DE2013013B2 - Vorrichtung zur Herstellung von Faserstoffbahnen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung von Faserstoffbahnen, insbesondere von Papierbahnen, mit wenigstens einem endlosen, umlaufenden Siebband und einem auf der dem Stoffauflauf gegenüberliegenden Seite des Siebbandes angeordneten, als Hohlkörper ausgebildeten, den Stoffauflauf umgebenden Saugkasten. Die Faserstoffbahn wird hierbei durch Aufbringen von Fasermaterial in Form einer heterogenen Suspension auf das Siebband etwa als Papier, nicht gewebter Stoff oder Vlies gebildet, wobei die Struktur der Bahn möglichst gleichmäßig sein und die Bahn selbst eine konstante Dicke haben soll.

Aus der USA.-Patentschrift 3 316 142 ist eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zur Herstellung von Faserstoffbahnen bekannt, bei der die Suspension im Inneren eines als Hohlkörper ausgebildeten Saugkastens auf eine Reihe von Siebbänder aufgebracht und nach unten unter Zuführung von Warmluft abgezogen wird. Durch Abziehen der Bahn in Abwärtsrichtung können aber Unregelmäßigkeiten auttreten, da der Faserbrei auf der gerade gebildeten Bahn nach unten rinnen kann. Ferner geht das aus mehreren Segmenten gebildete Siebband aus einer gewölbten Lage nicht in eine plane Lage über, aus der die Faserbahn besser abgezogen werden könnte. Faserstoffbahnen, die eine bestimmte Anisotropie aufweisen, können auch hiermit nicht hergestellt werden.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung zu schaffen, die das Aufbringen einer Fasersuspension mit hoher Geschwindigkeit auf ein breites umlaufendes Siebband ohne komplizierte mechanische Vorrichtungen insbesondere auch mit einer anisotropen Struktur ermöglicht.

Gegenstand der Erfindung ist daher eine Vorrichtung der eingangs genannten Art, die durch die Vereinigung folgender Merkmale gekennzeichnet ist:

a) der Saugkasten ist hohlzylindrisch ausgebildet und an seinem Innenmantel mit öffnungen versehen,

b) der Stoffauflauf besteht aus wenigstens einer Düse.

c) das Siebband ist aufwärts geführt und liegt am Innenmantel des Saugkastens an.

Zweckmäßigerweise verwendet man hierbei einander gegenüberliegende, am Innenmantel des Saugkasteiis anliegende Siebbänder und-oder schwenkbare Düsen.

Die Suspension wird unter Druck aus wenigstens einer Düse ausgestoßen, die sich etwa auf der Mittelachse des hohlkörperartigen Saugkastens befindet, so daß alle Stellen des Siebbandes gleichmäßig überstrichen werden. Die Ausströmmenge hängt von der Geschwindigkeit ab, mit der die Suspension ausgestoßen wird, und ist somit leicht regelbar. Ferner bewirkt der Ausstoß eine ideale Dispergierung der Fasern in der Suspension und demzufolge eine gleichmäßige Verteilung auf dem Siebband.

Die Zuführung der Aufschwemmung durch eine hin- und hergehende Düse auf ein ebenes Siebband ist zwar bekannt. Hierbei wird aber eine ungleichmäßige Verteilung der Suspension über die ganze Breite des Siebbandes auf Grund der Ungleichmäßigkeit der Geschwindigkeiten der Düse über den verschiedenen Punkten des vorbeilaufenden Siebbandes hervorgerufen.

. Um in den hohlzylindrischen Saugkasten einzutreten, rundet sich das deformierbare Siebband und nimmt vorübergehend die Form von dessen inneren Oberfläche an, die ihm als Führung dient. Diese ihm aufgezwungene Form hat eine bestimmte Symmetrie. Alle Punkte des Siebbandes haben im wesentlichen den gleichen Abstand vom Stoff auf lauf, wodurch eine stetige und gleichmäßige Verteilung der Suspension ermöglicht wird.

