Die Erfindung betrifft eine Anordnung in einer Maschine zur Herstellung einer Papier-, Karton-, Tissue- oder einer anderen Faserstoffbahn mit einer Vortrockenpartie und/oder mindestens einer Trockenpartie.

Aus der EP 0 949 377 A2 ist eine Trockenanordnung zum kontinuierlichen Trocknen einer porösen Bahn bekannt. Die Trockenanordnung umfasst einen Trockenzylinder, der von der Bahn über wenigstens zwei Drittel seiner Mantelfläche umschlungen wird. Auf der Oberseite des Zylinders sind neben Düsen zum Aufbringen eines Kühlmittels mehrere rotierende Walzen angeordnet, die in ihrem Inneren jeweils eine hydraulische Einheit zum Aufbringen eines Anpressdrucks gegen den Trockenzylinder aufweisen.

In der DE 35 32 853 C2 werden ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Trocknen einer Bahn aus Papier, Karton oder ähnlichem beschrieben. Die Bahn wird, während sie an einem Wasser und Wasserdampf aufnehmenden Zwischenband anliegt, vor Erreichen eines Trocknungsbereichs einer Entlüftungsbehandlung unterzogen. Das Zwischenband wird in einem Trocknungsbereich um den Zylinder herumgeführt. Die Faserstoffbahn wird während ihres Umlaufs um den Zylinder von einem Metallband bedeckt. Das Metallband wird nach dem Verlassen des Zylinders in einer Rückführschleife zu dem Trocknungsbereich zurückgeführt. Das Zwischenband wird nach dem Verlassen des Zylinders von kondensiertem Wasser befreit. Die Faserstoffbahn wird zwischen dem Zwischenband und dem Metallband um den Zylinder herumgeführt, während dieser gekühlt wird. Die Erwärmung des Metallbandes erfolgt in der Rücklaufschleife, und das erwärmte Metallband erwärmt die Außenseite der um den Zylinder umlaufenden Faserstoffbahn in direktem Kontakt.

Bei bekannten Verfahren zur Herstellung einer Faserstoffbahn wird die gewünschte Glätte der Oberfläche durch Glättwalzen oder durch den Einsatz von Bandsystemen innerhalb der Pressenpartie und durch einen Yankee-Zylinder oder durch Kalander in der Trockenpartie erreicht.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein Aggregat zu schaffen, mit dem sich eine gute Trocknung der Faserstoffbahn erzielen lässt. Gleichzeitig sollen auch die Papiereigenschaften verbessert werden.

Erfinduπgsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass vor der Vortrockenpartie, innerhalb der Vortrockenpartie, nach der Vortrockenpartie, vor der Trockenpartie, innerhalb der Trockenpartie oder nach der Trockenpartie mindestens ein beheizter Trockenzyliπder angeordnet ist, über den die Faserstoffbahn zusammen mit mindestens einem Sieb sowie mit einer undurchlässigen Bespannung geführt wird, wobei der mindestens eine Trockenzylinder über einen Teil seines äußeren Umfangs durch mindestens eine einen Anpressdruck gegenüber dem Trockenzylinder ausübende Druckhaube abgedeckt ist.

Aufgrund der Erfindung wird die gewünschte Oberflächenglätte der Faserstoffbahn während des Trocknens selbst aufgrund des Einsatzes mindestens eines durch eine Druckhaube abgedeckten Trockenzylinders oder durch eine Mehrzahl von vorzugsweise hintereinander angeordneten Trockenzylindern mit Druckhauben erreicht.

Durch den Einsatz der Erfindung wird auch die Verwendung von Kalandern und anderen zusätzlichen Glätteinrichtungen zum Erzielen einer glatten Oberfläche der Faserstoffbahn eingespart. Soweit es bei der Herstellung der Faserstoffbahn darauf ankommt, ein möglichst großes Volumen zu erzielen, wird durch die Erfindung im Verhältnis zur erreichten Glätte ein sehr hohes Volumen erzielt. Durch den in der Druckhaube herrschenden relativ hohen Druck und eine verhältnismäßig lange Verweildauer der Faserstoffbahn zwischen dem Trockenzylinder und der Druckhaube werden hervorragende Glätteergebnisse erzielt. ' In Verbindung mit einer Pressenpartie, in der nur ein einziges Filzband eingesetzt wird, lassen sich mit dem erfindungsgemäßen Aufbau der Maschine vorzugsweise Packpapier, Testliner, Wellpappe, Karton, insbesondere Faltschachtelkarton, und graphische Papiere herstellen. Unter Einsatz von Beschichtungseinrichtungen werden Karton und graphische Papiere erzeugt; in diesen beiden Fällen werden auch ein Kalander am ausgangsseitigen Ende der Maschine eingesetzt, beispielsweise ein Kalander, wie er aus der EP 0 732444 B1 bekannt ist

