Maschine zur Herstellung einer Materialbahn

Abstract

 Es wird eine Maschine zur Herstellung einer Materialbahn, insbesondere einer Papier- oder Kartonbahn, mit einer, mindestens eine Presseneinrichtung aufweisenden Pressenpartie und einer eine Anzahl von Trockenzylindern umfassenden Trockenpartie vorgeschlagen. Es ist vorgesehen, daß der erste Trockenzylinder (19) der Trockenpartie (7) -in Förderrichtung der Materialbahn (3) gesehen- unmittelbar der Pressenpartie (5) nachgeordnet ist.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Maschine zur Herstellung einer Materialbahn, insbesondere einer Papier- oder Kartonbahn gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.

[0002] Maschinen der hier angesprochenen Art sind bekannt (WO 90/12151, US-A-4 556 946, US-A-2 448 295 und US-A-5 355 593). Es hat sich herausgestellt, daß in vielen Fällen nicht die gewünschte Bahntrocknung erreicht werden kann.

[0003] Die US-A-5 355 593 behandelt zwar die Antriebsproblematik, liefert aber keinen Beitrag zur Stabilisierung der Übergabe der Materialbahn von einer Preßanordnung an einen Trockenzylinder, da ein Transferband zur Anwendung kommt.

[0004] Es ist daher Aufgabe der Erfindung, einerseits eine Maschine zur Herstellung einer Materialbahn und andererseits ein Verfahren zur Übergabe einer Materialbahn innerhalb einer derartigen Maschine zu schaffen, die diese Nachteile nicht aufweisen.

[0005] Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine Maschine zur Herstellung einer Materialbahn vorgeschlagen, die die in Anspruch 1 genannten Merkmale aufweist. Dadurch, daß der erste Trockenzylinder der Trockenpartie dieser Maschine -in Förderrichtung der Materialbahn gesehen- unmittelbar der Presseneinrichtung nachgeordnet ist, kann der Bahntrocknungsprozeß direkt und unmittelbar nach der Pressenpartie einsetzen und somit verbessert werden.

[0006] Bevorzugt wird ein Ausführungsbeispiel der Maschine, daß sich dadurch auszeichnet, daß die Temperatur des ersten Trockenzylinders unabhängig von der Temperatur der übrigen Trockenzylinder der Trockenpartie einstellbar ist. Die Oberfläche des Trockenzylinders kann dadurch sehr schnell auf Verdampfungstemperatur aufgeheizt werden, wodurch eine raumsparende Erweiterung der Trockenkapazität der Maschine zur Herstellung einer Materialbahn realisierbar ist. Die Maschine baut durch diese Maßnahme sehr kompakt und zeichnet sich deshalb durch relativ geringe Anschaffungskosten aus.

[0007] Weitere Ausführungsbeispiele ergeben sich aus den übrigen Unteransprüchen.

[0008] Zur Lösung der genannten Aufgabe wird außerdem ein Verfahren zur Übergabe einer Materialbahn vorgeschlagen, daß die in Anspruch 7 genannten Merkmale aufweist. Dadurch, daß die Materialbahn unmittelbar von der letzten Preßwalze einer Pressenpartie auf den ersten Trockenzylinder einer Trockenpartie übergeben wird, kann die Bahntrocknung sehr früh im Herstellungsprozeß einsetzen und damit optimiert werden.

[0009] Besonders bevorzugt wird eine Ausführungsform des Verfahrens, die sich dadurch auszeichnet, daß die Temperatur im ersten Trockenzylinder so gewählt wird, daß sich zwischen diesem und der auflaufenden Materialbahn eine Dampfschicht ausbildet und somit ein Ankleben der Materialbahn an der Oberfläche des Trockenzylinders vermieden wird.

[0010] Weitere Ausführungsformen des Verfahrens ergeben sich aus den übrigen Unteransprüchen.

[0011] Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Die einzige Figur zeigt in schematischer Seitenansicht einen Ausschnitt einer Maschine zur Herstellung einer Materialbahn.

[0012] Die im folgenden beschriebenen Maschine kann allgemein für die Herstellung von Materialbahnen beziehungsweise Faserstoffbahnen eingesetzt werden. Besonders geeignet ist sie für die Herstellung einer Papier- oder Kartonbahn.