Die Austrittsgeschwindigkeit des Strahls und sein Einfall sind wesentliche Parameter, die die anisotropen Eigenschaften der gebildeten Faserstoffbahn bestimmen. Die Vorrichtung ermöglicht somit eine Variation und Einstellung dieser Eigenschaften.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand der in den Abbildungen dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.

F i g. 1 zeigt vereinfacht und perspektivisch eine Verrichtung gemäß der Erfindung;

Fig.2 veranschaulicht schematisch einen Versuch, der mit einem Papierzylinder durchgefühn wurde, der über einem Teil seiner Länge aufgeschlitzt ist;

F i g. 3 a ist ein schematischer axialer Schnitt einei Saugkastens mit Stoffauflauf gemäß der Erfindung;

F i g. 3 b zeigt eine andere Ausführungsform fü den Stoffauflauf;

F i g. 4 und 5 zeigen schematisch zwei Arten de Abzuges der Faserstoffbahnen, die in den erfin dungsgemäßen Vorrichtungen hergestellt wurden;

F i g. 6 zeigt eine weitere Ausführungsform für dci Stoffauflauf.

F i g. 1 zeigt schematisch ein an der Vorderseit

offenes Gestell 1 in Form eines Parallelepipeds. An diesem Gestell 1 sind gleiche Walzen 2. 3,4 und 5 angebracht, die mit gleicher Geschwindigkeit mit einem üblichen, nicht dargestellten Antriebsmechanismus gedreht werden können. Diese Walzen 2, 3. 4 und 5 führen, tragen und bewegen ein endloses, deformierbares Siebband 6. das aus zwei Reihen von senkrecht zueinander verlaufenden Fäden besteht, die geschmeidige Maschen bilden. Diese Teile vermögen sich zu deformieren und übereinander zu gleiten, .u daß das Siebband 6 stark deformiert werden kann.

Auf dem senkrecht nach oben führenden Weg tritt das Siebband 6 in einen hohlzylindrischen Saugkasten 7 ein, der am Gestell 1 beispielsweise mit einer Schelle 8 befestigt ist.

Der Saugkasten? (' i g. 3 a) besteht aus einer durchlässigen und zylindrischen Innenwand 9 und einer Außenwand 10. Der Umfang dieser Innenwand¹) hat eine Länge, die der Breite des Siebbandes 6 entspricht. Bei Berührung mit der Innenwand 9 deformiert sich das Siebband 6 und nimmt bei Berührung mit der Innenwand der^n zylindrische Form an. Die beiden Ränder des Siebbandes berühren sich längs einer Mantellinie der Innenwand. Mit Hilfe einer (nicht dargestellten) Saugvorrichtung kann über eine Leitung 11 ein Unterdruck im Ringraum zwi sehen der Innenwand 9 und der Außenwand 10 erzeugt werden.

Der Saugkasten 7 ist am unteren Ende mit einem trichterförmigen Behäli.2r 12 versehen, der in seiner Verlängerung in eine Leitung 13 übergeht. Am oberen Rand dieses Behälters 12 ist eine geschmeidige Dichtung 14 befestigt, die an der Innenwand 9 des Saugkastens 7 anliegt.

Der Saugkasten? ist ferner mit einer Düse 15 des Typs versehen, der es ermöglicht, einen Flüssigkeitsstrahl, z. B. aus einem thermoplastischem Material, das bei Abkühlung zu einem Faden erstarrt, auszustoßen. Diese Düse, die im vorliegenden Fall verwendet wird, um die Suspension auszustoßen, ist an bekannten verstellbaren und schwenkbaren Vorrichtungen 16 befestigt, beispielsweise an einem Kugelgelenk, das es ermöglicht, den Einfallswinkel des Strahls zur Vertikalen einzustellen, und mit beliebigen Feststellvorrichtungen versehen ist, die es ermöglichen, die Kugel nach der Einstellung zu sichern. Ferner kann dieser Düse eine ständige Drehbewegung um die Achse des Saugkastens mit Hilfe eines angedeuteten Antriebs 17 verliehen werden. Die Fasersuspension wird ihr durch eine Leitung 18 zugeführt. Als Antrieb kann ein kleiner Motor verwendet werden. Der Antrieb kann jedoch auch durch einen außen angeordneten Motor erfolgen, der mit einer in der Achse des Saugkastens angeordneten Welle verbunden ist. In diesem Fall kann der Mechanismus 17 beispielsweise ein Zahnradgetriebe sein.

