[0001] Die Erfindung betrifft eine Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn, insbesondere
Tissue- oder Hygienepapierbahn, mit einer eine Anpreßeinheit und einen Trockenzylinder
umfassenden Hauptpresse.
[0002] In der DE-A-42 24 730 sind verschiedene Ausführungsformen einer Hygienepapiermaschine
der eingangs genannten Art beschrieben. Eine dieser bekannten Ausführungsformen umfaßt
insgesamt drei Preßstellen, nämlich zwei Vorpressen zwischen zwei Oberwalzen und zwei
unteren Schuhpreßwalzen mit flexiblem Walzenmantel sowie eine Hauptpresse mit einer
Anpreßwalze und einem Trockenzylinder. Die Papierbahn wird auf einem Walzenformer
zwischen einem Entwässerungssieb und einem oberen Band erzeugt. Als durchlässige Filze
ausgebildete untere Bänder werden zusammen mit der Papierbahn und dem oberen Band
durch die beiden Vorpressen hindurch geführt.
[0003] Gemäß einer weiteren bekannten Ausführungsform nimmt ein oberes Band die Papierbahn
von einem Former ab, um es anschließend durch eine Vorpresse zwischen einer Oberwalze
und einer Unterwalze mit Unterfilz hindurch zu einer Hauptpresse zwischen einer Anpreßwalze
und einem Trockenzylinder zu führen. Bei einer weiteren bekannten Ausführungsform
ist die Anpreßwalze eine Schuhpreßwalze.
[0004] Mit Ausnahme der Verwendung von Schuhpressen entsprechen diese bekannten Ausführungsformen
etwa der früher üblichen, bei den neuen Hygienepapiermaschinen jedoch nicht mehr verwendeten
Zweifilz-Tissue-Anordnung.
[0005] Bei diesen bekannten Zweifilz-Maschinen ist der Oberfilz sehr dicht und der Unterfilz
sehr wasseraufnahmefähig. Zur Erreichung einer größtmöglichen Wasserabfuhr durch den
Unterfilz ist die Unterwalze als Saugwalze ausgebildet.
[0006] Das bei einer solchen Bauart von Zweifilz-Maschinen auftretende Problem, das zu einer
Abkehr von diesem Prinzip und stattdessen zu der heutigen Verwendung von Einfilz-Maschinen
führte, besteht darin, daß mit zunehmender Laufgeschwindigkeit auch mit einer Saugpresse
nicht rasch genug vorentwässert werden kann und die Bahn infolge eines ungenügenden
Wasserabflusses in der Vorpresse verdrückt wird.
[0007] Aus diesem Grund ist die Verwendung einer Schuhpresse als Vorpresse zwar grundsätzlich
richtig. Bei den aus der DE-A-42 24 730 bekannten Ausführungsformen ist jedoch unter
anderem von Nachteil, daß die jeweiligen Schuhpreßwalzen in unterer Position angeordnet
sind, nachdem die Papierbahn sehr naß, d.h. mit einem Trockengehalt von etwa 6 bis
8 %, von dem Blattbildungssieb kommt.
[0008] Die Blindbohrungen oder Rillen in der Oberfläche des Preßmantels können aufgrund
ihrer fertigungsbedingten begrenzten Tiefe nicht die ganze anfallende Wassermenge
aufnehmen. Dies dürfte ein Grund dafür sein, daß bei den meisten der in der DE-A-42
24 730 beschriebenen Ausführungsformen zwei Vorpressen und in einem Fall zusätzlich
eine Sauganpreßwalze in der Hauptpresse vorgesehen sind.
[0009] Bei den meisten der bekannten Ausführungsformen wird zudem ein wasserundurchlässiges
oder wasserdichtes oberes Band verwendet.
