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Gegenstand
der vorliegenden Erfindung sind ein Verfahren und eine Vorrichtung
zum Überführen der Papierbahn von einem Stützgewebe
auf das andere. Das erfindungsgemäße Verfahren
und die erfindungsgemäße Vorrichtung eignen sich
somit zum Beispiel zum Überführen der Bahn von
der Siebpartie auf den Pressfilz und vom Pressfilz in die Trockenpartie.
Besonders vorteilhaft gestalten sich das Verfahren und die Vorrichtung
beim Überführen der Papier- oder Kartonbahn von
der ersten Presse der Pressenpartie der Papier-, Karton- oder anderen
entsprechenden Maschine in die zweite Presse. Ferner können
das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße
Vorrichtung auch an allen oder nahezu allen Orten in einer Papiermaschine
eingesetzt werden, wo die Bahn von einem Gewebe auf ein anderes
Gewebe überführt wird.
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Im
Folgenden werden ein Papierbahn-Überführungsverfahren
und eine Papierbahn-Überführungsvorrichtung nach
dem Stand der Technik am Beispiel der Pressenpartie einer Papiermaschine eingehender
beschrieben. Gegenwärtig besteht die auf die Siebpartie
der Papiermaschine folgende Pressenpartie meistens aus zwei hintereinander
angeordneten Pressen, in denen die Papierbahn meistens von wenigstens
einem Filz, allgemeiner gesagt von einem Gewebe gestützt
von einem Pressnip zum anderen transportiert wird, wobei die Papierbahn
auch über einen Teil der Strecke zwischen zwei Geweben gestützt
läuft. In diesem Zusammenhang kann unter dem Begriff „Gewebe"
auch ein Transferband verstanden werden. Beim Überführen
der Papierbahn von der ersten Presse, d. h. dem ersten Pressnip
in die zweite Presse, d. h. den zweiten Pressnip muss sie zunächst
vom ersten, zum Beispiel oberen Filz der ersten Presse abgelöst
und am zweiten, zum Beispiel unteren Filz haftend gehalten werden.
Danach wird die Bahn, vom besagten zweiten Filz getragen, zur zweiten
Presse geführt, wo sie auf die Filze der zweiten Presse
gebracht wird. Dies geschieht im Grunde in der Weise, dass die Bahn
zunächst mit dem ersten Filz der zweiten Presse in Berührung
gebracht wird und dann vom zweiten Filz der ersten Presse abgelöst,
am ersten Filz der zweiten Presse haftend gehalten und in Kontakt
mit dem zweiten Filz der zweiten Presse gebracht wird.
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Kritische
Stellen bei der Bahnführung sind jene Stellen, an denen
die Bahn von einem Filz abgelöst und auf das nächste
Gewebe überführt wird. Erfolgt das Ablösen
der Bahn nicht sorgfältig, besteht die Gefahr von Bahnabrissen
oder Bahneinrissen. Die Stelle des Ablösens, d. h. Abhebens
der Bahn befindet sich meistens bei einer Filzleitwalze, welche der
eine Filz der ersten Presse umläuft, während der andere
Filz seinen Weg relativ gerade an der Walze vorbei fortsetzt. Beim
Umlaufen des ersten Filzes um die Walze wirkt auf die Bahn natürlich
eine vom Walzendurchmesser und der Walzendrehzahl abhängige,
auf jeden Fall aber relativ große Zentrifugalkraft, die natürlich
bestrebt ist, die Bahn vom ersten Filz abzulösen. Es hat
sich aber gezeigt, dass man sich auf die Zentrifugalkraft allein
nicht verlassen kann, sondern dass das Ablösen der Bahn
gewöhnlich durch irgendeine Sauganordnung vor der besagten
Walze unterstützt werden muss.
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Von
den besagten Sauganordnungen gibt es zwei verschiedene Grundtypen:
Saugwalzen und Transfersaugkästen, deren Einsatz zum Beispiel
in
US 5,888,354 beschrieben
ist. Beide Typen funktionieren im Prinzip so, dass durch den die
Bahn weiterhin stützenden Filz hindurch Sog auf die Bahn
so ausgeübt wird, dass sich die Bahn sowohl von dem auf
der zur Saugeinrichtung entgegengesetzten Seite befindlichen Filz
löst als auch an dem auf der Seite der Saugeinrichtung
befindlichen Filz haften bleibt. Saugwalzen sind an sich zuverlässige
Geräte, bei deren Einsatz im Allgemeinen keine Probleme
beim eigentlichen Ablösen der Bahn vom ersten Filz oder beim
Halten der Bahn an dem zweiten Filz auftreten. Allerdings treten
beim Einsatz von Saugwalzen Probleme anderer Art in Erscheinung:
Erstens gestaltet sich das Einstellen der Saugsektorweite bei Saugwalzen
aufwendig und kompliziert, und zweitens kommen Saugwalzen in der
Anschaffung, im Betrieb und in der Instandhaltung teuer zu stehen.
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Der
Transfersaugkasten als zweite Möglichkeit ist sowohl in
der Anschaffung als auch im Betrieb beträchtlich günstiger.
