Die Erfindung betrifft einen Breitnip-Kalander mit einer einen umlaufenden Mantel und einen Anpressschuh aufweisenden Schuhwalze und einem Gegendruckelement, die zusammen einen Breitnip bilden, durch den ein Bahnlaufpfad einer Faserstoffbahn verläuft.
Ein derartiger Breitnip-Kalander ist aus
Ein Breitnip-Kalander wird verwendet, um eine Faserstoffbahn, beispielsweise eine Papier- oder Kartonbahn, mit erhöhtem Druck und in der Regel auch mit einer erhöhten Temperatur zu beaufschlagen. Der Breitnip-Kalander hat gegenüber einem Kalander, der durch zwei gegeneinander wirkende Walzen gebildet ist, den Vorteil, daß die Behandlungszeit der Faserstoffbahn länger ist, die Druckspannungen im Breitnip aber kleiner gehalten werden können, als in einem Nip zwischen zwei Walzen. Damit läßt sich eine volumenschonende Satinage der Faserstoffbahn erreichen, d.h. die Dicke der Faserstoffbahn wird im Breitnip nicht so stark vermindert, wie in einem Nip zwischen zwei Walzen.
Allerdings läßt sich bei der Verwendung eines Breitnip-Kalanders beobachten, daß sich die Qualität der behandelten Faserstoffbahn mit der Zeit zum negativen hin verändert. Diese Qualitätsabnahme erfolgt dabei nicht unbedingt am Ausgang des Breitnips, sondern gelegentlich auch erst nach dem Durchlaufen von nachgeschalteten Aggregaten oder Einrichtungen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Qualität der Faserstoffbahn über einen längeren Zeitraum aufrechtzuerhalten.
Diese Aufgabe wird bei einem Breitnip-Kalander der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß am Ausgang des Breitnips in dem sich öffnenden Zwickel zwischen Faserstoffbahn und Mantel eine Staubentfernungseinrichtung angeordnet ist.
Man führt die Qualitätsverschlechterung der Faserstoffbahn darauf zurück, daß sich durch die Relativbewegung bzw. Scherkräfte im Breitnip Partikel aus der Oberfläche der Faserstoffbahn herauslösen. Diese Partikel führen zu entsprechenden Staubablagerungen auf dem Mantel. Staubablagerungen auf dem Mantel führen zu einer Veränderung der Oberfläche des Mantels, die sich negativ auf die Qualität der Faserstoffbahn, insbesondere auf die Qualität der Oberfläche, auswirken kann. Darüber hinaus werden sicherlich auch einige Staubpartikel auf der Oberfläche der Faserstoffbahn verbleiben, die sich dann in nachgeschalteten Einrichtungen ablagern und dort zu einer zunehmenden Verschmutzung führen. Eine Verschmutzung in nachgeschalteten Einrichtungen kann ebenfalls dazu führen, daß die Qualität der Oberfläche der Faserstoffbahn abnimmt. Bei diesen Einrichtungen kann es sich im einfachsten Fall um Umlenkrollen handeln, über die die Faserstoffbahn geführt wird. Mit der Staubentfernungseinrichtung wird nun zumindest ein Teil dieser Probleme beseitigt. Die aus der Oberfläche der Faserstoffbahn herausgelösten Partikel, die kurz als "Staub" bezeichnet werden, können mit Hilfe der Staubentfernungseinrichtung abgefördert werden, so daß die Verschmutzung vermieden oder zumindest vermindert wird. Die Verschmutzung führt also nicht mehr so stark zu einer Qualitätsverminderung der Faserstoffbahn.
Die Staubentfernungseinrichtung ist zwischen der Faserstoffbahn und dem Mantel angeordnet. Man geht davon aus, daß der meiste Staub durch die Relativbewegung zwischen der Faserstoffbahn und dem Mantel entsteht. Möglicherweise liegt dies daran, daß das Gegendruckelement, das in der Regel als Walze, vor allem als Heizwalze, ausgebildet ist, eine glattere Oberfläche aufweist, mit der weniger Partikel aus der Oberfläche der Faserstoffbahn herausgelöst werden. Der meiste Staub entsteht also zwischen dem Mantel und der Faserstoffbahn. Wenn man die Staubentfernungseinrichtung hier anordnet, dann wird auch der meiste Staub entfernt werden.
