Titel: Der Holländer.
Autor: Anonymus
Fundstelle: 1901, Band 316 (S. 589–594)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj316/ar316129

Der Holländer.

Von Professor Alfred Haussner in Brünn.

(Schluss von S. 576 d. Bd.)

b) Berechnung eines besonderen Falles.

Versuchen wir nun mit Benutzung all der bisher gewonnenen Resultate thatsächlich dieselben so zusammenzustellen, dass ein brauchbarer Weg zur Lösung der Aufgabe, für gegebene Bedingungen möglichst günstig einen Holländer zu entwerfen, ersichtlich werde.

Als gegeben ist wohl immer anzusehen das Gewicht Q der Holländerfüllung und der Prozentgehalt an Fasern, mit Welchem im Holländer gearbeitet werden soll. Es seien Qf = 225 kg absolut trocken (etwa 240 kg lufttrocken) gedachte Leinenfasern, welche bei 4,5 % Stoffgehalt im Holländer verarbeitet werden sollen. Dann ist die ganze Holländerfüllung:

somit, weil das spezifische Gewicht kaum grösser ist als jenes des Wassers, brauchen wir 9 cbm an Raum, um diese Menge unterzubringen. Das ist noch vollständig unabhängig von dem Wesentlichen, mit der Verarbeitung der Fasern Zusammenhängenden, wie es in dem Vorangegangenenniedergelegt worden ist. Daran ist also wohl nichts zu ändern und zu bezweifeln. Nehmen wir vorläufig nur überschlagsweise, um eine beiläufige Vorstellung zu gewinnen, den Stoffstromquerschnitt 1 m breit, 0,75 m tief, so bekommen wir 0,75 qm Querschnitt, daher für obige 9 cbm Rauminhalt 12 m Länge. Die beiden Halbkreise nehmen etwa 1,57 m Länge (im mittleren Halbmesser) vorweg, so dass noch rund 10,4 m für die geraden Teile verbleiben.

Hat nun die Walze, vorläufig schätzungsweise, 1 m Durchmesser, so bekommen wir 5,7 m Länge der Scheidewand. Der ganze Trog besitzt dann etwa 8 m Länge.

Wenn wir an die endgültige Dimensionierung, gemäss den hier in diesem Aufsatze niedergelegten Grundsätzen schreiten wollen, so wird es sich wohl in erster Linie empfehlen, die relativ günstigsten Verhältnisse, wie sie gerechnet worden sind, anzuwenden. Dies sei im allgemeinen vorausgeschickt.

Halten wir fest an dem Grundsatze, dass im Beharrungszustande genau das von der Walze Gelieferte durch jeden Querschnitt des Holländertroges strömen muss, so |590| folgt, wenn v2 die mittlere Geschwindigkeit im Holländertrog für die Stoffströmung, F den Querschnitt bedeutet:

F als Rechteck mit b als Breite gedacht, ergibt eine Tiefe, die mit b in einem bestimmten Verhältnis steht. Nehmen wir den günstigsten Fall, die Tiefe gleich der halben Breite, so ist , womit aus der vorigen Gleichung folgt:

also

. 57)

Wir sehen danach die Trogbreite, ganz unabhängig von der Holländerfüllung, in innigem Zusammenhange mit den Walzenabmessungen, wobei hervorgehoben werden mag, dass das Wesentliche unabhängig von dem Seitenverhältnis im Stoffquerschnitt ist, weil F immer abhängig von b2 darzustellen ist. Man kann also keineswegs unabhängig über Walze und Trog (jeden Teil für sich allein) verfügen. Wir sehen die Trogbreite direkt proportional der Zahl der Walzenmesser, der Tiefe und Weite der Zellen, der Umdrehungszahl, wobei allerdings nicht zu vergessen ist, dass ja auch vt stark von vw und n beeinflusst wird.

Versuchen wir b, die Trog-(nahe Walzen-)breite, nach Gleichung 28 zu rechnen, um die dort ermittelte günstigste Breite zu benutzen, bei welcher auch die Stoffgeschwindigkeit noch offen gelassen worden ist, so haben wir für die gewöhnliche Holländerkonstruktion in Gleichung 28 m = 1 (Kanalkrümmungsradius nahezu gleich der halben Kanalweite), daher wird:

. 28*)

Nun ist in unserem Falle, wenn vt = 0,2 m vorläufig geschätzt wird, nach den Versuchs werten ζ*r, = 0,37, somit würde b = 1,18 m. Man sieht, dass dies mit gebräuchlichen Ausführungen für b nicht schlecht stimmt, was ja nur erfreulich ist, indem man Resultate, gewonnen mit den in dieser Arbeit gegebenen experimentell-theoretischen Grundlagen, in ziemlicher Uebereinstimmung sieht mit jenen, welche die tastende Erfahrung gefunden hat.

Nichts hindert aber, die beiden Wege, auf welchen b sich ergab, zusammenzuführen und damit eine interessante und nützliche Beziehung zwischen der Füllung des Holländers und den Walzenabmessungen herzustellen. Setzen wir den Ausdruck für b aus Gleichung 28* in Gleichung 57, so folgt:

. . . . . . 58)

Indem hierin Q eine jedenfalls gegebene Grösse ist, so haben wir die Auswahl schon eingeschränkt. Es ist dies aber auch noch weiter möglich. In Gleichung 58 haben wir nämlich das Verhältnis , das wir mit Bezug auf den für die herzustellende Papiersorte empfehlenswerten spezifischen Druck p* wählen können. Es sei beispielsweise (sw : ew) = 0,1; sw = 0,01; ew = 0,1.