Zum Beispiel in der
US-Patentschrift
4,113,557 wird der Einsatz des Transfersaugkastens zum
Ablösen/Abheben der Papierbahn vom Sieb behandelt. In besagter
Schrift ist detailliert dargelegt, wie die Papierbahn zusammen mit
Sieb und Filz um die Walze herum geführt wird. In der Nähe
der Walze, jedoch hinter dieser ist ein Transfersaugkasten angeordnet,
mit dem die Bahn vom Sieb abgelöst wird. Um eine hohe Saugwirkung
auf die Bahn zu erhalten, d. h. eine Anlage des Filzes an dem Transfersaugkasten
sicherzustellen, werden der Filz und der Transfersaugkasten so angeordnet,
dass der Filz und mit ihm die Bahn durch den Transfersaugkasten
gegenüber der Siebrichtung um einen Winkel von unter 45
Grad abgelenkt wird. Mit anderen Worten, auf dem konvexen Deckel
des Saugkastens erfährt die Filzbahn eine Krümmung,
was zu erhöhtem Verschleiß sowohl des Deckels
auch des Filzes führt.
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Allerdings
kann der Transfersaugkasten nicht in sehr schnellen Papiermaschinen
eingesetzt werden, weil, wie oben bereits erwähnt, der
Deckel des Saugkastens und auch der über diesen laufende Filz
sich abnutzen. Die Ursache dafür ist, dass der Filzlauf
traditionell so eingerichtet ist, dass der Filz auf dem Saugkasten
seine Laufrichtung ändert und der Filz infolge seiner Spannung
gegen den Saugkastendeckel gepresst wird. Mit anderen Worten, sowohl
die oben genannte Änderung der Filzlaufrichtung auf dem
Saugkasten als auch das Vakuum des Saugkastens saugen den Filz gegen
den Saugkastendeckel, wobei es zu einer schnellen Abnutzung sowohl
des Filzes als auch des Saugkastendeckels kommt. Verstärkt
wird diese Abnutzung noch, wenn der Filz mit hoher Geschwindigkeit über
den Saugkastendeckel läuft. Aus diesem Grunde hat sich
mit zunehmender Geschwindigkeit der Papiermaschinen der Einsatz
des Transfersaugkastens ständig verringert.
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Mit
der vorliegenden Erfindung sollen Mängel der dem Stand
der Technik entsprechenden Vorrichtungen durch Bereitstellung einer
Lösung neuen Typs zum sicheren Überführen
der Papierbahn von einem Stützgewebe aufs andere beseitigt
werden. Die besagte Lösung umfasst ein Verfahren und eine geeignete
Vorrichtung und basiert auf dem Einsatz eines Transfersaugkastens
derart, dass die Geschwindigkeit der Maschine keinen Einfluss mehr
auf die Abnutzung des Kastendeckels oder des Filzes hat. Diese Aufgabe
wird hinsichtlich des Verfahrens mit einem Verfahren nach Anspruch
1 und hinsichtlich der Vorrichtung mit einer Vorrichtung nach Anspruch
15 gelöst.
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Bei
einer erfindungsgemäßen Lösung erfolgt auf
dem Transfersaugkasten keine wesentliche Richtungsänderung
des Gewebes/der Papierbahn zum Deckel hin, so dass die Spannung
der Bahn/des Gewebes keine zum Saugkasten hin gerichtete Kraft bewirkt.
Somit ist die einzige Last, die gegebenenfalls auf den Saugkastendeckel
wirkt, jene Ansaugkraft, die durch das Vakuum des Saugkastens hervorgerufen
wird. In diesem Zusammenhang wird betont, dass es Umsetzungen der
erfindungsgemäßen Lösung gibt, in denen
das Gewebe den Saugkasten überhaupt nicht berührt,
so dass das genannte Verschleißproblem beseitigt ist. Im Übrigen
kann bei der erfindungsgemäßen Lösung
auch der erforderliche Zug der Papierbahn an der Übergabestelle
erzeugt werden, um den sicheren Bahnlauf zu gewährleisten.
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Von
den weiteren Vorteilen, die die Erfindung neben einer sehr sicheren
Bahnübergabe bietet, seien u. a. genannt:
- – Beträchtlich kostengünstiger in
der Anschaffung und im Betrieb als die gegenwärtige Saugwalze, weil
der Saugkasten schon allein als Konstruktion vorteilhafter als die
Saugwalze ist, ganz zu schweigen vom Betrieb und Energieverbrauch;
- – Geringere bis gar keine Abnutzung des Saugkastendeckels
verglichen mit den heutigen Saugkastenlösungen;
- – Geringere bis gar keine Abnutzung des Filzes verglichen
mit den heutigen Saugkastenlösungen.
- – An allen Übergabestellen können
die Walzen gleiche Abmessungen haben; dadurch ist eine geringere
Anzahl von Ersatzteilen vorzuhalten.
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Für
das zum Überführen der Papierbahn von einem Stützgewebe
aufs andere dienende Verfahren nach einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung, bei dem die Papierbahn, zwischen zwei Geweben befindlich,
an die Saugeinrichtung herangeführt wird, die Papierbahn
mit der Saugeinrichtung von jenem Gewebe, das sich auf der zur Saugeinrichtung entgegengesetzten
Seite der Bahn befindet, abgelöst und auf dem Gewebe, das
sich auf der Seite der Saugeinrichtung befindet, weitertransportiert
wird, ist charakteristisch, dass der Sog der Saugeinrichtung auf
die auf der zur Saugeinrichtung entgegengesetzten Seite der Bahn
befindliche Leitwalze gerichtet und die Papierbahn von dem leitwalzenseitigen
Gewebe im Wesentlichen an jener Stelle abgelöst wird, an
der die Bewegungsrichtung des leitwalzenseitigen Gewebes, der Leitwalze
folgend, von der Bewegungsrichtung des saugeinrichtungsseitigen
Gewebes weg zu divergieren beginnt und an dieser Stelle zudem eine
Luftschicht seitlich außerhalb des Randes der Papierbahn
im Wesentlichen an der Stelle der Bahnablösung durch das
Gewebe hindurch abgesaugt wird. Vorzugsweise wird ein im Deckel
der Saugeinrichtung befindlicher Schlitz oder eine sich in Querrichtung
der Papierbahn erstreckende Reihe diskreter Öffnungen an
jener Ebene beginnend angeordnet, die durch die Achsmittellinie
der Leitwalze und durch die Linie, an der sich die Papierbahn von dem
der Leitwalze zu folgen beginnenden Gewebe löst, läuft.