[0010] Insbesondere im Vergleich zu einer Einfilz-Maschine nehmen die bekannten Ausführungsformen
der Zweifilz-Maschine somit relativ viel Platz in Anspruch, zumal in den genannten
Fällen zwei Vorpressen und eine Hauptpresse vorgesehen sind, die am Kreppzylinder
kein Wasser entfernt.
[0011] Ziel der Erfindung ist es, eine Maschine der eingangs genannten Art zu schaffen,
bei der die zuvor genannten Nachteile beseitigt sind und der erzeugte, durch die Summe
aller Linienkräfte geteilt durch die Bahnlaufgeschwindigkeit definierte Preßimpuls
möglichst optimal in eine hohe Papierqualität, eine hohe Produktionsleistung und geringe
Betriebskosten umgesetzt ist und mit der die Verwendung irgendwelcher Saugpreßwalzen
entbehrlich wird.
[0012] Die Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß die Anpreßeinheit der Hauptpresse
und/oder eine einer Vorpresse zugeordnete Preßeinheit zur Bildung einer jeweiligen
Schuhpresse mit in Bahnlaufrichtung verlängertem Preßspalt durch eine Schuhpreßeinheit
gebildet ist und daß die in Bahnlaufrichtung betrachtet erste Schuhpresse so ausgelegt
ist, daß das in deren Preßspalt über die Spaltlänge erzeugte Druckprofil einen progressiven
Druckanstieg aufweist, der im Bereich des Spaltanfanges beginnt und sich über wenigstens
ein Drittel, vorzugsweise wenigstens die Hälfte der Spaltlänge erstreckt.
[0013] Hierbei wird die besondere Druckverteilung durch eine spezielle Formgebung des jeweiligen
Preßschuhes unter Berücksichtigung des Radius der Gegenwalze, der Preßmantel- und
Filzdicke sowie der dynamischen Kompressibilität der verwendeten Preßfilze erreicht.
Da sich die Filzkompressibilität mit der Betriebszeit verringert, handelt es sich
bei der jeweils gewählten Formgebung des Preßschuhes um einen Kompromiß. Die zuvor
für das Druckprofil angegebenen Werte sollen insbesondere für einen neuen bzw. für
zwei neue als Ober- und Unterfilz vorgesehene Preßfilze am Anfang ihrer Betriebszeit
in den ersten zwei bis vier Einsatztagen gelten.
[0014] Bei einer erfindungsgemäßen Ausführung des jeweiligen Preßschuhes ändert sich jedoch
an der Grundtendenz des progressiven Druckanstieges selbst nach einer längeren Filzlaufdauer
grundsätzlich praktisch nichts.
[0015] In der Praxis ist die jeweilige Schuhpreßeinheit vorteilhafterweise durch eine Schuhpreßwalze
gebildet.
[0016] Bei einer besonders vorteilhaften praktischen Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Maschine ist in Bahnlaufrichtung hinter der ersten Schuhpresse eine zweite Schuhpresse
vorgesehen, wobei die Länge des Preßspaltes der ersten Schuhpresse größer oder gleich
100 mm ist und die Länge des Preßspaltes der zweiten Schuhpresse in einem Bereich
von etwa 60 bis etwa 130 mm liegt.
[0017] Ist die Hauptpresse die in Bahnlaufrichtung betrachtet erste Presse, so ist in Bahnlaufrichtung
vor dieser ersten Presse vorzugsweise eine Vorwärm- und/oder Vortrockeneinrichtung
vorgesehen, um die Faserstoffbahn vorzutrocknen bzw. vorzuwärmen, wodurch die Entwässerung
der Faserstoffbahn deutlich verbessert wird.
[0018] Die Vorwärm- und/oder Vortrockeneinrichtung umfaßt vorteilhafterweise wenigstens
einen Wärmestrahler und/oder wenigstens einen Dampfblaskasten. Alternativ oder zusätzlich
kann diese Vorwärm- und/oder Vortrockeneinrichtung auch wenigstens eine Absaugeinheit
umfassen. Diese Absaugeinheit wiederum kann beispielsweise durch wenigstens einen
Saugkasten und/oder wenigstens eine Saugwalze gebildet sein.
