einsiebführungen, um die Papierbahn auf ihrem Weg durch den Trockner zu stützen. Diese Entwicklungen sind jedoch hinsichtlich des Platzbedarfs und ihrer Kosten sehr aufwändig, da die bekannten Saugwalzen nicht zur Wärmeübertragung herangezogen werden können.
Beispielsweise ist in der europäischen Patentanmeldung EP 1 072 723 A2 ein Trockenapparat beschrieben, bei dem eine Faserstoffbahn abwechselnd über beheizte Trockenzylinder und über Leitwalzen geführt wird. Hierbei drückt ein Führungsband in Form eines Trockensiebes die Faserstoffbahn gegen die Trockenzylinder. Die Trockenzylinder haben einen Zylindermantel der luftdurchlässig ist. Der Innenraum der Trockenzylinder ist mit einer Druckluftquelle verbunden, so dass aus dem Innenraum des Trockenzylinders über den luftdurchlässigen Zylindermantel des Trockenzylinders Luft bis an die Faserstoffbahn gelangt. Die aus dem Trockenzylinder strömende Luft trocknet hierbei die Faserstoffbahn.
Um die Trockenleistung des Trockenzylinders zu steigern, wird der Zylindermantel von außen mit einer Induktionsheizung aufgeheizt. Die Induktionsheizung befindet sich in einem von der Faserstoffbahn nicht umschlungenen Bereich des Trockenzylinders. Des Weiteren weist der Trockenzylinder in dem nicht umschlungenen Bereich des Zylindermantels im Inneren eine feststehende Abdeckung auf, die verhindert, dass Luft aus dem nicht umschlungenen Bereich des Zylindermantels strömt.
Nachteilig bei dieser Trockengruppe des Trockenapparates ist es jedoch, dass die Faserstoffbahn durch das zusätzliche Führungsband auf die Trockenwalze gedrückt werden muss. Dies macht den Aufbau der Trockengruppe kompliziert und damit teuer. Des Weiteren wird hierbei die mögliche Heizleistung der Trockenzylinder durch die Verwendung des Führungsbandes stark eingeschränkt, da das Führungsband nur sehr begrenzt erhitzt werden kann.
Ein weiterer beheizter Trockenzylinder ist in der Offenlegungsschrift DE 197 23 532 AI beschrieben. Dieser Trockenzylinder wird mit Hilfe von Dampf an seinem Zylindermantel aufgeheizt. Der Trockenzylinder besteht aus einem Zylindermantel mit durchgehenden achsparallelen Bohrungen. Diese Boh- rungen sind jeweils etwa zur Hälfte mit Wasser gefüllt, wobei der Trockenzylinder und insbesondere die achsparallelen Bohrungen an den Stirnseiten des Trockenzylinders mittels seitlicher Flansche dicht verschlossen sind. Durch den Innenraum des Trockenzylinders wird nun mittels geeigneter Leitungen Wasserdampf geleitet, der insbesondere das an den achsparallelen Bohrungen befindliche Wasser aufheizt. Hierbei kommt es zu dem Effekt, dass das in den achsparallelen Leitungen befindliche und bei der Erhitzung verdampfende Wasser den Zylindermantel besonders homogen erhitzt.
Nachteilig hierbei ist es jedoch, dass sich auch bei dieser Ausführungsform zwischen der zu trocknenden Faserstoffbahn und dem Trockenzylinder bzw. dem Zylindermantel des Trockenzylinders eine dünne Dampfschicht bildet die zumindest im Kontaktbereich zwischen dem Zylindermantel und der Faserstoffbahn nicht bzw. nur sehr schwer entweichen kann. Dies führt zu dem Nachteil einer verminderten Trockenleistung der in dieser Druckschrift beschriebenen Trockenzylinder.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde einen Trockenzylinder bereitzustellen, mit welchem das Trocknen einer Materialbahn insgesamt effektiver vorgenommen werden kann.
Die Aufgabe der Erfindung wird von einer Trockeneinrichtung mit einem Zylinder, der einen permeablen Zylindermantel aufweist, und mit einer Heizeinrichtung gelöst, wobei die Trockeneinrichtung eine Saugeinrichtung aufweist.
Vorteilhafter Weise kann hierbei auf eine zusätzliche Einsiebführung, wie es bei beheizten Trockenwalzen ansonsten üblich ist, verzichtet werden, da die zu trocknende Materialbahn von dem Zylinder angesaugt und die Materialbahn gleichzeitig durch den beheizten Zylindermantel des Zylinders erwärmt wird. Hierdurch ist es möglich, zwischen dem beheizten Zylindermantel des Zylinders und einer Materi- albahn einen sehr innigen Kontakt herzustellen, ohne dass eine weitere Einrichtung vorgesehen sein muss, welche die Materialbahn mechanisch gegen den Zylindermantel drückt.
Darüber hinaus ergibt sich der Vorteil, dass ein sich aufgrund der Erhitzung entwickelnder Dampf zwischen dem Zylindermantel und der Materialbahn in den Zylinder gesaugt wird, so dass die Materialbahn auch im Kontaktbereich mit dem Zylindermantel an der dem Zylinder zugewandten Materialbahnseite ausdampfen kann. Darüber hinaus verstärkt sich der Kontakt zwischen der Materialbahn und dem Zylindermantel, da im Wesentlichen kein Dampfpolster zwischen der Materialbahn und dem Zylindermantel des Zylinders gebildet wird. Sollte ein derartiges Dampfpolster an der einen oder anderen Stelle des Zylindermantels dennoch entstehen, ist dies kein längerfristiger Zustand, da ein entstehender Dampf zwischen dem Zylindermantel und der Materialbahn im Wesentlichen unmittelbar ins Innere des Zylin- ders eingesaugt wird. Dadurch, dass an der dem Zylinder abgewandten Materialbahnseite vorzugsweise keine Einsiebführung zum Andrücken der Materialbahn an den Zylinder vorhanden ist, dampft die Materialbahn an dieser Seite ebenfalls besonders vorteilhaft aus.
Durch die beidseitige Ausdampfmöglichkeit der Materialbahn im Bereich des vorliegenden Zylinder- mantels trocknet die Materialbahn zum einen schneller und zum anderen homogener ab. Hierdurch ergeben sich neben den zeitlichen Vorteilen gegenüber herkömmlichen Trockenprozessen ebenfalls Vorteile bei der Qualität der abgetrockneten Materialbahn. Es hat sich gezeigt, dass sich die Verwendung der erfindungsgemäßen Trockeneinrichtung besonders vorteilhaft auswirkt, wenn es sich hinsichtlich der Materialbahn um eine Papierbahn handelt.
Unter dem Begriff „Trockeneinrichtung" versteht man zum einen eine Baugruppe, welche im Wesentlichen den Zylinder mit einem permeablen Zylindermantel, eine Heizeinrichtung und eine Saugeinrichtung umfasst. Zum anderen beschreibt der Begriff „Trockeneinrichtung" den Zylinder selbst, wobei der Zylinder eine Heizeinrichtung und eine Saugeinrichtung umfasst. Durch den permeablen Zylindermantel kann Luft von einem Umgebungsbereich des Zylinders in den Zylinder eingesaugt werden. Ein derart permeabler Zylindermantel weist eine Vielzahl an radialen Bohrungen auf, so dass der Zylindermantel durchlässig ist. Es versteht sich, dass die Bohrungen entlang einer Zylinderlängsachse in Reihe oder versetzt angeordnet werden können. Auch unterschiedliche Durchmesser oder Formgebungen der Bohrungen oder Öffnungen sind möglich.
Der Zylindermantel des Zylinders wird besonders energiesparend und effektiv aufgeheizt, wenn die Heizeinrichtung innerhalb des Zylinders angeordnet ist. Zudem ist eine im Zylinder angeordnete Heizeinrichtung besonders gut vor mechanischen Einflüssen geschützt.