Dabei kann der Schlitz oder die Reihe diskreter Öffnungen
länger sein als die Breite der Papierbahn und kürzer
sein als die Breite des auf der Seite der Saugeinrichtung befindlichen
Gewebes.
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Für
das Verfahren nach einer anderen bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung ist charakteristisch, dass am Einlaufzwickel(-spalt)
der Leitwalze, wo der Überdruck die Bahn vom leitwalzenseitigen Gewebe
abzulösen trachtet, Sog eingesetzt wird. Weitere vorteilhafte
Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens
sind in den Unteransprüchen aufgezeigt.
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Für
die zum Überführen der Papierbahn von einem Stützgewebe
auf eine anders dienende Vorrichtung, die wenigstens beiderseits
der Papierbahn W befindliche Gewebe, eine Saugeinrichtung zum Ablösen
der Bahn W vom ersten Gewebe, wobei die Bahn dann vom zweiten Gewebe
getragen wird, und eine auf der zur Saugeinrichtung entgegengesetzten Seite
der Bahn und des Gewebes befindliche Leitwalze umfasst, mit der
jenes Gewebe, von dem die Bahn abgelöst wurde, weitertransportiert
wird, ist charakteristisch, dass die besagte Saugeinrichtung aus
einem Transfersaugkasten mit einem Deckel und einem oder mehreren
Saugschlitzen oder einer oder mehreren Reihen diskreter Öffnungen
quer zur Gewebelaufrichtung in diesem Deckel besteht und dass dieser
Saugkasten so bei der Leitwalze angeordnet ist, dass einer der Schlitze
des Deckels im Wesentlichen an jener Stelle der Leitwalze zu liegen
kommt, an der die Walzenfläche von der Richtung des transfersaugkastenseitigen
Gewebes weg zu divergieren beginnt, wobei sich mindestens einer
der Schlitze oder eine der Reihe von Öffnungen unter dem
Gewebe über eine Breite erstreckt, die größer
ist als die Breite der auf dem Gewebe aufliegenden Bahn. Vorzugsweise sind
der Schlitz oder die Reihe diskreter Öffnungen kürzer
als die Breite des auf der Seite der Saugeinrichtung befindlichen
Gewebes.
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Für
die Vorrichtung nach einer anderen bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung ist charakteristisch, dass sich einer der Schlitze
des Deckels am Einlaufzwickel der Leitwalze befindet.
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In
der beschriebenen Erfindung kann das Gegenelement zum Transfersaugkasten,
d. h. die Leitwalze eine herkömmliche Umlenk- oder Leitwalze mit
glatter Oberfläche sein. Dies bildet eine preiswerte und
einfache Lösung, da solche Walzen sowohl marktgängig
sind, als auch deren Verhalten im Zusammenwirken mit Geweben der
genannten Art bekannt ist.
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Mit
diesen bekannten Walzen lässt sich die erforderliche konkave
Form des Deckels des zugeordneten Saugkastens entsprechend dem gewählten Umschlingungsgrad
des Gewebes zuverlässig und genau bestimmen. Dadurch werden
aufwändige Anpassungsversuche in der Maschine vermieden.
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Die übrigen
charakteristischen Merkmale des erfindungsgemäßen
Verfahrens und der erfindungsgemäßen Vorrichtung
zum Überführen der Papierbahn von einem Stützgewebe
auf ein anderes gehen aus den Patentansprüchen hervor.
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Im
Folgenden werden das erfindungsgemäße Verfahren
und die erfindungsgemäße Vorrichtung unter Bezugnahme
auf die beigefügten Zeichnungen im Einzelnen beschrieben.
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Es
zeigen:
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1 eine
zum Überführen der Papierbahn von einem Stützgewebe
auf eine andere dienende Vorrichtung nach dem Stand der Technik;
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2 eine
andere zum Überführen der Papierbahn von einem
Stützgewebe auf eine andere dienende Vorrichtung nach dem
Stand der Technik;
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3 die
Allgemeinansicht einer einige bevorzugte Ausführungsformen
der Erfindung aufweisenden Pressenpartie einer Papiermaschine;
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4 eine
alternative Ausführung der Maschine aus 3;
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5 eine
Vorrichtung zum Überführen der Papierbahn von
einem Stützgewebe auf ein anderes nach einer ersten und
einer zweiten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung;
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6 eine
Vorrichtung zum Überführen der Papierbahn von
einem Stützgewebe auf ein anderes nach einer dritten und
einer vierten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung,
und
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7 eine
detailliertere Darstellung der Deckellösung der in der
Vorrichtung nach einer bevorzugten Ausführungsform der
Erfindung einzusetzenden Saugkastenlösung,
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8 eine
Ansicht eines Abschnitts des Gewebes mit darauf gehaltener Bahn
und einem Saugkasten mit einem Schlitz, und
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9 eine
Seitenansicht eines Saugkastens mit einem Schlitz zur Verdeutlichung
der Position des Schlitzes bezüglich der Leitwalze.