Vorzugsweise weist die Staubentfernungseinrichtung eine Absaugeinrichtung auf. Die Staubentfernungseinrichtung arbeitet also nach dem klassischen Prinzip eines "Staubsaugers", bei dem ein Teil des Staubes, der am Ausgang des Breitnips vorhanden ist, abgesaugt werden kann.
Hierbei ist bevorzugt, daß die Absaugeinrichtung ein in den Zwickel zwischen der Faserstoffbahn und dem Mantel gerichtetes Saugdüsenelement aufweist. Man kann also mit dem Saugen beginnen, kurz nach dem sich die Faserstoffbahn vom Mantel gelöst hat. In diesem Fall ist der Abstand zwischen dem Mantel und der Faserstoffbahn noch relativ klein. Dementsprechend ist davon auszugehen, daß die "Staubdichte" in diesem Bereich noch relativ groß ist. Durch das Trennen von Faserstoffbahn und Mantel wird der Staub aufgewirbelt, d.h. zumindest ein Teil des Staubes befindet sich in der Luft, wo er leicht abgesaugt werden kann.
Bevorzugterweise weist das Saugdüsenelement eine der Faserstoffbahn zugewandte erste Wand und eine dem Mantel zugewandte zweite Wand auf, wobei in mindestens einer Wand mehrere Saugöffnungen vorgesehen sind. Diese Saugöffnungen sind dann auf eine Fläche gerichtet, von wo der Staub mit verstärkter Intensität abgesaugt werden kann.
Zusätzlich dazu kann vorgesehen sein, daß an der Faserstoffbahn und/oder am Mantel eine Flächenreinigungsanordnung angeordnet ist. Eine Flächenreinigungsanordnung ist in der Lage, auch Staub zu entfernen, der an einer Fläche anhaftet. Man beschränkt sich also nicht nur darauf, den Staub zu entfernen, der sich in der Luft am Ausgang des Breitnips befindet. Damit wird vermieden, daß Staub, der beispielsweise an der Oberfläche der Faserstoffbahn anhaftet, in nachgeschaltete Einrichtungen weitergetragen wird.
Hierbei ist bevorzugt, daß die Flächenreinigungsanordnung eine mechanische Staubabtrageinrichtung aufweist. Die mechanische Staubabtrageinrichtung ist in der Lage, den Staub von der zu reinigenden Oberfläche zu lösen. Sobald der Staub von der zu reinigenden Fläche gelöst worden ist, kann er beispielsweise über die Absaugeinrichtung entfernt werden. Es ist natürlich auch möglich, weitere Staubentfernungsmittel vorzusehen.
In einer bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, daß die Staubabtrageinrichtung einen Druckluftstrahl aufweist. Ein Druckluftstrahl, der auf die Oberfläche der Faserstoffbahn oder auf den Mantel gerichtet ist, ist in der Lage, eine Staubablagerung sozusagen abzuschälen. Die Beanspruchung der Faserstoffbahn oder des Mantels bleibt dabei klein.
Zusätzlich oder alternativ dazu kann vorgesehen sein, daß die Staubabtrageinrichtung eine relativ zu der zu reinigenden Fläche bewegbare Bürste aufweist. Die Bürste bürstet dann die Faserstoffbahn oder den Mantel regelrecht ab. An dieser Stelle sollte bemerkt werden, daß anstelle einer Bürste natürlich auch ein anderes Element verwendet werden kann, das an der Oberfläche der Faserstoffbahn oder des Mantels anliegt, beispielsweise ein Wischelement aus einem textilen Material.
Schließlich ist es auch möglich, daß die Staubabtrageinrichtung eine Saugeinrichtung aufweist. Eine Saugeinrichtung kann gemeinsam mit dem Druckluftstrahl oder der Bürste verwendet werden. Mit der Saugeinrichtung wird der von anderen Elementen abgelöste Staub abtransportiert. Unter Umständen ist die Saugeinrichtung aber auch alleine in der Lage, den an der Oberfläche der Faserstoffbahn oder der Oberfläche des Mantels anhaftenden Staub zu entfernen.
