Die Erfindung betrifft eine Pressenpartie einer Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn, insbesondere einer Papier-, Karton- oder Zellstoffbahn, mit wenigstens einem Pressnip, der zwischen einer Presswalze und einer Gegenwalze gebildet wird, wobei die Faserstoffbahn vor dem Pressnip mit Hilfe einer Abnahmesaugwalze von einer vorangehenden Bespannung auf einen oberen Pressfilz überführbar ist und durch den Pressnip zwischen dem oberen Pressfilz und einer unteren Bespannung geführt wird nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Eine derartige Pressenpartie ist beispielweise aus DE-A-101 09 382 bekannt.

Bekannt ist eine solche Pressenpartie beispielsweise aus der Druckschrift EP 1072721 A1. In der dort beschriebenen Single-Presse werden der obere und der untere Pressfilz zusammengefahren, kurz nachdem die Bahn vom Formersieb abgenommen wurde. Der Vorteil dieser Lösung ist die hervorragende Bahnführung, da die Bahn vor dem Pressnip im Sandwich zwischen den Pressfilzen geführt wird. Das Sandwich kann über einen Dampfblaskasten zur Feuchtequerprofil-Beeinflussung geführt werden. Die Wirkung des Dampfblaskastens wird allerdings geschmälert dadurch, dass der Dampf auf den unteren Pressfilz und nicht direkt auf die Faserstoffbahn aufgebracht wird. Ein weiterer Nachteil dieser Lösung ist, dass die lange Kontaktzeit der Faserstoffbahn mit einem zweiten feuchten Filz zu erhöhter Rückfeuchtung der Bahn führen kann. Die Rückfeuchtung kann auch ungleichmäßig über der Breite stattfinden, so dass zusätzliche Feuchtequerprofilfehler entstehen.

Weiterhin gibt es auch Pressenpartien, wie aus DE 102004042637 A1 bekannt, bei denen die Faserstoffbahn hängend am oberen Pressfilz zum Pressnip geführt wird und der untere Pressfilz erst auf der Gegenwalze dazugeführt wird. Diese Anordnung ist notwendig, wenn ein Dampfblaskasten eingebaut werden soll, der direkt auf die Faserstoffbahn bläst. Damit verbunden ist ein erhöhtes Risiko, dass vor dem Pressnip Bahnlaufstörungen auftreten, insbesondere bei schwererem Flächengewicht der Faserstoffbahn.

Die Aufgabe der Erfindung ist es nun, eine Pressenpartie, insbesondere für Faserstoffbahnen mit höherem Flächengewicht zu schaffen, die hervorragende Bahnlaufeigenschaften vor dem Pressnip aufweist, aber trotzdem eine freie Oberfläche der Faserstoffbahn beispielsweise für den effektiven Einsatz eines Dampfblaskastens bietet.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass nach der Abnahmesaugwalze ein stehendes Stützelement mit der bahnabgewandten Seite des oberen Pressfilzes so in Kontakt ist, dass sich für die Faserstoffbahn ein annähernd konvex gekrümmter Bahnlaufweg ergibt. Unter annähernd konvex wird auch eine polygone Form des Stützelements verstanden, die annähernd einen konvexen Bahnlaufweg ergibt. Die Kontaktfläche des Stützelements kann eine durchgehend gekrümmt Fläche sein oder sich aus mehreren kürzeren Kontaktflächen, wie sie sich bei mehreren quer zum Bahnlaufweg angeordneten Stützleisten ergeben, zusammengesetzt sein. Durch den annähernd konvex gekrümmten Bahnlauf wird aufgrund der Bahnspannung der Faserstoffbahn eine Normalkraft in Richtung Pressfilz erzeugt, so dass die Faserstoffbahn störungsfrei dem Pressfilz folgt, ohne dass die untere Pressenbespannung in diesem Bereich zum Sandwich dazugeführt werden muss. Durch die erfindungsgemäße Lösung wird ein Abklappen der Ränder verhindert, wie es bei schwereren Flächengewichten ansonsten häufig auftritt. Das Abklappen der Ränder ist besonders kritisch, da im Falle eines vollständigen Umklappens durch die mehrfach gefaltete Bahn im voll belasteten Pressnip große Schäden an den Walzen und den Filzen verursacht werden können. Versuche im Technikum haben gezeigt, dass bereits ein gerader Bahnlauf von 500 - 1000 mm Länge nach der Abnahmesaugwalze zu Problemen mit herab fallenden Rändern führen kann. Oftmals verursacht auch das Heranführen der unteren Bespannung durch die entstehende Luftströmung Störungen im Bahnlauf und insbesondere Flattern oder Abheben der Ränder. Durch die vom Stützelement erzeugte Normalkraft werden diese Probleme zuverlässig vermieden.