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1 zeigt
als Teilansicht eine dem Stand der Technik gemäße
und in der
US-Patentschrift 5,888,354 behandelte
Papiermaschinen-Pressenpartie einschließlich der Vorrichtung
zum Überführen der Papierbahn von einem Pressenpartieteil
in den anderen. Die in der Zeichnung dargestellte Pressenpartie
besteht aus einer ersten Presse
10 und einer zweiten Presse
20.
Die erste Presse wird in der Zeichnung von der Schuhwalze
12 und
ihrer Gegenwalze
14 gebildet, durch deren Nip die Papierbahn zwischen
zwei Filzen
32 und
34 liegend in der Darstellung
von links nach rechts läuft. Der erste Filz
32 läuft
als Schlaufe, innerhalb der sich die Schuhwalze
12 befindet,
um die in diesem Fall verstellbare Filzleitwalze
16 und
setzt seinen Weg nach oben fort. Der zweite Filz
34 wiederum
läuft über die Gegenwalze
14. Die Papierbahn
W wird mit Hilfe des Transfersaugkastens
18 auf der Strecke
zwischen der Gegenwalze
14 und der Filzleitwalze
16 vom
ersten Filz
32 abgelöst. Dabei wird der Sog des
Saugkastens
18 durch den zweiten Filz
34 hindurch
auf die Bahn W aufgebracht, um die Bahn vom ersten Filz
32 zu
lösen. Da gleichzeitig die Laufrichtung des ersten Filzes
32 nicht
mehr entlang des Deckels des Saugkastens
18 führt,
sondern geringfügig höher verläuft, gelingt
das Ablösen der Papierbahn W vom ersten Filz mühelos.
Gleichzeitig sorgt der Sog des Saugkastens
18 auch dafür,
dass die Papierbahn W am zweiten Filz
34 haften bleibt.
Bei dieser Lösung wird der zweite Filz
34 mit
Hilfe des Saugkastens
18 so angehoben, dass gewährleistet
ist, dass der zweite Filz ständig mit dem Deckel des Saugkastens
18 in
Kontakt bleibt, wodurch wiederum sichergestellt wird, dass auf die
Papierbahn W ständig ein gleichmäßiger Sog
wirkt, der die Bahn W zuverlässig am zweiten Filz
34 hält.
Eine solche Verfahrensweise ist jedoch mit einer relativ hohen Verschleißbelastung
des Saugkastendeckels verbunden, als deren Folge sich sowohl der
Deckel als auch der Pressfilz schnell abnutzen. Dies ist besonders
bei höheren Produktionsgeschwindigkeiten, z. B. über
1100 m/min der Fall.
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Die
Papierbahn W wird, auf dem zweiten Filz 34 liegend, in
den zweiten Teil 20 der Pressenpartie, d. h. in die zweite
Presse geleitet, die in der Zeichnung durch den dritten Filz 22 und
die Transfersaugwalze 24 repräsentiert ist. Die
Transfersaugwalze 24 dient dazu, die Papierbahn vom zweiten
Filz 34 der ersten Presse 10 abzuheben bevor dieser
zweite Filz 34 über die Walze 26 nach
unten geleitet wird. Im Prinzip löst die Saugwalze 24 die
Papierbahn vom zweiten Filz 34 auf die gleiche Weise ab
wie vorangehend in Verbindung mit dem Transfersaugkasten 18 beschrieben
wurde. Von der Saugwalze 24 unterstützt, transportiert
der hier die zweite Presse 20 repräsentierende
dritte Filz 22 die Papierbahn W weiter, bis der der zweiten
Presse zugeordnete vierte Filz (nicht gezeigt) von unten hinzukommt,
wobei die Papierbahn dann, nun wieder zwischen zwei Filzen befindlich,
in den Nip der zweiten Presse und entsprechend eventuell noch in
weitere, nachfolgende Nips geführt wird.
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In
2 ist
eine entsprechende und gleichfalls im
US-Patent
5,888,354 behandelte Papiermaschinen-Pressenpartie gezeigt,
wobei die gleichen Bezugszeichen auch die gleichen Bauteile bezeichnen.
Der einzige Unterschied gegenüber der in
1 gezeigten
Lösung besteht darin, dass der in
1 gezeigte
Transfersaugkasten
18 nun durch die Saugwalze
18' ersetzt
ist, mit der die völlig gleiche Funktion wie mit dem Saugkasten
18 erzielt
wird. Bei dieser Lösung entfällt durch die drehende
Saugwalze
18' das Problem der Filz- und der Saugkastendeckel-Abnutzung.
Eliminiert wurde das besagte Problem allerdings durch eine Lösung,
die sowohl in der Anschaffung als auch im Betrieb und in der Wartung
kostspielig ist, denn die Saugwalze als rotierendes Element braucht
im Vergleich zum Saugkasten zusätzlich zur Vakuumpumpe
und den Rohrleitungen sowohl Lagerungen, stationäre Druckdichtungen
zur Abdichtung der drehenden Walze, als auch einen Antrieb.
