Faserstoffbahn

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Trocknung und Glättung einer Faserstoffbahn mit einem initialen Trockengehalt von 50 bis 90%, insbesondere von 65 bis 90 %, wobei die Faserstoffbahn in einer Behandlungstre- cke geführt ist, in der sie mit einer Seite an einem beheizten rotierenden

Zylinder anliegt und auf der anderen Bahnseite mittels eines umlaufenden Bandes, das aufgrund des Bandzuges über einen Umschlingungswinkel > 120° einen Druck auf die am Zylinder anliegende Faserbahn ausübt, gegen den Zylinder angedrückt wird. Die Erfindung betrifft ferner eine Vor- richtung zur Trocknung und Glättung einer 50 bis 90 %, insbesondere 65 bis 90% Trockengehalt besitzenden Faserstoffbahn, mit einer Behandlungsstrecke zwischen einem beheizbaren rotierenden Zylinder und einem umlaufenden Band, das über einen Umschlingungswinkel > 120° auf den Zylinder aufgrund des Bandzuges einen Druck auf den Zylinder aus- üben kann und zusätzlich mittels eines Druckfluiddrucks gegen den Zylinder andrückbar ist.

Derartige Verfahren und Vorrichtungen sind vielfach bekannt. So sind sowohl der Oberbegriff des Verfahrens als auch der der Vorrichtung aus der WO 03/064762 bekannt.

Die DE 10 2004 017 818 A1 offenbart eine ähnliche Vorrichtung, die zu dem Zylinder zusätzlich eine umlaufende Bespannung aufweist. Der Aufbau der Bespannung ist so gestaltet, dass er geeignet ist, der Faserstoff- bahn Feuchtigkeit zu entziehen. Die Vorrichtung besitzt bereits eine

Druckhaube, um einen zusätzlichen Druck auf die Bespannung und somit auf die Faserstoffbahn ausüben zu können. In der DE 10 2004 017 808 A1 wird ein Sieb mit durch die Behandlungsstrecke geführt. Bei dieser Art von Vorrichtungen und Verfahren besteht das Problem, dass die Glättung zumindest auf einer Faserstoffbahnseite dadurch erschwert wird, dass entweder eine zusätzliche siebähnliche und Wasser aufnehmende Bespannung durch ihre raue Oberfläche die entsprechende Faserstoffbahnseite aufrauen oder die enorme Temperatur des Zylinders, die zwischen 100 und 400 ⁰ C liegt, die Feuchtigkeit im Inneren der Faserstoffbahn verdampft. Da ein Druckabbau zwischen Band und Zylinder, also in der Behandlungsstrecke nicht gegeben ist, kommt es beim Austritt der Faserstoffbahn aus der Vorrichtung zu einer so genannten Flashver- dampfung, wobei die Oberfläche der Faserstoffbahn aufgerissen und e- benfalls aufgeraut wird.

In der DE 10 2004 017 823 ist deshalb vorgesehen, die aufgeraute Faserstoffbahnseite nach der Vorrichtung noch durch einen Kalandernip zu führen, wobei die raue Seite an der heißen glatten Walze anliegt und so nachträglich geglättet wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine derartige Vorrichtung und ein derartiges Verfahren so weiter zu entwickeln, dass sich die Glättwir- kung gegenüber dem Stand der Technik noch einmal vergrößert. Eine weitere Aufgabe besteht darin die Glättwirkung zu steigern mit gleichzeitiger Reduzierung des Verlustes an spezifischem Volumen der Faserstoffbahn gegenüber den bekannten Glättverfahren.

Bezüglich des Verfahrens wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass die Faserstoffbahn mit einem Trockengehalt von 50 bis 90%, insbesondere von 65 bis 90 % in die Behandlungsstrecke eintritt, dort beidseitig oder einseitig geglättet wird, wobei der Anpressdruck des Bandes wenigstens an einer Stelle definiert verringert wird. Es hat sich gezeigt, dass man bei Faserstoffbahnen mit einem Trockengehalt von 50 bis 90%, insbesondere von 65 bis 90 % die Chance hat, die beiden Nachrauungsprozesse deutlich zu vermindern und sogar beide Bahnseiten zu glätten, wenn man den Anpressdruck der Faserstoffbahn gegen den Zylinder wenigstens an einer Stelle, die sich in der Regel quer zur Laufrichtung über die Faserstoffbahn erstreckt, definiert vermindert. Unter dem Begriff „definiert" ist in diesem Zusammen zu verstehen, dass der Druck auf die Faserstoffbahn insbesondere ausgehend von einem Betriebsdruck auf einen bestimmten Wert abgesenkt wird, der von der Faserstoffbahnqualität, der Temperatur und der Geschwindigkeit abhängt.

Dieser Wert muss entweder in Versuchen ermittelt werden oder er kann mit numerischen Berechnungsmethoden abgeschätzt werden. Jedenfalls bewirkt die Andruckminderung folgendes: Die Faserstoffbahn wird - immer noch an der glatten Zylinderoberfläche anliegend - entspannt und kann ihr Volumen vergrößern, ohne dass die erzeugte Glätte darunter leidet. Zudem kann die Faserstoffbahn bereits in der Zone geringeren Drucks Feuchtigkeit abgeben, ohne dass eine schlagartige Verdampfung die Oberfläche aufreißt. Versuche haben gezeigt, dass bei einem Anlagedruck von 0,5 bis 5 bar eine definierte Verminderung auf einen bestimm- ten Wert zwischen 0,2 bis etwa 2 bar die größte Wirkung hat. Insbesondere, wenn das umlaufende Band ebenfalls eine glatte Oberfläche hat, d. h. unter einem Ra-Wert von 0,1 μm und somit im Bereich der Zylinderoberfläche liegt, ermöglicht das Verfahren eine signifikante Glättesteigerung gegenüber Trockeneinrichtungen gemäß dem oben genannten Stand der Technik.