Vorzugsweise weist die Flächenreinigungsanordnung eine Ionisationseinrichtung auf. Mit Hilfe der Ionisationseinrichtung kann man eine elektrostatische Entladung der Faserstoffbahn bzw. der Walzenoberfläche erreichen, so daß die Haltekräfte des Staubes an der jeweiligen Oberfläche vermindert werden.
Hierbei ist bevorzugt, daß die Ionisationseinrichtung in Bahnlaufrichtung vor der Staubabtrageinrichtung angeordnet ist. Man vermindert also zunächst die Haltekräfte zwischen dem Staub und der zu reinigenden Oberfläche und entfernt dann den Staub mit Hilfe von mechanischen Mitteln.
Die Erfindung wird im folgenden anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung näher beschrieben. Hierin zeigen:
Ein Breitnipkalander 1 weist eine Schuhwalze 2 auf mit einem umlaufenden Mantel 3 und einem Anpreßschuh 4. Der Mantel 3 wirkt zusammen mit einem Gegendruckelement 5, das im vorliegenden Fall als Walze und zwar als Thermowalze, ausgebildet ist. Das Gegendruckelement 5 ist mit einer nicht näher dargestellten Heizeinrichtung beheizt.
Anstelle einer Walze als Gegendruckelement ist es natürlich auch möglich, ein umlaufendes Band zu verwenden, das an einem Stützschuh anliegt.
Die Schuhwalze 2 ist hier mit einem relativ dicken Mantel 3 dargestellt, der nach Art einer Walze umläuft und in der Regel an seinen Stirnseiten mit Stirnscheiben abgeschlossen ist. Es ist aber auch möglich, den Mantel 3 dünner auszuführen und nach Art eines Bandes über mehrere Stützrollen umlaufen zu lassen.
Der Anpreßschuh 4 weist eine Andruckfläche 6 auf, die im wesentlichen der Krümmung des Gegendruckelements angepaßt ist, wobei natürlich die Dicke des Mantels 3 berücksichtigt werden muß. Eine genaue Übereinstimmung zwischen der Krümmung der Andruckfläche 6 und der Krümmung des Gegendruckelements 5 ist in der Regel allerdings nicht erforderlich. In der Andruckfläche 6 können in an sich bekannter Weise Einrichtungen zum Herabsetzen einer Reibung zwischen dem Mantel 3 und dem Anpreßschuh 4 vorgesehen sein, beispielsweise Austrittsdüsen einer hydrostatischen Schmierung.
Der Mantel 3 bildet zusammen mit dem Gegendruckelement 5 einen Breitnip 7, durch den eine Faserstoffbahn 8, beispielsweise eine Papier- oder Kartonbahn, geführt wird. Im Breitnip 7 wird die Faserstoffbahn 8 mit erhöhtem Druck und auch mit erhöhter Temperatur beaufschlagt. Die Behandlungszeit der Faserstoffbahn 8 im Breitnip 7 richtet sich nach der Länge des Breitnips 7 in Laufrichtung der Bahn, die durch einen Pfeil 9 dargestellt ist.
Durch die Schärkräfte, die im Breitnip zwischen der Faserstoffbahn 8 und dem Mantel 3 der Schuhwalze 2 wirken, können Partikel aus der Oberfläche der Faserstoffbahn 8 herausgelöst werden. Auch Relativbewegungen zwischen der Faserstoffbahn 8 und dem Mantel 3 können zum Herauslösen derartiger Partikel führen. Diese Partikel können die unterschiedlichste Zusammensetzung haben. Bei gestrichenen Papieren kann es sich beispielsweise auch um Bestandteile des Strichs handeln. Die abgelösten Partikel werden daher kurz als "Staub" zusammengefaßt.
Um diesen Staub zu entfernen, ist am Ausgang 10 des Breitnips 7 eine Staubentfernungseinrichtung 11 angeordnet. Die Staubentfernungseinrichtung ist dabei in dem sich öffnenden Zwickel zwischen der Faserstoffbahn 8 und dem Mantel 3 angeordnet. Man nimmt an, daß an dem Gegendruckelement 5, dessen Oberfläche wesentlich glatter als die Oberfläche des Mantels 3 ist, weniger Staub entsteht.