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3 zeigt
eine Allgemeinansicht einer Vorrichtung gemäß der
Erfindung, d. h. eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung
aufweisende Pressenpartie einer Papiermaschine. Die Pressenpartie in 3 besteht
aus der um den ersten Pressnip 42 herum gebauten ersten
Presse 40 und der um den zweiten Pressnip 62 herum
gebauten zweiten Presse 60. Die Bahn W gelangt zum Beispiel,
vom Sieb 44 getragen, aus der Siebpartie der Papiermaschine
in die erste Presse 40. Vom Sieb 44 wird die Bahn,
mit Hilfe des Transfersaugkastens 48 und der Leitwalze 50 auf
den ersten Pressfilz 46 gebracht. Die vom ersten Pressfilz 46 gehaltene
Bahn W wird, zwischen dem besagten Filz 46 und dem Pressfilz 52 befindlich,
in den Pressnip 42 geführt. Vom Nip 42 gelangt die
Bahn, zwischen dem Filz 46 und dem Pressfilz 52 befindlich,
zur Leitwalze 54, wo die Bahn mit Hilfe des auf der zur
Leitwalze 54 entgegengesetzten Seite der Bahn befindlichen
Transfersaugkastens 56 vom Pressfilz 52 abgelöst
wird. Der Pressfilz 52 setzt seinen Weg nach unten fort,
und die Bahn wird, vom Pressfilz 46 gehalten, zur zweiten
Presse 60 geführt. In der zweiten Presse 60 wird
die Bahn vor dem Pressnip 62 zuerst mit einem dritten Pressfilz 66 in Kontakt
gebracht, danach mit Hilfe des Transfersaugkastens 68 vom
Pressfilz 46 abgelöst und auf dem dritten Pressfilz 66 abgelegt.
Danach wird die Bahn, zwischen dem dritten Pressfilz 66 und
dem ersten Transferband 72 befindlich, durch den zweiten
Pressnip 62 geführt. Anschließend wird
der Pressfilz 66 von der Bahn gelöst und an der
Leitwalze 70 umgelenkt. Die Bahn hat eine große
Adhäsion am Transferband 72, so dass sie dem Lauf
des Transferbands 72 folgt. An einer Umlenkwalze 168 des
Transferbands 72 wird die Bahn mit einem Trocken-Transferfilz 166 in
Kontakt gebracht und mit Hilfe des Transfersaugkastens 169 auf
dem Transferfilz 166 abgelegt. Dieser fördert
die Bahn weiter in die Trockenpartie der Maschine.
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Die 4 zeigt
einen sehr ähnlichen Aufbau einer Pressenpartie einer Papiermaschine,
wobei die gleichen Bezugszeichen wie in 3 für
die Bezeichnung funktionsgleicher Teile verwendet werden. Abweichend
von 3 wird hier die Bahn vom Transferband 72 mit
Hilfe einer Saugwalze 170 auf den Trocken- oder Transferfilz 166 übertragen.
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Bei
der in 5 dargestellten, bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung folgenden Lösung zum Überführen
der Papierbahn von der ersten Presse 40 der Papiermaschine
in die zweite Presse 60 gelangt die Papierbahn, zwischen
dem ersten Pressfilz 46 und dem zweiten Pressfilz 52 befindlich,
von links kommend bis an die Filzleitwalze 54 der Pressvorrichtungen,
die zum Beispiel aus einer Schuhpresse oder einer Walzenpresse bestehen
können. Auf der zur Leitwalze 54 entgegengesetzten
Seite des Filzes 46 d. h. auf der Seite des zweiten Pressfilzes 52,
ist bei der Walze 54 ein Transfersaugkasten 56 angeordnet,
dessen Deckel 80 bei der gezeigten Ausführungsform
zwei Schlitze 82 und 84 aufweist. Der in Bahnlaufrichtung
betrachtet erste Schlitz 82 befindet sich bevorzugt genau
bei der Leitwalze 54. Allerdings kann der Schlitz auch
am Einlaufzwickel (in der Zeichnung links) oder, relativ zur Walze 54,
an jener Stelle der Bahn, wo der erste Pressfilz 46, der Oberfläche
der Walze 54 folgend, eine von der Richtung des zweiten
Pressfilzes abweichende Richtung einschlägt, d. h. am Auslaufzwickel
(rechts in der Zeichnung) angeordnet sein. Der erste Schlitz 82 kann
an jener Ebene beginnen, die durch die Achsmittellinie der Leitwalze 54 und
durch die Linie, an der sich die Papierbahn von dem der Leitwalze 54 zu
folgen beginnenden Filz 46 löst, läuft.
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Der
Ablösepunkt oder die Stelle, an der die Bewegungsrichtungen
der beiden Gewebe zu divergieren beginnen; also jene Stelle an der
erfindungsgemäß die Ablösung bzw. Übergabe
der Bahn beginnt, kann beispielsweise folgendermaßen bestimmt werden:
Ein Blatt herkömmliches Kopierpapier wird, wenn keine Bahn
zwischen den Geweben gehalten ist, bei angehaltener Maschine gegen
deren Laufrichtung zwischen die beiden Gewebe geschoben, bis es dazwischen
gehalten wird, also „stecken bleibt". Der eigentliche Ablösepunkt
liegt dann 5 mm weiter oder tiefer zwischen den Geweben, wenn man
die übliche Elastizität und Verformbarkeit (senkrecht
zu der Hauptebene) üblicher Gewebe zugrunde legt. Auf diese
Weise ist es sehr einfach, die korrekte Ausrichtung des Sogs (z.
B. Rand der Saugöffnung eines Transfersaugkastens) einzustellen.
Anzumerken ist, dass die entsprechenden Maschinenteile in der Laufstellung
der Maschine sind, ohne dass sich die Gewebe oder dergleichen bewegen.
Somit kann die Einrichtung der Übergabestelle an der stehenden
Maschine erfolgen, denn dynamische Effekte bei laufender Maschine
spielen hier nur eine untergeordnete Rolle.
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Bei
der Einstellung des Sogs bezüglich des Ablösepunkts
wird vorzugsweise so vorgegangen, dass der Beginn der Saugöffnung
(stromaufwärtiger oder vorderer Rand im Hinblick auf die
Bahnlaufrichtung) ziemlich genau auf den Ablösepunkt (oder
geringfügig stromaufwärts davon) eingestellt wird.