Für vw liegen auch schon Erfahrungen vor in dem Sinne, dass man, um das Mahlen thunlichst zu beschleunigen, mit vw möglichst hoch hinaufgeht. Der Verfasser möchte aber seiner Ansicht dahin Ausdruck leihen, dass die ausserordentlich hohen Umfangsgeschwindigkeiten der Walzen, wie sie jetzt teilweise vorkommen (Direktor Schacht teilt in der mehrerwähnten Strohmbach'schen Broschüre als Beispiel eine solche von fast 12 m mit), für den Stoff, welcher schliesslich erzielt wird, nicht bedeutungslos(und zwar im ungünstigen Sinne) sind. Man denkt unwillkürlich daran, dass der Stoff da nicht so zerschlissen, in feine Fibrillen aufgelöst als abgerissen wird. Dass so hohe Walzengeschwindigkeiten ohne besonderen Stofftreiber kaum denkbar sind, wurde überdies schon früher bemerkt. Bleiben wir deshalb hier im Beispiele, wo ein Stofftreiber nicht anzubringen ist, bei geringerer Walzengeschwindigkeit, etwa 5 m, Aenderungen sich vorbehaltend. Dann bleibt nur mehr aw in Gleichung 58, um vt, oder vt um aw vollständig bestimmt zu sehen. Für aw haben wir aber die Gleichungen 39 und 40.

Diese Gleichungen enthalten aber auch vt. Es bleibt also kaum etwas anderes übrig, als einen Versuchsweg einzuschlagen, d.h. etwa für vt vorläufig eine Abmessung anzunehmen und dann zurückzurechnen, worauf man entweder dazu gelangt, dass das gewählte vt für aw unter den sonst obwaltenden Verhältnissen möglich ist, oder auf einen Widerspruch stösst, der bedingt, dass man mit abgeändertem vt, wofür man aber aus der vorangegangenen Rechnung bereits einen Anhaltspunkt hat, nochmals rechnet, und dies so lange wiederholt, bis man übereinstimmende Werte erhält.

Es sieht dies gewiss nicht gerade angenehm aus und verleitet beinahe zur Erwägung: „Bisher ist es ohne dies auch gegangen, es wird in Zukunft auch gehen.“ Gehen wird es schon! Aber ob man es nicht besser machen soll, wenn es in vielen Fällen sozusagen ohne Kosten thunlich ist, nachdem, wie die vorangegangenen Entwickelungen gezeigt haben, in dem alten Holländer bei sinngemässer Ausführung die Einzelabmessungen für die günstigste Arbeit keineswegs voneinander unabhängig sind und ganz wohl günstiger, als bisher üblich, gewählt werden können – das ist eine andere Frage.

Nehmen wir nun, in unserer Rechnung fortfahrend, nach gangbaren, allerdings guten, neueren Ausführungen vt = 0,2 m. Dann folgt mit Bezug auf die anderen Annahmen aw = 0,026 m. Das sieht nicht gross aus und doch möchte Verfasser nach seinen Beobachtungen an sehr vielen im normalen Betriebe stehenden (Ganzzeug-)Holländern konstatieren, dass es thatsächlich nicht wenig ist, dass vielfach gar keine Rede davon sein konnte, dass die Zellen so viel an frischem Stoff aufgenommen hätten, indem die Zellen von vorangegangenen Umläufen trotz der verhältnismässig weit aus dem Walzenkörper ragenden Messer nicht viel, beinahe gar nichts fassen konnten, weil infolge Nichtbeachtung der gegenseitigen Beziehungen der verschiedenen Holländerabmessungen der Stoff, welcher gefasst worden war, nicht gehörig aus den Zellen konnte, sich, vermehrt um nachfolgenden Stoff, in den Zellen festsetzte, förmlich festkeilte und dadurch den frei verfügbaren Zellenraum fast Null machte.

Rechnen wir nun nach, ob unter den angenommenen Verhältnissen wirklich so viel in die Zelle kommen kann. Nach Gleichung 35 wird die in die Zellen gelangende Stoffmenge in dem besonderen Falle 0,00035 m3, daher die gefüllte Zellentiefe 0,0035 m für das freie Einströmen, wenn der Beginn des Einströmens 30° unter die Wagerechte gelegt wird.

Nehmen wir den Walzenhalbmesser vorläufig mit 0,6 m, so bekommen wir aus Gleichung 38* den Winkel φ2, bei welchem trotz der Zentrifugalkraft noch Stoff infolge des Ueberdruckes unter der -Stoffoberfläche (beim „Waten“) in die Zellen tritt: 31° 30'. Wie gross ist der Grundwerkswinkel?