Die Staubentfernungseinrichtung 11 weist zunächst eine Absaugvorrichtung 12 auf, die in den sich öffnenden Zwickel zwischen der Faserstoffbahn 8 und dem Mantel 3 am Ausgang des Breitnips 7 gerichtet ist. Die Absaugvorrichtung weist ein keilförmiges Saugdüsenelement 13 auf. Das Saugdüsenelement 13 weist eine der Faserstoffbahn 8 zugewandte erste Wand 14 und eine dem Mantel 3 zugewandte Wand 15 auf. In der ersten Wand sind Saugöffnungen 16 vorgesehen. In der zweiten Wand sind Saugöffnungen 17 vorgesehen. Die Saugöffnungen 16 saugen Staub ab, der von der Oberfläche der Faserstoffbahn 8 "aufgewirbelt" wird, sich also nach dem Verlassen des Breitnips 7 in der Luft am Ausgang des Breitnips 10 befindet. In ähnlicher Weise saugen die Saugöffnungen 17 in der zweiten Wand 15 den Staub ab, der von der Oberfläche des Mantels 3 aufgewirbelt wird.
Zusätzlich ist für den Mantel 3 eine Flächenreinigungseinrichtung 18 vorgesehen und für die Faserstoffbahn 8 eine Flächenreinigungseinrichtung 19. Die Flächenreinigungseinrichtung 18 weist eine Ionisationseinrichtung 20 auf, mit der die Oberfläche des Mantels 3 elektrisch entladen werden kann. Dadurch werden Haltekräfte zwischen Staub und Mantel 3 herabgesetzt. Der Ionisationseinrichtung 20 nachgeschaltet ist ein mechanische Staubabtrageinrichtung 21. Die Staubabtrageinrichtung 21 ist in Fig. 2 vergrößert dargestellt. Sie weist eine umlaufende Bürste 22 auf. Anstelle einer umlaufenden Bürste 22 kann man auch eine umlaufende Walze verwenden, die mit einem textilen Material belegt ist, und die die Oberfläche des Mantels abwischt. Hinter Bürste 23 ist eine Saugeinrichtung 23 vorgesehen, die den mit Hilfe der Bürste 23 von der Oberfläche des Mantels 3 abgelösten Staub absaugt.
Die Flächenreinigungseinrichtung 19 weist ebenfalls eine Ionisationselektrode 20 auf, mit deren Hilfe die Faserstoffbahn 8 elektrisch entladen werden kann, um Haltekräfte zwischen dem Staub und der Faserstoffbahn 8 herabzusetzen. Sowohl bei der Flächenreinigungseinrichtung 18 als auch bei der Flächenreinigungseinrichtung 19 ist die Ionisationseinrichtung 20 aber fakultativ, d.h. sie wird nur dann verwendet, wenn sie erforderlich ist.
Die Flächenreinigungseinrichtung 19 für die Faserstoffbahn 8 weist ebenfalls eine mechanische Abtrageinrichtung 24 auf, die in Fig. 3 vergrößert dargestellt ist. Die Abtrageinrichtung 24 weist eine Luftdüse 25 auf, die einen scharfen Luftstrahl 26 aus Druckluft gegen die Oberfläche der Faserstoffbahn 8 richtet und dadurch Staub, der an der Oberfläche der Faserstoffbahn 8 anliegt, ablöst, insbesondere abschält. Auch hier ist eine Saugeinrichtung 27 vorhanden, mit deren Hilfe der abgelöste Staub abgesaugt werden kann.
Die beiden Abtrageinrichtungen 21, 24 sind also als Flächenreinigungsanordnungen ausgebildet, die sich über die gesamte Breite der Faserstoffbahn 8 erstrecken. Das gleiche gilt auch für die Absaugvorrichtung 12.
In manchen Fällen wird es auch ausreichen, die Oberfläche des Mantels 3 und/oder die Oberfläche der Faserstoffbahn 8 lediglich abzusaugen, wobei ein Unterdruck in unmittelbarer Nähe der Oberfläche aufgebaut wird. Auch ein derartiger Unterdruck ist in der Lage, Staub mechanisch von der jeweiligen Oberfläche abzulösen. Dies gilt insbesondere dann, wenn die Oberfläche zuvor elektrisch entladen worden ist.
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