Vorzugsweise wird dabei das Band neben seinem Anlagedruck aus der Zugspannung resultierenden Anlagedruck über ein Druckfluid druckbeaufschlagt. Dadurch kann der Anlagedruck gesteigert werden, ohne dass das Band unzulässigen Spannungen ausgesetzt wird. Wie bereits aus dem Stand der Technik bekannt, kann dies beispielsweise über eine - A -

Druckhaube geschehen, die eng und gegebenenfalls dichtend an einem Band oder Dichtband anliegt, das wiederum mit einem weiteren Band o- der der Faserstoffbahn in Kontakt ist und der Kontur der Zylinderoberfläche folgt . Die Druckhaube ist an den Seitenwänden gegenüber dem Dichtband möglichst gut abgedichtet .

Um den Trocknungsanteil zu erhöhen, ist es vorteilhaft, wenn zwischen dem Band und der Faserstoffbahn eine feuchtigkeitaufnehmende Bespannung verläuft, deren Oberfläche glatter ist, als die der Faserstoff- bahn. Bei manchen Faserstoffbahnsorten soll das erfindungsgemäße Verfahren ein höheres Augenmerk auf den Trocknungsvorgang legen. In diesem Fall wird eine Bespannung, beispielsweise ein Sieb, zwischen dem umlaufenden Band und der Faserstoffbahn geführt, welche die aus der Faserstoffbahn austretende Feuchtigkeit aufnimmt. Die Oberfläche dieser Bespannung kann rauher als die Faserstoffbahn sein. Um die bereits erwähnte Nachrauung zu vermeiden, sollte die ungelochte Oberfläche, also im Wesentlichen die Oberfläche der Stege zwischen den Perforationen und der Wasser aufnehmenden Öffnungen, dabei glatter als die Faserstoffbahn-Oberfläche sein.

Bevorzugt entspannt sich der Druckfluiddruck hinter einer quer zur Laufrichtung der Faserstoffbahn angeordneten Leiste. Eine solche Leiste ist einfach herstellbar und ohne große Schwierigkeiten beispielsweise im Endbereich der Druckhaube einsetzbar.

Bevorzugt sind mehrere hintereinander angeordnete Leisten die mit dem an der Druckhaube anliegendem Dichtband Drosselspalte zum Abbauen des Druckes bilden. Die Drosselspalte sind vorzugsweise einstellbar ausgeführt. Zwei benachbarte Leisten bilden jeweils eine Entlastungskam- mer. Diese Ausgestaltung ermöglicht einen stufenweisen Abbau des Druckflu- iddruckes, ausgehend vom Betriebsdruck zu einem gewünschten Entspannungsdruck. Dieser kann dem Umgebungsdruck entsprechen oder niedriger sein um beispielsweise Leckage des Fluids nach außen zu ver- meiden.

In einer praktischen Ausführungsform kann der Entspannungsdruck im Bereich von 0,5 bar bis 1 bar, insbesondere von 0,5 bar bis 0,8 bar liegen. Neuere Erfahrungen zeigen, dass ein vorteilhafter Entspannungs- druck im Bereich von 0,0 bar (Umgebungsdruck) bis 2 bar, insbesondere von 0,2 bar bis 0,6 bar liegt. Der Druckfluiddruck kann im Betrieb zwischen 1 ,5 bar und 5 bar, insbesondere zwischen 4 bar und 5 bar liegen. Geringen Drücke sind bei dieser Trocknungs- und Glätteinrichtung zur Erzielung einer guten Glätte ohne Verlust des spezifischen Volumens we- gen des langen Glättspaltes, infolge des großen Zylinderdurchmessers, ausreichend.

Besonders bevorzugt wird der Abstand der Leiste zum Band eingestellt. Mittels einer solchen Abstandsänderung ist es sehr unkompliziert möglich, den gewünschten Druckabbau einzustellen.

Es ist günstig, wenn der Druckfluiddruck in Faserstoffbahn-Laufrichtung hinter der Leiste um 20 bis 80% abgebaut wird. Eine Druckminderung in dieser Größenordnung hat die besten Ergebnisse in Bezug auf das Effi- zienzverhältnis von Trocknung und Glättung erbracht.

Mit Vorteil wird das Druckfluid aus einer Fluiddruck-Entlastungskammer abgesaugt, den die Leiste gemeinsam mit einer zweiten Leiste bildet. Die erste Leiste in Bahnlaufrichtung drosselt den Druckfluiddruck, während die zweite Leiste der über von außerhalb angesaugten Umgebungsluft den Austritt von Druckfluid verhindert. Der Fluiddruck in der Fluiddruck- Entlastungskammer kann daher auf Werte unterhalb des Umgebungsdru- ckes eingestellt werden.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens wird der Anlagedruck aufgrund der Zugspannung des Bandes auf die Faserstoffbahn mindestens lokal durch mindestens ein weiteres Druckelement, das einen Anpressdruck auf das Band im Bereich der Behandlungsstrecke ausübt, wie beispielsweise einer Walze, eines weiteren Bandes oder eines weiteren Druckfluids, angedrückt. Dadurch kann gezielt auf Glätte und das spezifi- sehe Volumen der Faserstoffbahn eingewirkt werden.

In einer praktischen Ausführung kann das mindestens eine weitere Druckelement im Endbereich der Behandlungsstrecke angeordnet sein. Dabei ist es von Vorteil, wenn die Ausführung des weiteren Druckelementes für einen definierten Druckabbau geeignet ist.