Faserstoffbahnen mit schwerem oder hohem Flächengewicht haben mindestens 100 g/m², bevorzugt mindestens 120 g/m², besonders bevorzugt mindestens 150 g/m² betrachtet.

Die untere Bespannung des Pressnips kann ein Pressfilz, ein semi-permeables Band oder ein wasserundurchlässiges Transferband sein. Die vorangehende Bespannung kann beispielsweise das Sieb einer Blattbildungseinheit oder der untere Pressfliz eines vorangehenden Pressnips sein.

Die geraden Stücke des Polygons entlang des Bahnlaufweges sind bevorzugt höchstens 350 mm lang, besonders bevorzugt höchstens 250 mm lang, um eine ausreichende konvexe Krümmung zu erzielen.

Das Stützelement sollte vorteilhafterweise so lang sein, dass die Faserstoffbahn bis zum Beginn des Sandwichbereiches, der vom oberen Pressfilz und der unteren Bespannung gebildet wird, sicher geführt ist. Beispielsweise indem das Stützelement bis kurz vor den Beginn des Sandwichbereiches oder etwas darüber hinaus reicht. Dieser Sandwichbereich kann am Ende des Stützelements, auf einer Leitwalze der unteren Bespannung oder auch erst auf der Gegenwalze des Pressnips beginnen. Zumindest sollte sich der annähernd konvex gekrümmte Bahnlaufweg soweit erstrecken, dass der Abstand zwischen dem Ende des annähernd konvex gekrümmten Bahnlaufweges und dem Beginn des Sandwichbereiches, der vom oberen Pressfilz und der unteren Bespannung gebildet wird, zwischen 20 und 500 mm, bevorzugt zwischen 20 und 250 mm, besonders bevorzugt zwischen 20 und 100 mm beträgt. Das Ende des annähernd konvex gekrümmten Bahnlaufweges ist die letzte Kontaktlinie des Stützelementes zum oberen Pressfilz. Selbstverständlich kann sich der annähernd konvex gekrümmte Bahnlaufweg auch in den Sandwichbereich hineinragen. Es sollte nur vermieden werden, dass der Abstand zwischen der Leitwalze der unteren Bespannung und dem Stützelements zu klein ist, da sonst Batzen oder Fetzen, wie sie beim Überführen entstehen, steckenbleiben und zu Filzverbrennungen oder anderen Beschädigungen führen. Bevorzugt ist der Abstand zwischen der Oberfläche der Leitwalze der unteren Bespannung und der Kontaktfläche des Stützelements mindestens 20 mm, bevorzugt mindestens 40 mm.

Es ist aber bevorzugt, dass der annähernd konvex gekrümmte Bahnlaufweg vor Beginn des Sandwichbereiches endet, um möglichst Platz für einen Dampfblaskasten zu bieten.

Die erste Kontaktfläche des Stützelements zum oberen Pressfilz sollte in Bahnlaufrichtung höchstens 350 mm, bevorzugt höchstens 250 mm vom Ablaufpunkt A des Pressfilzes an der Abnahmesaugwalze entfernt sein. Dadurch wird ein ausreichend schnelle Wirkung der Normalkraft nach dem Verlassen der Abnahmesaugwalze erreicht.

Das Stützelement kann einzelne quer zur Maschinenrichtung angeordnete Stützleisten aufweisen, die in Kontakt mit dem Pressfilz sind und diesen dadurch auf eine polygonförmige Bahn bringen. Das Stützelement kann auch einen durchgängig gekrümmten Belag besitzen, über den der Pressfilz läuft. Der Belag kann Löcher, Rillen oder Aussparungen zur Reduzierung der Kontaktfläche und damit der Reibung aufweisen. Zur Schmierung können Spritzrohre oder Schmiertaschen vor dem oder im Stützelement vorhanden sein, um Wasser auf die bahnabgewandte Seite des Pressfilzes aufzutragen. Als Material für die Stützleisten, die Kontaktfläche der Stützleisten oder den Belag des Stützelementes eignet sich besonders Keramik.

