Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung einer Faserstoff bahn, insbesondere Tissue- oder Hygienepapierbahn. Die Vorrichtung umfasst einen Crescentformer und einem Yankee, wobei der Crescentformer einen Stoffauflauf, eine Formierwalze, einen Filz und ein Formiersieb umfasst. Der Filz ist dabei zwischen der Formierwalze und der Faserstoffbahn angeordnet. Unmittelbar nach der Formierwalze ist eine Saugwalze angeordnet, wobei der Filz, die Faserstoffbahn und das Formiersieb die Saugwalze umschlingen. Dabei befindet sich der Filz zwischen der Saugwalze und der Faserstoffbahn, und das Formiersieb umschlingt im Bereich der Saugwalze die Faserstoffbahn außen. Eine Formiersieb-Umlenkwalze ist derart angeordnet, dass das Formiersieb nach der Saugwalze von dem Filz und der darauf transportierten Faserstoffbahn getrennt wird. Ferner betrifft die Erfindung eine Verfahren zur Herstellung einer Faserstoffbahn, insbesondere Tissue- oder Hygienepapierbahn, unter Verwendung einer solchen Vorrichtung.

Eine derartige Vorrichtung ist aus der EP 3359734 B1 bekannt. Das Konzept dieser Vorrichtung ist darauf gerichtet, auf das Vorsehen einer separat ausgebildeten Bandpresse zwischen Crescentformer und Yankee, wie sie zum Beispiel in der DE 10 2011 007568 A1 beschrieben wird, zu verzichten, bzw. diese in den Bereich des Crescentformers zu integrieren, wobei das Formiersieb als Pressband verwendet wird. Zwar lassen sich hierdurch Bauteile und Bauraum sparen, doch weist diese Vorrichtung den entscheidenden Nachteil auf, dass die Zugspannung des Formier siebs nicht sehr groß sein darf, um die Ausbildung eine qualitativ hochwertigen Formation der Faserstoffbahn an der Formierwalze des Crescentformers nicht zu gefährden. Konkret lehrt die EP 3359734 B1 , dass die Zugspannung des Formier siebs kleiner als 15 kN/m, vorzugsweise sogar kleiner als 12 kN/m sein soll. Durch diese geringe Zugspannung des Formiersiebs kann jedoch die Faserstoffbahn nur unzureichend entwässert werden. Möchte man die Faserstoffbahn mittels einer Transferpresse von dem Filz an den Yankee mit einem relativ hohen Trockengehalt, insbesondere einem Trockengehalt von mehr als 30%, übergeben, so dass weniger thermische Energie zum Trocknen der Faserstoffbahn am Yankee notwendig ist, kann dies nur erzielt werden, indem zusätzliche Mittel zum Trocknen der Faserstoffbahn zwischen dem Crescentformer und dem Yankee vorgesehen werden, wie zum Beispiel die in der EP 3359734 B1 gezeigte Aufpralltrocknung. Solche zusätzlichen Trocknungsmittel bedeuten jedoch wieder mehr Bauteile und mehr benötigter Bauraum.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die zuvor beschriebenen Nachteile der aus der EP 3359734 B1 bekannten Vorrichtung zu eliminieren oder zumindest zu reduzieren. Insbesondere soll die aus der EP 3359734 B1 bekannte Vorrichtung dahingehend verbessert werden, dass auch ohne zusätzliche thermische und/oder mechanische Entwässerungsvorrichtungen zwischen Crescentformer und Yankee ein hoher Trockengehalt der Faserstoffbahn an der Übergabestelle vom Filz an den Yankee erzielt werden kann.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche. Die abhängigen Ansprüche haben vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung zum Gegenstand. So wird die Aufgabe erfindungsgemäß auf einfache Weise dadurch gelöst, dass bei der eingangs beschriebenen, gattungsgemäßen Vorrichtung die Form iersieb-Um lenkwalze mit einem vorbestimmten Antriebsmoment angetrieben wird bzw. ist. Vorzugsweise ist diese Formiersieb-Umlenkwalze innerhalb der Siebschlaufe des Formiersiebs die einzige Walze, die aktiv angetrieben ist. Die Erfinder haben festgestellt, dass sich durch das aktive Antreiben genau dieser Formiersieb-Umlenkwalze eine hohe Zugspannung im Formiersieb im Bereich der Saugwalze erzielen lässt, während das Formiersieb in anderen Abschnitten, insbesondere in dem Abschnitt, in dem das Formiersieb die Formierwalze umschlingt, merklich geringere Zugspannungen aufweist. Somit kann einerseits vermieden werden, dass die Qualität der Formation der Faserstoffbahn durch eine zu hohe Zugspannung des Formiersiebs im Umschlingungsbereich der Formierwalze leidet, und andererseits kann zugleich erreicht werden, dass die Faserstoffbahn im Umschlingungsbereich der Saugwalze durch die dort herrschende höhere Zug spannung des Formiersiebs ausreichend stark entwässert wird, um auf zusätzliche Entwässerungsvorrichtungen zwischen dem Crescentformer und dem Yankee verzichten zu können, während sich gleichzeitig ein hoher Trockengehalt der Faserstoffbahn beim Transfer selbiger von dem Filz an den Yankee erzielen lässt. Durch den Verzicht auf zusätzliche Entwässerungsvorrichtungen können zum einen Kosten für die die Montage und den Betrieb dieser Entwässerungsvorrichtungen eingespart werden und die gesamte Maschine kann zum anderen kürzer ausgeführt werden, was ebenfalls vorteilhaft ist, dass zum Beispiel weniger Platz in der Fabrikhalle benötigt wird.