Dazu brauchen wir die Abmessungen des Grundwerks. Bestimmen wir dieses aus der Bedingung, dass der spezifische Walzendruck, unter dem die Zerkleinerung statthaben soll, 15 kg auf den Quadratcentimeter beträgt, während die Walze mit 1500 kg drücke. Dann bekommen wir aus Gleichung 33 zwölf Grundwerksmesser von 7,5 mm Stärke. Geben wir 10 mm Raum zwischen je zwei Grundwerksschienen, was zu wählen ist, so bekommt das Grundwerk 0,2 m Ausdehnung, die Hälfte desselben zu jeder Seite des lotrechten Walzenmittels gelegt gedacht, gibt den Winkel, welchen das Grundwerksende mit dem lotrechten Walzenmittel bestimmt (0,1 : 0,6) = 0,167, also rund 9½°. Somit wird für Gleichung 39 : φ0 = 80½°. Doch wäre dabei die Zelle bereits vollkommen geschlossen, weshalb sich |591| empfiehlt, noch die halbe Zellenöffnung abzuziehen für den Eintritt unter der Stoffoberfläche somit rund 53½°. ζe = 0,26, indem man die Zentrifugalkraft aufgehoben denkt durch die Ueberdruckshöhe und die Eintrittsgeschwindigkeit wagerecht zu den Zellen mit 0,2 m, gleich der Zuströmgeschwindigkeit näherungsweise setzt.

Aus Gleichung 39 und 40 folgt dann a = 0,023 m, also weniger als dafür angenommen worden ist. Bedenken wir aber, dass wir den Einfluss der Zuströmgeschwindigkeit für den Eintritt unterhalb der Stoffoberfläche ganz vernachlässigt haben, dass ja immerhin das Resultat so, wie wir es gefunden haben, nur eine Annäherung ist. Deshalb, und weil es sich hier doch nicht um eine wirkliche Ausführung, sondern darum handelt, den Weg hierfür zu weisen, möge bei dem angenommenen Werte aw = 0,026 m geblieben werden.

Um solchen unvermeidlichen Ungenauigkeiten im Falle einer wirklichen Ausführung Rechnung zu tragen und nicht zu verhindern, dass dann, wenn in der wirklichen Ausführung etwas mehr Stoff in die Zellen treten könnte, als die Rechnung gab, empfiehlt es sich, die radiale Abmessung für die Zellwände, die Messer, gegenüber dem Rechnungsresultat nach oben abzurunden.

Es bleibt nun nur noch das Längenprofil des Troges für die bereits ermittelten bezw. angenommenen Werte zu bestimmen.

Nachdem der Querschnitt jetzt bereits gegeben ist, folgt die für den Stoff notwendige Länge: 12,85 m. Nachdem hiervon die beiden Krümmungen 1,85 m als mittlere Länge beanspruchen, bleibt für die geraden Teile 11,0 m.

Textabbildung Bd. 316, S. 591

Was die Bodenneigung anlangt, so kommen wir auf unsere Gleichungen 20 bis 22 zurück. Insbesondere erweckt die Anfangsgeschwindigkeit v0 unser Interesse, indem dann, wenn v0 gegen die Endgeschwindigkeit v1 bei der Walze gross ist, es denkbar ist, dass man durch die dem Stoff von der Walze erteilte lebendige Kraft einen Teil oder sogar das Ganze an Arbeit für die Stoffbewegung im Holländertroge bestreiten könnte. Es sei der Ansicht Ausdruck geliehen, dass dies, wie im folgenden noch ausgeführt werden soll, nicht ganz aussichtslos ist, aber bei den üblichen Ausführungen der Holländer nicht zutrifft. Der Stoff kommt nämlich, über den Kropf geworfen, nahezu lotrecht auf die von der Walze strömende Stoffoberfläche, so dass durch den Stoff ganz oder nahe sämtliche lebendige Kraft aufgezehrt wird. Es ist daher bei den gewöhnlichen Holländerkonstruktionen nicht bloss Gefälle für die Ueberwindung der Neben widerstände zu schaffen, sondern auch für die Erzeugung der Endgeschwindigkeit, weil der vom Kropf kommende Stoff nahezu keine Geschwindigkeit in wagerechter Richtung besitzt. Das ist der Fall der alten Holländer, bei welchen naturnotwendig aus den angegebenen Gründen nur kleine Stoffgeschwindigkeiten im Troge folgen konnten. Hier wollen wir aber wenigstens trachten, die Anfangsgeschwindigkeit mit ihrer wagerechtenKomponente gleich der Endgeschwindigkeit zu machen. Durch geeignete Kropfanlage lässt sich dies thatsächlich erzielen.

Der Stoff kommt (Fig. 37) in einer Wurfparabel DPD1 über den Kropf. Geben wir dem letzten Element der Kropfleibung eine solche Lage, dass die gewünschte Geschwindigkeitskomponente vorhanden ist, so ist die Aufgabe gelöst.

Es muss in diesem Falle, wenn der mittlere Stofffaden bei B den Kropf mit der Geschwindigkeit DF = vk verlässt, die wagerechte Geschwindigkeitskomponente

DB = vk . sinφk.