Insgesamt ist es vorteilhaft, wenn die Strecke von der Abnahmesaugwalze bis zum Beginn des Sandwichbereiches möglichst kurz ist. In einer bevorzugten Ausführungsform hat der annähernd konvex gekrümmte Bahnlaufweg eine Länge von mehr als 200 mm und höchstens 2000 mm, bevorzugt höchstens 1300 mm, besonders bevorzugt höchstens 1000 mm aufweist. Dadurch ist eine ausreichende Stabilisierung der Faserstoffbahn gewährleistet.

Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn das Stützelement so gestaltet ist, dass sich für den annähernd konvex gekrümmten Bahnlaufweg ein effektiver Krümmungsradius zwischen 150 und 10 000 mm, bevorzugt zwischen 500 und 5000 mm und besonders bevorzugt zwischen 750 und 2500 mm ergibt. Der effektive Krümmungsradius lässt sich ermitteln, wenn mehrere Berührungspunkte zwischen Stützelement und Pressfilz mit einer Kreisbahn angenähert werden. Eine zu starke Umlenkung, d.h. ein zu kleiner Krümmungsradius oder "knicke" im Bahnlaufweg sollten vermieden werden.

Um einen guten Kompromiss zwischen Stützung der Bahn, Länge der gestützten Fläche und Minimierung der Reibung und des Filzverschleißes zu erreichen, ist es vorteilhaft, wenn das Stützelement pro Meter Länge des annähernd konvex gekrümmten Bahnlaufweges mindestens vier quer zur Maschinenlaufrichtung angeordnete Stützleisten, die mit dem oberen Pressfilz in Kontakt kommen, aufweist. Ebenso ist es vorteilhaft, wenn das Stützelement vier bis fünfzehn, bevorzugt vier bis zehn quer zur Maschinenlaufrichtung angeordnete Stützleisten, die mit dem oberen Pressfilz in Kontakt kommen, aufweist.

Besonders geeignet ist die erfindungsgemäße Anordnung für eine Pressenpartie, bei der der nach dem Stützelement folgende Pressnip der zweite Pressnip der Pressenpartie ist und insbesondere nach einem ersten Pressnip, der als Schuhpressnip ausgeführt ist, angeordnet ist. Der zweite Pressnip, vor allem nach einem Schuhpressnip, entwässert nur noch relativ wenig. Dadurch laufen die Pressfilze im zweiten Pressnip trockener und die Haftung der Faserstoffbahn am oberen Pressfilz ist gering. Die Gefahr von abklappenden Rändern oder Bahnstörungen durch Luftverwirbelungen beim Heranführen der unteren Bespannung ist deshalb besonders hoch.

Andererseits ist die erfindungsgemäße Ausführung auch gut geeignet, im Falle dass das Stützelement vor dem ersten Pressnip der Pressenpartie angeordnet ist, insbesondere wenn dies der einzige Pressnip der Pressenpartie ist. Vor dem ersten Pressnip hat die Faserstoffbahn nur einen geringen Trockengehalt, zwischen 16 und 23%, und ist deshalb noch recht schwer. Besonders bei höherem Flächengewicht neigen die Ränder deshalb zum Abklappen.

Um die Reibung möglichst gering zu halten und um den Energieverbrauch der Pressenpartie und der Antriebe zu reduzieren ist es von Vorteil, das Stützelement weder direkt noch indirekt zu besaugen und auch nicht anders mit Unterdruck zu beaufschlagen. Die gekrümmte Bahnführung und die dadurch erzeugte Normalkraft reicht in den meisten Fällen für die Stabilisierung aus.