Vorzugsweise ist das Antriebsmoment der Form iersieb-Um lenkwalze größer als ein Antriebsmoment der Saugwalze, so dass eine erste Zugspannung des Formiersiebs unmittelbar vor dem Erreichen des Umschlingungsbereichs der Saugwalze kleiner als eine zweite Zugspannung des Formiersiebs unmittelbar nach dem Verlassen des Umschlingungsbereichs der Saugwalze ist. Den Abschnitt des Formiersiebs zwischen Saugwalze und Formiersieb-Umlenkwalze kann man auch als „Lasttrum“ bezeichnen, wohingegen andere Abschnitte des Formiersiebs, und insbesondere auch der Abschnitt des Formiersiebs zwischen der Formierwalze und der Saugwalze als „Leertrum“ bezeichnet werden können. In dem Umschlingungsbereich der Saugwalze steigt die Zugspannung des Formiersiebs von dem Wert der ersten Zugspannung bis auf den deutlich höheren Wert der zweiten Zugspannung an. Die Saugwalze kann dabei ebenfalls aktiv angetrieben werden, jedoch mit einem geringeren Drehmoment als die Formiersieb-Umlenkwalze. Insofern könnte man auch davon sprechen, dass die Saugwalze aus Sicht der Formiersieb-Umlenkwalze ein Bremsmoment aufweist. Alternativ kann die Saugwalze auch nicht aktiv angetrieben oder sogar aktiv gebremst werden. Beispielsweise kann hierzu eine verschleißarme, da kontaktfreie Wirbelstrom bremse genutzt werden. Durch die Verwendung des Begriffs „Antriebs moment der Saugwalze“ ist es somit im Sinne der vorliegenden Erfindung nicht notwendig, dass die Saugwalze selbst aktiv angetrieben wird.