Damit der Zylindermantel des Zylinders baulich besonders einfach aufgeheizt werden kann, ist es vorteilhaft, wenn die Heizeinrichtung Wärmestrahler und/oder fossilbefeuerte Brenner aufweist. Hierdurch ergeben sich insbesondere gegenüber Trockenzylindern, die mit Dampf beheizt werden, baulich erhebli- ehe Vorteile, da die vorliegende Trockeneinrichtung nicht als eine Art Dampfdruckbehälter ausgelegt werden muss. Es versteht sich, dass in diesem Zusammenhang die Trockeneinrichtung auch durch andere Mittel aufgeheizt werden kann. Als Beispiel sei noch eine Beheizungsmöglichkeit mittels einer Induktiverwärmung erwähnt.
Um die Leistung einer Heizeinrichtung möglichst effektiv ausnutzen zu können, schlägt die Erfindung vor, dass der Zylindermantel eine Wärmeleitfälligkeit von mehr als 40 W/(m * K) oder von mehr als 60 W/(m * K), vorzugsweise von mehr als 100 W/(m * K), aufweist. Durch eine derartig gewählte Wärmeleitfähigkeit kann insbesondere die Heizeinrichtung der Trockeneinrichtung relativ klein ausgelegt werden, wodurch sich zum einen Platzvorteile und zum anderen energetische Vorteile einer Trockenvorrichtung ergeben. Da durch die Wahl einer vorstehend beschriebenen Wärmeleitfähigkeit eines Zylin- dermantels das Trocknen einer Materialbahn günstig beeinflusst wird, sind die Merkmale hinsichtlich der Wärmeleitfähigkeit auch unabhängig von den übrigen Merkmalen der Erfindung vorteilhaft.
Eine bevorzugte Ausfαhrungsvariante sieht vor, dass der Zylindermantel in mindestens eine Saugzone und in mindestens eine Blaszone unterteilt ist.
Der Begriff „Blaszone" bezeichnet im Sinne der Erfindung ein Gebiet des Zylindermantels, in welchem Luft aus dem Inneren der Trockeneinrichtung durch den Zylindermantel an die Umgebung abgegeben wird. Vorzugsweise handelt es sich bei dieser aus dem Zylinderinneren an die Umgebung abgegebenen Luft zumindest zum Teil um eine im Bereich der Saugzone aus der Umgebung durch den Zylindermantel in das Zylinderinnere zuvor eingesaugte Luft.
Eine Blaszone an einem Zylindermantel hat den Vorteil, dass eine vorzugsweise zuvor angesaugte Mate- rialbahn durch die in der Blaszone aus dem Zylinderinneren austretende Luft von dem Zylindermantel zusätzlich und aktiv abgehoben wird. Somit löst sich die Materialbahn im Bereich der Blaszone leichter von dem Zylindermantel. Hierdurch wird der Übergang der Materialbahn von einem ersten Zylinder auf einen weiteren Zylinder erleichtert. Somit lassen sich auch höhere Fördergeschwindigkeiten erzielen, da die Gefahr eines leichten Einreißens einer empfindlichen Materialbahn wesentlich verringert ist.
Im vorliegenden Fall versteht man unter dem Begriff „Saugzone" ein Gebiet des Zylindermantels, in welchem durch den Zylindermantel aus einer Umgebung Luft in das Innere des Zylinders gesaugt wird. Wie vorstehend schon beschrieben, hat eine derartige Saugzone an einem Zylindermantel den Vorteil, dass eine Materialbahn an den Zylindermantel angesaugt wird und dadurch ein besonders inniger Kontakt zwischen der Materialbahn und dem Zylinder hergestellt ist. Das Ansaugen der Materialbahn an den Zylindermantel im Bereich der Saugzone hat zusätzlich den großen Vorteil, dass die Materialbahn hierbei besonders vorteilhaft an der dem Zylinder zugewandten Materialbahnseite ausdampft. Je nach dem wie stark die Saugleistung eingestellt ist, kann nicht nur ein zwischen dem Zylindermantel und der Materialbahn entstandener Dampf, sondern darüber hinaus auch Dampf bzw. Luft von der dem Zylindermantel abgewandten Materialbahnseite in das Innere des Zylinders eingesaugt werden. Je nach Anwendungsfall können an einem Zylinder mehrere Saug- und/oder Blaszonen in verschiedenen Bereichen des Zylindermantels angeordnet sein. Es können mehrere Saugzonen und oder mehrere Blaszonen in Richtung einer Zylinderlängsachse an dem Zylindermantel vorgesehen sein. Hierbei verlaufen die Zone quer über den Zylindermantel. In einer weiteren Ausführungsvariante können mehrere Saugzonen und/oder mehrere Blaszonen am Zylindermantel quer zu einer Zylinderlängsachse vorgesehen werden. In diesem Fall verlaufen die Zonen in Umfangsrichtung des Zylindermantels.
Um eine Saugzone an dem Zylindermantel bereitzustellen, ist es vorteilhaft, wenn die Saugzone mit der Saugeinrichtung in Verbindung steht.
Dementsprechend ist es vorteilhaft, wenn die Blaszone mit einem Gebläse in Verbindung steht. Hier- durch kann eine Blaszone an dem Zylindermantel baulich besonders einfach bereitgestellt werden.
Es ist vorteilhaft, wenn der Zylindermantel eine Heizzone aufweist. Somit ist der Zylindermantel nicht nur in eine Saugzone und Blaszone unterteilt sondern auch in eine Heizzone, in welcher der Zylindermantel aufgeheizt wird.
Zwar können die Saugzone und die Blaszone jeweils eine Heizzone implizieren. Besonders vorteilhaft ist der Trockenzylinder jedoch auf heizbar, wenn die Heizzone von der Saugzone und der Blaszone verschieden ist. Dies ist besonders vorteilhaft, wenn die zu trocknende Materialbalm mit der Heizzone des Zylindermantels überhaupt nicht in Berührung kommt, sondern lediglich im Bereich der Saugzone und gegebenenfalls noch teilweise im Bereich der Blaszone mit dem Zylindermantel des Trockenzylinders in Verbindung steht. Hierdurch ist sichergestellt, dass der Zylindermantel nur außerhalb des Kontaktberei- ches der Materialbahn aufgeheizt wird. Somit ist die Gefahr, dass die Materialbahn im Kontaktbereich mit dem Zylindermantel überhitzt, stark verringert.
Eine Ausfuhrungsvariante eines Trockenzylinders sieht vor, dass die Heizzone an die Saugzone grenzt und die Blaszone zumindest in Teilbereichen des Zylindermantels zwischen der Heizzone und der Saugzone angeordnet ist. Vorteilhafterweise ist die Blaszone zwischen der Heizzone und der Saugzone in demjenigen Bereich des Zylindermantels vorgesehen, in welchem die ansonsten mit dem Zylindermantel in Verbindung stehende Materialbahn vom Zylindermantel abgehoben bzw. gelöst wird. In diesen Zusammenhang ist es auch vorteilhaft, wenn der Zylindermantel im Bereich der Saugzone und im Bereich der Blaszone unbeheizt ist.
In einer anderen Ausfuhrungsvariante wird bevorzugt, dass die Heizzone innerhalb der Blaszone ange- ordnet ist. In dieser Variante ist der Trockenzylinder besonders vorteilhaft gestaltet, da in jedem Fall die Materialbahn im Bereich der Blaszone mit der Zylindermantelfläche nicht in Berührung kommt und so nahezu ausgeschlossen ist, dass die Materialbahn im ordnungsgemäßen Betrieb mit der Heizzone in Berührung kommt.
Besonders gut und effektiv wird die Materialbahn getrocknet, wenn die Saugzone mehr als 3Λ der Zylin- dermanteloberfläche, vorzugsweise mehr als 2/3 der Zylindermanteloberfläche, einnimmt.