[0019] Ist eine einer Vorpresse zugeordnete Preßeinheit durch eine Schuhpreßeinheit und
die erste Schuhpresse durch diese Vorpresse gebildet, so liegt gemäß einer zweckmäßigen
Ausführungsform die Länge des Preßspaltes der ebenfalls als Schuhpresse ausgebildeten
Hauptpresse in einem Bereich von etwa einem Drittel bis etwa zwei Drittel der Länge
des Preßspaltes der Vorpresse.
[0020] Bei einer in der Praxis bevorzugten Ausführungsform liegt die Länge des Preßspaltes
der Vorpresse in einem Bereich von etwa 100 bis etwa 250 mm und die Länge des Preßspaltes
der Hauptpresse in einem Bereich von etwa 50 bis etwa 100 mm.
[0021] Bei der Verwendung einer Vorpresse kann die Anpreßwalze der Hauptpresse eine mit
Blindbohrungen versehene herkömmliche Preßwalze mit einem Weichgummibezug mit einer
Härte von vorzugsweise etwa 25 bis 45 P&J sein. Bei den angegebenen Werten handelt
es sich um mit dem Pussey & Jones-Gerät mit 1/8" Kugel gemessene Plastomerpunkte.
Die angegebene Bauform besitzt den Vorteil, daß sie relativ preiswert ist. Die Linienkraft
ist allerdings auf etwa 90 kN/m begrenzt. Höhere Linienkräfte sind hinsichtlich einer
möglichst langen Haltbarkeit der Weichgummibezüge der Anpreßwalzen nicht erreichbar
bzw. nicht zu empfehlen.
[0022] In bestimmten Fällen kann es daher zweckmäßig sein, wenn die Anpreßeinheit der Hauptpresse
durch eine Schuhpreßeinheit, vorzugsweise eine Schuhpreßwalze gebildet ist. Eine solche
Ausführung bringt den großen Vorteil höherer Linienkräfte und einer unsymmetrischen
Druckverteilung mit steilem Druckabfall am Ende des Preßspaltes mit sich. Im Ergebnis
wird ein wesentlich höherer Endtrockengehalt erreicht. Beide Pressen können über einen
weiten Linienkraftbereich hinweg je nach Bedarf eingestellt werden. So kann beispielsweise
die Linienkraft einer oder beider Pressen zurückgenommen werden, um die Weichheit
des Produktes auf Kosten der Produktionsleistung zu erhöhen. Umgekehrt können für
eine maximale Produktion von Massenprodukten hohe Linienkräfte eingestellt werden.
Zudem können alte, bereits stark verdichtete Filze bis zum nächsten geplanten Stillstand
der Maschine weiter benutzt werden, wenn die Linienkraft etwas vermindert wird.
[0023] Ist die Anpreßeinheit der Hauptpresse durch eine Schuhpreßeinheit, vorzugsweise eine
Schuhpreßwalze gebildet, so ist vorzugsweise die in dem Preßspalt der Hauptpresse
erzeugte maximale Linienkraft geringer als 250 kN/m und der im Bereich des Spaltanfanges
vorliegende Druckanstiegsgradient geringer als 50 kPa/mm.
[0024] Von besonderem Vorteil ist, wenn der Druckanstiegsgradient in der ersten Schuhpresse
bei neuwertigen Filzen im Bereich des Spaltanfanges geringer oder gleich 30 kPa/mm
ist.
[0025] Der abfallende mittlere Gradient am Ende des Preßspaltes soll vorzugsweise so steil
sein, daß keine wesentliche Wiederbefeuchtung der Faserstoffbahn durch den sich von
ihr trennenden Filz erfolgt. Gemäß einer in der Praxis bevorzugten Ausführungsform
ist demzufolge vorgesehen, daß in dem Preßspalt der jeweiligen Schuhpresse der mittlere
Gradient des Druckabfalls am Spaltende in einem Bereich von etwa 400 bis etwa 1000
kPa/mm liegt.