Vorteilhaft ist, wenn der Anpressdruck innerhalb von 1 bis 400 Millisekunden, insbesondere innerhalb von 3 bis 100 Millisekunden und ggf. nach 3 bis 30 Millisekunden abgebaut wird. Dadurch kann gezielt die Auswirkung des in der Faserstoffbahn erzeugten Dampfdruckes auf das spezifische Volumen beeinflusst werden, ohne die Faserstoffbahn, beispielsweise durch Delamination, zu schädigen. Durch sanfte Entspannung kann das durch das Glätten verminderte spezifische Volumen, zumindest zum Teil, wieder zurück gewonnen werden.

In einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens beträgt der Trockengehalt der Faserstoffbahn am Einlauf in die Behandlungsstrecke weniger als 75 %. Eine Anwendung von Glättverfahren bei niedrigen Trockengehalten war bislang nur mit erheblichen Verlusten an spezifischem Volumen ver- bunden. In Versuchen hat sich überraschend gezeigt, dass unter 75 %

Trockengehalt ein Glätten bei gleichzeitigem Trocknen der Faserstoff- bahn zu guter Glätte und gleichzeitig zu gutem spezifischem Volumen führt. Das Verdampfen einer großen Masse an Wasser in der Behandlungsstrecke führt zu einer Auflockerung der Faserstruktur der Faserstoffbahn und somit zu einem Rückgewinn des spezifischen Volumens. In Verbindung mit dieser Ausgestaltung lassen sich besonders ein zusätzlicher Druckimpuls auf die Faserstoffbahn am Beginn der Behandlungsstrecke und/oder eine definierte Entspannung des Druckes am Ende der Behandlungsstrecke anwenden. Durch den Druckimpuls am Beginn der Behandlungsstrecke kann eine gute Glätte und durch die sich anschlie- ßende, lange Trocknungszone eine voluminöse Faserstruktur erzielt werden.

Die im Verfahren in der Trocknungszone bzw. in der Behandlungsstrecke anzuwendenden Oberflächentemperaturen, insbesondere des beheizten Zylinders und des Bandes liegen im Bereich von 60 ⁰ C bis 300 ⁰ C, insbesondere zwischen 90°C bis 190 ⁰ C und bevorzugt zwischen 105°C bis 160°C. Die Temperaturen der die Faserstoffbahn berührenden Flächen können gleich sein oder ein Gefälle zwischen Zylinder und Band aufweisen.

Vorzugsweise ist bei dem erfindungsgemäßen Verfahren vorgesehen, dass die Bahn kurz vor, beim oder kurz nach dem Eintritt in die Behandlungsstrecke mit einem Druckimpuls beaufschlagt wird. Eine kurzzeitige Verdichtung der Faserstoffbahn an dieser Stelle führt zu einer gleichmä- ßigen Oberflächenstruktur, die besonders leicht an der Zylinderoberfläche geglättet werden kann. Für einen solchen Druckimpuls sind Anlagewalzen geeignet, die ggf. sogar über ihre axiale Länge im Druckprofil einstellbar sind. Zu diesem Zweck können auch Walzen verwendet werden, die als Leitwalze für das Band oder die Bespannung dienen. AIs beheizter rotierender Zylinder wird zweckmäßigerweise ein Zylinder mit einem Durchmesser größer als 0,4 m eingesetzt.

Die Aufgabe der Erfindung wird hinsichtlich der Vorrichtung dadurch ge- löst, dass eine Fluiddruck-Entlastungskammer an wenigstens einer Stelle der Behandlungsstrecke vorgesehen ist.

Wie bereits bei den Verfahrensansprüchen beschrieben, führt der Druckabbau des Druckfluids zu den gewünschten Effekten einer guten Trock- nung mit gleichzeitiger Glättung der Faserstoffbahn. Eine Fluiddruck-

Entlastungskammer ist besonders geeignet, den Druck auf eine solche Weise zu reduzieren, dass es nicht zu die Oberfläche der Faserstoffbahn aufreißenden Flashverdampfung kommt und zudem dennoch ein Feuchtigkeitsentzug stattfindet.

Dabei ist es von Vorteil, wenn die Fluiddruck-Entlastungskammer am Ende einer Druckhaube angeordnet ist. Unter dem Ende der Druckhaube ist in diesem Fall der Bereich zu verstehen, den die Faserstoffbahn in Bahnlaufrichtung zuletzt passiert. Wenn der Druckabbau des Druckfluids in diesem Bereich erfolgt, kann ein Flashverdampfung beim Austritt der Faserstoffbahn aus der Behandlungsstrecke wirkungsvoll verhindert werden.

Mit Vorteil ist dafür gesorgt, dass die Fluiddruck-Entlastungskammer zwei Leisten, die quer zur Laufrichtung der Faserstoffbahn verlaufen, umfasst.

Diese Leisten haben unterschiedliche Wirkungen. Die erste in Bahnlaufrichtung drosselt den Druckfluiddruck auf ein gewünschtes Niveau. Die zweite Leiste bildet quasi die Dichtung für das Druckfluid. In der Regel ist das Druckfluid Wasser. Durch eine Absaugung in der Fluiddruck- Entlastungskammer tritt unter der zweiten Leiste Umgebungsluft ein, die einen Austritt des Wassers verhindert. Auf diese Weise kann eine beruh- rende Dichtung vermieden werden und das umlaufende Band wird entsprechend geschont.

Es ist günstig, wenn die Druckabnahme des Druckfluids einstellbar ist. Deshalb sollten die Leisten sowohl im Abstand zu dem umlaufenden Band als auch im Abstand zueinander einstellbar sein. Auf diese Weise kann das Druckniveau und/oder die Länge der Behandlungsstrecke mit reduziertem Druckfluiddruck eingestellt werden.