Kommt dann der Stoff in der Wurf Knie DPD1 auf die andere Seite des Kropfes, bei D, auf den bereits vorhandenen Stoff in derselben Höhe mit B auftreffend, so hat er, von den Nebenwiderständen vorläufig abgesehen, bei D1 dieselbe Geschwindigkeitsgrösse wie bei D : D1F1 = DF, die überdies gegen die Lotrechte unter demselben Winkel geneigt sind, nur geht DF nach aufwärts, D1F1 nach abwärts. Thatsächlich folgt also auf der anderen Seite jetzt die Geschwindigkeitskomponente

D1B1 = DB = vk . sinφk

in wagerechter Richtung. Nachdem es in unser Belieben gelegt ist, den Winkel φk zu wählen, so können wir ihn auch so wählen, dass:

D1B1 = DB = vt = vk . sinφk,

also:

. . . . . . 59)

In unserem Falle würde dann auch:

oder:

. . . . . 60)

Benutzen wir dies für Gleichung 43, so kommt:

. . . 61)

Für unsere besonderen Zahlen ergibt sich aus dieser Gleichung (nach vk vom dritten Grade) vk = 4,4 m, somit der Kropfwinkel φk = 3°. Doch müssen wir diesen Zahlen gegenüber einem Bedenken Raum geben. Gleichung 46 galt nämlich, bezw. setzte voraus, dass die Nebenwiderstände nicht sehr gross, dass sie genügend ausgeglichen seien durch den Abschlag der relativen Austrittsgeschwindigkeit. Hier, wo es sich um einen grösseren Holländer mit einem verhältnismässig langen Kropfbogen handelt, fragt es sich doch, ob nicht mehr von der Geschwindigkeit bei dem Schleifen an den Begrenzungen des Kropfkanals verloren geht.

Die Krümmung verursacht nach allem, was die Versuche gezeigt haben, relativ sehr wenig Widerstand. Wenn wir also diesen durch den eben erwähnten Umstand (Radialgeschwindigkeit) kompensiert ansehen, so geht das wohl an.

Der Reibungswiderstand werde gerechnet nach Gleichung 1:

Setzen wir nun im Mittel:

weil ek gegen b doch recht klein ist, so wird:

. . 62)

Wir erkennen nun sogleich, wenn wir die Widerstandsformel 11* ins Auge fassen, dass bei so dickem Stoff 4,4 m Geschwindigkeit nicht denkbar ist, wenn er sich wirklich an den Kropfwänden reibt, ohne dass ausserordentlich hohe Kräfte wirken. Damit ist aber die Abhilfe auf der Hand. Wir machen den Kropf etwas, etwa 5 bis 10 mm weiter, als es nach der Gleichung 47** sich ergibt, und bringen solcherart den Stoff nahe ohne Reibung aus dem Kropfkanal. Gewiss hat im Anfange des Austretens aus den Zellen der Stoff die Tendenz nach der |592| Tangente nahezu, weil die radiale Geschwindigkeit noch sehr klein ist, abzufliegen, wie es bei TJ in Fig. 27 angedeutet worden ist, so dass es wünschenswert wäre, J noch nicht an die Kropfleibung zu bekommen. Dies würde aber für die Walze, in der Nähe des Grundwerksendes bei K angewendet, bedingen, dass man eine ganz unannehmbare Kropfweite erhalten würde. Daraus folgt aber, dass wir wohl immer Stoffwiderstände sehr bedeutender Natur in den tieferen Teilen der Walze, wenn wir nicht besondere Vorkehrungen anbringen, auf die noch hingewiesen werden soll, zu fürchten und damit in den tieferen Teilen der Walze, in der Nähe des Grundwerkes, wegen des starken Gegendruckes, des Stoffwiderstandes, kaum auf Austritt zu hoffen haben. Glücklicherweise wurde ja im Vorangegangenen ein verhältnismässig so kleiner Drehungswinkel der Walze als ausreichend für das Auswerfen des Stoffes aus den Zellen gefunden, dass wir von dem Widerstand im tieferen Teile des Kropfes in der Richtung, dass vielleicht nicht genügende schliessliche Entleerung der Zellen stattfinde, in der Regel nichts zu fürchten haben.

Nach diesem vermögen wir also anzunehmen, dass der Stoff ohne nennenswerten Reibungswiderstand aus dem Kröpfe tritt und die Gleichung 61 den entsprechenden Wert für vk liefert.

Damit ergibt sich dann nach Gleichung 47** die unbedingt nötige Kropfweite ek = 27 mm. Gemäss dem Vorgesagten dürfte es sich empfehlen, diese Ziffer abzurunden, wenigstens auf 35 bis 40 mm.

Für die andere Kropfseite bildet die ziemlich steil abfallende Linie BG eine häufig vorkommende Form. Unter anderem haben wir diese Form auch von Rész in seinen in dieser Arbeit teilweise abgedruckten Auseinandersetzungen (Papierzeitung, 1895 S. 3310) warm empfohlen, „weil der Stoff in dem steil abfallenden Teile eine grössere Geschwindigkeit hat, es findet deshalb kein so grosser Stoss des frisch angelangten Stoffes gegen den vorliegenden statt“.

Dem Verfasser erscheinen diese, ebenso wie viele andere ähnliche Meinungen irrtümlich. Nur die Oberflächenneigung bestimmt das wirkende Gefälle, erzeugt Geschwindigkeit, wie Verfasser durch unmittelbare Versuche im Holländer sich vergewisserte, die Bodenneigung keineswegs. Diese kann Berge oder Thäler irgend einer Art, flach oder steil verlaufend, besitzen, der Stoff rührt sich nicht, wenn an der Oberfläche zwischen dem Anfange und dem Ende des Laufes kein Gefälle vorhanden ist. Nur dadurch, dass dann, wenn ein solches Oberflächengefälle thatsächlich da ist, Bewegung eintritt und Berge sowie Thäler des Bodens kleinere und grössere Durchflussquerschnitte veranlassen, üben sie auf die Bewegung der Flüssigkeit einen (sekundären) Einfluss aus. Es wird somit nach Fig. 30 (dem Rész'schen Aufsatze entnommen, ebenso wie Fig. 31), wenn man nur den Kropf so hoch hinaufzieht, wie in Fig. 31, längere Zeit hindurch trotz des langsamen Abfalls grössere Geschwindigkeit des Stoffes herrschen, wie in Fig. 31, weil in dieser rascher dem normalen Stoffstromquerschnitt zugestrebt wird, immer F1v1 = F2 . v1. Der Grund, warum ein steiler, und zwar noch steilerer Abfall, als in Fig. 31 sich empfiehlt, scheint nach Ansicht des Verfassers anderswo zu liegen, als er von Rész und vielen anderen gesucht wird.