Es ist vorgeschlagen, dass die Saugzone und/oder die Blaszone sowie die Heizzone mittels wenigstens einer Trennwand voneinander getrennt sind. Hierdurch erzielt man eine besonders scharfe Trennung zwischen der Saugzone, der Blaszone und der Heizzone.
Im Zusammenhang mit dem Einsaugen von Dampf bzw. Luft von der dem Zylindermantel äbgewandten Materialbahnseite ist es besonders vorteilhaft, wenn an einer dem Zylindermantel abgewandten Materialbahnseite ein zusätzliches Heizmittel angeordnet ist. Mittels des zusätzlichen Heizmittels, welches im übrigen auch vorteilhaft als Wärmestrahler und/oder als fossilbefeuerter Brenner ausgeführt sein kann, wird die Luft im Bereich der dem Zylindermantel abgewandten Materialbahnseite aufgewärmt bzw. erhitzt. Wird diese erhitzte Luft nun durch die Materialbahn in das Innere des Zylinders gesaugt, wird die Materialbahn durch die erhitzte Luft zusätzlich getrocknet, wodurch das Trocknen der Materialbahn wesentlich effektiver und damit schneller vorgenommen werden kann.
Ist das Vorsehen eines zusätzlichen Heizmittels an der dem Zylindermantel abgewandten Materialseite beispielsweise aus baulichen Gründen nicht möglich, kann es auch vorgesehen werden, dass eine erhitzte Luft an die dem Zylindermantel abgewandte Materialbahnseite gefördert wird. Diese erhitzte Luft ist beispielsweise durch die Heizeinrichtung der Trockeneinrichtung zuvor erwäπnt worden und durch entsprechende Leitungen an die abgewandte Materialbahnseite geführt.
An dieser Stelle sei noch angemerkt, dass das Anordnen eines derartigen zusätzlichen Heizmittels an der dem Zylindermantel abgewandten Materialbahnseite auch unabhängig von den übrigen Merkmalen der Erfindungen vorteilhaft ist, da hierdurch die Verdampfungsleistung einer Trockenstrecke erhöht werden kann.
Um zum einen eine Saugzone und darüber hinaus gegebenenfalls eine Blaszone baulich besonders einfach an dem Zylindermantel des Zylinders zu etablieren, ist es vorteilhaft, wenn der Zylinder einen Hohlraum aufweist, der in einen ersten Bereich und in wenigstens einen weiteren Bereich unterteilt ist. Umfasst der Zylindermantel zusätzlich eine Heizzone, ist es vorteilhaft, wenn der Hohlraum des Zylin- ders entsprechend zusätzlich unterteilt ist. Der Hohlraum des Zylinders ist baulich besonders einfach unterteilt, wenn der erste Bereich und der wenigstens eine weitere Bereich mittels wenigstens einer Trennwand unterteilt ist.
Die Saugzone an dem Zylindermantel kann baulich vorteilhaft realisiert werden, wenn in dem ersten Bereich zumindest im Betriebszustand ein Unterdruck vorliegt. Hierdurch ist im Inneren des Zylinders ein Unterdruckbereich geschaffen.
Dementsprechend kann die Blaszone an dem Zylindermantel baulich vorteilhaft realisiert werden, wenn in wenigstens einem weiteren Bereich zumindest im Betriebszustand ein Überdruck vorliegt. Hierdurch ist im Inneren des Zylinders ein Überdruckbereich geschaffen.
Mit dem Begriff „Betriebszustand" versteht man den Zustand der vorliegenden Trockeneinrichtung im Wesentlichen während des Trocknens einer Materialbahn in einer Trockenstrecke.
Damit die Saugzone, die Blaszone und die Heizzone beim Rotieren des Zylindermantels ihre relativen Lagen gegenüber dem Zylindermantel beibehalten können und nicht mit dem Zylindermantel bei einer Rotation „mitwandern" müssen, ist es vorteilhaft, wenn der erste und die weiteren Bereiche des Hohlraums gegenüber der Rotationsachse des Zylindermantels ortsfest angeordnet sind. Im Wesentlichen entspricht das Gebiet der Saugzone an dem Zylindermantel der Ausdehnung des Unterdruckbereichs an der Innenseite des Zylindermantels. Somit steht zwangsläufig der Unterdruckbereich, der die Saugzone an dem Zylindermantel etabliert, ebenfalls mit der vorstehend erläuterten Saugeinrichtung in Verbindung. Gleiches gilt vorliegend im Übrigen auch für die Blaszone hinsichtlich des Überdruckbereichs. Die Trennung zwischen der Saugzone und der Blaszone verläuft an dem Zylindermantel im Wesentli- chen entlang der Trennwand, durch die der Überdruckbereich von dem Unterdruckbereich im Inneren des Zylinders separiert ist. Auch hinsichtlich der Heizzone verläuft die Trennung im Wesentlichen entlang einer entsprechenden Trennwand, durch die der Heizbereich gegenüber dem Unterdruckbereich und gegebenenfalls auch gegenüber dem Überdruckbereich im Inneren des Zylinders getrennt ist.
Es versteht sich, dass die Heizeinrichtung der Trockeneinrichtung auch außerhalb des Zylinders ange- ordnet sein kann. Eine Ausfuhrungsvariante sieht vor, dass in dem ersten den Unterdruck aufweisenden Bereich die Heizeinrichtung angeordnet ist. Ein Anordnen der Heizeinrichtung im Unterdruckbereich ist vorteilhaft, da es hierdurch möglich ist, den Zylindermantel an der Saugzone, also an der Kontaktfläche, an welcher die Materialbahn im Wesentlichen an dem Zylindermantel anliegt, zu beheizen. Damit eine derart große Saugzone an dem Zylindermantel vorliegt, ist es vorteilhaft, wenn der Unterdruckbereich ein Volumen aufweist, welches mindestens doppelt so groß ist wie das Volumen des Überdruckbereichs.
Damit die Abmessungen der Saugzone an dem Zylindermantel entsprechend der Ausmaße der zu trock- nenden Materialbahn individuell angepasst werden können, ist es des Weiteren vorteilhaft, wenn das Volumen des ersten Bereichs und das Volumen des wenigstens einen weiteren Bereichs variabel einstellbar sind. Mit der Volumenwahl des ersten Bereichs und des wenigstens einen weiteren Bereichs ist die Ausdehnung der Saugzone und der Blaszone an dem Zylindermantel in vorteilhafter Weise baulich besonders einfach einstellbar. Vorteilhaft kann das Volumen der beiden Bereiche durch eine flexible Trennwand eingestellt werden.
Um einen ausreichenden Unterschied zwischen dem Ansaugeffekt in der Saugzone und dem Abstoßeffekt in der Blaszone hinsichtlich einer Materialbahn zu erzielen, ist es vorteilhaft, wenn zwischen dem ersten Bereich und dem wenigstens einen weiteren Bereich eine Druckdifferenz von mehr als 0,01 bar oder eine Druckdifferenz von mehr als 0,05 bar und vorzugsweise eine Differenz von weniger als 0,5 bar vorliegt. In ersten Praxistests hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn eine Druckdifferenz zwischen 0,05 bar und 0,2 bar eingestellt ist.
Die Aufgabe der Erfindung wird auch von einer Vorrichtung mit einer Vielzahl an Trockenzylindern zum Trocknen einer Materialbahn gelöst, bei welcher die Trockenzylinder eine mäandrierende Führungsbahn um eine Mittellage der Trockenzylinder bilden, und bei welcher wenigstens zwei Trockenzy- linder eine beheizte Zone aufweisen, und die Heizzone jedes Trockenzylinders auf der Mittellage angeordnet ist.