Vorzugsweise ist im Einlaufbereich der Faserstoffbahn in die Behandlungsstrecke ein zusätzliches Andruckelement vorgesehen. Die Vorteile sind bereits oben beschrieben.

Der Durchmesser des beheizten rotierenden Zylinders ist vorteilhafterwei- se größer als 0,4 m.

Es hat sich gezeigt, dass es von Vorteil ist, wenn im zeitlichen Verlauf des Kontakts der Faserstoffbahn mit einer jeweiligen beheizten Fläche einer Vorrichtung zum Trocknen und Glätten eine unterschiedlich starke An- pressung aufgebracht wird. Dabei kann es insbesondere von Vorteil sein, wenn die Anpressung gegen Ende der Kontaktzeit geringer ist, um gezielt eine Rückexpansion der Faserstoffbahn zu bewirken und die Gefahr von Oberflächendefekten oder einer Delamination zu verhindern.

Erfolgt die Anpressung zumindest teilweise durch eine Druckhaube, so ist es von Vorteil, wenn diese in geeigneter Weise zur Erzeugung von bereichsweise unterschiedlichen Drücken ausgestaltet ist, wobei bevorzugt eine Druckhaube mit verschiedenen Zonen eingesetzt wird, über die unterschiedliche Drücke erzeugt werden können. Dabei ist auch entschei- dend, wie die betreffenden Druckzonen gegen einen Austritt des Druckmediums nach außen in die Umgebung abgedichtet werden. Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist zur Beaufschlagung des umlaufenden Bandes mittels eines Druckfluiddrucks eine von einem Druckmedium durchströmte Druckhaube vorgesehen, die zum umlaufenden Band hin offen ist und im Öffnungsbereich eine zwischen ihr und dem umlaufenden Band wirkende Dichtungsanordnung umfasst, die die Druckhaube gegen einen Austritt des Druckfluids nach außen abdichtet.

Dabei umfasst diese erfindungsgemäße Druckhaube vorteilhafterweise zumindest zwei Druckzonen, über die das umlaufende Band mit unterschiedlichen Drücken beaufschlagbar ist. Die verschiedenen Druckzonen der Druckhaube können insbesondere durch entsprechende Abschnitte der Dichtungsanordnung nach außen abgedichtet sein.

Um das umlaufende Band in in Bandlaufrichtung hintereinander angeordneten Bereichen der Druckhaube mit unterschiedlichen Drücken zu beaufschlagen, kann die Druckhaube zumindest zwei in Bandlaufrichtung hintereinander angeordnete Druckzonen unterschiedlichen Drucks um- fassen. Bevorzugt nimmt hierbei der Druck in Bandlaufrichtung von Zone zu Zone ab.

Von besonderem Vorteil ist, wenn an einem jeweiligen Übergang von einer vorangehenden zu einer nachfolgenden Druckzone der erfindungs- gemäßen Druckhaube der Druck über eine Drossel abgebaut wird.

Bevorzugt wird das die Druckhaube durchströmende Druckmedium der Druckzone mit dem größten Druck zugeführt und aus der Druckzone mit dem niedrigsten Druck zurückgeführt. Der Vorteil eines Druckabbaus über Drosseln besteht darin, dass nur eine Druckpumpe und eine Zu- bzw. Rückführung für das Druckmedium erforderlich ist, um das ganze System der Druckzonen zu versorgen.

Die erfindungsgemäße Druckhaube kann um den beheizbaren rotierenden Zylinder geschlungen oder grundsätzlich auch eben ausgeführt sein. Die erfindungsgemäße Druckhaube kann also insbesondere auch im Bereich eines zumindest im Wesentlichen geradlinigen Abschnitts der Behandlungsstrecke oder im Bereich einer zumindest im Wesentlichen ge- radlinigen Behandlungsstrecke z.B. in einer Condebelt-Trocknungsein- richtung usw., eingesetzt werden.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Druckhaube umfasst die Dichtungsanordnung eine erste Dichtung, die die verschiedenen Druckzonen umschließt, und eine diese erste Dichtung umschließende zweite umlaufende Dichtung und/oder einen insbesondere auslaufseitig angeordneten Abstreifer.

Die Dichtungsanordnung kann vorteilhafterweise teilweise oder ganz als schleifende Dichtung ausgeführt sein. Dabei kann beispielsweise mittels eines Druckschlauchs insbesondere zumindest annähernd in Normalrichtung ein gewisser Anpressdruck auf das Band aufgebracht werden.

Die Dichtungsanordnung kann aber auch zumindest abschnittsweise auf einen definierten Abstand zum Band eingestellt werden.

Unterschiedliche Abschnitte der Dichtungsanordnung der erfindungsgemäßen Druckhaube können beispielsweise unabhängig voneinander oder gemeinsam anpressbar bzw. anstellbar sein. Damit ist insbesondere auch eine Steuerung und/oder Regelung der Dichtwirkung, der Leckagemenge und/oder des Druckabfalls möglich. Sich im Zwischenraum zwischen der ersten und der zweiten Dichtung der Dichtungsanordnung ansammelnde Leckage wird zweckmäßigerweise über einen Rücklauf abgeführt.

Auch sich gegebenenfalls im Bereich zwischen der zweiten Dichtung und einem zusätzlichen Abstreifer der Dichtungsanordnung ansammelnde Leckage kann vorteilhafterweise über einen Rücklauf abgeführt werden.

Die Druckdifferenz zwischen wenigstens einer in Bandlaufrichtung vorangehenden und einer nachfolgenden Druckzone kann z.B. über eine Drosselung des Druckmediums mittels einer Drosselleiste und/oder über eine Bypassleitung vorzugsweise mit Regelventil erzeugt werden.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen

Druckhaube besitzt diese zwei Druckzonen unterschiedlichen Drucks.