Alternativ kann das Stützelement zur Erhöhung der Stabilisierungswirkung und zur Verbesserung des Überführens der Faserstoffbahn mit Unterdruck beaufschlagt sein. Beispielsweise indem es direkt mit einer Absaugung verbunden ist oder indirekt von der Abnahmesaugwalze besaugt wird oder indem am Stützelement über eine entsprechende mit Druckluft versorgte Foildüse ein Absaugeffekt erzeugt wird. Wird das Stützelement von der Abnahmesaugwalze mit besaugt, muss der Zwischenraum über entsprechende Seitenschilde und quer zur Bahnlaufrichtung verlaufende Dichtklingen abgedichtet sein. Der auf der bahnabgewandten Seite des oberen Pressfilzes im Bereich des Stützelementes gemessene Unterdruck liegt bevorzugt zwischen 0,5 und 20 kPa, besonders bevorzugt zwischen 0,5 und 10 kPa und besonders bevorzugt zwischen 1 und 5 kPa. Somit wird die Stabilisierung verbessert, ohne dass zuviel Reibung und Verschleiß entsteht.

In einer ganz besonders bevorzugten Ausführung ist auf der dem Stützelement und/oder der Absaugwalze gegenüberliegenden Seite des oberen Pressfilzes ein Dampfblaskasten, der Dampf auf die Faserstoffbahn aufblasen kann, vorgesehen. Durch die sehr stabile Bahnführung am oberen Pressfilz auch bei kritischen Randbedingungen, wie etwa bei sehr hohem Flächengewicht, kann die untere Bespannung später herangeführt werden, was ausreichend Platz für die Installation des Dampfblaskastens schafft. Bei hohen Flächengewichten ist der Einsatz eines Dampfblaskastens mit den Pressenpartien nach dem Stand der Technik bisher nicht möglich. Die Erwärmung der Faserstoffbahn durch den Dampfblaskasten ist besonders attraktiv, da mehr Wasser im Pressnip ausgepresst werden kann und somit weniger Wasser in der nachfolgenden Trockenpartie verdampft werden muss.

Für die erfindungsgemäße Pressenpartie sind kompakte Dampfblaskästen besonders geeignet. Die Kastenlänge des Dampfblaskastens in Bahnlaufrichtung sollte höchstens 1000 mm, bevorzugt höchstens 500 mm, besonders bevorzugt höchstens 350 mm betragen.

Eine gute und intensive Aufwärmung der Faserstoffbahn wird erreicht, wenn die Düsenöffnungen des Dampfblaskastens, aus denen der Dampf ausströmt, einen Durchmesser zwischen 1 und 10 mm aufweisen.

Um eine ausreichende Bahnspannung in der Faserstoffbahn zu erzeugen, ist es hilfreich, die Antriebe der Pressenpartie so auszuführen, dass eine Differenzgeschwindigkeit zwischen 0,3 und 2 %, bevorzugt zwischen 0,5 und 1,5 % vom oberen Pressfilz zur vorangehenden Bespannung einstellbar ist.

Anhand von Ausführungsbeispielen werden weitere vorteilhafte Merkmale der Erfindung erläutert unter Bezugnahme auf die Zeichnungen. Sie zeigen

in Fig.1

eine Pressenpartie nach dem Stand der Technik für die Herstellung von Faserstoffbahnen mit höherem Flächengewicht

in Fig.2

eine Pressenpartie nach dem Stand der Technik für die Herstellung von Faserstoffbahnen mit niedrigerem Flächengewicht

in Fig.3

eine bevorzugte Ausführung einer erfindungsgemäßen Pressenpartie mit Dampfblaskasten

in Fig.4

eine Detailansicht einer weiteren bevorzugten Ausführung

in Fig.5

eine weitere Detailansicht einer weiteren bevorzugten Ausführung

in Fig.6

eine Detailansicht noch einer bevorzugten Ausführung

in Fig.7

eine Detailansicht noch einer bevorzugten Ausführung

Nachfolgend werden die Figuren detaillierter beschrieben.

Fig.1 und Fig.2 zeigen Tandem-Pressen nach dem Stand der Technik.