Unter dem Begriff „Mittellage" versteht man im Sinne der Erfindung eine Ebene, bei der erste Trockenzylinder auf einer ersten Ebenenseite und zweite Trockenzylinder auf einer zweiten Ebenenseite angeordnet sind. Jeder Zylinder durchstößt jedoch die durch die Mittellage gebildete Ebene in die eine oder in die andere Richtung derart, dass die Heizzonen aller Trockenzylinder im Bereich der Mittellage angeordnet sind.
Eine Ausfuhrungsvariante sieht vor, dass die Heizzone eines Trockenzylinders auf einer ersten Seite der Mittellage angeordnet und die Saugzone und/oder die Blaszone dieses Trockenzylinders auf einer zweiten Seite der Mittellage angeordnet ist, oder umgekehrt. Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist es vorteilhaft, wenn die Heizzone und die Blaszone eines Trockenzylinders auf einer ersten Seite der Mittelage angeordnet und die Saugzone dieses Trockenzylinders auf einer zweiten Seite der Mittellage angeordnet ist, oder umgekehrt.
Die Aufgabe der Erfindung wird daneben auch von einem Verfahren zum Trocknen einer Materialbahn, insbesondere einer Papier-, Karton- oder Tissuebahn, gelöst, bei welchem die Materialbahn mittels einer permeablen Führungseinrichtung erhitzt wird und die Materialbahn während des Kontakts mit der Führungseinrichtung beidseitig ausgedampft wird. Durch das beidseitige Ausdampfen der Materialbahn wird die Verdampfungsleistung wesentlich gesteigert. Hierzu wird die Materialbahn über die Führungseinrichtung geführt, die für die Kontakttrocknung beheizbar ist. Da die Führungseinrichtung vorteilhaf- ter Weise mit einer Vielzahl an Bohrungen versehen sind, ist es möglich, dass die Materialbahn nicht nur an der der Führungseinrichtung abgewandten Materialbahnseite ausdampft sondern zusätzlich an der der Führungseinrichtung zugewandten Materialbahnseite.
Darüber hinaus wird die Aufgabe der Erfindung von einem Verfahren zum Trocknen einer Materialbahn, insbesondere einer Papier-, Karton- oder Tissuebahn, gelöst, bei welchem die Materialbahn mit- tels permeabler Trockenzylinder erhitzt und die Materialbahn während des Kontakts mit einer Mantelfläche wenigstens eines Trockenzylinders beidseitig ausgedampft wird. Vorteilhafter Weise dampft eine in der Materialbahn vorhandene Flüssigkeit zumindest teilweise in das Innere des permeablen Trockenzylinders aus, so dass die Materialbahn auch an der dem Trockenzylinder zugewandten Materialbahnseite ausdampfen kann.
Um zwischen der Materialbahn und dem Trockenzylinder einen besonders innigen Kontakt herzustellen, ist es vorteilhaft, wenn die Materialbahn an die Mantelfläche des Trockenzylinders gesaugt wird. Durch das Ansaugen der Materialbahn an die Mantelfläche des Trockenzylinders wird ein besonders günstiger Übergang an Wärme von dem Trockenzylinder auf die Materialbahn eπeicht. Durch dieses Ansaugen der Materialbahn wird eine weitere Steigerung des Ausdampfeffektes an der dem Trockenzy- linder zugewandten Materialbalmseite erzielt. Durch das Ansaugen wird vor allem eπeicht, dass auf eine zusätzliche Führungseinrichtung verzichtet werden kann, welche die Materialbahn an die Mantelfläche des Trockenzylinders drückt. Insgesamt wird hierbei eine Effizienzsteigerung hinsichtlich der gesamten Verdampfungsleistung erzielt.
Um die Materialbahn problemlos von der Mantelfläche des Trockenzylinders wieder zu lösen, schlägt die Erfindung vor, dass die Materialbahn zumindest teilweise von der Mantelfläche des Trockenzylin- ders geblasen wird Hierzu wird vorzugsweise Luft aus dem Inneren des Trockenzylinders durch die Mantelflache des Trockenzylinders m die Umgebung des Trockenzylinders geblasen
Es ist darüber hinaus vorgesehen, dass der Trockenzylmder in einer Saugzone, in welcher die Matenal- bahn an die Mantelflache gesaugt wird, beheizt wird Durch das Beheizen der Mantelflache des Tro- ckenzylinders im Bereich der Saugzone, wird der Trockenzylmder im Wesentlichen nur dort aufgeheizt, wo auch die Mateπalbahn hauptsachlich mit der Mantelflache des Trockenzylinders in Kontakt steht Hierdurch wird die Gefahr eines unnötigen Verlustes an Heizenergie verπngert
Eine bevorzugte Verfahrensvaπante sieht vor, dass durch die Mantelflache des Trockenzylinders Luft in den Trockenzylmder gesaugt wird und vorzugsweise zumindest ein Teil dieser angesaugten Luft durch die Mantelflache aus dem Trockenzylmder gelangt Hierdurch kann vorteilhafter Weise die angesaugte Luft, mit welcher die Mateπalbahn an die Mantelflache des Trockenzylinders gesaugt wurde, anschließend gegebenenfalls dazu genutzt werden, die zuvor angesaugte Mateπalbahn von der Mantelflache abzustoßen Gegebenenfalls ist es hierbei sinnvoll, die zuvor angesaugte Luft zu entfeuchten, so dass die wieder durch die Mantelfläche nach außen geführte Luft die Mateπalbahn mcht wieder anfeuchtet
Um die Luft zum einen m den Trockenzylinder einzusaugen und zum anderen an anderer Stelle des Trockenzylinders wieder auszublasen, ist es vorteilhaft, wenn m einzelnen Bereichen innerhalb des Trockenzylinders eine Druckdifferenz vorliegt Vorteilhaft kann das Ansaugen und das Wegblasen der Mateπalbahn an bzw von dem Trockenzylmder vorgenommen werden, wenn das Verfahren mit einer Druckdifferenz von mehr als 0,01 bar oder von mehr als 0,05 bar und vorzugsweise von wemger als 0,5 bar durchgeführt wird
Durch die Besaugung der Kontaktflache zwischen der Mateπalbahn und dem Trockenzylmder wird das Ausdampfen des Mateπals nach beiden Mateπalbahnseiten gewahrleistet und vorteilhafter Weise wird das Ausdampfen an der der Mantelflache zugewandten Mateπalbahnseite durch den dort vorheπschen- den Unterdruck noch zusatzlich verstärkt
Die Aufgabe der Erfindung wird insbesondere und auch unabhängig von allen ubπgen Merkmalen der Erfindung von einem Verfahren zum Trocknen einer Mateπalbahn, insbesondere einer Papier-, Kartonoder Tissuebahn, gelost, bei welchem die Mateπalbahn mittels permeabler Trockenzylmder erhitzt wird, wobei an einer einem Trockenzylmder abgewandten Mateπalbahnseite Luft erwärmt oder eine bereits erwärmte Luft an die dem Trockenzylmder abgewandte Mateπalbahnseite geleitet wird, und die er- wärmte Luft zum einen durch die Mateπalbahn und zum anderen durch die Mantelflache des Trockenzylinders m den Trockenzylmder gesaugt wird
Mittels des zusatzlichen Durchsaugens der erwärmten Luft durch die Mateπalbahn m den Trockenzylinder hinein, wird zum einen zwischen der Mateπalbahn und dem Trockenzylinder bzw zwischen der Mateπalbahn und der Mantelflache des Trockenzylinders ein besonders inniger Kontakt hergestellt, wodurch ein besonders guter Wärmeübergang zwischen dem Trockenzylmder und der Matenalbahn hergestellt ist Allein dadurch wird schon eine Steigerung der Verdampfungsleistung gegenüber herkömmlichen Trockenverfahren erzielt
Zum anderen wird eine Steigerung der Verdampfungsleistung dadurch eπeicht, dass Luft von der dem Trockenzylmder abgewandten Mateπalbahnseite durch die Mateπalbahn in den Trockenzylinder gesaugt wird Hierbei wird die Mateπalbahn zusatzlich besonders gut durchlüftet und dabei zusatzlich getrocknet Dies trifft insbesondere dann zu, wenn die Luft, welche durch die Mateπalbahn gesaugt wird, darüber hinaus noch erwärmt wird
Es versteht sich, dass die erste und die letzte Verfahrenslosung zum Trocknen einer Mateπalbahn gege- benenfalls auch vorteilhaft durch Verfahrensmerkmale der zweiten Verfahrenslosung ergänzt werden können
Weitere Vorteile, Ziele und Eigenschaften vorliegender Erfindung werden anhand der Beschreibung anliegender Zeichnung erläutert, in welcher beispielhaft zum einen ein Trockenzylmder und zum anderen mehrere zusammen wirkende Trockenzylmder in einem Ausfuhrungsbeispiel dargestellt sind
Es zeigt
Figur 1 schemaüsch einen Querschnitt durch einen Trockenzylmder,
Figur 2 schematisch einen Längsschnitt durch den Trockenzylmder aus der Figur 1,
Figur 3 schemaüsch eine Ansicht einer Anordnung von Trockenzylindern im Zusammenspiel mit einer Mateπalbahn,
Figur 4 schematisch einen Querschnitt durch einen Trockenzylinder mit einer von einer Saugzone und einer Blaszone getrennten Heizzone, Figur 5 schematisch eine Ansicht einer Anordnung von Trockenzylindern nach der Figur 4 im
Zusammenspiel mit einer Materialbahn,
Figur 6 schematisch einen Querschnitt durch einen Trockenzylinder mit einer Saugzone und einer Blaszone, in welcher eine Heizeinrichtung angeordnet ist und
Figur 7 schematisch eine Ansicht einer Anordnung von Trockenzylindern nach der Figur 6 im
Zusammenspiel mit einer Materialbahn.