Während nach dem Stand der Technik insbesondere Packpapierarten durch den Zusatz von die Festigkeit erhöhenden Additiven, wie beispielsweise Stärke, hergestellt werden, wobei die Additive entweder in der Nassphase zugesetzt werden oder über eine Beschichtungseinheit, wie beispielsweise mittels einer Filmpresse oder einer Leimpresse, wird erfindungsgemäß die Festigkeit von Verpackungsmaterialien durch die Art der Trocknung erhöht. Die höhere Festigkeit der Verpackuπgspapiere ist eine inhärente Eigenschaft des Trocknungsprozesses unter Verwendung mindestens eines Trockenzylinders mit einer Druckhaube. Hierbei ist ein Zusatz von Additiven nicht mehr oder nur noch in erheblich reduziertem Umfang notwendig. Durch den kombinierten Einsatz des Trocknungsvorgangs und des Einsatzes eines hohen Anpressdrucks, insbesondere auch bei einem noch geringen Trockengehalt wird eine starke Verdichtung des Faserstoffs erreicht, wodurch eine hohe Biegesteifigkeit und eine große Bindestärke zwischen den Fasern erreicht werden.

Vorzugsweise werden erfindungsgemäß keine Additive zum nassen Faserstoff zugesetzt. Ebenso werden vorzugsweise auch keine Leimpresse oder andere Vorrichtungen zum Aufbringen eines Additivs, insbesondere von Leim oder Stärke, auf die Oberfläche der Faserstoffbahn zur Erhöhung der Festigkeit, insbesondere nach der Trockenpartie, mehr benötigt. Aufgrund der erhöhten Festigkeit lassen sich Pappe und Verpackungspapier (B & P - Materialien) bei gleicher Festigkeit mit einer gegenüber herkömmlichen B & P - Materialien verringerten Anzahl von Lagen herstellen. Es lässt sich somit erfindungsgemäß eine Verbesserung der Festigkeit bei Karton, Pappe und graphischen Papieren erreichen, bei denen üblicherweise in der Nassphase und oder durch eine in oder nach der Trockenpartie angeordnete Auftrageinrichtung Stärke zugefügt wird, die erfindungsgemäß ganz oder wenigstens teilweise eingespart wird. Auch die Menge der oberflächlich aufgetragenen Zusätze, die zur Beschichtung von Kartonpapieren oder zur Herstellung beschichteter graphischer Papiere eingesetzt werden, kann verringert werden, oder die Zusätze werden ganz eingespart.

Gemäß der Erfindung lässt sich sowohl ein als ganzer, beispielsweise mit Dampf, beheizter Trockenzylinder einsetzen als auch ein Trockenzylinder, der nur örtlich, insbesondere gegenüber der mindestens einen Druckhaube, beheizt ist. Dies hat den Vorteil einer besonders gezielten Energiezuführung.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen.

In einer Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Faserstoffbahn im freien Zug zwischen den Trockenzylindern überführt wird. Alternativ wird die Faserstoffbahn durch einen Wechsel von dem mindestens einen ersten Sieb zu dem mindestens einen zweiten Sieb zwischen den Trockenzylindern überführt. Zur Unterstützung dieses Überführvorgangs wird die Faserstoffbahn mittels einer Siebsaugwalze von dem mindestens einen ersten Sieb abgenommen und auf das zweite Sieb gezogen.

Bevorzugt werden gemäß der Erfindung mindestens zwei, jeweils mit mindestens einer Druckhaube ausgestattete Trockenzylinder hintereinander angeordnet, beispielsweise hinter der Pressenpartie oder innerhalb der Vortrockenpartie oder zu Anfang oder innerhalb einer zweireihigen Trockenpartie.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind die Trockenzylinder jeweils im Wechsel mit einer auf der Oberseite des Trockenzylinders und einer auf der Unterseite des Trockenzylinders angebrachten Druckhaube angeordnet. Mit Vorteil lässt sich auch vorsehen, dass vor dem ersten Trockenzylinder oder zwischen dem ersten und dem zweiten Trockenzylinder ein Düsenbefeuchter zum Befeuchten der Faserstoffbahn oder eine Vorrichtung zum Aufbringen von Stärke oder eines Geruchsstoffs oder einer anderen Flüssigkeit vorgesehen ist oder dass ein Mittel zur Verdichtung der Faserstoffbahn, insbesondere Wasser, im Bereich vor einem der Trockenzylinder oder auf einem der Trockenzylinder selbst und/oder im Bereich der Siebe angeordnet ist.