Denken wir uns nämlich, es habe im normalen Stoffstromquerschnitt der Stoff eine bestimmte Geschwindigkeit, so sollte dieser entsprechend vom Kropf weg in jedem Zeitteilchen, eine bestimmte Stoffmenge abrücken und durch eine gleich grosse, in demselben Zeitteilchen über den Kropf gekommene Stoffmenge ersetzt werden. Es fällt dem Verfasser durchaus nicht ein, dies in der Wirklichkeit so ganz genau vor sich gehend voraussetzen zu wollen. Wenn wir aber gleichförmige Stoffbewegung haben wollen, weil für das Gegenteil nicht bloss nach dem im allgemeinen Erörterten kein Grund vorhanden ist, sondern auch Geschwindigkeitsänderungen thunlichst auszuschliessen sind, so soll der über den Kropf gekommene Stoff möglichst schnell die mittlere Stoffstromgeschwindigkeit annehmen, also soll auch thunlichst schnell die mittlere Tiefe des Stoffstromes erreicht werden. Das geschieht nun vollkommener bei raschem Kropfabfall, als bei langsamem. Wenn hinterdem Kröpfe sogleich grosse Querschnitte zur Ableitung des herüberkommenden Stoffes zur Verfügung stehen, so geschieht die Ableitung besser, glücklicher, als wenn bei dem langsamen Abfall nach Fig. 30 nur kleine Querschnitte zur Verfügung stehen. Da wird thatsächlich unvergleichlich mehr Arbeit für die Abfuhr, für die Richtungsänderung durch stossartige Wirkung verbraucht.

Es ist aber gar nicht einzusehen, warum man nicht voll die Konsequenzen zu Gunsten des sehr steilen Kropfabfalles ziehen soll. Wenn in Fig. 37 DF die mittlere Richtung des herüberkommenden Stoffes ist, der überdies, wie das vorhin gezeigt worden ist, durch geeignete Kropfausgestaltung die normale, wagerechte Stoffgeschwindigkeit, als eine Komponente seiner totalen Geschwindigkeit bereits besitzen kann, warum soll der Kropf nicht nach der dick gestrichelt gezeichneten Linie BH, parallel zu D1F1 geformt werden? – Dadurch würde unmittelbar für den ankommenden Stoff der normale Querschnitt vorhanden sein, in dem er mit der wagerechten Geschwindigkeitskomponente, die er bereits besitzt, die nicht erst geschaffen werden muss, sich weiter bewegen könnte, während die lotrechte Geschwindigkeitskomponente durch Stoss auf den Boden, durch Nebenwiderstände vernichtet würde. Diese (auch der Luftwiderstand, Widerstände unter der Haube u. dgl.) werden gewiss mitspielen dahin, dass die Geschwindigkeit D1F1 beim Abströmen nicht in der geschilderten Weise mit DF übereinstimmt. Doch dürfte dies nach Ansicht des Verfassers bei einer nicht von vornherein falschen, den aus dem Kröpfe kommenden Stoff ungünstig ablenkenden Gestaltung der Haube hauptsächlich die wesentlich grössere der beiden Geschwindigkeitskomponenten, die lotrechte also treffen, während die wagerechte, kleinere Geschwindigkeitskomponente kaum merklich geändert auf die andere Kropfseite kommt. Das Geschwindigkeitsparallelogramm D1B1F1E1 wird dann gewiss ein anderes, insbesondere die Richtung D1F1 welche dann weniger steil folgt, so dass man etwas mehr den jetzt üblichen besseren, steileren Kropfabfällen sich nähert.

Wenn man sich an die Geschwindigkeitsrichtung D1F1 berührend eine krumme Linie DJ legt, welche in den Trogboden übergeht, so könnte man in allmählicher Ableitung der Wurflinie DPD1 in die Strömungsrichtung im Troge auch einen merklichen Anteil der lotrechten Geschwindigkeitskomponente, welche durch die Kropfleitfläche D1J allmählich in die Wagerechte übergeführt würde, gewinnen. Doch auch hier spielt die bei so grosser Geschwindigkeit ausserordentlich hohe Reibung, wie es für den Kropf bogen KB gesagt worden ist, ungünstig mit, so dass nur wenig auf diese Art zu gewinnen ist.