Um von der Formiersieb-Umlenkwalze ausreichend Kraft auf das Formiersieb übertragen zu können, wird vorgeschlagen, dass die Formiersieb-Umlenkwalze mit etwa 180° oder mehr von dem Formiersieb umschlungen wird. Ferner wird vorgeschlagen, dass die Saugwalze mit etwa 90° oder mehr von dem Formiersieb umschlungen wird. Umfasst die Vorrichtung ferner Einstellmittel, die geeignet sind, das Antriebsmoment der Formiersieb-Umlenkwalze und/oder das Antriebsmoment der Saugwalze gezielt einzustellen, so kann die Zugspannung des Formiersiebs im Bereich der Saugwalze gezielt variiert werden. Wird die Zugspannung des Formiersiebs im Bereich der Saugwalze zum Beispiel verringert, so wird die Faserstoffbahn durch das als Pressband fungierende Formiersieb weniger stark komprimiert, so dass es einen höheren Bulk aufweist. Jedoch ist in diesem Fall der Trockengehalt der Faserstoff bahn nach dem Verlassen des Umschlingungsbereichs der Saugwalze größer, so dass mehr thermische Energie am Yankee aufgewendet werden muss, um die Faserstoffbahn zu trocknen. Auf diese Weise können Tissue- oder Flygieneprodukte unterschiedlicher Qualität auf einfache Weise mit derselben Anlage hergestellt werden, wobei entweder der Bulk oder der Energieaufwand optimiert werden können.

Einen relativ hohen Trockengehalt der Faserstoffbahn nach Verlassen des Umschlingungsbereichs der Saugwalze bei gleichzeitig akzeptablem Bulk erhält man, wenn die zweite Zugspannung des Formiersiebs größer als 15 kN/m ist, vorzugsweise zwischen 15 kN/m und 25 kN/m, weiter bevorzugt zwischen 17 kN/m und 20 kN/m. Um dennoch eine gute Formation der Faserstoffbahn im Bereich der Formierwalze zu erzielen, ist es vorteilhaft, wenn die erste Zugspannung des Formiersiebs kleiner als 15 kN/m ist, vorzugsweise kleiner als 12 kN/m ist. Im Bereich der Saugwalze steigt die Zugspannung des Formiersiebs, vorzugsweise kontinuierlich, von dem niedrigeren Wert der ersten Zugspannung auf den höheren Wert der zweiten Zugspannung an. Beispielsweise kann der Wert der ersten Zugspannung bei 12 kN/m oder weniger liegen, wohingegen der Wert der zweiten Zugspannung zum Beispiel zwischen 17 kN/m und 20 kN/m liegen kann.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Saugwalze mit Rekuperationsmitteln verbunden ist, die geeignet sind, zumindest einen Teil Bewegungsenergie der Saugwalze in eine andere Form von Energie, vorzugsweise in elektrische Energie, umzuwandeln. Die Rekuperationsmitteln können zum Beispiel als elektrischer Generator ausgeführt sein, so dass die Gesamtenergiebilanz der erfindungsgemäßen Vorrichtung nicht allzu stark beeinträchtigt wird, wenn die Saugwalze aktiv gebremst wird. Zudem ermöglichen die Rekuperationsmittel eine feine Einstellmöglichkeit der Bremsstärke.

Die Übergabe der Faserstoffbahn von dem Filz an den Yankee erfolgt vorzugsweise mittels einer Transferpresse. Prinzipiell kann zwar eine zylindrisch ausgebildete Presswalze verwendet werden, welche mit dem Yankee-Zylinder einen Pressspalt ausbildet, durch welchen hindurch der Filz mit der darauf transportierten Faserstoff bahn geführt werden, jedoch wird es bevorzugt, wenn die Transferpresse eine Schuhpresswalze umfasst, so dass ein verlängerter Pressspalt ausgebildet werden kann. Mit dem Begriff „Schuhpresswalze“ ist dabei jeder Gegenstand zu verstehen, mittels welchem ein verlängerter Presspalt mit dem Yankee-Zylinder erzeugt werden kann. Für gewöhnlich umfasst eine Schuhpresswalze einen rotierenden Pressmantel, welcher zur Ausbildung des verlängerten Pressspalts über einen Pressschuh mit konkav gekrümmter Oberfläche geführt wird.