Grundsätzlich kann die Druckhaube jedoch auch drei oder mehr als drei Druckzonen unterschiedlichen Drucks umfassen.

Die Längsabschnitte der Dichtungsanordnung der erfindungsgemäßen Druckhaube müssen nicht exakt mit der Bandlaufrichtung ausgerichtet sein. Sie können z.B. auch leicht schräg oder wellenförmig verlaufen. Grundsätzlich ist jedoch auch zumindest teilweise eine Ausrichtung in Bandlaufrichtung denkbar.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Druckhaube umfasst die Dichtungsanordnung eine eine erste Druckzone umgrenzende erste umlaufende Dichtung und eine die erste Dichtung umschließende und eine zweite Druckzone umgrenzende zweite umlaufende Dichtung. Es sind insbesondere solche Ausführungen der Druckhaube denkbar, bei denen die erste Druckzone eine Hauptdruckzone und die zweite Druckzone beispielsweise die Fluiddruck-Entlastungskammer definieren. Hierbei kann z.B. die in Bandlaufrichtung betrachtet erste Leiste der Fluiddruck- Entlastungskammer durch einen entsprechenden Abschnitt der ersten umlaufenden Dichtung und die zweite Leiste durch einen entsprechenden Abschnitt der zweiten umlaufenden Dichtung der Dichtungsanordnung gebildet sein.

Optional kann die Dichtungsanordnung zusätzlich einen den beiden umlaufenden Dichtungen nachgeordneten Abstreifer umfassen.

Die Erfindung lässt sich besonders vorteilhaft bei schwereren Papiersorten, insbesondere für Karton- und Verpackungspapiere, mit einem Flä- chengewicht von größer als 80 g/m ² , insbesondere größer als 110 g/m ² und ganz besonders größer als 150 g/m ² . Sehr gute Ergebnisse wurden beispielsweise bei Faltschachtel karton mit 250 g/m ² erzielt.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen un- ter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. In dieser zeigen

Figur 1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen

Vorrichtung, mit der das erfindungsgemäße Verfahren ausgeführt werden kann,

Figur 2 eine schematische Ausschnittsvergrößerung des Endbereichs einer Druckhaube,

Figur 3 eine schematische allgemeine Darstellung einer Dichtungs- anordnung einer Druckhaube, Figur 4 eine schematische Darstellung der Dichtungsanordnung einer bevorzugten Ausführungsform der Druckhaube, und

Figur 5 eine schematische Darstellung einer vereinfachten Dich- tungsanordnung einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Druckhaube.

Eine Vorrichtung zur Trocknung und Glättung einer Faserstoffbahn 1 (Fig. 1 ) in einer Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn 2 umfasst einen beheizbaren Zylinder 3, der auf seiner Oberseite von einer Druckhaube 4 umgeben ist, in der ein in der Regel kühlendes Druckfluid strömt, um einen Druck auf das umlaufende Band 6 auszuüben. Das umlaufende Band kann insbesondere aus Metall gefertigt sein. Bereits der Bandzug bewirkt bei der Umschlingung des Zylinders 3, die mehr als 120° beträgt, einen Anpressdruck auf die Faserstoffbahn. Hinzu kommt der Druck der durch das Druckfluid 9 (durch Pfeile angedeutet) in der Druckhaube 4 bewirkt wird. Anstelle der Druckhaube 4 können auch andere Aggregate oberhalb des Trockenzylinders 3 angeordnet sein, beispielsweise Walzen oder Pressschuhe. Das Druckfluid 9 oder andere Aggregate entziehen in Ver- bindung mit dem erhitzten Trockenzylinder 3 und ggf. einer Wasser aufnehmenden Bespannung 5 der Faserstoffbahn 2 Feuchtigkeit.

Die Faserstoffbahn 2 wird bei einem Trockengehalt von 50 bis 90 % und insbesondere zwischen 65 und 90% zusammen mit der Bespannung 5 über den Trockenzylinder 3 geführt. Das ebenfalls umlaufende Band 6, das zwischen der Bespannung 5 und der Druckhaube 4 läuft, ist für das Druckfluid 9 undurchlässig.

Am Trockenzylinder 3 sind jeweils im Ein- und Auslauf 18 bzw. 19 der Be- handlungsstrecke 20 zwei Leitwalzen 7, 8 angebracht. Die Leitwalzen 7, 8 übernehmen eine Führungsfunktion für die Faserstoffbahn 2, die Bespan- nung 5 und das Band 6, indem diese um die Leitwalzen 7, 8 herumgeführt werden, wodurch auch der Einwirkungsbereich des Trockenzylinders 3 auf die Faserstoffbahn 2 vergrößert und dadurch der Wirkungsgrad des Trocknungsprozesses verbessert wird. Die Behandlungsstrecke 20 der Faserstoffbahn 2 ist in Figur 1 nur durch einen gezeichneten Winkel angedeutet. Sie reicht bei dem Ausführungsbeispiel von Leitwalze 7 bis Leitwalze 8.

Vielfach ist es sinnvoll, über die Leitwalze 7 bereits einen Druckimpuls 23 auf die Faserstoffbahn 2 auszuüben. Die Leitwalze 7 wirkt dann als Andruckelement mit erhöhtem Druck. Auf diese Weise wird eine gleichmäßigere Oberfläche auf der Faserstoffbahn 2 erzeugt, die sich über die Anlage an dem auf 100 bis 300 ⁰ C beheizten Zylinder 3 leichter glätten lässt.