[0013] Die Figur zeigt einen Ausschnitt aus einer Maschine 1 zur Herstellung einer Materialbahn 3, insbesondere einer Papierherstellungsmaschine zur Herstellung einer Papierbahn. Die Darstellung zeigt den Übergangsbereich zwischen einer Pressenpartie 5 und einer Trockenpartie 7. Von der Pressenpartie 5 ist hier eine letzte Presseneinrichtung dargestellt, die eine Preßwalze 9 und eine übliche Gegenwalze 11 sowie einen Preßschuh 13 aufweist. Durch den Preßspalt N wird die Materialbahn 3 gemeinsam mit einem Preßfilz 15 hindurchgeführt, der die aus der Materialbahn ausgepreßte Flüssigkeit aufnimmt.

[0014] Während die Materialbahn 3 auf der aus dem Preßspalt herauslaufenden Oberfläche der Preßwalze 9 haften bleibt, wird der Preßfilz 15 über eine Leitwalze 17 von der Oberfläche der Gegenwalze 11 und der der Preßwalze 9 abgenommen. Aus der Darstellung ist ersichtlich, daß die Leitwalze 17 verlagerbar angeordnet ist, worauf unten noch näher eingegangen wird.

[0015] In unmittelbarer Nähe zur Preßwalze 9 ist der erste Trockenzylinder 19 der Trockenpartie 7 angeordnet. Er nimmt die Materialbahn 3 von der Oberfläche der Preßwalze 9 ab. Bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel der Maschine 1 ist ein Transferschaber 21 vorgesehen, der eine auf der Oberfläche der Preßwalze 9 aufliegende Schaberklinge 23 und vorzugsweise ein gegebenenfalls verstellbar angeordnetes Blasrohr 25 aufweist. Der Transferschaber 21 dient dazu, zumindest während des Einfädelvorgangs die Materialbahn beziehungsweise einen Einfädelstreifen von der Preßwalze 9 auf den Trockenzylinder 19 zu überführen.

[0016] Der erste Trockenzylinder 19 ersetzt die sonst üblichen Leitwalzen, die einer Pressenpartie 5 nachgeordnet sind und dazu dienen, die Materialbahn in die Trockenpartie zu überführen. Der erste Trockenzylinder 19 weist einen größeren Durchmesser auf als die üblicherweise eingesetzten Leitwalzen. Er ist dadurch biegesteifer und zeichnet sich durch eine bessere Abzugslinie aus. Der größere Biegeradius des Trockenzylinders 19 wirkt sich auch besonders bei dicken Faserstoffbahnen positiv aus.

[0017] Dadurch, daß der erste Trockenzylinder 19 sehr nahe an der Pressenpartie 5 beziehungsweise deren Preßwalze 9 angeordnet ist, ergibt sich im Übergabereich Ü ein sehr kurzer freier Zug. Danach stellt sich eine Führung durch den ersten Trockenzylinder 19 ein, der die Materialbahn 3 in die Trockenpartie 7 überführt. Es ist daher möglich, die Maschine 1 mit höheren Geschwindigkeiten zu fahren, ohne daß die Gefahr von Bahnabrissen erhöht würde.

[0018] Der erste Trockenzylinder 19 wird vorzugsweise unabhängig von übrigen Trockenzylindern der Trockenpartie 7, von denen hier ein zweiter Trockenzylinder 25 dargestellt ist, beheizt. Die Oberfläche des ersten Trockenzylinders 19 wird auf eine möglichst hohe Temperatur eingestellt, um die Verdampfungstemperatur innerhalb der Materialbahn 3 möglichst rasch zu erreichen, so daß sich auf einfache, raumsparende Weise eine Trockenkapazitätserweiterung der Trockenpartie 7 ergibt. Die bei hohen Oberflächentemperaturen des ersten Trockenzylinders 19 entstehende Dampfschicht zwischen dessen Oberfläche und der auflaufenden Materialbahn 3 verhindert ein Ankleben der Bahn an der Zylinderoberfläche.