Die Erfindung bezieht sich auch auf ein Verfahren zum Trocknen einer Papier-, Karton-, Tissue- oder einer anderen Faserstoffbahn in einer eine Vortrockenpartie und/oder mindestens eine Trockenpartie umfassenden Maschine zur Herstellung der Faserstoffbahn.

Das Verfahren ist gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass die Faserstoffbahn zusammen mit mindestens einem Sieb sowie mit einer undurchlässigen Bespannung über mindestens einen, vor der Vortrockenpartie, innerhalb der Vortrockenpartie, nach der Vortrockenpartie, vor der Trockenpartie, innerhalb der Trockenpartie oder nach der Trockenpartie angeordneten, beheizten und über einen Teil seines äußeren Umfangs durch mindestens eine einen Anpressdruck gegenüber dem Trockenzylinder ausübende Druckhaube abgedeckten Trockenzylinder geführt wird.

Bei dem Verfahren übt die Druckhaube mit Vorteil einen Druck zwischen 0,5 und 5 bar auf den Trockenzylinder aus.

Bei dem Verfahren wird bevorzugt mit einem Dampfdruck innerhalb des Trockenzylinders gearbeitet, der vorzugsweise zwischen 1,5 und 12 bar beträgt. Wenn eine Faserstoffbahn mit einer sehr glatten Oberfläche erzeugt werden soll, liegt der Dampfdruck zwischen 1 ,5 bar und 5 bar. Die Temperatur in der Druckhaube liegt beispielsweise zwischen 60 und 90° C. Wenn eine Faserstoffbahn von hoher Festigkeit hergestellt werden soll, werden bevorzugt Dampfdrücke zwischen 6 und 12 bar innerhalb des Trockenzylinders eingesetzt. Die Temperatur des Dampfes innerhalb des Trockenzylinders beträgt beispielsweise zwischen 150 und 190° C.

Zur Herstellung einer Faserstoffbahn mit einer glatten Oberfläche wird die Geschwindigkeit so eingestellt, dass die Faserstoffbahn zwischen dem mindestens einen Trockenzylinder und der Druckhaube in einer Zeitdauer zwischen 0,1 und 6 s hindurchläuft.

Zur Erzeugung einer möglichst glatten Oberfläche wird die Faserstoffbahn vor dem Hindurchlaufen zwischen dem mindestens einen Trockenzylinder und der Druckhaube soweit vorgetrocknet, dass sie einen Trockengehalt zwischen 35 und 95 %, vorzugsweise zwischen 40 und 70 %, aufweist. Nachdem sie zwischen dem Trockenzylinder und der Druckhaube hindurchgelaufeπ ist, weist sie, insbesondere wenn die Faserstoffbahn eine hohe Festigkeit erhalten soll, einen Trockengehalt zwischen 50 und 98 % auf; dies gilt insbesondere, wenn eine Faserstoffbahn mit hoher Festigkeit hergestellt werden soll. In diesem Fall können 10 bis 50 % der nach dem Stand der Technik eingesetzten Zusätze eingespart werden. Im Regelfall kann auch auf den Einsatz einer Leimpresse oder einer Streichmaschine verzichtet werden.

In diesem Fall wird der Trockenzylinder mit der Druckhaube oder eine Mehrzahl von jeweils eine Druckhaube aufweisenden Trockenzylindern entweder innerhalb der Trockenpartie oder unmittelbar nach der Pressenpartie angeordnet. Hinter diesen Trockenzylinder können sich dann ein- oder zweireihig angeordnete konventionelle Trockenzylinder anschließen.

Bei der erfindungsgemäßen Trockenanordnung lassen sich mit mindestens einer Druckhaube versehene Trockenzylinder einsetzen, die beispielsweise einen Durchmesser zwischen 1 und 7 m haben. Ein Düsenbefeuchter lässt sich insbesondere dann einsetzen, wenn Karton hergestellt wird.