Zur Bildung einer Bahr. 21 mit gegebenen anisotropen Eigenschaften werden die Laufgeschwindigkeit des Siebbandes 6, die Ausrichtung der Düse 15, ihre Drehgeschwindigkeit und die Durchflußmenge der Suspension in der Leitung 18 auf vorher bestimmte Werte eingestellt, die beispielsweise aus Nomogrammen entnommen sind.

Es isi zu bemerken, daß das Verhältnis der Drehgeschwindigkeit der Düse 15 zur Laufgeschwindigkeit des Siebbandes 6 nicht unter einem bestimmten Wert liegen darf, wenn eine Faserstoffbahn mit geschlossene, OK rfläche gebildet werden soll, um die Ausbildung lediglich einer Spirale zu vermeiden.

F i g. 3 b zeigt einen anderen Stoffauflauf. der in der Achse eines Saugkastens anzuordnen ist. Dieser besteht aus einer Leitung 22. an deren innerem Ende ein Stab 23 befestigt ist. Dieser Stab ist an dem außerhalb der Leitung 22 liegenden Teil mit Gewinde ventilen, so daß es möglich ist. an diesem Teil eine Scheibe 24 in einstellbarer Höhe zu befestigen.

ίο Diese Scheibe ermöglicht im Zusammenwirken mit dem trichterförmigen Rand der Leitung 22 die Einstellung der Ausströmmenge sowie des Auftreffwinkels des ausge toßenen Strahls. Die Scheibe kann eben, wie in der Abbildung dargestellt, oder nach in-

nen gekrümmt sein. Dieser Stoffauflauf stößt somit einen Suspensionsschleier oder -vorhang aus. dei rotationssymmetrisch zur Achse des Saugkastens ist und den Vorteil aufweist, daß er keine beweglichen Teile hat.

Diese Vorrichtung ist besonders vorteilhaft, um einen ringförmigen Schleier oder Vorhang auszustoßen, der in Form ei- ;s gleichmäßigen Stroms austritt, der vom aufwärulaufenden Siebband ergriffen wird. Der Durchmesser des ringförmigen Austritts des Stoffauflaufs kann verschieden sein und insbe sondere dicht beim Durchmesser des Saugkastens 7 liegen. Das Absaugen durch das Siebband 6 und Innenfläche 9 ermöglicht eine Beschleunigung der Ablagerung der Fasern in der Suspension und den Ab-

zug der Trägerflüssigkeit. Der Überschuß der Suspension rieselt auf dem Siebband 6 nach unten und wird dann am unteren Ende des Saugkastens 7 über die elastische Dichtung 14 im Trichter 12 aufgefangen. Am Ausgang des Saugkastens7 (Fig. 1) wird die

gebildete Faserstoffbahn gespalten, und das Siebband 6 wird durch die Walze 2 wieder in ihre flache Form gebracht. Diese Formänderung darf natürlic! nicht die Verteilung der Fasern auf dem Siebband, insbesondere durch Erzeugung von Spannungen und Einschnürungen in der gebildeten Bahn beeinträchtigen. F i g. 2 veranschaulicht, daß die Spannungen und Einschnürungen, die während dieser Formänderung in der Bahn entstehen, völlig vernachlässigbar sind. Diese Abbildung zeigt einen Papierzylinder 25, der von einem Punkt 26 aus längs einer seiner Mantellinien gespalten ist. Der gespaltene Zylinder öffnet sich natürlich und bildet in einem sehr geringen Abstand vom Punkt 26 eine flache Papierbahn. Damit die Spannungen und Einschnürungen, die in der auf

dem Siebband 6 transportierten Bahn entstehen, unbeachtlich oder vernachlässigbar sind, genügt es somit, die Walze 2 so anzuordnen, daß sie das Siebband 6 zu einer Formänderung veranlassen, die für eine Faserstoffbahn natürlich ist. Die Darstellungen in Fig. 1 und 2 zeigen, daß diese Bedingungen für die F i g. 1 dargestellte Vorrichtung erfüllt sind.