[0019] Der Antrieb des ersten Trockenzylinders 19 wird vorzugsweise regelbar ausgebildet, so daß eine Differenzgeschwindigkeit an der Übergabestelle Ü zwischen Preßwalze 9 und dem ersten Trockenzylinder 19 eingestellt werden kann, aber auch an der Übergabestelle Ü' vom ersten Trockenzylinder 19 auf weitere Bereiche der Trockenpartie 7, wobei die Differenzgeschwindigkeit an der Übergabestelle Ü' in Abhängigkeit des Umschlingungswinkels des Transportbandes 31 am Trockenzylinder 19 eingestellt wird. Die Abhängigkeit ist derart, daß mit steigendem Umschlingungswinkel die Differenzgeschwindigkeit kleiner wird, so daß die auf die Materialbahn wirkenden Scherkräfte auf eine unkritische Größe eingestellt werden können. In dem Ausführungsbeispiel der Maschine zur Herstellung einer Materialbahn ist -wie aus der Figur ersichtlich- nur ein kleiner Bereich des Trockenzylinders 19 von dem Transportband 31 umschlungen, so daß hier die Möglichkeit gegeben ist, eine relativ große Differenzgeschwindigkeit einzustellen. Die Einstellbarkeit der Differenzgeschwindigkeit führt zu einer weiteren Verbesserung der Übergabe zwischen Pressenpartie 5 und Trockenpartie 7.

[0020] Aus der Figur ist ersichtlich, daß oberhalb des ersten Trockenzylinders 19 eine Glätteinrichtung 27 vorgesehen werden kann, die zumindest eine, vorzugsweise verstellbar gelagerte Glättwalze 29 umfaßt. Denkbar ist es, eine durchbiegungsgesteuerte Glättwalze mit einem elastischen Bezug oder Mantel einzusetzen. Die Glätteinrichtung 27 ermöglicht ein Vorglätten der Materialbahn 3 unmittelbar nach dem Auflaufen auf den ersten Trockenzylinder 19.

[0021] Die Trockenpartie 7 weist ein auch als Trockensieb bezeichnetes Transportband 31 auf, welches die Materialbahn 3 um die weiteren Trockenzylinder der Trockenpartie 7 mäanderförmig herumführt. Zur Abnahme der Materialbahn 3 vom ersten Trockenzylinder 19 ist hier eine, mit einem Saugkasten 33 zusammenwirkende Bahnleitwalze 35 vorgesehen, deren Mantel, wie angedeutet, porös beziehungsweise perforiert ist. Der von der Materialbahn 3 und dem Transportband 31 umschlungene Umfangsbereich der Bahnleitwalze 35 wird über den Saugkasten 33 mit einem Unterdruck beaufschlagt, so daß die außen um die Bahnleitwalze 35 herumlaufende Materialbahn 3 gehalten und stabilisiert wird. Durch den Saugkasten 33 wird auch, auf bekannte Weise, der zwischen dem auf die Bahnleitwalze 35 auflaufenden Trum und dem Saugkasten 33 vorhandene Zwischenraum 37 und der zwischen dem von der Bahnleitwalze 35 ablaufenden Trum des Transportbandes 31 und dem Saugkasten 33 liegende Zwischenraum 39 mit einem Unterdruck beaufschlagt, so daß die Materialbahn 3 sicher am Transportband 31 gehalten beziehungsweise geführt wird. Die im Bereich der Bahnleitwalze 35 auf dem Transportband 31 aufliegende Materialbahn 3 liegt im Bereich des zweiten Trockenzylinders 25 direkt auf dessen Oberfläche auf und wird vom Transportband 31 gegen diesen angedrückt, um einen optimalen Wärmeübergang zu gewährleisten.

[0022] Zur Einstellung des Trockengehalts der Materialbahn und/oder zur Erhöhung der Trocknungsleistung der Trockenpartie, kann eine Vergrößerung des Umschlingungswinkels des Transportbands 31 am Trockenzylinder 19 vorgesehen werden. Dies wird dadurch realisiert, daß anstelle der Glätteinrichtung 27 eine gegenüber dem Trockenzylinder 19 verlagerbare Leitwalze 32 vorgesehen ist, mit deren Hilfe das Transportband 31 über einen möglichst großen Oberflächenbereich des Trockenzylinders geführt werden kann. Die Leitwalze 32 ist gegenüber dem Trockenzylinder 19 so verlagerbar, daß der Abstand der Oberfläche der Leitwalze und des Trockenzylinders vorzugsweise 5 mm beträgt. Es ist denkbar, daß die Leitwalze 32 auch während des Betriebs der Maschine verlagerbar ist, so daß eine flexible Einstellung des Trockengehalts der Materialbahn möglich ist. Durch die beliebige Positionierung der Leitwalze 32 ist ein variabler Umschlingungswinkel des Transportbandes 31 am Trockenzylinder 19 realisierbar, wodurch der Anpreßbereich der Materialbahn an den Trockenzylinder 19 in Abhängigkeit der gewünschten Materialbahneigenschaften einstellbar ist.