Der in der Figur 1 gezeigte Trockenzylinder 1 hat einen Zylindermantel 2, der um eine Rotationsachse 3 in Rotationsrichtung 4 umläuft. Der Zylindermantel 2 des Trockenzylinders 1 weist eine Vielzahl an Bohrungen 5 auf, die den Zylindermantel 2 radial durchstoßen. Hierdurch ist der Zylindermantel 2 ins- besondere für Luft durchlässig.
Innerhalb des Trockenzylinders 1 ist ein Hohlraum in diesem Ausführungsbeispiel in eine erste Kammer 6 und in eine zweite Kammer 7 unterteilt. In der ersten Kammer 6 liegt ein Unterdruck 8 und in der zweiten Kammer 7 liegt ein Überdruck 9 vor. In der ersten Kammer 6 sind mehrere Wärmestrahler 10 (hier nur exemplarisch beziffert) angeordnet. Die Wärmestrahler 10 bilden im Sinne der Erfindung eine Heizeinrichtung, die innerhalb des Trockenzylinders 1 angeordnet ist.
Durch die Vielzahl an Bohrungen 5 wird im Bereich der Kammer 6, in welcher ein Unterdruck 8 vorliegt, eine Umgebungsluft 11 aus der Umgebung 12 des Trockenzylinders 1 eingesaugt. Somit ist an dem Außenurnfang des Zylindermantels 2 eine Saugzone 13 geschaffen, die zwischen den beiden Begrenzungen 14 und 14A angeordnet ist. Die Saugzone 13 erstreckt sich im vorliegenden Ausführungs- beispiel von der Begrenzung 14 ausgehend in Pfeilrichtung 15 bis zur Begrenzung 14A oder umgekehrt.
Dementsprechend ergibt sich zwischen den beiden Begrenzungen 14 und 14A andererseits an dem äußeren Umfang des Zylindermantels 2 eine Blaszone 16. Diese Blaszone 16 wird ebenfalls von den beiden Begrenzungen 14 und 14A begrenzt und läuft von der Begrenzung 14 in Pfeilrichtung 17 zu der Begrenzung 14A oder umgekehrt.
Im Bereich der Blaszone 16 wird aus der Kammer 7, in welcher ein Überdruck 9 vorliegt, eine Innenluft 18 in die Umgebung 12 geblasen.
Um die beiden unterschiedlichen Zonen 13 und 16 gegenüber der Umgebung 12 ortsfest anzuordnen, obwohl sich der Zylindermantel 2 des Trockenzylinders 1 um die Rotationsachse 3 bewegt, sind die beiden Kammern 6 und 7 durch eine gegenüber der Rotationsachse 3 ortsfeste Trennwand 19 realisiert. Die Trennwand 19 ist hierbei gegenüber der Innenseite 20 an den angrenzenden Bereichen 21 und 22 zumindest derart abgedichtet, dass sich zum einen der Zylindermantel 2 gegenüber der Trennwand 19 bewegen kann und zum anderen, dass trotz der Relativbewegung zwischen der Trennwand 19 und des Zylindermantels 2 an dem äußeren Umfang des Zylindermantels sowohl eine Saugzone 13 als auch eine Blaszone 16 existiert. Um den Zylindermantel 2 möglichst großflächig und mit möglichst wenigen E- nergieverlusten aufzuheizen, sind in einem geringen Abstand zu der Innenseite 20 des Zylindermantels 2 die Vielzahl an Wärmestrahlern 10 angeordnet.
Um die Bauteile im Inneren des Trockenzylinders 1 gegenüber der Rotationsachse 3 ortsfest anzuord- nen, ist in dem Inneren des Trockenzylinders 1 ein Gestell 23 angeordnet, an welchem insbesondere die in der Unterdruckkammer 6 und in der Überdruckkammer 7 angeordneten Bauteile, als da beispielsweise wären, die Wärmestrahler 10 und die Trennwand 19, befestigt.
Der Trockenzylinder 1 ist an seinen beiden Stirnseiten durch einen vorderen Abschluss 24 und einen hinteren Abschluss 25 begrenzt (siehe Figur 2). Sowohl der vordere Abschluss 24 als auch der hintere Abschluss 25 sind an dem Zylindermantel 2 verdrehsicher befestigt.
In diesem Ausführungsbeispiel ist der vordere Abschluss 24 an einem Wellenzapfen 26 gelagert, wobei der Wellenzapfen 26 wiederum mittels eines Wälzlagers 27 in einem ersten Haltebereich 28 eines Maschinengestells 29 gelagert ist. Der hintere Abschluss 25 des Trockenzylinders 1 ist mittels eines weiteren Wälzlagers 30 an einem weiteren Haltebereich 31 des Maschinengestells 29 gelagert.
Durch die vorstehend beschriebene Konstruktion kann der Zylindermantel 2 des Trockenzylinders 1 um die Rotationsachse 3 umlaufen.
Um das Gestell 23 ortsfest innerhalb des Trockenzylinders 1 anzuordnen, ist eine vordere Abschlussstandwand 32 mittels einer Wälzlagerung 33 an dem Wellenzapfen 26 derart gelagert, dass sich die vordere Abschlussstandwand 32 an der um die Rotationsachse 3 rotierenden Wellenachse 26 abstützt.
Darüber hinaus umfasst das Gestell 23 eine hintere Abschlussstandwand 34, die in einer festen Halte- rung 35 des Maschinengestells 29 fixiert ist.