Mit Hilfe der erfindungsgemäß mit einer Druckhaube ausgestatteten Trockenzylinder lässt sich gegenüber einem konventionellen Trockenzylinder eine höhere Trocknungsrate erzielen. Damit können in bereits vorhandenen Papiermaschinen konventionelle Trockenzylinder durch erfindungsgemäße Trockenzylinder ersetzt werden, wenn die Produktionsgeschwindigkeit erhöht werden soll, ohne dass die Länge der Papiermaschine vergrößert werden muss. Neue Papiermaschinen können mit geringerer Länge hergestellt werden.

Nachfolgend wird die Erfindung in Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Querschnitt durch eine Trockenanordnung mit zwei Trockenzylindern 3, 10 zwischen denen die Faserstoffbahπ 2 im freien Zug transportiert wird, Fig. 2 einen Querschnitt durch eine Trockenanordnung mit zwei Trockenzylindern 23, 30 zwischen denen die Faserstoffbahn 18 gestützt verläuft, Fig. 3 eine Reihe von hintereinander angeordneten Trockenzylindem, die jeweils mit einer Druckhaube ausgestattet sind, und Fig.4 zwei nebeneinander angeordnete Trockenzylinder 53, 62 gemäß Fig. 3 im Detail.

Eine Trockenanordnung 1 (Fig. 1) in einer Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn 2 umfasst einen ersten beheizbaren Trockenzylinder 3, der auf seiner Oberseite von einer Druckhaube 4 oder alternativ von mehreren, gegen dessen Mantelfläche drückenden Walzen umgeben ist, in der bzw. in denen jeweils ein kühlendes Medium strömt, um die von dem Trockenzylinder 3 abgegebene Wärme aufzunehmen, die die Faserstoffbahn 2 erwärmt, wobei ihr gleichzeitig Feuchtigkeit entzogen wird. Die von der Faserstoffbahn 2 abgegebene Feuchtigkeit wird von einem zusammen mit der Faserstoffbahn 2 um den Trockenzylinder 3 herumbewegten feinmaschigen Sieb 5 und einem über diesem liegenden gnobmaschigen Sieb 6 aufgenommen. Oberhalb des Siebs 6 wird eine für die Feuchtigkeit und andere Medien undurchlässige Bespannung 7 zwischen dem Trockenzylinder 3 und der Druckhaube 4 bzw. den Walzen geführt.

Die Faserstoffbahn 2 wird zusammen mit den Sieben 5, 6 und der Bespannung 7 zunächst über eine unterhalb des Zylinders 3 angebrachte Umlenk- oder Leitwalze 8 um den Mantel des Zylinders 3 zwischen diesem und den Walzen 4 herum und dann von einer zweiten ebenfalls unterhalb des Zylinders 3 angeordneten Leitwalze 9 von diesem abgeführt.

Die Faserstoffbahn 2 wird nun im freien Zug zu einem zweiten Trockenzylinder 10 weitergeleitet. Auch zwischen ihm und einer auf ihm aufgebrachten Druckhaube 11 werden Siebe 12, 13 und eine Bespannung 14 zusammen mit der Faserstoffbahn 2 über Leitwalzen 15, 16 geführt. Auch anstelle der Druckhaube 11 können Walzen oder Pressschuhe vorhanden sein.

In einer anderen Trockenanordnung 17 (Fig. 2) gemäß der Erfindung ist vorgesehen, dass eine Faserstoffbahn 18 zunächst gemeinsam mit Sieben 19, 20 und einer Bespannung 21 über eine Leitwalze 22 und zwischen einem Trockenzylinder 23 und einer Druckhaube 24 oder alternativ Walzen oder Pressschuhen hindurchgeführt wird. Mindestens das Sieb 19 läuft gemeinsam mit der Faserstoffbahn 18 über eine ausgangsseitige Leitwalze 25 weiter, während die Bespannung 21 und, soweit ein zweites Sieb 20 vorhanden ist, dieses über die Leitwalze 25 weggeführt werden.