[0023] Die Drehrichtung des ersten Trockenzylinders 19 ist durch einen Pfeil angedeutet. Dem Übergabebereich Ü' ist ein mit der Umfangsoberfläche des ersten Trockenzylinders 19 zusammenwirkender Reinigungsschaber 41 vorgesehen, der eine, auf dem ersten Trockenzylinder 19 aufliegende Reinigungsklinge 43 umfaßt. Diese verhindert, daß von dem Trockenzylinder 19 Luft in den Luftraum 45 zwischen dem ersten Trockenzylinder 19 und der Preßwalze 9 eingeschleppt und damit zum Übergabebereich Ü gelangt. Die Leitwalze 17 ist so angeordnet, daß der Preßfilz 15 unmittelbar neben dem Reinigungsschaber 41 abläuft und somit Luft aus dem Luftraum 45 abgesaugt wird. Die Saugwirkung kann noch durch eine Blasdüse 47 am Reinigungsschaber 41 verstärkt werden, die Luft in Laufrichtung des Preßfilzes 15 abströmen läßt. Der Luftraum 45 ist vorzugsweise an den Seiten der Maschine 1 abgedichtet. Durch den Reinigungsschaber 41 und durch die Anordnung der Leitwalze 17 wird letztlich im Luftraum 45 ein Unterdruck aufgebaut, der die Ablösung der Materialbahn 3 von der Preßwalze 9 fördert und außerdem die Lufteinschleppung zwischen Materialbahn 3 und Oberfläche des ersten Trockenzylinders 19 verhindert. Wird die Leitwalze 17 in ihre obere Position verschwenkt, fördert sie die Überführung der Materialbahn. In der unteren Position wird die Rückbefeuchtung vermindert.

[0024] Der erste Trockenzylinder 19 wird vorzugsweise mit einem verschleißarmen Bezug versehen, der eine geringe Adhäsion aufweist. Dadurch wird die Weitergabe der Materialbahn 3 an nachfolgende Walzen, hier an die Bahnleitwalze 35, der Trockenpartie 7 gefördert.

[0025] Aus der Darstellung ist ersichtlich, daß ein weiterer Schaber, beispielsweise ein Reinigungsschaber 49 mit einer Klinge 51 vorgesehen werden kann, der auf der Oberfläche der Preßwalze 9 aufliegt.

[0026] Im folgenden soll auf die Funktionen der anhand der Darstellung erläuterten Maschine 1 und auf das Verfahren zur Übergabe einer Materialbahn 3 innerhalb einer derartigen Maschine 1 näher eingegangen werden. Es wird erkennbar, daß die Materialbahn 3 von der letzten Preßwalze 9 der Pressenpartie 5 auf den ersten Trockenzylinder 19 einer Trockenpartie 7 übergeben wird, daß also übliche Leitwalzen entfallen können und daß der Trockenvorgang unmittelbar im Anschluß an die Pressenpartie 5 einsetzen kann. Vorzugsweise wird der erste Trockenzylinder 19 unabhängig von den übrigen Trockenzylindern der Trockenpartie 7 beheizt, beispielsweise durch eine separate Regelung des Dampfdrucks im Trockenzylinder 19. Durch diese Regelung kann die Verdampfungstemperatur auf der Oberfläche des Trockenzylinders 19 schnell erreicht werden, wodurch eine raumsparende Trockenkapazitätserweiterung bei bestehenden Trockenpartien beziehungsweise Papierherstellungsmaschinen realisierbar ist.

[0027] Vorzugsweise wird die Umdrehungsgeschwindigkeit des ersten Trockenzylinders 19 so geregelt, daß sich eine definierte Differenzgeschwindigkeit in den Übergangsbereichen Ü und Ü' ergibt, wodurch die Übergabe der Materialbahn 3 von der Pressenpartie 5 an die Trockenpartie 7 weiter verbessert werden kann. Die Differenzgeschwindigkeiten an den Übergabebereichen Ü und Ü' können an die Materialbahneigenschaften und an deren Feuchtegehalt angepaßt werden, um eine sichere Übergabe der Bahn zu gewährleisten.