Sowohl die vordere Abschlussstandwand 32 als auch die hintere Abschlussstandwand 34 stehen mittels umlaufender Dichtlippen 36 und 37 mit dem Zylindermantel 2 dichtend in Kontakt. Um eine in die Unterdruckkammer 6 eingesaugte Außenluft 11 aus dem Trockenzylinder 1 als Abluft 38 herausführen zu können, weist der Trockenzylinder 1 eine Abluftabfuhr 39 auf. Zum Blasen der Innenluft 18 über den mit Bohrungen 5 versehenden Zylindermantel 2 aus der Überdruckkammer 7 in die Umgebung 12, weist der Trockenzylinder 1 neben der Abluftabfuhr 39 für eine Zuluft 40 eine Zuluftzu- fuhr 41 auf. Die in die Überdruckkammer 7 gelangte Zuluft 40 wird als Innenluft 18 durch die Bohrungen 5 des Zylindermantels 2 aus der Überdruckkammer 7 geblasen.
Die Abluftabfuhr 39 steht unmittelbar in Kontakt mit einer Saugeinrichtung 42, welche die erste Kammer 6 besaugt. In diesem Ausfuhrungsbeispiel steht die Saugeinrichtung 42 über die Abluftabfuhr 39 mit der Saugzone 13 in Verbindung. Die Zuluftzufuhr 41 steht mit einem Gebläse 43 in Verbindung, mit dem eine Zuluft 40 in die zweite Kammer 7 geblasen wird. Das Gebläse 43 steht somit mittelbar mit der Blaszone 16 in Verbindung. Es versteht sich, dass sowohl die Saugeinrichtung 42 mit der Saugzone 13 als auch das Gebläse 43 mit der Blaszone 16 unmittelbar in Kontakt stehen können, sofern dies bei einem Anwendungsfall vorteilhaft ist.
Der in der Figur 3 dargestellte Teil 50 eines Trockenapparates 51 zeigt eine Vielzahl der vorstehend beschriebenen Trockenzylinder 1 (hier nur exemplarisch beziffert), über welche eine zu trocknende Materialbahn 52 geführt ist. Zum Antrieb der Materialbahn 52 weist jeder Trockenzylinder 1 des Trockenapparats einen eigenen Antrieb (hier nicht gezeigt) auf. Zusätzlich sorgen zwei angetriebene Umlenkwalzen 53 und 54 dafür, dass die Materialbahn 52 den Trockenzylindern 1 ordnungsgemäß und sicher zugeführt und, dass die Materialbahn 52 von den Trockenzylindern 1 ordnungsgemäß und sicher weggeführt wird. Die einzelnen Trockenzylinder 1 sind derart unter und über der Materialbahn 52 angeordnet, dass jeder der Trockenzylinder 1 möglichst großflächig von der Materialbahn 52 umschlungen wird. Die Materialbahn 52 steht hierbei im Wesentlichen im Bereich der Saugzone 13 mit dem jeweiligen Trockenzylinder 1 in Kontakt, da sie insbesondere in diesem Bereich an den Zylindermantel 2 angesaugt wird.
Im Bereich der Blaszone 16 wird die Materialbahn 52 von dem Zylindermantel 2 abgestoßen, da die aus der Überdruckkammer 7 über die Bohrungen 5 (siehe Figuren 1 und 2) des Zylindermantels 2 ausströmende Innenluft 18 die Materialbahn 52 aktiv von dem Zylindermantel 2 abhebt.
Folgt man nun dem Bahnverlauf der Materialbahn 52 in Pfeilrichtung 55, gelangt die Materialbahn 52 über die erste Umlenkwalze 53 an den Zylindermantel 2 des Trockenzylinders 1 und zwar in einem Bereich 56, in welchem der Zylindermantel 2 von der Blaszone 16 in die Saugzone 13 übergeht. In diesem ersten Übergangsbereich 56 verläuft im Inneren des Trockenzylinders 1 die Trennwand 19, welche die Überdruckkammer 7 von der Unterdruckkammer 6 trennt.
Im Bereich der Saugzone 13 wird die Materialbahn 52 an den Zylindermantel 2 angesaugt, so dass zwischen der Materialbahn 52 und dem Zylindermantel 2 ein besonders inniger Kontakt entsteht. Im weite- ren Verlauf in der Umdrehungsrichtung des Pfeils 4 gelangt die Materialbahn 52 in einen zweiten Übergangsbereich 57 von der Saugzone 13 in die Blaszone 16. In diesem zweiten Übergangsbereich 57 wird die Materialbahn 52 von dem Zylindermantel 2 weggeblasen, so dass sich die Materialbahn 52 besonders leicht von dem Zylindermantel 2 löst.
An dem ersten Trockenzylinder 1 des Trockenapparats 51 ist ein weiterer Trockenzylinder 58 angeord- net, auf welchen die Materialbahn 52 in ihrem weiteren Verlauf durch den Trockenapparat 51 übergeht.
Der Trockenzylinder 58 hat in diesem Ausführungsbeispiel im Wesentlichen einen identischen Aufbau wie der Trockenzylinder 1. Dementsprechend verfügt der Trockenzylinder 58 auch über eine Saugzone 59 und eine Blaszone 60, so dass die Materialbahn 52 im Wesentlichen von der Saugzone 13 des Trockenzylinders 1 in die Saugzone 59 des Trockenzylinders 58 übergeht. Hierbei wird die Materialbahn 52 im Bereich 57 von dem Zylindermantel 2 der Trockenwalze 1 im Bereich der Blaszone 16 abgehoben, so dass die Materialbahn 52 sich vorteilhaft von dem Zylindermantel 2 löst. Gleichzeitig wird die Materialbahn 52 durch die aus dem Trockenzylinder 1 austretende Innenluft 18 gegen den Zylindermantel 61 des Trockenzylinders 1 gedrückt.
Dieses Procedere durchläuft die Materialbahn 52 auch an den übrigen Trockenzylindern (vorliegend nicht weiter beziffert) des Trockenapparates 51 bis die Materialbalm 52 an die weitere Umlenkwalze 54 gelangt und aus dem Trockenapparat 51 gefördert wird.
Der in der Figur 4 gezeigte Trockenzylinder 101 weist einen Zylindermantel 102 auf, der um eine Rotationsachse 103 in Rotationsrichtung 104 umläuft. Der Zylindermantel 102 weist radiale Bohrungen 105 (hier nur exemplarisch beziffert und gekennzeichnet) auf. Durch die Bohrungen 105 ist der Zylinder- mantel 102 luftdurchlässig. Im Inneren des Trockenzylinders 101, an dessen Innenseite 120, sind eine Unterdruckkammer 170, eine Überdrackkammer 171 und eine Heizkammer 172 angeordnet. Die Unterdruckkammer 170 erstreckt sich in diesem Ausf hrungsbeispiel in Pfeilrichtung 115 ausgehend von einer ersten Trennwand 173 bis zu einer zweiten Trennwand 174. Wie die Bezeichnung Unterdruckkammer 170 bereits impliziert, liegt in dieser ein Unterdruck 108 vor. Zwischen der Trennwand 173 und einer Trennwand 174 befindet sich die Überdruckkammer 171, in welcher ein Überdruck 109 einge- stellt ist. Die Heizkammer 172 ist zum einen gegenüber der Saugkammer 170 durch die erste Trennwand 173 getrennt und zum anderen gegenüber der Blaskammer 171 durch eine dritte Trennwand 175. Im Bereich der Saugkammer 170 ist an dem Zylindermantel 102 eine Saugzone 113 geschaffen. Demgegenüber ist im Bereich der Blaskammer 171 an dem Zylindermantel 102 eine Blaszone 116 bereitge- stellt. Im Bereich der Heizkammer 172 weist der Trockenzylinder 101 an dem Zylindermantel 102 eine Heizzone 176 auf. Innerhalb der Heizkammer 172 sind mehrere Wärmestrahler 110 (hier nur exemplarisch beziffert) vorgesehen. Mittels der Wärmestrahler 110 wird die Heizzone 176 des Trockenzylinders 101 aufgeheizt. Der somit aufgeheizte Zylindermantel 102 rotiert gemäss der Rotationsrichtung 104 weiter bis über die Saugkammer 170. Im Bereich der Saugkammer 170 wird Umgebungsluft 111 von außen durch die Bohrungen 105 in die Saugkammer 170 gesogen. Im Gegensatz hierzu wird im Bereich der Blaskammer 170 Innenluft 118 über die Bohrungen 105 nach außen in die Umgebung 112 geblasen.