Fig.1 zeigt eine Ausführung für schwere Sorten. Der Bahnlaufweg am ersten und am zweiten Pressnip ist gleich ausgeführt. Die Faserstoffbahn 1 wird mit Hilfe der Abnahmesaugwalze 14,15 auf den oberen Pressfilz 2,3 des Pressnips übernommen. Direkt danach wird der untere Pressfilz 5,6 dazugeführt, so dass die Faserstoffbahn 1 im Sandwich zwischen den Filzen zum Pressnip zwischen der Schuhpresswalze 10,11 und der Gegenwalze 12,13 geführt wird. Nach dem Pressnip wird die Faserstoffbahn 1 mit Hilfe der Saugfilzleitwalze 17,18 auf dem unteren Pressfilz 5,6 gehalten. Die Faserstoffbahn 1 wird immer von einem Pressfilz getragen oder zwischen zwei Pressfilzen geführt. Sie wird, außer direkt auf der Saugwalze, nie über Kopf hängend geführt.

Fig.2 zeigt eine Variante für leichtere Sorten, die nicht zu Problemen mit hängenden Rändern neigen, aber eher kritisch bezüglich Rückfeuchtung durch die Pressfilze sind. Hierbei wird der untere Pressfliz 5,6 erst auf der Gegenwalze 12,13 zur Faserstoffbahn 1 dazugeführt. Zur Erhöhung der Bahntemperatur oder zur Korrektur des Feuchtequerprofils kann ein Dampfblaskasten 40 direkt auf die Faserstoffbahn blasen.

In Fig.3 ist eine bevorzugte Ausführung der erfindungsgemäßen Pressenpartie dargestellt, bei der das Stützelement vor dem zweiten Pressnip angeordnet ist. Es wird darauf hingewiesen, dass zusätzlich oder alternativ auch vor dem ersten Pressnip ein entsprechendes Stützelement im oberen Pressfilz vorgesehen sein kann. Nach dem ersten Pressnip, der von der Schuhpresswalze 10 und der Gegenwalze 12 gebildet wird, wird die Faserstoffbahn 1 mit Hilfe der Saugfilzleitwalze 17 auf dem unteren Pressfilz 5 gehalten und dann mit Hilfe der Abnahmesaugwalze 15 auf den oberen Pressfilz 3 übernommen. Das stehende Stützelement 30 wird mit der bahnabgewandten Seite des oberen Pressfilzes 3 so in Kontakt gebracht, dass sich für die Faserstoffbahn 1 ein annähernd konvex gekrümmter Bahnlaufweg ergibt. Die Kontaktfläche des Stützelements 30 kann eine durchgehend gekrümmt Fläche sein oder sich aus mehreren kürzeren Kontaktflächen, wie sie sich bei mehreren quer zum Bahnlaufweg angeordneten Stützleisten ergeben, zusammengesetzt sein. Unter annähernd konvex wird auch eine polygone Form des Stützelements 30 verstanden, die annähernd einen konvexen Bahnlaufweg ergibt. Durch den annähernd konvex gekrümmten Bahnlauf wird aufgrund der Bahnspannung der Faserstoffbahn 1 eine Normalkraft in Richtung Pressfilz 3 erzeugt, so dass die Faserstoffbahn 1 störungsfrei dem Pressfilz 3 folgt, ohne dass die untere Pressenbespannung 6 in diesem Bereich zum Sandwich dazugeführt werden muss. Durch die erfindungsgemäße Lösung wird das bei schwereren Flächengewichten kritische Abklappen der Ränder zuverlässig verhindert und trotzdem eine ausreichend lange freie Oberfläche der Faserstoffbahn 1 geschaffen, so dass ein Dampfblaskasten 41 installiert werden kann, der direkt auf die Faserstoffbahn 1 Dampf auftragen kann. Am Ende des gekrümmten Bahnlaufweges wird die untere Pressenbespannung 6 zum Sandwich herangeführt, so dass die Faserstoffbahn 1 zwischen den zwei Pressfilzen 3 und 6 zum zweiten Pressnip läuft, der von der Schuhwalze 11 und der Gegenwalze 13 gebildet wird. Insgesamt ist es vorteilhaft, wenn die Strecke von der Abnahmesaugwalze 15 bis zum Beginn des Sandwichbereiches möglichst kurz ist. Auch der Sandwichbereich sollte möglichst kurz gehalten werden, eben gerade so lange dass Wassersammeiwannen und andere notwendige Elemente konstruktiv untergebracht werden können. Durch den effektiven Einsatz des Dampfblaskastens 41 wird die Entwässerung der Faserstoffbahn 1 im zweiten Pressnip nennenswert verbessert. Besonders bei schweren Sorten ist das notwendig, um höhere Produktionsgeschwindigkeit und die dafür notwendige höhere Entwässerungsmenge zu erreichen.