Die Bespannung 5 wird über Umlenkwalzen 14 um den Trockenzylinder 3 und die Druckhaube 4 herumgeführt. Der Bespannung 5 wird in Saugoder Pressvorrichtungen (in Figur 1 in Form einer schematischen Saugwalze 13 angedeutet) die von ihr aus der Faserstoffbahn 2 aufgenommene Feuchtigkeit wieder entzogen, so dass die Bespannung 5 wieder rela- tiv trocken und wasseraufnahmefähig in die Behandlungsstrecke 20 eintritt. Ebenso sind auch für das Band 6, sofern dessen Funktion nicht in die Bespannung 5 integriert ist, gesonderte Führungswalzen 15 erforderlich.

Das Band 6 kann mehrere Schichten umfassen, von denen wenigstens eine undurchlässig gegenüber dem Druckfluid ist. Es kann aber beispielsweise eine zweite, Wasser aufnehmende und speichernde Schicht vorgesehen sein, die die Feuchtigkeit der Faserstoffbahn 2 aufnimmt. Das erlaubt, auf die Bespannung 5 zu verzichten. Liegt der Aspekt der Glättung der Faserstoffbahn 2 im Vordergrund, kann auch einzig und allein ein sehr glattes (Ra < 0,1 mm) Metallband 6 zwischen Druckhaube 4 und Faserstoffbahn 2 vorgesehen sein.

Wird dagegen eine Bespannung 5 eingesetzt, so sollte die Oberfläche um die Wasser aufnehmenden Öffnungen herum zumindest möglichst glatt ausgeführt, und insbesondere glatter als die Oberfläche der Faserstoffbahn 2 sein.

Selbst bei Verwendung solcher markierungsarmen Bespannungen (Siebe) ist eine deutliche Steigerung der Glätte auf beiden Seiten der Faserstoffbahn 2 zu erzielen. Mit der erfindungsgemäßen Ausgestaltung sind auf der Bespannungsseite Rauigkeitswerte nach Bendtsen unter 400 ml/min erreichbar.

In Bahnlaufrichtung am Ende der Druckhaube 4 ist eine erste Leiste 11 angeordnet. Da nur ein einstellbarer schmaler Spalt zwischen der Leiste 11 und dem Band 6 vorgesehen ist, fällt der Druck des Druckfluids, der im vorlaufenden Teil der Druckhaube herrscht, hinter der Leiste 11 durch Drosselung ab.

Genauer ist diese Situation vergrößert in Figur 2 dargestellt. Zwischen der Leiste 11 und einer zweiten Leiste 12 wird eine Fluiddruck- Entlastungskammer 10 geschaffen. Die Pfeile 16 und 17 symbolisieren Verstellvorrichtungen der Leiste 11 in radialer Richtung und in Umfangs- richtung, um den Druck und die Länge der Behandlungsstrecke mit niedrigerem Druck einstellbar zu machen. Versuche haben ergeben, dass der Abbau des Drucks 20 bis 80% betragen sollte, allerdings sehr stark von der Qualität und Beschaffenheit der Faserstoffbahn 2 abhängt. Vorteilhafterweise wird ein Unterdruck in Form einer Absaugung 22 (lediglich als Pfeil dargestellt) an die Fluiddruck-Entlastungskammer 10 angeschlossen. Auf diese Weise wird für einen Lufteintritt 21 unterhalb der zweiten Leiste 12 gesorgt, was zur Abdichtung des Druckfluids 9 in die Umgebung führt. Diese berührungslose Abdichtungsmethode sorgt für einen geringen Verschleiß am umlaufenden Band 6.

Von den dargestellten Ausführungsformen kann in vielfacher Hinsicht abgewichen werden, ohne den Grundgedanken der Erfindung zu verlassen. Insbesondere können andere Vorrichtungen zum Abbau des Drucks des

Druckfluids 9 innerhalb der Behandlungsstrecke 20 vorgesehen sein.

Der Zylinder 3 kann auch durch ein beispielsweise induktiv beheiztes umlaufendes Metallband ersetzt werden.

Das Druckfluid 9 muss nicht zwangsweise durch Wasser, sondern könnte auch durch ein Gas realisiert werden.

Bezüglich der unterschiedlichen Verfahren, Zylinder, Band und/oder Be- Spannung zu reinigen, zu beheizen und/oder anzutreiben und zu führen, wird auf den bekannten Stand der Technik verwiesen.

Unter Umständen ist es sinnvoll, die Faserstoffbahn 2 vor der erfindungsgemäßen Vorrichtung stellenweise (beispielsweise an den Rändern) zu befeuchten, um hinterher ein gleichmäßig getrocknetes Feuchtequerprofil zu erhalten.

Auch die Druckhaube 4 kann quer zur Laufrichtung der Faserstoffbahn 2 in Zonen unterschiedlichen Drucks aufgeteilt sein, um partiell mehr oder weniger zu glätten bzw. zu trocknen. Diese Querprofilierungsmaßnahmen können unter Einsatz von nicht dargestellten Messgeräten und Steuerungselektronik im Closed Loop gefahren werden.

Bei den Darstellungen der Fig. 3 bis 5 kann es sich jeweils um eine abgewickelte und verebnete Darstellung einer um einen Zylinder oder dergleichen geschlungenen Druckhaube oder um eine eben ausgeführte Druckhaube handeln.

In der Fig. 3 ist eine an den Rändern einer Druckzone 24 einer Druckhaube 25 vorgesehene Dichtungsanordnung 26 zu erkennen, die im vorliegenden Fall beispielsweise eine allgemein rechteckige Form besitzt. In der Umgebung 27 herrschen die dortigen Umgebungsbedingungen, wie insbesondere Druck und Temperatur. Das umlaufende Band und gegebe- nenfalls die Bespannung sowie gegebenenfalls der Zylinder bewegen sich relativ zur Druckhaube 25 in Richtung des Pfeils 28.