Um die verschiedenen Zonen 113, 116 und 176 gegenüber der Umgebung 112 ortsfest anzuordnen, obwohl sich der Zylindermantel 102 um die Rotationsachse 103 bewegt, sind die Kammern 170, 171 und 172 durch die gegenüber der Rotationsachse 103 ortsfesten Trennwände 173, 174 und 175 realisiert.
Die in der Figur 5 gezeigte Anordnung 180 weist einen ersten Trockenzylinder 181, einen zweiten Trockenzylinder 182, einen dritten Trockenzylinder 183, einen vierten Trockenzylinder 184 und einen fünften Trockenzylinder 185 auf. Die Anordnung 180 der Trockenzylinder 181 bis 185 ist um eine Mittellage 186 angeordnet, um welche eine Materialbahn 152 gemäß Pfeilrichtung 155 mäandrierend geführt wird. Die Materialbahn 152 wird der Anordnung 180 über eine erste Umlenkwalze 153 zugeführt und über eine zweite Umlenkwalze 154 wieder abgeführt. Jeder der Trockenzylinder 181 bis 185 hat den gleichen Aufbau wie der Trockenzylinder 101 aus der Figur 4. Die Trockenzylinder 181 bis 185 sind gemäß der Anordnung 180 derart gegenüber angeordnet dass die jeweilige Heizzone 176 (hier nur exemplarisch beziffert) jedes einzelnen Trockenzylinders 181 bis 185 in einem Bereich entlang der Mittellage 186 angeordnet ist. Hierdurch wird eπeicht, dass die Materialbahn 152 den jeweiligen Trockenzy- linder 181 bis 185 nur an seiner jeweiligen Saugzone 113 bzw. an seiner jeweiligen Blaszone 116 (siehe Figur 4) berührt. Die Anordnung 180 ermöglicht es somit, dass die Materialbahn 152 nicht mit der jeweiligen Heizzone 186 der Trockenzylinder 181 bis 185 in Kontakt tritt, sondern dem jeweiligen Trockenzylinder 181 bis 185 erst im Bereich der Saugzone 113 zugeführt und im Bereich der Blaszone 116 von diesem Trockenzylinder abgehoben und gegebenenfalls an einen weiteren Trockenzylinder 182 bis 185 übergeben wird. In diesem Ausführungsbeispiel liegen die Heizzonen 176 der Trockenzylinder 181, 183 und 185 auf einer ersten Seite 190 der Mittellage 186 und die Saugzonen 113 sowie die Blaszonen 116 dieser Trockenzylmder auf einer zweiten Seite 191 der Mittellage 186. Dagegen sind die Heizzonen 176 der Trockenzylmder 182 und 184 auf der zweiten Seite 191 der Mittellage 186 und die Saugzonen 113 sowie die Blaszonen 116 dieser Trockenzylinder auf der ersten Seite 191 der Mittellage 186 angeordnet. Im Bereich des Trockenzylinders 181 ist in dessen Umgebung 112 ein zusätzliches Heizmittel 162 angeordnet. Mittels des zusätzlichen Heizmittels 162 wird die Materialbahn 152 auch von außen erhitzt.
Der in der Figur 6 gezeigte Trockenzylinder 201 weist einen Zylindermantel 202 auf, der in eine Saugzone 213 und in eine Blaszone 216, die gleichzeitig auch eine Heizzone 276 des Trockenzylinders 201 darstellt, unterteilt ist. Der Zylindermantel 202 rotiert in Rotationsrichtung 204 um eine Rotationsachse 203. Zum Realisieren der Saugzone 213 und der Blaszone 216 weist der Zylindermantel 202 eine Viel- zahl an radialen Bohrungen 205 auf, die sich in diesem Ausfuhrungsbeispiel über den kompletten Zylindermantel 202 erstrecken. Im Bereich der Saugzone 213 ist im Inneren des Trockenzylinders 201 eine Unterdruckkammer 270 vorgesehen, in welcher ein Unterdruck 208 etabliert wird. Im Bereich der Blaszone 216 ist im Inneren des Trockenzylinders 201 eine Überdruckkammer 271 angeordnet. Die Blaszone 216 erstreckt sich ausgehend von einer Trennwand 273 in Pfeilrichtung 215 bis zur Trennwand 274. Innerhalb der Überdruckkammer 271 sind eine Reihe von Wärmestrahlern 210 (hier nur exemplarisch beziffert) als primäre Heizeinrichtung des Trockenzylinders 201 angeordnet. Somit ist die Blaszone 216 gleichzeitig auch die Heizzone 276 des Trockenzylinders 201. Im Bereich der Saugzone 213 wird durch die einzelnen radialen Bohrungen 205 Umgebungsluft 211 aus der Umgebung 212 in die Unterdruckkammer 270 des Trockenzylinders 201 eingesaugt. Im Bereich der Blaszone 216 wird aus der Über- druckkammer 271 Innenluft 218 durch die Bohrungen 205 in die Umgebung 212 geblasen. Mittels der Wärmestrahler 210 wird die Blaszone 216 des Trockenzylinders 201 kontinuierlich aufgeheizt. Der hierdurch aufgeheizte Zylindermantel 202 rotiert gemäß der Rotationsrichtung 204 weiter bis über die Saugkammer 270, in welche aus der Umgebung 212 Umgebungsluft 211 gesogen wird. Um die Saugzone 213 und die Blaszone 216 bzw. die darin implizierte Heizzone 276 gegenüber der Umgebung 212 des Trockenzylinders 201 ortsfest zu halten, sind die Unterdruckkammer 270 sowie die Überdruckkammer 271 innerhalb des Trockenzylinders 201 derart konstruiert, dass sie der Rotation des Zylindermantels 202 nicht folgen, sondern gegenüber der Rotationsachse 203 ortsfest sind.
Die in der Figur 7 gezeigte Anordnung 280 weist einen ersten Trockenzylinder 281, einen zweiten Trockenzylinder 282, einen dritten Trockenzylinder 283, einen vierten Trockenzylinder 284 und einen fünften Trockenzylinder 285 auf. Gemäß der Anordnung 280 sind die Trockenzylinder 281 bis 285 um eine Mittellage 286 angeordnet, um welche eine Materialbahn 252 gemäß Pfeilrichtung 255 mäandrie- rend geführt wird. Die Materialbahn 252 wird den Trockenzylindern 281 bis 285 über eine erste Um- lenkwalze 253 zugeführt und über eine zweite Umlenkwalze 254 von den Trockenzylindern 281 bis 285 abgeführt.