Der hintere Rand der Saugöffnung wird vorzugsweise so festgelegt/eingestellt,
dass der Sog den Ablösepunkt und einen ca. 15 mm langen
Bahnlaufabschnitt dahinter (stromabwärts) überlappt,
da der Ablösepunkt einen solchen Bereich überspannen
kann.
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Weitere
stromabwärtige Öffnungen sind optional, wie später
in den Ausführungsbeispielen erläutert ist.
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Weiter
ist zu beachten, dass auch die Anzahl der Schlitze für
deren Platzierung mitbestimmend ist. Mit anderen Worten, je mehr
Schlitze vorhanden sind, desto weiter entfernt von der Leitwalzenstelle können
sich die äußersten Schlitze befinden. Da die Oberfläche
der Leitwalze 54 gerillt oder ansonsten so beschaffen sein
kann, dass Luft an die Bahnabhebestelle strömen kann, vermag
der Transfersaugkasten 56 die Papierbahn vom ersten, der
Oberfläche der Leitwalze 54 folgenden Filz 46 abzulösen
und an der Oberfläche des zweiten Pressfilzes 52 zu
halten. Ein zweiter Schlitz 84 im Deckel 80 des
Transfersaugkastens 56 hinter der Ablösestelle
dient dem Zweck, das Haften der Bahn am Gewebe 52 auch
nach dem eigentlichen Ablösevorgang zu sichern; außerdem kann
in der Filzführung die Bahn durch herkömmliche Vakuumkästen 58 bis
zur Leitwalze 64 des dritten Pressfilzes 66 der
zweiten Presse 60 am Gewebe 52 gehalten werden.
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Wesentlich
bei der Platzierung des Transfersaugkastens 56 nach der
ersten Ausführungsform dieser Erfindung ist, neben der
Anordnung des ersten Schlitzes 82 des Saugkastendeckels 80 so,
dass er spätestens im Wesentlichen an der Stelle, an der
sich der Pressfilz 46 und die Papierbahn W voneinander zu
trennen beginnen, – bevorzugt befindet sich die Saugstelle
an dem zuvor liegenden Einlaufzwickel – auch, dass der
Deckel 80 des Saugkastens 56 eben oder (in dem
Fall, dass der Deckel der Form der Walzenoberfläche folgt)
bevorzugt konkav gestaltet ist, und dass der Verlauf des Deckels 80 des
Saugkastens 56 mit dem Verlauf des Gewebes 52 zusammenfällt.
Mit anderen Worten, der Saugkastendeckel 80 bewirkt keinerlei
Richtungsänderungen des Gewebes 52, sondern der
Pressfilz 52 bewegt sich ab der Leitwalze 54 exakt
in der durch die Leitwalze 64 der zweiten Presse 60 bestimmten
Richtung.
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Weitere
Gesichtspunkte der Erfindung sind der Abstand von insbesondere 0,5
bis 3 mm zwischen der Saugvorrichtung und dem Gewebe sowie die Form
des dem Gewebe zugewandten Deckels eines als Saugvorrichtung eingesetzten
Saugkastens.
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Die
Anordnung der Saugvorrichtung im Abstand von dem Gewebe bewirkt
eine berührungsfreie und reibungslose Bahnübergabe,
so dass der Gewebeverschleiß erheblich vermindert ist.
Gleichzeitig kann der Verschleiß an der Saugvorrichtung
nahezu vollständig vermieden werden.
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Wegen
der geringen Länge in Laufrichtung der Maschine, auf der
das Gewebe dem Sog ausgesetzt ist, wird das aus dem Stand der Technik
bekannte Einsaugen oder Eintauchen des Gewebes in eine Saugöffnung
verhindert, wodurch eine Quelle starken Verschleißes ausgeschaltet
wurde. Im Übrigen hat diese Reibungsfreiheit auch noch
den Vorteil, dass die Antriebsleistung der Papiermaschine geringer
sein kann. Das spart Energie und somit Kosten.
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Die
gezielte Aufbringung von Unterdruck auf einen bestimmten begrenzten
Bereich vermindert die erforderliche Unterdruckhöhe/menge
und somit die dafür einzusetzende Energie deutlich.
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Rechts
in 5 ist als eine zweite bevorzugte Ausführungsform
der Erfindung auch gezeigt, wie die Bahn vom zweiten Pressfilz 52 abgelöst
und zum Haften an dem dritten Pressfilz 66 gebracht wird. Dies
geschieht in der Weise, dass innerhalb der zweiten Pressfilzschlaufe
eine Leitwalze 70 angeordnet ist, um die der Pressfilz 52 geführt
wird, während gleichzeitig der innerhalb der dritten Pressfilzschlaufe 66 bei
der Leitwalze 70 angeordnete Transfersaugkasten 68 die
Bahn vom Pressfilz 52 abhebt und auf den Pressfilz 66 überführt.
In 5 hat der dieser zweiten Ausführungsform
entsprechende Deckel 86 des Transfersaugkastens 68 nur
einen Schlitz 88, wobei dieser Schlitz 88 in Bahnlaufrichtung
an jener Stelle platziert ist, an der sich der Pressfilz 52 vom Pressfilz 66 zu
trennen beginnt.