Die Dichtungsanordnung 26 umfasst im vorliegenden Fall beispielsweise einen einlaufseitigen, sich allgemein quer erstreckender Abschnitt 29, zwei sich allgemein in Richtung des Pfeils bzw. Bandlaufrichtung 28 erstreckende seitliche Abschnitte 30 sowie einen auslaufseitigen, sich allgemein quer erstreckenden Abschnitt 31. Die Übergänge zwischen jeweils aneinander grenzenden Abschnitten der Dichtungsanordnung 26 können eckig, bogenförmig oder auch anderweitig gestaltet sein.

Fig. 4 zeigt in schematischer Darstellung die Dichtungsanordnung 26 einer bevorzugten Ausführungsform der Druckhaube 25.

Die Druckhaube 25 ist zur Beaufschlagung des umlaufenden Bandes mit- tels eines Druckfluiddrucks zum umlaufenden Band hin offen und von einem Druckmedium durchströmt. Im Öffnungsbereich der Druckhaube ist die zwischen ihr und dem umlaufenden Band wirkende Dichtungsanordnung 26 vorgesehen, die die Druckhaube 25 gegen einen Austritt des Druckfluids nach außen abdichtet.

Die Druckhaube 25 umfasst zumindest zwei Druckzonen 32, 33, über die das umlaufende Band mit unterschiedlichen Drücken beaufschlagbar ist. Die verschiedenen Druckzonen 32, 33 der Druckhaube 25 können durch entsprechende Abschnitte 34 bis 36 der Dichtungsanordnung 26 nach außen abgedichtet sein.

Um das umlaufende Band in in Bandlaufrichtung 28 hintereinander angeordneten Bereichen der Druckhaube 25 mit unterschiedlichen Drücken zu beaufschlagen, kann die Druckhaube 25 zumindest zwei in Bandlaufrichtung 28 hintereinander angeordnete Druckzonen 32, 33 unterschiedlichen Drucks umfassen.

Der Druck kann in Bandlaufrichtung 28 von Zone zu Zone abnehmen. Dabei kann an einem jeweiligen Übergang von einer vorangehenden Zone 32 zu einer nachfolgenden Druckzone 33 der Druck insbesondere über eine Drossel abgebaut werden.

Bevorzugt wird das die Druckhaube 25 durchströmende Druckmedium der Druckzone mit dem höchsten Druck, im vorliegenden Fall der Druckzone 32, zugeführt und aus der Druckzone mit dem niedrigsten Druck, im vor- liegenden Fall der Druckzone 33, zurückgeführt.

Wie bereits erwähnt, kann die Druckhaube 25 um den beheizbaren rotierenden Zylinder 3 (vgl. auch die Fig. 1 und 2) geschlungen oder grundsätzlich auch eben ausgeführt sein. Die Druckhaube 25 kann also insbe- sondere auch im Bereich eines zumindest im Wesentlichen geradlinigen

Abschnitts der Behandlungsstrecke oder im Bereich einer zumindest im Wesentlichen geradlinigen Behandlungsstrecke, z.B. in einer Condebelt- Trocknungseinrichtung usw., eingesetzt werden.

Die Dichtungsanordnung 26 kann insbesondere eine erste Dichtung 37, die die verschiedenen Druckzonen 32, 33 umschließt, und eine die erste

Dichtung 37 umschließende zweite umlaufende Dichtung 38 und/oder einen insbesondere auslaufseitig angeordneten Abstreifer 39 umfassen. Bei der in der Fig. 4 wiedergegebenen Ausführungsform umfasst die erste Dichtung 37 die Abschnitte 34 bis 36.

Die Dichtungsanordnung 26 kann teilweise oder ganz als schleifende Dichtung ausgeführt sein, wobei vorzugsweise mittels eines Druck- schlauchs insbesondere zumindest annähernd in Normalrichtung ein gewisser Anpressdruck auf das umlaufende Band aufgebracht werden kann.

Die Dichtungsanordnung 26 kann jedoch auch zumindest abschnittsweise auf einen definierten Abstand zum Band eingestellt werden.

Unterschiedliche Abschnitte der Dichtungsanordnung 26 können zumin- dest teilweise unabhängig voneinander oder gemeinsam anpressbar bzw. anstellbar sein. Damit ist insbesondere auch eine Steuerung und/oder Regelung der Dichtwirkung, der Leckagemenge und/oder des Druckabfalls möglich.

Sich im Zwischenraum 40 der ersten und der zweiten Dichtung 37 bzw. 38 ansammelnde Leckage kann zweckmäßigerweise über einen Rücklauf 41 abgeführt werden.

Auch sich im Bereich zwischen der zweiten Dichtung 38 und einem gege- benenfalls vorgesehenen Abstreifer 39 der Dichtungsanordnung 26 ansammelnde Leckage kann über einen Rücklauf 42 abgeführt werden. Im vorliegenden Fall besitzt die Druckhaube 25 beispielsweise zwei Druckzonen 32, 33 unterschiedlichen Drucks. Grundsätzlich kann die Druckhaube 25 jedoch auch drei oder mehr als drei Druckzonen unter- schiedlichen Drucks umfassen.

Die Längsabschnitte der Dichtungsanordnung 26 müssen nicht exakt mit der Bandlaufrichtung 28 ausgerichtet sein. Sie können beispielsweise auch leicht schräg oder wellenförmig verlaufen. Die Übergänge zwischen aneinandergrenzenden Abschnitten der Dichtungsanordnung 26 können beispielsweise eckig, bogenförmig oder auch auf andere Weise ausgeführt sein.