Die Faserstoffbahn 21 wird nach dem Übergang über die Walze 2 vom Siebband 6 durch eine Presse 27 _oetrennt und den für die notwendigen Nachbe-

€o handlungen üblichen Vorrichtungen zugeführt. Der Vorteil einer solchen Vorrichtung, die während der Verteilung eine Rotationssymmetrie um den Stoffauflauf ausbildet und bei Ablage der Fasersuspension auf alle Teile des Siebbandes unter den gleichen Bedingungen selbst bei hoher Geschwindigkeit die Erzielung einer vollkommen gleichmäßigen Verteilung der Suspension ermöglicht, ist offensichtlich. Außerdem gibt eine solche Vorrichtung die Möglich-

keit, cine Bahn zu bilden, die die gewünschten aniso- Strom der Suspension unter Druck eingeführi. wird, tropen Eigenschaften hat. Das Rohr 41 ist von einem zweiten Rohr 49 umge-

Im Rahmen der Erfindung sind zahlreiche Varian- bcn, das mit einem Drehkopf 48 versehen ist, der in ten möglich. Beispielsweise kann die Vorrichtung mit der gleichen Weise wie der Drehkopf 42 ausgebildet zwei Siebbändern (28 und 29 in F i g. 4; 30 und 31 in 5 ist. In dieses Rohr wird ein zweiter Strom 47 der Sus-F i g. 5) versehen sein, deren Breite jeweils der Länge pension eingeführt.

des halben Umfangs des Saugkastens entspricht. Das freie Ende der Dreharme 43 ist nach außen

Diese Anordnung ermöglicht eine Verringerung der offen, beispielsweise in Form eines senkrechten Deformation der verwendeten Siebbänder. Am Aus- Schlitzes, damit die Suspension gegen das durch den gang des Saugkastens wird die gebildete Bahn längs io Saugkasten 51 laufende Siebband 50 geschleudert der Ränder der beiden umlaufenden Siebbänder werden kann. Der Saugkasten 51 ist am unteren durchgeschnitten, wobei zwei getrennte Bahnen (32 Ende ebenfalls mit einem schematisch bei 5it ange- und 33 in F i g. 4; 34 und 35 in F i g. 5) gebildet wer- deuteten Auffangbehälter versehen, der de.n in den. Bei der in F i g. 4 dargestellten Vorrichtung wird F i g. 3 a dargestellten trichterförmigen Behälter 12 jede Bahn auf dem Siebband transportiert, auf dem 15 ähnlich ist.

es gebildet wird, bevor es von diesem getrennt wird. Die Drehung der Drehköpfe 42 und 48 kann erfol-

Bci der in F i g. 5 dargestellten Vorrichtung wird da- gen, indem die mittlere Welle 40 durch einen nicht gegen die auf dem Siebband 31 gebildete Bahn durch dargestellten, außen angeordneten Motor gedreht die Presse 36 auf das Siebband 30 überführt und wird.