Die Vorteile der vorliegenden Erfindung kommen dann besonders gut zum Tragen, wenn das Trum des Filzes zwischen der Saugwalze und der Transferpresse frei von thermischen und/oder mechanischen Entwässerungsvorrichtungen ist. Flierdurch können Aufwendungen für die Installation und den Betrieb dieser zusätzlichen Entwässerungsvorrichtung und auch Bauraum eingespart werden. So kann ein geringerer Abstand zwischen Crescentformer und Yankee gewählt werden, was zu einer geringeren Baulänger der gesamten Maschine führt. Hierdurch wird weniger Platz in der Halle benötigt. Auch kann der Filz hierdurch eine geringere Länge aufweisen, so dass er kostengünstiger hergestellt werden kann.

Gegenüber anderen Vorrichtungen mit separat ausgebildeter Bandpresse, erlaubt die erfindungsgemäße Vorrichtung es, in der Vorrichtung außer dem Filz und dem Formiersieb keine weitere Bespannung vorzusehen. Auch dies spart im Betrieb Kosten, da alle Bespannungen Verschleißteile sind, die regelmäßig ausgewechselt werden müssen. Ferner kann es von Vorteil sein, wenn im Umschlingungsbereich der Saugwalze Mittel zum Applizieren von feuchter Heißluft auf die Faserstoffbahn vorgesehen sind. Zu den Vorteilen und Ausgestaltungsmöglichkeiten solcher Mittel wird auf die eingangs genannte EP 3 359 734 B1 verwiesen, auf deren Inhalt hiermit explizit Bezug genommen wird.

Schließlich betrifft die Erfindung auch noch ein Verfahren zur Herstellung einer Faserstoffbahn, insbesondere Tissue- oder Hygienepapierbahn, mittels einer zuvor beschriebenen erfindungsgemäßen Vorrichtung. Die Vorteile der Vorrichtung gelten auch für das Verfahren.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von schematischen und nicht maßstabs getreuen Zeichnungen weiter erläutert. Es zeigt:

Figur 1 eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung

Figur 2 einen vergrößerten Ausschnitt der Vorrichtung aus Figur 1 .

Figur 1 zeigt schematisch eine Vorrichtung 10 zur Herstellung einer Faserstoffbahn FB, insbesondere Tissue- oder Hygienepapierbahn. Die Vorrichtung 10 umfasst einen Crescentformer 12 und einen Yankee 14. Der Crescentformer 12 umfasst wiederum einen in Figur 1 nur durch einen Pfeil angedeuteten Stoffauflauf 16, eine Formier walze 18, einen Filz 20 und ein Formiersieb 22. Mittels des Stoffauflaufs 16 wird eine Faserstoffsuspension, welche überwiegend aus Wasser besteht, z.B. 99% Wasser, und nur einen geringen Faseranteil aufweist, in einen Spalt zwischen Filz 20 und Formiersieb 22 gespritzt. Anschließend wird die Faserstoffsuspension im Um schlingungsbereich der Formierwalze zur Formierung einer Faserstoffbahn FB initial entwässert. Dabei ist der Filz 20 zwischen der Formierwalze 18 und der Faser stoffbahn FB angeordnet. Radial außen wird die Faserstoffbahn FB von dem Formier sieb 22 umschlungen. Die Entwässerung erfolgt hauptsächlich durch Zentrifugal kräfte, die auf die Faserstoffsuspension bzw. die sich daraus bildendende Faserstoff- bahn im Umschlingungsbereich der Formierwalze 18 wirken. Die Formierwalze 18 kann wahlweise besaugt sein oder nicht.

