Voith Paper Rolls
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58 Arved Westerkamp Fabrics arved.westerkamp@voith.com Matthias Höhsl Fabrics matthias.hoehsl@voith.com 21/06 Hochschaft-Technologie – innovative Siebherstellung eröffnet neue Horizonte Die Neuausrichtung der Entwicklungstätigkeit im Formiersiebbereich von Voith Paper Fabrics war der initiale Funke zur Entwicklung einer neuen Webtechnologie zur Verbesserung der Leistungseigenschaften von Formiersieben. Die grundlegende Erkenntnis, dass die existierende Herstellungstechnologie mit maximal 26 verfügbaren Webschäften eine wesentliche Limitierung auf die Webmustergestaltung der Formiersiebe darstellt, war die treibende Kraft, in enger Zusammenarbeit mit einem der Hauptlieferanten für Webmaschinen, die Entwicklung einer neuen Generation von Webmaschinen voranzutreiben. Ziel der Entwicklung war es, eine neue Webanlage zu konzipieren, die in der Lage ist, die Design-Möglichkeiten im Webereibereich wesentlich zu erhöhen. Dabei sollten jedoch die gleichen geometrischen Gegebenheiten auf der neuen Maschine belassen werden, wie sie bei bisherigen Maschinen vorhanden sind. Das erreichte Ziel, die neuentwickelte Hochschaft-Herstellungstechnologie (mehr Webschäfte als bisher üblich), hat das Weben von Sieben innovativ vorangetrieben und den Grundstein zu einer neuen Ära gelegt. Die Umsetzung der Idee der Hochschaft- Herstellungstechnologie in Produktionsmaschinen resultierte innerhalb kürzester Zeit in der Installation neuer Webmaschinen, die für den Anwender neue, ungeahnte Möglichkeiten eröffnen. Laufende Entwicklungen zur Erstellung eines kompletten Produktportfolios zeigen das große Potenzial, das mit dieser neuen Webtechnologie verbunden ist. Die in Vor- versuchen erzielten Resultate dokumentieren eine deutlich erhöhte Leistungsfähigkeit der Formiersiebe, die unter der Verwendung von Hochschaft-Technologie hergestellt wurden. Das Weben von Sieben Die Gewebe von Formiersieben werden in einem hochtechnischen Prozess von Webmaschinen, eingebunden in eine Gesamtprozesskette, hergestellt. Diese Webmaschinen bestimmen die grundlegende Struktur oder auch Design der Formiersiebe, da die Maschinen die Art der Verkreuzung von Kett- und Schussfäden (längs- und querorientierte Fäden) bestimmen. Zur Steuerung der Kettfäden werden in Webmaschinen so genannte Webschäfte eingesetzt, in denen die Fäden in einem vom Designer festzulegenden Bewegungsmuster auf und ab bewegt werden. In dem sich bildenden Raum zwischen der maximalen oberen und unteren Aus lenkung der Kettfäden – dem Webfach – werden die querorientierten Schussfäden eingetragen, um das Gewebe zu bilden (Abb. 1). Die maximal möglichen Webmusterkombinationen werden grundlegend durch die Anzahl der Webschäfte bestimmt, d.h. je mehr Webschächte vorhanden sind, um so mehr Webmusterkombinationen sind möglich. Die Abb. 2 zeigt eine Hochschaft- Webmaschine.
1 3 Kettfäden Warum eine neue Siebgeneration? Schäfte An den Herstellungsprozess von Papier werden laufend neue Anforderungen gestellt, die Anlagenhersteller und Papiermacher immer wieder neu herausfordern. Sei es die Wahl der Rohstoffe, neue Komponenten im Herstellungsverfahren, Steigerung der Produktivität verbunden mit höchsten Geschwindigkeiten und immer wieder Qualitätsverbesserungen der Papiereigenschaften. Diesen Entwicklungstendenzen muss sich auch der Hersteller von Bespannungen stellen. Voith, als Partner der Papierindustrie, ist als einziger Lieferant in der Lage, sowohl die Produktionsanlage als auch die dazugehörigen Bespannungen abgestimmt aufeinander aus einer Hand zu liefern. Lade/Webblatt Schusseintrag Kettbaum Webrichtung Siebaufwicklung Die Entwicklungsteams der Voith Paper Divisions Papiermaschinen und Fabrics haben festgestellt, dass die zukünftigen Anforderungen an Siebe bezüglich zu erzielender Papierqualität als auch des Laufverhaltens bei existierendem Stand der Technik nicht entscheidend weiter verbessert werden können. Die Erkenntnis, dass die beispielhaften Parameter Markierfreiheit, Stabilität und Entwässerungsverhalten nur über eine grundlegende Veränderung der Siebkonstruktion zu verbessern sind, wurde als Anlass genommen, zu untersuchen, welche Möglichkeiten der Veränderung der Gewebestruktur denkbar sind. Nach einer eingehenden Analyse der von Voith Paper Fabrics und Mitbewerbern produzierten Siebe bestätigte sich die An- 4 Abb. 1: Arbeitsprinzip einer Webmaschine. Abb. 2: Hochschaft- Webmaschine. Abb. 3: Webrapport einer 4-Schaft Gewebeoberseite. 