Bedauerlich bleibt es natürlich, dass ein so bedeutender Anteil der lebendigen Kraft, wie sie dem Stoffe infolge der Geschwindigkeit DF beim Abschleudern gegeben worden ist, wofür Arbeit geleistet werden musste, infolge der Nichtausnutzung der lotrechten Geschwindigkeitskomponente DE verloren geht. In dieser Richtung kann dem Rész'schen Gedanken, wie er der Fig. 32 zu Grunde liegt, im Wesen vom rein theoretischen Standpunkte aus sehr wohl beigepflichtet werden. Doch dürfte es keineswegs notwendig sein, die Haubenverlängerung bm so weit fortzusetzen. Wenn nur durch den Gegendruck der Wand bm der abgeschleuderte Stoff aus der ungefähr lotrechten in die wagerechte Richtung abgelenkt worden ist, so ist genug gethan. Weiter brauchen wir nicht bloss nicht diesen Deckel, sondern seine Verlängerung ist praktisch schädlich deshalb, weil er den Stoff länger dem Auge des Holländermüllers entzieht.

Rész beklagt aber mit Recht den engen Spalt bei b, wie er durch die Anordnung in Fig. 32 entsteht, weil durch diesen engen Spalt die ganze von der Walze gelieferte Stoffmenge sich durchzwängen muss.

In der ganzen Art und Weise, wie sich Rész ausdrückt, möchte man das Gefühl vermuten, dass Rész auch die Reibung, welche an der Haube dann eintritt, keineswegs angenehm ist. Verfasser möchte ausdrücklich aussprechen, dass darin wahrscheinlich die Ursache zu suchen ist für den geringen Beifall, welchen der an und für sich so schöne Gedanke in der Praxis gefunden hat. Die Reibung lässt nämlich, wie früher beim Kröpfe nach den |593| Versuchsresultaten dargethan worden ist, nur Geschwindigkeiten kaum über 1 m bei sehr dicken Stoffen zu. Dadurch ergibt sich aber unausweichlich ein Rückstau auf das aus den Zellen drängende Material, infolgedessen geringerer Austritt und das, was wir durch die Haubengestaltung an und für sich gewinnen können, geht wieder verloren. Man erreicht also da trotz der Haube keinesfalls mehr als wie dann, wenn man den Kropf wie bei D1J (Fig. 37) anschliessend an die Wurflinie baut, und hat im letzteren Falle überdies den Kropf so weit wie möglich offen daliegend. Der grosse Reibungsverlust ist aber unvermeidlich beim Vorgehen auf beiden Wegen. Ist er ganz unvermeidlich?

In dieser Richtung sei einem für den vorliegenden Zweck anscheinend neuen Gedanken Ausdruck verliehen.

Warum leiten wir den Stoff in seiner Gänze erst oberhalb des Kropfes ab? – Ist das durchaus nötig? – Nach Ansicht des Verfassers nicht. Allerdings muss der Kropf wesentlich umgestaltet werden.

Wir erniedrigen denselben nahezu bis zur unteren Stoffoberfläche FG (Fig. 38), bilden die Fläche BB1, und ersetzen den weiteren Teil des Kropfes dann durch einzelne Leitflächen, wie B*B1* und B*B2*B1*, die nahezu tangentiell (die Teile der Leitflächen bei B* auch noch näher zur Walze als in Fig. 38 gezeichnet) zur Walze gestellt sind und schon tief unten dem abgeschleuderten Stoff gestatten, in den von der Walze abströmenden Stoff überzugehen mit nahezu derselben Geschwindigkeit, wie die Teilchen von der Walze abgeschleudert worden sind.

Textabbildung Bd. 316, S. 593

Durch die Form der Leitflächen werden die abgeschleuderten Stoffe allmählich aus der zur Walze tangentiellen Richtung abgelenkt und durch das stetige Anwachsen des Strömungsquerschnittes auf kleinere, schliesslich auf die im grössten Teile des Troges herrschende Geschwindigkeit gebracht. Die Reibung wird grösstenteils zum Mitreissen der Stoffteile benutzt.

Weil nun auch unmittelbar am Boden ein Teil des abgeschleuderten Stoffes in den Troglauf tritt, so wird gerade der, wie in der Papiermacherpraxis nur zu wohl gekannt, zum Festsetzen neigende Teil der Holländerfüllung besonders angetrieben und dadurch eine Vergleichmässigung in der Strömung erreicht, ohne dass es eines für sich eingebauten Stofftreibers oder eines Bodenspritzventils, wie etwa bei einer Kron'schen Konstruktion, bedürfte. Es scheint dem Verfasser, als ob auf diese kaum einfacher zu denkende Art ein gut Teil der gesamten lebendigen Kraft der abgeschleuderten Stoffteile nutzbar gemacht werde.

Mit der festen Haube DE allein, die übrigens z.B. bei den bestbekannten Holländerkonstruktionen, System Krön, angewendet worden ist (und auch ihr Bedenkliches nach Obenerwähntem hat), scheint es dem Verfasser keineswegs genug. Die Leitflächenanordnung, wie sie in einem Beispiel in Fig. 38 durch B*B1*B2* angedeutet worden ist, und statt der Haube, analog wie in Fig. 37, B*1B2* berührend an die Wurf Knie (dick punktiert) gelegt, gewährt sicher den Vorteil, dass dem ganzen Querschnitt des Stoffstromes im Holländer ein bedeutender Anteil der lebendigen Kraft der abgeschleuderten Stoffteile zu gute kommt.