In Prozessrichtung unmittelbar hinter der Formierwalze 18 ist eine Saugwalze 24 an geordnet, über welche ebenfalls radial innen der Filz 20, radial außen das Formier sieb 22 und dazwischen die Faserstoffbahn FB geführt werden. Wie der Name bereits besagt, ist die Saugwalze 24 besaugt. Insbesondere im Bereich ihres Um schlingungsabschnitts, welcher zum Beispiel zwischen 30° und 60°, vorzugsweise etwa 45°, betragen kann, ist die Saugwalze 24 besaugt. Optional können gegenüber dem Bereich der besaugten Zone der Saugwalze 24 Mittel 26 zum Applizieren von feuchter Fleißluft, wie zum Beispiel ein Dampfblaskasten, angeordnet sein. Diese Mittel 26 sind in Figur 1 nur gestrichelt angedeutet. Die feuchte Fleißluft dient insbesondere dazu, die Viskosität des Wassers in der Faserstoffbahn FB zu verringern und damit die Vakuumentwässerung zu verbessern.

Nach der Saugwalze 24 trennt sich das Formiersieb 22 von dem Filz 20 und der darauf weiter transportierten Faserstoffbahn FB. Flierzu wird das Formiersieb 22 nach der Saugwalze 24 über eine Form iersieb-Um lenkwalze 28 geführt, welche eine von mehreren Um lenkwalzen in der Siebschlaufe des endlos umlaufenden Formiersiebs 22 ist. Die Faserstoffbahn FB wird nach dem Verlassen des Umschlingungsbereichs der Saugwalze 24 auf dem Filz 20 direkt bis zu einer Transferpresse 30 transportiert, ohne irgendwelche weitere mechanische und/oder thermische Trocknungs vorrichtungen zu durchlaufen.

In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel umfasst die Transferpresse 30 eine Schuhwalze 32, welche ihrerseits wiederum einen Schuhpressmantel umfasst, der um einen Pressschuh mit konkav gekrümmter Oberfläche rotiert. Die Krümmung des Pressschuhs ist auf den Durchmesser eines Yankee-Zylinders 34 abgestimmt, um mit diesem zusammen einen verlängerten Pressspalt auszubilden. Der Filz 20 und die Faserstoffbahn FB durchlaufen gemeinsam den verlängerten Pressspalt, wobei die Faserstoffbahn FB zum einen noch weiter entwässert und zum anderen auf die Oberfläche des Yankee-Zylinders 34 transferiert wird. Die Faserstoffbahn FB wird anschließend auf der Oberfläche des Yankee-Zylinders 34 thermisch weiter getrocknet, bevor sie mittels eines Kreppschabers von dieser abgenommen wird, um anschließend entweder weiter veredelt oder direkt aufgewickelt zu werden. Über dem Yankee-Zylinder kann eine Yankee-Haube 36 angeordnet sein, welche Heißluft auf die Faserstoffbahn FB applizieren kann. Der Yankee-Zylinder 34 und die Yankee- Haube 36 bilden wesentliche Bestandteile des Yankees 14.

Der endlos umlaufende Filz 20 wird nach dem Durchlaufen des verlängerten Press spalts der Transferpresse 30 zurück zu der Formierwalze 18 geführt. Auf dem Weg dorthin wird der Filz 20 vorzugsweise durch in Figur 1 nicht dargestellte Konditionier mittel gereinigt und/oder getrocknet.

Figur 2 zeigt schematisch einen vergrößerten Ausschnitt der erfindungsgemäßen Vorrichtung 10. Zu erkennen sind in dieser Figur insbesondere die Saugwalze 24, über welche zusammen der Filz 20, das Formiersieb 22 und die dazwischen angeordneten Faserstoffbahn FB umgelenkt werden, sowie die nach der Saugwalze 24 angeordnete Form iersieb-Um lenkwalze 28, über welche nur das Formiersieb 22 geführt wird. In diesem Ausführungsbeispiel beträgt der Umschlingungswinkel der Saugwalze 24 gut 90°, wohingegen der Umschlingungswinkel der Formiersieb- Umlenkwalze 28 gut 180° beträgt.