Fig.4 zeigt in einer Detaildarstellung eine bevorzugte Ausführungsform für das Stützelement. Die Faserstoffbahn 1 wird mit Hilfe der Abnahmesaugwalze 19 von der vorangehenden Bespannung 7, die ein unterer Pressfilz oder auch ein Formersieb sein kann, auf den oberen Pressfilz 8 übernommen. Das Stützelement 31 weist sechs Stützleisten 34 auf, die den annähernd konvex gekrümmten Bahnlaufweg für den oberen Pressflz 8 und die Faserstoffbahn 1 vorgeben. Das Stützelement 31 kann unbesaugt oder mit Absaugung ausgeführt sein. Die erste Kontaktlinie C des Stützelementes zum oberen Pressfilz folgt kurz nach dem Ablaufpunkt A. Im Bereich des annähernd konvex gekrümmten Bahnlaufweges von C bis D ist die erzeugte Normalkraft als Pfeile angedeutet.

Die weitere Detailansicht in Fig.5 zeigt ein Stützelement 32, das so ausgeführt ist, dass sich ein kurzer Abstand vom Ablaufpunkt A bis zur ersten Kontaktlinie C und ein kurzer Abstand vom Ende D des annähernd konvex gekrümmten Bahnlaufweges bis zum Beginn des Sandwichbereiches B ergeben. Dadurch ist eine hervorragende Stabilisierung des Bahnlaufes gegeben und dennoch besteht keine Gefahr, dass die Bespannungen oder das Stützelement beschädigt werden, wenn beim Überführen Batzen oder Fetzen durchlaufen. Über eine Abdichtung 33 ist das Stützelement 32 so mit der Abnahmesaugwalze 19 verbunden, dass zumindest keine Luft in den Bereich des annähernd konvex gekrümmten Bahnlaufweges eingezogen wird. Falls der Saugkasten der Abnahmesaugwalze 19 entsprechend positioniert ist, kann das Stützelement indirekt von der Abnahmesaugwalze 19 mit besaugt werden.

Fig.6 stellt in einer Detailansicht eine weitere erfindungsgemäße Ausführung dar, bei der der Beginn B des Sandwichbereichs vor dem Ende D des annähernd konvex gekrümmten Bahnlaufweges liegt. Hierbei ist darauf zu achten, dass der Abstand zwischen der Oberfläche der Leitwalze 27 und den den Pressfilz 8 berührenden Teilen des Stützelements 32 ausreichend groß ist, so dass Batzen oder Fetzen durchlaufen können.

In Fig.7 wird eine Detailansicht noch einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführung gezeigt, bei der ebenfalls der Beginn B des Sandwichbereichs vor dem Ende D des annähernd konvex gekrümmten Bahnlaufweges liegt. Durch das Vermeiden einer Stützleiste 34 im direkten Bereich der Leitwalze 27 wird erreicht, dass der Abstand zwischen der Oberfläche der Leitwalze 27 und dem Stützelement 35 ausreichend groß ist, so dass Batzen oder Fetzen durchlaufen können. Das Siebsandwich kann ausweichen, da keine starren Teile des Stützelements den Pressfilz 8 in diesem Bereich berühren.

1

Faserstoffbahn

2, 3, 8

oberer Pressfilz

4

Trockensieb

5, 6, 9

untere Pressenbespannung

7

vorangehende Bespannung

10, 11

Presswalze

12, 13

Gegenwalze

14, 15, 19

Abnahmesaugwalze

16

Abnahmesaugwalze in Trockenpartie

17,18

Saugflizleitwalze

20,21,22,23,24,25,26,27

Leitwalze

30,31,32,35

Stützelemente

33

Abdichtung

34

Stützleisten

A

Ablaufpunkt von Abnahmesaugwalze

B

Beginn des Sandwichbereiches

C

erste Kontaktlinie zum oberen Pressfilz

D

Ende des annähernd konvex gekrümmten Bahnlaufweges