Doch seien auch Bedenken nicht verschwiegen: Derfreie Austritt aus den Zellen ist etwas behindert, allerdings nicht mehr als bei vielen bekannten Haubenkonstruktionen, und ein Teil des Stoffes auf ganz kurze Zeit ausser Beobachtung des Holländermüllers. Doch merkt man Störungen sofort, weil die Strömung im Holländer sich verlangsamt. Abhilfe ist bei der Kürze und Zugänglichkeit der Kanäle unterhalb DE leicht geschaffen. Wenn wir aber überlegen, dass in dem merklich engeren Kropfzwischenraum bei den gewöhnlichen Holländern keine Gefahren zu fürchten sind, so darf auch nach Fig. 38 von solchen kaum etwas gefürchtet werden. Erweitern sich doch von der Walze weg stetig die Kanäle, während unmittelbar bei der Walze die hohe Geschwindigkeit kaum zulässt, dass der Stoff sich bei BB* oder B*D festsetze. Der Verfasser möchte meinen, dass die Anordnung nach Fig. 38 auch in vieler Beziehung als besser als der freiere Austritt nach Fig. 28 zu bezeichnen sei, weil eben durch die Leitflächen in Fig. 38 ungemein an Geschwindigkeit gegen die sonstigen Anordnungen für die Stoffbewegung gewonnen wird.

Wenn diese Leitflächen noch über die Stoffoberfläche nach Fig. 28 gelegt werden, so hat man den Vorteil freien Austrittes und kann die Geschwindigkeit der Walze, wie das für die Leitflächen schon auseinander gesetzt worden ist, für die Stoffbewegung nutzbar machen, aber die Reibung in den Stoffleitkanälen wird so unangenehm, wie bereits mehrfach hervorgehoben.

Es wäre sogar denkbar, in gewöhnlichen, bereits ausgeführten Holländern durch Anbringung eines Schlitzes, wie er etwa dem Kanal BB1B1*B* in Fig. 38 entspricht, manches zu gewinnen, den Zug im Holländer zu verbessern. Allerdings müsste dieser Schlitz mit genügender Sorgfalt, der Form, wie sie Fig. 38 bietet, analog BB1 verlaufend, in die gewöhnliche Kropfbegrenzung BK, B*B*1 tangentiell nahezu an die Walze gelegt werden. Weil der Kropf sich bei vielen alten Holländern sehr tief (allzu tief nach Ansicht des Verfassers) herabsenkt, so könnte der solcherart angelegte Kanal BB1B1*B* wohl nicht am Boden ausmünden, würde aber doch noch recht viel Nutzen gewähren können.

Von diesem Verbesserungsvorschlage unabhängig sei nun aber wieder auf das Beispiel für den gewöhnlichen Holländer zurückgegriffen.

Es erübrigt noch das Gefälle, welches wir für die Stoffbewegung geben müssen.

Nachdem durch die geeignete Kropfgestalt dem über den Kropf kommenden Stoff schon diejenige Geschwindigkeit erteilt worden ist, die er bei der Strömung im Troge haben soll, so ist nur soviel Gefälle zu geben, dass die Neben widerstände überwunden werden.

ζr* wird nach Gleichung 11* für die gegebenen Verhältnisse 0,37, damit erhält man pro Meter Länge an Gefälle erforderlich: 2,13 mm, für 10 m also rund 21 mm.

Für jede der halbkreisförmigen Krümmungen brauchen wir rund 7,5 mm Gefälle, total ergeben sich also für rund 13 m Länge und zwei Krümmungen 13 . 2 . 1 + 15 mm = 42 mm Gefälle.

Mit Fig. 34 zeigt sich dann als Walzenhalbmesser:

R = ak + h + at = R . sinφk + 42 + 590 mm.

Also:

Wir sehen, es ist dies- etwas mehr als für R veranschlagt worden ist. Es wäre somit mit diesem Wert von R der Rechnungsgang zu kontrollieren und danach abzuändern, was deshalb, weil B doch nicht stark verschieden von dem angenommenen Werte ausgefallen ist, auch nicht sehr bedeutend sich ergeben wird. Runden wir deshalb 11 auf 665 mm ab, so ergibt sich für die angenommene Messerweite von 100 mm und die Messerstärke von 10 mm die Zahl der Walzenmesser mit 38.

Damit erscheinen sämtliche Hauptabmessungen des Holländers bestimmt, bezw. es ist der Weg gezeigt, um in sinngemässer Abhängigkeit eine richtige Wahl in den Abmessungen zu treffen.

Nur noch etwas sei hier zum Schlusse dieser Betrachtungen |594| über das Ansteigen des Trogbodens gegen das Grundwerk zu gesagt.

Betrachten wir Fig. 34, so ersehen wir deutlich, dass an den Abmessungen ak und h mit Rücksicht auf die übrigen Verhältnisse kaum etwas Bedeutendes zu ändern ist. Dagegen wird durch den ansteigenden Trogboden at kleiner, die Zuströmgeschwindigkeit grösser, damit der Walzenhalbmesser kleiner. Nochmals gesagt, dies dürfte der Hauptgrund, allerdings nach Ansicht des Verfassers nicht schwerwiegend genug sein, um den ansteigenden Trogboden zu bauen.

Gewiss wird auch das Waten eingeschränkt und damit die Walzenbewegung etwas erleichtert. Dass dies aber ein sehr zweifelhafter Vorteil ist, haben die bezüglichen Ermittelungen und die ziffermässigen Auswertungen dargethan: man erreicht während des Watens unter Umständen eine ganz merkliche Nachfüllung der Zellen.