Erfindungsgemäß ist bzw. wird die Formiersieb-Umlenkwalze 28 mit einem vor bestimmten Antriebsmoment aktiv angetrieben. Auch die Saugwalze 24 kann aktiv angetrieben sein, jedoch mit einem Antriebsmoment, welches deutlich geringer als das Antriebsmoment der Formiersieb-Umlenkwalze 28 ist. Alternativ kann die Saug walze 24 auch nicht aktiv angetrieben oder sogar aktiv gebremst werden. Das vor bestimmte Antriebsmoment der Formiersieb-Umlenkwalze 28, welches auf jeden Fall größer als das Drehmoment der Saugwalze 24 ist, führt dazu, dass das Trum des Formiersiebs 22, welches zwischen Saugwalze 24 und Formiersieb-Umlenkwalze 28 angeordnet ist, eine zweite Zugspannung ZS2 aufweist, welche merklich größer als eine erste Zugspannung ZS1 des Formiersiebs 22 in dem Trum zwischen Formier walze 18 und Saugwalze 24 ist. Die zweite Zugspannung kann in diesem Aus- führungsbeispiel etwa zwischen 17 kN/m und 20 kN/m betragen, wohingegen die erste Zugspannung weniger als 15 kN/m, vorzugsweise weniger als 12 kN/m beträgt. Berechnungen haben gezeigt, dass herkömmliche Formiersiebe problemlos Zug spannungen bis zu 20 kN/m aushalten. Im Umschlingungsbereich der Saugwalze 24 steigt die Zugspannung des Formiersiebs 22 dabei von dem Wert der ersten Zug spannung ZS1 bis auf den Wert der zweiten Zugspannung ZS2 an. Der Verlauf der Zugspannung des Formiersiebs 22 ist in Figur 2 durch eine Kurve und eine Vielzahl von Pfeilen qualitativ angedeutet.

Indem die Zugspannung ZS1 merklich niedriger als die Zugspannung ZS2 ist, kann eine qualitativ hochwertige Formation der Faserstoffbahn FB im Bereich der Formierwalze 18 sichergestellt werden, während gleichzeitig ein relativ hoher Trockengehalt der Faserstoffbahn FB nach Verlassen des Umschlingungsbereichs der Saugwalze 24 erzielt werden kann. Im Umschlingungsbereich der Saugwalze 24 wirkt das radial außen angeordnete Formiersieb 22 nämlich wie das Pressband einer Bandpresse auf die Faserstoffbahn FB und drückt Wasser aus der Faserstoffbahn FB heraus. Dieses Wasser wird zumindest Teilweise durch den Filz 20 hindurch von der Saugwalze 24 abgesaugt.

Nicht dargestellt in den Figuren sind Rekuperationsmittel, die mit der Saugwalze 24 vorzugsweise verbunden sind, um zumindest einen Teil der Bewegungs- bzw. Rotationsenergie der Saugwalze 24 in eine andere Form der Energie, insbesondere in elektrische Energie, umzuwandeln. Mit Hilfe der Rekuperationsmittel kann zumindest ein Teil der Energie zurückgewonnen werden, die für das Antriebsmoment der_Formiersieb-Umlenkwalze 28 zusätzlich notwendig ist, wenn die Saugwalze 24 aktiv gebremst wird, um den Verlauf der Zugspannung des Formiersiebs 22 wie gewünscht einzustellen. Bezugszeichenliste:

10 Vorrichtung zur Fierstellung einer Faserstoffbahn

12 Crescentformer

14 Yankee

16 Stoffauflauf

18 Formierwalze

20 Filz

22 Formiersieb

24 Saugwalze

26 Mittel zum Applizieren von feuchter Fleißluft

28 Form iersieb-Um lenkwalze

30 T ransferpresse

32 Schuhwalze

34 Yankee-Zylinder

36 Yankee-Flaube

FB Faserstoffbahn

ZS1 erste Zugspannung ZS2 zweite Zugspannung