Gegenüber einem Bereich zwischen der Leitwalze 25 und einer weiteren Leitwalze 26 liegt dem Sieb 19 oder den Sieben 19 und 20 sowie der Faserstoffbahn 18 eine Siebsaugwalze 27 gegenüber, über die ein Sieb 28 geführt wird. Die Siebsaugwalze 27 ist mit einer Saugzone 29 ausgestattet, durch die die Faserstoffbahn 18 von dem Sieb 19 oder 20 abgesaugt und auf das Sieb 28 angesaugt wird. Zusammen mit dem Sieb 28 wird die Faserstoffbahn 18 dann zu einem weiteren Trockenzylinder 30 überführt. Zusätzlich zu der Faserstoffbahn 18 und dem feinen Sieb 28 werden über eine Leitwalze 31 ein weiteres, grobes Sieb 32 und eine undurchlässige Bespannung 33 zwischen dem Trockenzylinder 30 und einer Druckhaube 34 oder einem äquivalent die Faserstoffbahn 18 gegen den Trockenzylinder 30 drückenden Element herumgeführt. Die Faserstoffbahn 18 wird gemeinsam mit den Sieben 28 und 32 sowie der Bespannung 33 über eine Leitwalze 35 von dem Trockenzylinder 30 weggeführt.

Statt lediglich das Sieb 28 über die Siebsaugwalze 27 zu führen, kann alternativ auch das Sieb 32 gemeinsam mit dem Sieb 28 über die Siebsaugwalze 27 geführt werden, so dass die Faserstoffbahn 18 gemeinsam mit dem feinen Sieb 28, auf dem sie aufliegt, sowie dem aus einem gröberen Gewebe bestehenden Sieb 32 zu dem Trockenzylinder 30 überführt wird.

In allen oben beschriebenen Fällen kann anstelle von zwei Sieben auch lediglich ein einziges vorhanden sein. Zur Erzeugung von Markierungen oder einer gewünschten Struktur kann auch das der Faserstoffbahn 2, 18 zunächstliegende Sieb 12 bzw. 28 mit einer oberflächlichen Struktur versehen sein.

In einer anderen Ausführungsform der Erfindung sind mehrere Trockenzylinder 36, 37, 38, 39, 40, 41 , 42, 43 (Fig. 3) in einer Reihe hintereinander ausgeführt. Die Trockenzylinder 36 bis 43 weisen jeweils eine Druckhaube 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51 auf. Die Druckhauben 44 bis 50 sind jeweils im Wechsel auf der Oberseite und auf der Unterseite der Trockenzylinder 36 bis 42 angeordnet, während die Druckhauben 50, 51 beide auf der Oberseite der Trockenzylinder 50, 51 angeordnet sind. Zwischen den Trockenzylindem 36 bis 51 wird eine zu trocknende Faserstoffbahn 52 hindurchgeführt.

Im einzelnen sind die in Fig. 3 dargestellten Trockenzylinder 36 bis 42 hintereinander so aufgebaut, wie anhand von Fig. 4 näher erläutert wird. Ein Trockenzylinder 53 weist auf seiner Oberseite eine Druckhaube 54 auf. Zwischen dem Trockenzylinder 53 und der Druckhaube 54 wird mindestens ein Sieb 55 hindurchgeführt. Zur Rückführung des Siebs 55 dient eine Mehrzahl von Umlenkwalzen 56. Damit das in der Druckhaube 54 strömende heiße Fluid nicht heraustreten kann, wird zusätzlich ein undurchlässiges Band 57 zwischen dem Sieb 55 und der Druckhaube 54 hindurchgeführt. Das Band 57 wird seinerseits über Umlenkwalzen 58 zurückgeführt.

Eine Faserstoffbahn 59 wird gemeinsam mit dem Sieb 55 und dem Band 57 über eine Leitwalze 60 zwischen dem Trockenzylinder 53 und der Druckhaube 54 hindurchgeführt und anschließend wieder gemeinsam mit dem Sieb 55 und dem Band 57 über eine weitere Leitwalze 61 herausgeführt.

Bei der Überführung zu einem benachbarten Trockenzylinder 62 wird die zunächst mit dem Sieb 55 mitlaufende Faserstoffbahn 59 durch eine Siebsaugwalze 63 auf ein Sieb 64 angesaugt, das um den Trockenzylinder 62 herumläuft.

Anschließend läuft die Faserstoffbahn 59 wie beim Trockenzylinder 53 zwischen dem Trockenzylinder 62 und einer Druckhaube 65 auf der Unterseite des Trockenzylinders 62 hindurch. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass die Faserstoffbahn 59 nicht im freien Zug zwischen den Trockenzylindem 53 und 62 weitertransportiert werden muss; dadurch werden Bahnrisse ausgeschlossen.