[0028] Die in den Randbereichen des Trockenzylinders 19 abgestrahlte Wärme verursacht eine Aufheizung der Preßwalze 9, wodurch die Randbereiche der Materialbahn übertrocknet werden. Dieser Nachteil wird dadurch vermieden, daß der Preßwalze 9 eine Kühleinrichtung zuordenbar ist, die die Wärme in den Randbereichen der Preßwalze abführt. Ferner kann vorgesehen sein, auf der Führer- und/oder der Triebseite der Trockenpartie dem Trockenzylinder 19 eine Haube zuzuordnen, wodurch eine Wärmestrahlung vom Trockenzylinder 19 auf die Preßwalze 9 verringert beziehungsweise verhindert wird. Dies führt zu einer qualitativen Verbesserung der Materialbahn.

[0029] Insgesamt ist ersichtlich, daß eine sichere Überführung der Materialbahn von der Pressenpartie auf die Trockenpartie auch bei hohen Geschwindigkeiten gewährleistet werden kann. Dabei ist der Aufbau der Maschine zur Herstellung einer Materialbahn relativ einfach und damit kostengünstig und störungsunanfällig.

Ansprüche

1. Maschine zur Herstellung einer Materialbahn (3), insbesondere einer Papieroder Kartonbahn, mit einer, mindestens eine Presseneinrichtung aufweisenden Pressenpartie (5) und einer eine Anzahl von Trockenzylindern (19) umfassenden Trockenpartie (7) mit einem ersten Trockenzylinder (19), der - in Förderrichtung der Materialbahn (3) gesehen - unmittelbar der Pressenpartie (5) nachgeordnet ist, wobei die Materialbahn (3) unmittelbar von der letzten Preßwalze (9) der Pressenpartie (5) mit einem kurzen freien Zug auf den ersten Trockenzylinder (19) übergeben wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Trockenzylinder (19) einen regelbaren Antrieb aufweist.

2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
der erste Trockenzylinder (19) mit einem Reinigungsschaber (41) versehen ist, der - in Drehrichtung des ersten Trockenzylinders (19) gesehen - dem Übergabebereich (Ü) zwischen einer Preßwalze (9) und dem ersten Trockenzylinder (19) vorgeordnet ist, um ein Einschleppen von Luft in den Übergabebereich (Ü) zu vermeiden.

3. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Pressenpartie (5) einen Preßfilz (15) aufweist.

4. Maschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß
der Preßfilz (15) in der Nähe des Reinigungsschabers (41) vorbeigeführt wird.

5. Maschine nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß
der Preßfilz (15) mittels einer - vorzugsweise verstellbar angeordneten-Leitwalze (17) am Reinigungsschaber (41) vorbeigeführt wird.

6. Maschine nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Reinigungsschaber (41) eine in Laufrichtung des Preßfilzes (15) wirkende Blasdüse (47) aufweist.

7. Verfahren zur Übergabe einer Materialbahn (3), insbesondere einer Papier- oder Kartonbahn, innerhalb einer Maschine zur Herstellung einer Materialbahn, insbesondere einer Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Materialbahn (3) von einer Preßwalze (9) einer Pressenpartie (5) unmittelbar auf den ersten Trockenzylinder (19) einer Trockenpartie (7) übergeben wird, wobei die Materialbahn (3) unmittelbar von der letzten Preßwalze (9) der Pressenpartie (5) mit einem kurzen freien Zug auf den ersten Trockenzylinder (19) übergeben wird, dadurch gekennzeichnet, daß
die Differenzgeschwindigkeit zwischen der Preßwalze (9), der Pressenpartie (5) und dem ersten Trockenzylinder (19) und/oder zwischen dem ersten Trockenzylinder (19) und einer - in Förderrichtung der Materialbahn (3) gesehen - nachfolgenden Walze der Trockenpartie (7) auf einen vorbestimmbaren Wert eingestellt wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß
die Temperatur des ersten Trockenzylinders (19) so gewählt wird, daß zwischen dessen Oberfläche und der Materialbahn (3) eine Dampfschicht ausgebildet wird.

Zeichnung