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In 6 wiederum
sind Transfersaugkasten-Lösungen nach einer dritten und
vierten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung bei der Überführung
der Papierbahn vom ersten zum zweiten Pressnip der Papiermaschine
gezeigt. Die Papierbahn, zwischen dem ersten Pressfilz 46 und
dem zweiten Gewebe 52 befindlich, gelangt von links kommend
bis an die Leitwalze 54. Auf der zur Leitwalze 54 entgegengesetzten
Seite des Filzes 46, ist bei der Walze 54 auf
der Seite des Gewebes 52 ein Transfersaugkasten 56 angeordnet,
dessen Deckel 90 konkav geformt ist und bei der gezeigten
Ausführungsform vier Schlitze 92, 94, 96 und 98 aufweist. Die
Platzierung und das Funktionsprinzip der letzten beiden Schlitze 96 und 98 sind
im Wesentlichen die gleichen wie die der Schlitze 82 und 84 der
vorangehend beschriebenen Ausführungsform, d. h. sie dienen
zum Ablösen der Bahn vom ersten Pressfilz 46 (Schlitz 96)
und zum Halten der Bahn am Gewebe 52 (Schlitz 98).
Die davor befindlichen Schlitze 92 und 94 liegen
im Bereich des Einlaufzwickels der Leitwalze 54. Da in
dem Einlaufzwickel Überdruck herrscht, dienen die in diesem
Bereich befindlichen Schlitze 92, 94 dem Zweck,
die Bahn vom ersten Pressfilz 46 bereits vor der Leitwalze 54 abzulösen.
Durch den in den Schlitzen 92 und 94 herrschenden
Sog wird der die Bahn vom Filz ablösende Differenzdruck
verstärkt. Wie schon bei der vorangehend behandelten Ausführungsform,
hat auch bei dieser Ausführungsform der Deckel 90 des
Transfersaugkastens den gleichen Verlauf wie das Gewebe 52.
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Der
Saugkastendeckelschlitz kann der Kontur der Leitwalze folgend konkav
ausgebildet sein, er kann aber auch einfach eben bzw. flach sein.
Labyrinthdichtungen können eingesetzt werden. Zudem könnte
der Schlitz auch in einem rohrförmigen (halbkreisförmigen)
Körper auf dem Deckel ausgebildet sein. Dieser Körper
kann ein konzentrisch darin angeordnetes Ventilteil oder eine Drehklappe
enthalten, mit dem/der die Schlitzweite eingestellt werden kann.
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Weiter
ist in 6 das Überführen der Papierbahn
vom zweiten Filz 52 auf den dritten Pressfilz 66 gezeigt.
Dieser Vorgang beginnt mit dem Ablösen der Papierbahn vom
zweiten Pressfilz 52. Der einzige Unterschied zu der in 5 gezeigten
Ausführungsform besteht darin, dass der Deckel 100 des
Transfersaugkastens 68 anders konstruiert ist. Bei der Ausführungsform
in 5 hat der Deckel 100 zwei Schlitze 102 und 104,
die so platziert sind, dass sich der erste Schlitz 102 im
Bereich des Einlaufzwickels der Leitwalze 70 (also auf
der Seite der einlaufenden Bahn) und der zweite Schlitz 104 im
Bereich das Auslaufzwickels befindet. Mit anderen Worten, die Schlitze 102 und 104 dienen
dem Zweck, die Bahn erst vom Pressfilz 52 abzulösen
(102) und dann zum Haften an dem dritten Pressfilz 66 zu
bringen (104). Hierbei gleichen Funktion und Lage des zweiten
Schlitzes 104 denen des Schlitzes 88 in 5.
Bei der Übergabe einer Papierbahn von der Siebpartie in
die Pressenpartie unter Verwendung der Erfindung zeigte eine Bahn
mit einem Trockengehalt von um 16% einen guten Übergabeverlauf.
Für die Übergabe der Bahn von der Pressenpartie
in die Trockenpartie soll der Trockengehalt nicht unter 25% liegen.
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Was
die Konstruktion des Transfersaugkastens betrifft, so kann sie,
abgesehen von der Deckelform, als herkömmlich bezeichnet
werden. Die Breite der gewöhnlich ein bis fünf
Schlitze 114 und 116 im Deckel 112 des
in 7 gezeigten Kastens 110 liegt in der
Größenordnung von 5–20 mm. Man hat festgestellt,
dass sich bei größeren Schlitzbreiten der Filz
in den Schlitz hineinbiegt, was sowohl zu Schlitz- als auch zu Filzverschleiß führt.
Auch nimmt dann der Sogbedarf erheblich zu. Die Deckelleisten 118 bestehen
bevorzugt aus keramischem Material und sind, um den Verschleiß der
Leisten 118 und des Filzes zu minimieren, an ihren Kanten
gerundet. In gewissen Fällen können auch Kunststoffleisten
in Frage kommen. Die Leisten 118 sind in Halterungen 120 eingesetzt,
die durch Formschlussverbindung an Gegenprofilen 122 des
Saugkastens 110 befestigt sind, um die Leisten 118 leicht
auswechseln zu können. Vorzugsweise sind die Leisten federnd
gelagert, dies kann z. B. durch einen gasgefüllten Schlauch
(nicht gezeigt) erreicht werden, der in 7 zwischen
die Halterung 120 und das Gegenprofil 122 einzulegen wäre.
Diese Federwirkung verhindert einen Schlag auf die Leisten, wenn
plötzlich ein dickerer Papierklumpen zwischen den Saugkasten
und die Leitwalze gerät, z. B. zwischen den Filzen liegt.
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Um
eine optimale gegenseitige Lage der Leitwalze und des ihr zugeordneten
Transfersaugkastens in allen gezeigten Übergabestellen
zu erzielen, sind entweder die Leitwalze, der Kasten oder möglicherweise
beide Elemente verstellbar angeordnet.
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Die 8 zeigt
eine Übergabestelle ähnlich der Übergabe
zwischen Pressfilz 46 und Pressfilz 52 in 5,
allerdings ist hier nur ein Schlitz 82 im Transfersaugkasten 56 gezeigt.