Dass auch in den Kreisen der Praktiker im Papierfache durchaus nicht immer absprechend über eine grössere Tiefe des Stoffes vor der Walze geurteilt wird, indem in unmittelbarer Beobachtung des Holländerganges auch von dieser Seite erkannt wird, dass man Zeit braucht, um die Zellen zu füllen, und für diese Zeit ein ausreichender Walzenbogen da sein muss, zeigen die Auslassungen Jagenberg's in der Papierzeitung, 1896 S. 731.

Gewiss ist es noch besser, wenn, wie nochmals hingewiesen sei (durch einen geeigneten Stofftreiber vor der Walze), dieser der Stoff mit grösserer Geschwindigkeit zugeführt wird, man kann da zweifellos bedeutend an Watezeit und auch an Nebenwiderstandsarbeit dabei sparen. Doch ist diese Anordnung, wie Verfasser in den vorangegangenen Erläuterungen dargethan zu haben meint, nicht unbedingt für guten Zug erforderlich. Man kann bei sinngemässer, nicht beliebiger Wahl der Abmessungen auch recht schöne Resultate ohne Stofftreiber erzielen. Bei sehr hohen Walzengeschwindigkeiten geht es allerdings kaum ohne sie.

V. Kraftverbrauch.

Ungemein kurz will sich Verfasser über diesen Punkt fassen. Einerseits ist dies etwas so ausserordentlich Wechselndes, wenn man daran denkt, in wie verschiedenen Mischungen die Faserstoffe zu Papier verarbeitet werden, in wie stark verschiedenen Konzentrationen dies geschieht, andererseits liegen viele Kraftmessungsversuche bereits vor. Nur allgemeine Gesichtspunkte sind es, auf die hier eingegangen werden soll als Zusatz zu jenen Kraftermittelungen, Bremsungen u. dgl., die bereits vielfach gemacht, und deren Resultate in verschiedenen Handbüchern, es sei etwa nur auf Hofmann's Handbuch der Papierfabrikation hingewiesen, welches in seiner Ausführlichkeit in jeder Richtung höchst schätzenswerte Aufschlüsse bietet, zusammengetragen worden sind.

Bei der Beurteilung der Arbeit haben wir jene für die Stoffbewegung zu trennen von jener für das Mahlen, für die Zerkleinerung der Fasern.

Was den Arbeitsverbrauch für die Stoffbewegung anbetrifft, so ist darüber im Vorangegangenen ausführlich gesprochen worden. Aufgabe des Konstrukteurs ist es, die Bedingungen für den Stofftransport thunlichst glücklich zu wählen, wofür der Verfasser meint, die Anhaltspunkte klar gelegt zu haben, ohne etwa behaupten zu wollen, dass nicht vielleicht in emsiger Arbeit schon von manchem Ingenieur gar manches Gute gefunden worden sei – – –, leider aber der Allgemeinheit nicht zugänglich gemacht worden ist.

Die Zerfaserungsarbeit ist offenbar für einen bestimmten Stoff eine ganz bestimmte. Es ist ganz ausgeschlossen, dass man etwa bei dickeren Stoffen an Arbeit in dieser Richtung spare. Jede Faser braucht, um zerkleinert zu werden, ihren unausweichlich festgesetzten Anteil an mechanischer Arbeit. Die totale Zerfaserungsarbeit ist somit der Anzahl der Fasern, dem Fasergewicht proportional.

Es wird der Stoff unter einem gewissen Drucke behandelt, im Vorangegangenen ist des Näheren begründet worden, dass hierfür, um auf eine bestimmte Endqualität zu kommen, ein gewisses Verhältnis zwischen dem spezifischen Druck der Grundwerks- und Walzenschienen und der Stoffkonzentration, also (p* : p), einzuhalten ist.

Wird also die Stoffkonzentration grösser, so ist im gleichen Masse auch der spezifische und damit der totale Druck zu vergrössern.

Die Zerkleinerungsarbeit ist aber hier eine Art Reibungsarbeit an festen Körpern und diese ist ja dem Drucke proportional, sie wird also auch so viel mal grösser, als die Stoffkonzentration gewachsen ist.

Nun liegen auch Versuche vor, allerdings nicht mit ganz verlässlichen Resultaten, wonach die Reibung auch mit der Geschwindigkeit, allerdings erst bei den bedeutenderen Geschwindigkeiten merklich wächst. Dies dürfte mit dem anderen, was schon über sehr hohe Walzengeschwindigkeiten gesagt worden ist, auch darauf hindeuten, dass allzu weit getriebene Geschwindigkeit dennoch trotz aller Zeitersparnis im Betriebe, auch praktisch nicht so unbedingt zu empfehlen sei.

Nicht unerwähnt bleibe, dass auch Stösse bei der Zerkleinerungsarbeit im Holländer vorkommen können. Niemals haben wir ja absolut gleichmässiges Rohmaterial, niemals ganz der Absicht entsprechende Ausführung. Wie leicht ist es da, dass eine Schiene der Walze, wenn auch nur geringfügig, in den Zwischenraum bei zwei Nachbargrundwerksmessern gerät und aus diesem erst wieder herausgestossen werden muss. Bei schief gestellten Messern ist etwas derartiges wohl ausgeschlossen und wird auch das „Brummen“ der Holländerwalzen mit derartigen Messern unter sonst gleichen Umständen gegenüber den parallel zur Achse stehenden Messern geringer. Wegen der solcherart wegfallenden Stösse gehen solche Walzen nicht bloss ruhiger, sondern verbrauchen auch weniger mechanische Arbeit.

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