[0026] Insbesondere zur Herstellung weichen Papiers ist es von Vorteil, wenn die Linienkraft
in der durch eine Vorpresse gebildeten ersten Presse hoher ist als die in der durch
die Hauptpresse gebildeten zweiten Presse und der maximale Druck in der zweiten Presse
hoher ist als der in der ersten Presse.
[0027] Bei der in der Praxis bevorzugten Ausführungsform ist zumindest der Preßspalt der
Hauptpreßzone einfach befilzt. Ein Filzband kann sowohl durch den Preßspalt einer
Vorpresse als auch durch den Preßspalt der Hauptpresse geführt sein.
[0028] In bestimmten Fällen ist es zweckmäßig, wenn der Preßspalt wenigstens einer Vorpresse
doppelt befilzt ist. In diesem Fall ist vorteilhafterveise ein oberes Filzband sowohl
durch den Preßspalt der Vorpresse als auch durch den Preßspalt der Hauptpresse und
zusätzlich ein unteres Filzband durch den Preßspalt der Vorpresse geführt.
[0029] In den Unteransprüchen sind weitere vorteilhafte Ausführungsvarianten der erfindungsgemäßen
Maschine angegeben.
[0030] Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme
auf die Zeichnung näher erläutert; in dieser zeigen:
- Figur 1
- den Preßdruckverlauf einer 1-Filz-Tissue-Maschine bei neuem Filz,
- Figur 2
- den Preßdruckverlauf in der Vorpresse einer 2-Filz-Tissue-Maschine bei neuen Filzen
und
- Figur 3
- den Preßdruckverlauf in der Hauptpresse der 2-Filz-Tissue-Maschine bei neuem Filzen.
[0031] Figur 1 zeigt den Preßdruckverlauf in einem Preßspalt eines Ausführungsbeispiels
einer 1-Filz-Tissue-Maschine bei neuem Filz. Der betreffende Preßspalt ist zwischen
einem Trockenzylinder und einer Anpreßwalze gebildet.
[0032] In dem dargestellten Diagramm ist der in MPa angegebene Preßdruck p über der Länge
L des Preßspaltes aufgetragen, der hier in mm angegeben ist. Die in dem Preßspalt
erzeugte Linienkraft beträgt etwa 170 kN/m.
[0033] Dem angegebenen beispielhaften Preßdruckverlauf lagen die folgenden Pressendaten
zugrunde:
| Durchmesser des neuen, kalten Trockenzylinders |
= 3.658 mm |
| Durchmesser des Trockenzylinders bei der Produktion |
= 3.665 mm |
| Durchmesser des alten Trockenzylinders bei der Produktion |
= 3.635 mm |
[0034] Als Filz wurde ein weicher Saugpreßfilz mit einem Flächengewicht von 1.350 g/m
2 verwendet. Der alte Filz besaß noch etwa ein Drittel der Kompressibilität des neuen
Filzes. Der Preßmantel war 6,2 mm dick und mit Blindbohrungen versehen.
[0035] Im vorliegenden Fall beträgt der maximale Druck p
max etwa 2,5 MPa.
[0036] Figur 2 zeigt den Preßdruckverlauf in dem Preßspalt einer Vorpresse eines Ausführungsbeispiels
einer 2-Filz-Tissue-Maschine bei neuen Filzen.
[0037] In dem dargestellten Diagramm ist der in MPa angegebene Preßdruck über der Länge
L des Preßspaltes aufgetragen, der hier in mm angegeben ist. Die in dem Preßspalt
erzeugte Linienkraft F
L beträgt bei dem mit einer durchgezogenen Kurve dargestellten Ausführungsbeispiel
etwa 175 kN/m. Bei einem weiteren, gestrichelt dargestellten Ausführungsbeispiel beträgt
diese Linienkraft F
L etwa 120 kN/m. Wie der Figur 2 entnommen werden kann, ist im zweiten Fall die Spaltlänge
geringer als im ersten Fall.