Jeder der Trockenzylinder 281 bis 285 hat den gleichen Aufbau wie der erläuterte Trockenzylinder 201 aus der Figur 6. In der Anordnung 280 nach der Figur 7 sind die Trockenzylinder 281 bis 285 im We- sentlichen mit ihren jeweiligen Wärmestrahlem 210 (nur exemplarisch in Bezug auf den Trockenzylinder 281 gezeigt) derart angeordnet, dass die jeweiligen Heizeinrichtungen, die durch die Wärmestrahlen 210 gebildet werden, im Bereich der Mittellage 286 angeordnet sind. Gemäß der Anordnung 280 steht die Materialbalm 252 lediglich mit der Saugzone 213 des jeweiligen Trockenzylinders 281 bis 285 in Kontakt. Ein unmittelbarer Kontakt der Materialbalm 252 mit Bereichen, in welchen die Wärmestrahler 210 im Inneren der Trockenzylinder 281 bis 285 angeordnet sind, also mit Heizbereichen 276, wird zusätzlich dadurch unterbunden, dass die Heizeinrichtungen unterhalb der Blaszonen 216 der Trockenzylinder 281 bis 285 angeordnet sind. Im Bereich der Trockenzylinder 281, 283 und 285 ist in deren Umgebung 212 jeweils ein zusätzliches Heizmittel 262 (hier nur exemplarisch beziffert) angeordnet. Mittels der zusätzlichen Heizmittel 262 wird die Materialbahn 252 zumindest partiell auch von einer den Trockenzylindern 281 bis 285 abgewandten Seite erhitzt. Die Blaszonen 216 mit den daran integrierten Heizzonen 276 der Trockenzylinder 281, 283 und 285 befinden sich nach der Anordnung 280 auf einer ersten Seite 290 der Mittellage 286 und die Saugzonen 213 dieser Trockenzylinder 281, 283 und 285 auf einer zweiten Seite 291 der Mittellage 286. Die Blaszonen 216 mit den daran integrierten Heizzonen 276 der Trockenzylinder 282 und 284 dagegen liegen auf der zweiten Seite 291 und die Saugzonen dieser Trockenzylinder 282 und 284 auf der ersten Seite 290 der Mittellage 286.

Claims

Patentansprüche:
1. Trockeneinrichtung mit einem Zylinder, der einen permeablen Zylindermantel aufweist, und mit einer Heizeinrichtung, gekennzeichnet durch eine Saugeinrichtung.
2. Trockeneinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizeinrichtung innerhalb des Trockenzylinders (1) angeordnet ist.
3. Trockeneinrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizeinrichtung Wärmestrahler (10) und/oder fossilbefeuerte Brenner aufweist.
4. Trockeneinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Zylindermantel (2, 61) eine Wärmeleitfähigkeit von mehr 40 W/(m * K) oder von mehr als 60 W/(m * K), vorzugsweise von mehr als 100 W/(m * K), aufweist.
5. Trockeneinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Zylindermantel (2, 61) in mindestens eine Saugzone (13) und in mindestens eine Blaszone (16) unterteilt ist.
6. Trockeneinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Saugzone (13) mit der Saugeinrichtung (42) verbunden ist.
7. Trockeneinrichrung nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Blaszone (16, 60) mit einem Gebläse (43) verbunden ist.
8. Trockeneinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Zylindermantel eine Heizzone (176) aufweist.
9. Trockeneinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizzone (176) von der Saugzone und der Blaszone verschieden ist.
10. Trockeneinrichtung nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die
Heizzone (176) an die Saugzone (113) grenzt und die Blaszone (116) zumindest in Teilbereichen des Zylindermantels (102) zwischen der Heizzone (176) und der Saugzone (113) ange- ordnet ist.
11. Trockeneinrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizzone (276) innerhalb der Blaszone (216) angeordnet ist.
12. Trockeneinrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Saugzone mehr als V* der Zylindermanteloberfläche, vorzugsweise mehr als 2/3 der Zylinder- manteloberfläche, einnimmt.
13. Trockeneinrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Saugzone (13, 59) und/oder die Blaszone (16, 60) sowie die Heizzone (176) mittels wenigstens einer Trennwand (19) voneinander getrennt sind.
14. Trockeneinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass an einer dem Zylindermantel (2, 61) abgewandten Materialbahnseite ein zusätzliches Heizmittel
(62) angeordnet ist.
15. Trockeneinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Zylinder einen Hohlraum aufweist, der in einen ersten Bereich und in wenigstens einen weiteren Bereich unterteilt ist.
16. Trockeneinrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Bereich und wenigstens ein weiterer Bereich mittels wenigstens einer Trennwand (19) unterteilt ist.
17. Trockeneinrichtung nach einem der Ansprüche 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und wenigstens ein weiterer Bereich des Hohlraums gegenüber einer Rotationsachse (3) des Zylindermantels (2, 61) ortsfest angeordnet sind.
18. Trockeneinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass in einem ersten einen Unterdruck (8) aufweisenden Bereich die Heizeinrichtung angeordnet ist.
19. Trockeneinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass ein Unterdruckbereich ein Volumen aufweist, welches mindestens doppelt so groß ist wie das Volumen eines Überdruckbereichs.
20. Trockeneinrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass das Volumen des ersten Bereichs und das Volumen des wenigstens einen weiteren Bereichs variabel einstellbar sind.
21. Vorrichtung mit einer Vielzahl an Trockenzylindern zum Trocknen einer Materialbalm, bei welcher die Trockenzylinder eine mäandrierende Führungsbahn um eine Mittellage der Trockenzylinder bilden und bei welcher wenigstens zwei der Trockenzylinder eine beheizte Zone aufweisen, und die Heizzone jedes Trockenzylinders auf der Mittellage angeordnet sind.
22. Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizzone (176) eines Trockenzylinders (101) auf einer ersten Seite (190) der Mittellage (186) angeordnet und die Saugzone (113) und/oder die Blaszone (116) diese Trockenzylinders (101) auf einer zweiten Seite (191) der Mittellage (186) angeordnet ist, oder umgekehrt.
23. Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizzone (276) und die Blaszone (216) eines Trockenzylinders (201) auf einer ersten Seite (290) der Mittellage (286) angeordnet und die Saugzone (213) dieses Trockenzylinders (201) auf einer zweiten Seite (291) der Mittellage (286) angeordnet ist, oder umgekehrt.
24. Verfahren zum Trocknen einer Materialbahn (52), insbesondere einer Papier-, Karton- oder Tissuebahn, bei welchem die Materialbahn (52) mittels einer permeablen Führungseinrichtung erhitzt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Materialbahn (52) während des Kontakts mit der Führungseinrichtung beidseitig ausgedampft wird.
25. Verfahren zum Trocknen einer Materialbalm (52), insbesondere einer Papier- , Karton- oder Tissuebahn, bei welchem die Materialbahn (52) mittels permeabler Trockenzylinder (1, 58) erhitzt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Materialbahn (52) während des Kontakts mit ei- ner Mantelfläche wenigstens eines Trockenzylinders (1, 58) beidseitig ausgedampft wird.
26. Verfahren nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Materialbahn (52) an die Mantelfläche des Trockenzylinders (1, 58) gesaugt wird.
27. Verfahren nach einem der Ansprüche 25 oder 26, dadurch gekennzeichnet, dass die Materialbahn (52) zumindest teilweise von der Mantelfläche des Trockenzylinders (1, 58) geblasen wird.
28. Verfahren nach einem der Ansprüche 25 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass der Trockenzylinder (1, 58) in einer Saugzone (13, 59), in welcher die Materialbahn (52) an die Mantelfläche gesaugt wird, beheizt wird.
29. Verfahren nach einem der Ansprüche 25 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass die Material- bahn (152) im Bereich einer Heizzone (176) von Trockenzylindern (181) abgehoben wird.
30. Verfahren nach einem der Ansprüche 25 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Mantelfläche des Trockenzylinders (1, 58) Umgebungsluft (11) in den Trockenzylinder (1, 58) gesaugt wird und vorzugsweise zumindest ein Teil dieser angesaugten Umgebungsluft (11) durch die Mantelfläche wieder aus dem Trockenzylinder (1, 58) gelangt.
31. Verfahren zum Trocknen einer Materialbahn (52), insbesondere einer Papier-, Karton-, oder Tissuebahn, bei welchem die Materialbahn (52) mittels permeabler Trockenzylinder (1, 58) erhitzt wird, dadurch gekennzeichnet, dass an einer dem Trockenzylinder (1, 58) abgewandten Materialbahnseite Luft erwärmt oder bereits erwärmte Luft an die dem Trockenzylinder (1, 58) abgewandte Materialbahnseite geleitet wird und die erwärmte Luft zum einen durch die Materialbahn (52) und zum anderen durch die Mantelfläche des Trockenzylinders (1, 58) in den Trockenzylinder (1, 58) gesaugt wird.
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