Die Darstellung zeigt einen Blick von unten in 5,
wobei Pressfilz 46 und Leitwalze 54 weggelassen
wurden.
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In 8 ist
deutlich gezeigt, dass der Pressfilz 52, der Schlitz 82 und
die Bahn W eine in dieser Reihenfolge abnehmende Breite haben. Anders
gesagt: der Filz 52 ist breiter als der Schlitz 82 und
der Schlitz 82 ist breiter als die Bahn W. Durch diesen Aufbau
wird erreicht, dass in einem Randbereich 200 beiderseits
der Bahn W eine Luftschicht abgesaugt wird. Die Erfinder haben festgestellt,
dass diese Vorgehensweise den Übergang der Bahn zusätzlich
stabilisiert. Verschiebbare Seitenverschlüsse 182 am Transfersaugkasten 56 erlauben
es, die Breite des Schlitzes 82 einzustellen, um die Breite
der abgesaugten Luftschicht einzustellen.
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Es
hat sich ferner gezeigt, dass es vorteilhaft ist, wenn der seitliche Überstand
des Pressfilzes 52 über den Schlitz 82 größer
ist als der Überstand des Schlitzes 82 über
die Bahn W. Anders gesagt, das Maß Y kann vorzugsweise
größer sein als X in 8, die Erfindung
funktioniert aber auch zufriedenstellend wenn X und Y ungefähr
gleich sind. Wenn Y groß gegenüber X gewählt
wird, hat dies vorteilhafte Auswirkungen auf Energieverbrauch und
Gewebeverschleiß. Vorteilhafte Maße sind 5 bis
150 mm für X und insbesondere 40 bis 70 mm für X.
Gute Ergebnisse wurden bei Werten von 100 bis 200 mm für
den Wert Y erzielt.
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Es
ist anzumerken, dass in allen Ausführungsformen der Übergabestellen
der oder die Schlitze auch als eine oder mehrere sich in Querrichtung der
Bahn (Breitenrichtung) erstreckende Reihe von diskreten Öffnungen
ausgeführt werden können. Dabei sind die Öffnungen
kreisrunde Löcher oder auch kurze Schlitze oder dergleichen.
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Schließlich
zeigt 9 eine schematische Seitenansicht einer Übergabestelle
auf die die Erfindung angewandt ist. Deutlich ist hier die Lage
des Schlitzes 82 mit Bezug zu einem Ablösepunkt
P zu sehen, an dem die Richtungen der beiden Filze 46 und 52 voneinander
abzuweichen beginnen. Gezeigt ist zudem eine gefederte Lagerung
der den Schlitz 82 im Deckel des Saugkastens 56 begrenzenden
Leisten 118. Wie schematisch angedeutet ist, ist ein vorzugsweise
druckluftgefüllter Schlauch 180 vorgesehen, der
die Leiste 118 trägt. Wenn ein Papierklumpen in
den Spalt zwischen Leitwalze 54 und Saugkasten 56 eingetragen
wird, können die Leisten 118 in 9 nach
unten ausweichen und werden nicht beschädigt. Die Federung
der Leisten kann auch durch Elastomere oder andere, z. B. metallische
Federelemente erzielt werden. 9 zeigt
ferner ein Maß Z, das zwischen dem Deckel des Saugkastens 56 (hier
als Oberkante der Leisten 118 gezeigt) und dem die Bahn
aufnehmenden Filz 52 eingestellt werden kann. Es hat sich
gezeigt, dass gute Ergebnisse bei der Übertragung der Bahn
erhalten werden, auch wenn ein Abstand (Maß Z) zwischen
Saugkastendeckel und aufnehmendem Filz vorliegt. Gute Ergebnisse
wurden bei Werten für Z im Bereich von 0,5 bis 5 mm und
insbesondere im Bereich von 1 bis 3 mm erzielt. Im Übrigen
arbeiten die beschriebenen Vorrichtungen bei Drücken im
Saugkasten, die von 1 bis 40 kPa und insbesondere von 15 bis 35
kPa unter dem Umgebungsdruck liegen.
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Die
Umschlingung der Leitwalze ist in gewissen Grenzen bei der Erfindung
wählbar. Typischerweise können Winkel im Bereich
von 5° bis 55° gewählt werden. Insbesondere,
wenn ein starker Sog aufgebracht wird, der tendenziell das Gewebe
von der Leitwalze abzuheben bestrebt ist, sollte der Umschlingungswinkel
so gewählt werden, dass der Ablösepunkt nicht
aus dem Bereich der Umschlingung der Leitwalze hinauswandert.
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Zu
den obigen Ausführungen sei angemerkt, dass die erfindungsgemäße
Vorrichtung und das erfindungsgemäße Verfahren
nicht nur zu dem hier exemplarisch beschriebenen Überführen
der Bahn innerhalb der Pressenpartie, sondern auch in Verbindung
mit anderen Bahnüberführungsstellen der Papiermaschine
benutzt werden können. Weiter ist selbstverständlich,
dass die Erfindung, auch wenn oben ausschließlich von Papiermaschinen
die Rede war, ebenso gut in Verbindung mit Karton, Tissue- und Zellstoffmaschinen
angewendet werden kann. So schließt also der Begriff „Papier"
auch Karton als eine Untergruppe ein. Allgemein genommen eignet sich
die Erfindung somit für alle Objekte, bei denen eine Materialbahn
von einem Stützgewebe auf ein anderes überführt
wird.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - US 5888354 [0004, 0028, 0030]
- - US 4113557 [0005]