über die Bahn 34 gelegt. so Die Drehköpfe 42 und 48 können auch gegensin-

Ferner können Einrichtungen angebracht werden, nig gedreht werden. Hierbei sind die Arme des einen die mit einer Anzahl von Mehrfachsiebbändern oder Drehkopfes entgegengesetzt zu den Armen des andemit Saugkasten mit anders ausgebildeten Innenflä- ren Drehkopfes ausgerichtet. Die dargestellte Vorchen (Innenflächen mit elliptischen Mantellinien) richtung kann auch nach Art eines Rasensprengers versehen sind. »5 mit Drehkreuz betrieben werden, wobei die Dreh-

Auch ist in Verbindung mit F i g. 3 b ein ringför- köpfe 42 und 48 sich durch den Druck der aufzutramiger Stoffauflauf mit ziemlich kleinem Durchmesser genden Suspension drehen. In diesem Fall wäre die beschrieben worden. Natürlich wäre es möglich, Welle 40 feststehend, und die Drehköpfe 42 und 48 Stoffaufläufe zu verwenden, deren feststehender oder wurden lose auf die Welle gesetzt. Auf diese Weise regelbarer Durchmesser zwischen dem Umfang eines 30 wäre die Verwendung eines Mechanismus für die ErPunktes und den Abmessungen des Saugkastens, in zeugung der Bewegungsenergie zum Drehen der dem die Bahnbiidung erfolgt, liegen kann. Ferner ist Drehköpfe 42 und 48 überflüssig,
es denkbar, daß der ringförmige Suspensionsschleier Es ist ferner leicht möglich, den Auftreffwinkel

oder -vorhang, der aus dem Stoffauflauf austritt, eine der von den Armen 43 ausgestoßenen Strahlen zu Drehbewegung um seine Achse vollführt. 35 verändern und einzustellen, wenn diese Arme so bein F i g. 3 a und 3 b ist jeweils ein Stoffauflauf dar- festigt sind, daß sie in den Drehköpfen 42 und 48 gegestellt, dessen Düse 15 bzw. 24 nur eine Ausström- dreht werden können.

öffnung oder nur einen Ausströmschlitz hat, jedoch Die vorstehend beschriebene Vorrichtung kann be-

ist es auch möglich, eine Düse mit mehreren Austritts- sonders vorteilhaft sein, wenn eine Aufteilung der öffungen zu verwenden. 40 zur Bahnbildung bestimmten Suspension in zwei

Weiter können mehrere Düsen verwendet werden, Teile gewünscht wird. Ferner ist es möglich, Suspendie übereinander an einer gemeinsamen senkrechten sionsströme 46 und 47 von verschiedener Zusam-Welle befestigt sind, wie in F i g. 6 dargestellt. Hier- mensetzung zu verwenden. Im letztgenannten Fall bei ist an einer axialen Welle 40 ein erstes Rohr 41 besteht der Saugkasten 51 vorteilhaft aus zwei überbefestigt, das oben in einem Drehkopf 42 endet, der 45 einanderliegenden, mit dem Saugkasten 10 identimit gekrümmten radialen Armen 43 versehen ist. sehen Blöcken, wie sie in F i g. 6 dargestellt sind, wo-Diese Arme 43 haben im Innern eine Weitung 44, bei jeder Block mit einer Abführungsleitung für die die mit dem Innern 45 des Rohres 41 in Verbindung Kreislaufführung der aus der Vorrichtung abgezogestehen. in das in Richtung der Pfeile 46 ein erster nen Flüssigkeit versehen ist.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Herstellung von Faserstoffbahnen, insbesondere von Papierbahnen, mit wenigstens einem endlosen, umlaufenden Siebband und einem auf der dem Stoffauflauf gegenüberliegenden Seite des Siebbandes angeordneten, als Hohlkörper ausgebildeten, den Stoffauflauf umgebenden Saugkasten, gekennzeichnet durch die Vereinigung folgender Merkmale:

a) der Saugkasten (7. 51) ist hohlzylindrisch ausgebildet und an seinem Innenmantel mit Öffnungen versehen.

b) der Stoffauflauf besteht aus wenigstens einer Düse (15. 24. 43).

c) das Siebband (6. 28. 29, 30. 31, 50) ist aufwärts geführt und Hegt am Innenmantel (9) des f rugkastens an.

2. Vorrichtung nach Ansprach 1, gekennzeichnet durch mehrere einander gegenüberliegende, am Innenmantel des Saugkastens (7) anliegende Siebbänder (28, 29, 30, 31).

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daü die Düse (15, 43) schwenkbar ist.