59 Abb. 4: Darstellung der Hauptbindungsdiagonale. sicht, dass insbesondere regelmäßig wiederkehrende Webmuster zu einer Verstärkung der wahrnehmbaren Markierung führen. Die partielle Auflösung derselben wurde als Entwicklungsziel definiert und die notwendigen Voraussetzungen für die Entwicklung einer neuen Webmaschine geschaffen. Hochschaft-Technologie Gewebediagonalen bilden sich bei jeder Gewebeart dann aus, wenn es zu einer Webrapportwiederholung (Grundwebmusterwiederholung) in Längs- und Querrichtung kommt. In Abb. 3 und 4 wird dies verdeutlicht. Dabei stören die Gewebediagonalen das Entwässerungsverhalten nachhaltig, da sich Entwässerungskanäle ähnlicher Struktur in gleichen Abständen ausbilden. In der Nasspartie der Papiermaschine werden aus diesem Grund Entwässerungsimpulse in immer wiederkehrenden Verteilungsschemata auf das Papiervlies übertragen und führen dort in Abhängigkeit vom Eigenschwingungsverhalten der Bespannung, bzw. Interaktion zwischen Formiersieb/Papiermaschine zu Markierungen. 21/06 2
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Hochschaft-Technologie –<br />
innovative Siebherstellung eröffnet<br />
neue Horizonte<br />
Die Neuausrichtung der Entwicklungstätigkeit im Formiersiebbereich<br />
von <strong>Voith</strong> <strong>Paper</strong> Fabrics war der initiale Funke zur<br />
Entwicklung einer neuen Webtechnologie zur Verbesserung der<br />
Leistungseigenschaften von Formiersieben.<br />
Die grundlegende Erkenntnis, dass die<br />
existierende Herstellungstechnologie mit<br />
maximal 26 verfügbaren Webschäften<br />
eine wesentliche Limitierung auf die Webmustergestaltung<br />
der Formiersiebe darstellt,<br />
war die treibende Kraft, in enger<br />
Zusammenarbeit mit einem der Hauptlieferanten<br />
für Webmaschinen, die Entwicklung<br />
einer neuen Generation von<br />
Webmaschinen voranzutreiben.<br />
Ziel der Entwicklung war es, eine neue<br />
Webanlage zu konzipieren, die in der Lage<br />
ist, die Design-Möglichkeiten im Webereibereich<br />
wesentlich zu erhöhen. Dabei<br />
sollten jedoch die gleichen geometrischen<br />
Gegebenheiten auf der neuen Maschine<br />
belassen werden, wie sie bei bisherigen<br />
Maschinen vorhanden sind. Das erreichte<br />
Ziel, die neuentwickelte Hochschaft-Herstellungstechnologie<br />
(mehr Webschäfte<br />
als bisher üblich), hat das Weben von Sieben<br />
innovativ vorangetrieben und den<br />
Grundstein zu einer neuen Ära gelegt.<br />
Die Umsetzung der Idee der Hochschaft-<br />
Herstellungstechnologie in Produktionsmaschinen<br />
resultierte innerhalb kürzester<br />
Zeit in der Installation neuer Webmaschinen,<br />
die für den Anwender neue, ungeahnte<br />
Möglichkeiten eröffnen.<br />
Laufende Entwicklungen zur Erstellung<br />
eines kompletten Produktportfolios zeigen<br />
das große Potenzial, das mit dieser neuen<br />
Webtechnologie verbunden ist. Die in Vor-<br />
versuchen erzielten Resultate dokumentieren<br />
eine deutlich erhöhte Leistungsfähigkeit<br />
der Formiersiebe, die unter der<br />
Verwendung von Hochschaft-Technologie<br />
hergestellt wurden.<br />
Das Weben von Sieben<br />
Die Gewebe von Formiersieben werden in<br />
einem hochtechnischen Prozess von Webmaschinen,<br />
eingebunden in eine Gesamtprozesskette,<br />
hergestellt. Diese Webmaschinen<br />
bestimmen die grundlegende<br />
Struktur oder auch Design der Formiersiebe,<br />
da die Maschinen die Art der Verkreuzung<br />
von Kett- und Schussfäden (längs-<br />
und querorientierte Fäden) bestimmen.<br />
Zur Steuerung der Kettfäden werden in<br />
Webmaschinen so genannte Webschäfte<br />
eingesetzt, in denen die Fäden in einem<br />
vom Designer festzulegenden Bewegungsmuster<br />
auf und ab bewegt werden. In dem<br />
sich bildenden Raum zwischen der maximalen<br />
oberen und unteren Aus lenkung der<br />
Kettfäden – dem Webfach – werden die<br />
querorientierten Schussfäden eingetragen,<br />
um das Gewebe zu bilden (Abb. 1).<br />
Die maximal möglichen Webmusterkombinationen<br />
werden grundlegend durch die<br />
Anzahl der Webschäfte bestimmt, d.h. je<br />
mehr Webschächte vorhanden sind, um so<br />
mehr Webmusterkombinationen sind möglich.<br />
Die Abb. 2 zeigt eine Hochschaft-<br />
Webmaschine.
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