Die Druckzone 32 kann beispielsweise als Hauptzone und die Druckzone 33 als Entlastungszone vorgesehen sein. Indem zusätzlich zur ersten

Dichtung 37 eine zweite Dichtung 38 und/oder ein Abstreifer 39 vorgesehen sind, ist für eine besonders gute Dichtwirkung gesorgt.

Wie bereits erwähnt, kann das Druckmedium in die Hauptzone bzw. die Druckzone 32 über eine Zuführung 48 zugeführt und aus der Entlastungszone bzw. Druckzone 33 über eine Rückführung 43 abgeführt werden.

Die Druckdifferenz zwischen wenigstens einer in Bandlaufrichtung 28 vo- rangehenden und einer nachfolgenden Druckzone, beim in der Fig. 4 dargestellten Ausführungsbeispiel zwischen den Druckzonen 32 und 33 kann insbesondere über eine Drosselung des Druckmediums z.B. mittels einer Drosselleiste und/oder über eine Bypassleitung vorzugsweise mit Regelventil erzeugt werden. Wie anhand der Fig. 4 zu erkennen ist, kann also beispielsweise die Druckdifferenz zwischen der Hauptzone, d.h. der

Druckzone 32 und der Entlastungszone, d.h. der Druckzone 33, vorteil- hafterweise über eine Drosselung des Druckmediums mittels einer Drosselleiste und/oder über eine Bypassleitung 44 vorzugsweise mit Regelventil erzeugt werden.

Wie bereits erwähnt, kann dieser Aufbau entsprechend auf drei oder mehr

Druckzonen erweitert werden.

Wie ebenfalls erwähnt, kann die Druckhaube 25 um einen insbesondere beheizbaren rotierenden Zylinder geschlungen oder grundsätzlich auch eben ausgeführt sein. Im ersten Fall kann die Fluiddruck-

Entlastungskammer 10 der anhand der Fig. 1 und 2 beschriebenen Vorrichtung beispielsweise durch die Druckzone 33 gebildet sein. Dabei kann die erste Leiste 11 der Vorrichtung durch den Abschnitt 34 der Dichtungsanordnung 26 und die zweite Leiste 12 der Vorrichtung durch den in Bandlaufrichtung 28 betrachtet hinteren Abschnitt der ersten Dichtung 37 der Dichtungsanordnung 26 verwirklicht sein.

Fig. 5 zeigt in schematischer Darstellung eine vereinfachte Dichtungsanordnung 26 einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Druckhaube 25.

Danach kann die Dichtungsanordnung 26 eine eine erste Druckzone 32 umgrenzende erste umlaufende Dichtung 45 und eine diese erste Dichtung 45 umschließende, eine zweite Druckzone 33 umgrenzende zweite umlaufende Dichtung 46 umfassen.

Dabei kann die erste Druckzone 33 wieder als Hauptdruckzone vorgesehen sein und die zweite Druckzone 33 beispielsweise wieder die FIu- iddruck-Entlastungskammer 10 (vgl. auch die Fig. 1 und 2) definieren. Hierbei kann die in Bandlaufrichtung 28 betrachtet erste Leiste 11 der

Fluiddruck-Entlastungskammer 10 durch einen entsprechenden Abschnitt der ersten umlaufenden Dichtung 45 und die zweite Leiste 12 durch einen entsprechenden Abschnitt der zweiten umlaufenden Dichtung 46 der Dichtungsanordnung 26 gebildet sein.

Optional kann die Dichtungsanordnung 26 zusätzlich einen den beiden umlaufenden Dichtungen 45, 46 nachgeordneten Abstreifer 47 umfassen.

Auch bei dieser anhand der Fig. 5 beschriebenen Druckhaube kann es sich wieder um eine um einen insbesondere beheizbaren rotierenden Zy- linder (vgl. beispielsweise den Zylinder 3 der Vorrichtung gemäß den Fig.

1 und 2) geschlungene Haube oder grundsätzlich insbesondere auch um eine eben ausgeführte Haube handeln. Die Druckhaube 25 kann also insbesondere auch wieder im Bereich eines zumindest im Wesentlichen geradlinigen Abschnitts der Behandlungsstrecke oder im Bereich einer zu- mindest im Wesentlichen geradlinigen Behandlungsstrecke, z.B. in einer

Condebelt-Trocknungseinrichtung usw., eingesetzt werden.

Bezugszeichenliste

1 Vorrichtung zur Trocknung und Glättung einer Faserstoffbahn

2 Faserstoffbahn

3 Zylinder

4 Druckhaube

5 Bespannung (Sieb)

6 umlaufendes Band

7 Leitwalze

8 Leitwalze

9 Druckfluid

10 Fluiddruck-Entlastungskammer

11 erste Leiste

12 zweite Leiste

13 Saugwalze

14 Führungswalze (Bespannung)

15 Führungswalze (Band)

16 Verstellvorrichtung der Leiste (radial)

17 Verstellvorrichtung der Leiste (Umfangsrichtung)

18 Einlauf

19 Auslauf

20 Behandlungsstrecke

21 Lufteintritt

22 Absaugung (Unterdruck)

23 Druckimpuls

24 Druckzone

25 Druckhaube

26 Dichtungsanordnung

27 Umgebung

28 Pfeil, Bandlaufrichtung

29 einlaufseitiger Abschnitt - 2

seitlicher Abschnitt auslaufseitiger Abschnitt

Druckzone

Druckzone

Abschnitt

Abschnitt

Abschnitt erste Dichtung zweite umlaufende Dichtung

Abstreifer

Zwischenraum

Rücklauf

Rücklauf

Rückführung

Bypassleitung erste umlaufende Dichtung zweite umlaufende Dichtung

Abstreifer

Zuführung