[0038] Figur 3 zeigt den Preßdruckverlauf in einem Preßspalt der Hauptpresse der 2-Filz-Tissue-Maschine
bei neuem durch diese Hauptpresse geführten Oberfilz.
[0039] In dem dargestellten Diagramm ist der in MPa angegebene Preßdruck p über der Länge
L des Preßspaltes aufgetragen, der hier wieder in mm angegeben ist. Die in dem Preßspalt
erzeugte Linienkraft F
L beträgt etwa 170 kN/m.
[0040] Wie sich aus einem Vergleich der Diagramme der Figuren 2 und 3 ergibt, ist der Preßspalt
der Hauptpresse kürzer als der Preßspalt der Vorpresse. Zudem ist im vorliegenden
Fall der maximale Druck in der Hauptpresse höher als der in der Vorpresse.
[0041] Zudem kann den Diagrammen der Figuren 1 bis 3 entnommen werden, daß das in dem jeweiligen
Preßspalt über die Spaltlänge erzeugte Druckprofil einen progressiven Druckanstieg
aufweist, der im Bereich des Spaltanfanges beginnt und sich über wenigstens ein Drittel,
vorzugsweise wenigstens die Hälfte der Spaltlänge erstreckt.
Bezugszeichenliste
[0042]
- FL
- Linienkraft
- L
- Preßspaltlänge
- p(L)
- Druckprofil über die Preßspaltlänge
- pmax
- maximaler Druck
1. Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn, insbesondere Tissue- oder Hygienepapierbahn,
mit einer eine Anpreßeinheit und einen Trockenzylinder umfassenden Hauptpresse,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Anpreßeinheit der Hauptpresse und/oder eine einer Vorpresse zugeordnete Preßeinheit
zur Bildung einer jeweiligen Schuhpresse mit in Bahnlaufrichtung verlängertem Preßspalt
durch eine Schuhpreßeinheit gebildet ist und daß die in Bahnlaufrichtung betrachtet
erste Schuhpresse so ausgelegt ist, daß das in deren Preßspalt über die Spaltlänge
(L) erzeugte Druckprofil p(L) einen progressiven Druckanstieg aufweist, der im Bereich
des Spaltanfanges beginnt und sich über wenigstens ein Drittel, vorzugsweise wenigstens
die Hälfte der Spaltlänge (L) erstreckt.
2. Maschine nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Schuhpreßeinheit eine Schuhpreßwalze ist.
3. Maschine nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß in Bahnlaufrichtung hinter der ersten Schuhpresse eine zweite Schuhpresse vorgesehen
ist, daß die Länge (L) des Preßspaltes der ersten Schuhpresse größer oder gleich 100
mm ist und daß die Länge (L) des Preßspaltes der zweiten Schuhpresse in einem Bereich
von etwa 60 bis etwa 130 mm liegt.
4. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Hauptpresse die in Bahnlaufrichtung betrachtet erste Presse ist und daß in
Bahnlaufrichtung vor dieser ersten Presse eine Vorwärm- und/oder Vortrockeneinrichtung
vorgesehen ist, um die Faserstoffbahn vorzutrocken bzw. vorzuwärmen.
5. Maschine nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Vorwärm- und/oder Vortrockeneinrichtung wenigstens einen Wärmestrahler und/oder
wenigstens einen Dampfblaskasten umfaßt.
6. Maschine nach Anspruch 4 oder 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Vorwärm- und/oder Vortrockeneinrichtung wenigstens eine Absaugeinheit umfaßt.
7. Maschine nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Absaugeinheit wenigstens einen Saugkasten und/oder wenigstens eine Saugwalze
umfaßt.
8. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß eine einer Vorpresse zugeordnete Preßeinheit durch eine Schuhpreßeinheit und die
erste Schuhpresse durch diese Vorpresse gebildet ist, daß auch die Anpreßeinheit der
Hauptpresse durch eine Schuhpreßeinheit gebildet ist und daß die Länge (L) des Preßspaltes
der Hauptpresse in einem Bereich von etwa einem Drittel bis etwa zwei Drittel der
Länge (L) des Preßspaltes der Vorpresse liegt.
9. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß eine einer Vorpresse zugeordnete Preßeinheit durch eine Schuhpreßeinheit und die
erste Schuhpresse durch diese Vorpresse gebildet ist, daß auch die Anpreßeinheit der
Hauptpresse durch eine Schuhpreßeinheit gebildet ist und daß die Länge (L) des Preßspaltes
der Vorpresse in einem Bereich von etwa 100 bis etwa 250 mm und die Länge (L) des
Preßspaltes der Hauptpresse in einem Bereich von etwa 50 bis etwa 100 mm liegt.
10. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß wenigstens eine Vorpresse vorgesehen ist und daß die Anpreßwalze der Hauptpresse
eine mit Blindbohrungen versehene herkömmliche Preßwalze mit einem Weichgummibezug
mit einer Härte von vorzugsweise etwa 25 bis 45 P&J ist.
11. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Anpreßeinheit der Hauptpresse durch eine Schuhpreßeinheit, vorzugsweise eine
Schuhpreßwalze gebildet ist und daß die in dem Preßspalt der Hauptpresse erzeugte
maximale Linienkraft (FL) geringer als 250 kN/m und der im Bereich des Spaltanfanges vorliegende Druckanstiegsgradient
geringer als 50 kPa/mm ist.
12. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Druckanstiegsgradient in der ersten Schuhpresse bei neuwertigen Filzen im
Bereich des Spaltanfanges geringer oder gleich 30 kPa/mm ist.
13. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Anpreßeinheit der Hauptpresse durch eine Schuhpreßeinheit, vorzugsweise eine
Schuhpreßwalze gebildet ist und daß in deren Preßspalt der mittlere Gradient des Druckabfalles
am Spaltende in einem Bereich von etwa 500 bis etwa 1000 kPa/mm liegt.
14. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß eine Preßeinheit einer Vorpresse durch eine Schuhpreßeinheit, vorzugsweise eine
Schuhpreßwalze gebildet ist und daß in deren Preßspalt der mittlere Gradient des Druckabfalles
am Spaltende in einem Bereich von etwa 500 bis etwa 1000 kPa/mm liegt.
15. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Linienkraft (FL) in der durch eine Vorpresse gebildeten ersten Presse höher ist als die in der durch
die Hauptpresse gebildeten zweiten Presse und daß der maximale Druck (pmax) in der zweiten Presse höher ist als der in der ersten Presse.
16. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß zumindest der Preßspalt der Hauptpreßzone einfach befilzt ist.
17. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß ein Filzband sowohl durch den Preßspalt einer Vorpresse als auch durch den Preßspalt
der Hauptpresse geführt ist.
18. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Preßspalt wenigstens einer Vorpresse doppelt befilzt ist.
19. Maschine nach Anspruch 18,
dadurch gekennzeichnet,
daß ein oberes Filzband sowohl durch den Preßspalt der Vorpresse als auch durch den
Preßspalt der Hauptpresse und zusätzlich ein unteres Filzband durch den Preßspalt
der Vorpresse geführt ist.
20. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 9 und 11 bis 19,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Preßmantel der Anpreßwalze in seiner Anpreßfläche Vertiefungen zur Aufnahme
von ausgepreßtem Wasser besitzt.
21. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 20,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Mantel der Schuhpreßwalze der Vorpresse an seiner Außenfläche keine Vertiefungen
zur Aufnahme von Wasser besitzt.