DE19930592A1

DE19930592A1 - Stoffauflauf

Info

Publication number: DE19930592A1
Application number: DE19930592A
Authority: DE
Inventors: Thomas Dietz; Konstantin Fenkl
Original assignee: Voith Paper Patent GmbH
Current assignee: Voith Patent GmbH
Priority date: 1999-07-02
Filing date: 1999-07-02
Publication date: 2001-01-11
Also published as: EP1065311A3; EP1065311A2; US6352616B1

Abstract

Ein Stoffauflauf (10) umfaßt einen Turbulenzerzeuger (12) und eine eine Oberlippe (16) sowie eine Unterlippe (18) umfassende Düse, deren zwischen Ober- und Unterlippe gebildeter Innenraum (20) durch mehrere Lamellen (22) unterteilt ist. Der Turbulenzerzeuger (12) umfaßt mehrere zueinander zumindest im wesentlichen parallele Rohrzeilen (12'). Die zwischen den Rohrzeilen (12') eingespannten Lamellen (22) konvergieren in Richtung des Düsenaustrittsspaltes (24), indem zumindest ein Teil dieser Lamellen (22) innerhalb des Düsenraums (20) einen von der Längsachse (A) des Turbulenzerzeugers (12) abweichenden Verlauf besitzt. Die zwischen den Rohrzeilen (12') eingespannten, zu diesen parallelen Endabschnitte (22') der betreffenden Lamellen (22) gehen jeweils über eine Knickstelle (26) in einen zur Längsachse (A) des Turbulenzerzeugers (12) geneigten, im Düsenraum (20) liegenden Lamellenabschnitt (22'') über.

Description

Die Erfindung betrifft einen Stoffauflauf mit einem Turbulenzerzeuger und einer eine Oberlippe und eine Unterlippe umfassenden Düse, deren zwi schen Ober- und Unterlippe gebildeter Innenraum durch mehrere Lamel len unterteilt ist.

Ein solcher Stoffauflauf dient der Erzeugung eines maschinenbreiten Sus pensionsstrahles in einer der Herstellung einer Materialbahn dienenden Maschine. Bei der aus der Suspension gebildeten Materialbahn kann es sich insbesondere um eine Papier- oder Kartonbahn handeln.

Bei den bisher bekannten Stoffaufläufen dieser Art sind die Lamellen in der Regel starr und gelenkig oder biegeweich ausgeführt und an speziellen Halterungen befestigt, die zwischen den Turbulenzrohrreihen vorgesehen sind. Stoffaufläufe mit flexiblen Lamellen sind beispielsweise in den Druckschriften DE 42 25 297 C2, DE-OS 22 40 596 und US 4 566 945 beschrieben. Diese Lamellen können sich unter den Kräften des durch fließenden Stoffstroms frei einstellen. Dagegen sind bei beispielsweise aus den Druckschriften DE 43 07 143 C2 und US 4 941 950 bekannten Stoffaufläufen relativ starre Lamellen vorgesehen, die über ein Gelenk mit dem Turbulenzerzeuger verbunden sind. Biegeweiche Lamellen ohne Ge lenk schwimmen in der Suspension, so daß deren Lage im Düsenraum durch die jeweiligen hydraulischen Druckverhältnisse bestimmt ist. Von Nachteil ist hierbei, daß die Lamellen in der sich im Betrieb einstellenden Lage nicht frei von Biegespannungen sind, da, bei Stoffaufläufen mit pa ralleler Anordnung der Turbulenzrohrreihen, die Einspannrichtung nicht mit der Lamellenrichtung übereinstimmt. Die daraus resultierenden Rückstellkräfte beeinflussen die hydraulischen Verhältnisse negativ. Überdies wird durch die Biegespannungen an der Einspannstelle die Standzeit der Lamellen verkürzt. Lamellen mit Gelenk bringen eine große Bauhöhe mit sich, was insbesondere dann von Nachteil ist, wenn eine größere Rohrzeilenzahl von beispielsweise ≧ 4 erforderlich ist. Größere Bauhöhen sind kostspielig und aus Platzgründen häufig auch nicht ohne technologische Nachteile umsetzbar.

Ziel der Erfindung ist es, einen verbesserten Stoffauflauf der eingangs ge nannten Art zu schaffen, bei dem die zuvor genannten Nachteile beseitigt sind. Dabei soll insbesondere auch eine kostengünstige Lamellen- und Turbulenzerzeugeranordnung mit Lamellen ohne Gelenk erreicht werden.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß der Turbu lenzerzeuger mehrere zueinander zumindest im wesentlichen parallele Rohrzeilen umfaßt, daß die Lamellen zwischen den Rohrzeilen einge spannt sind und in Richtung des Düsenaustrittsspaltes konvergieren, in dem zumindest ein Teil dieser Lamellen innerhalb des Düsenraums einen von der Längsachse des Turbulenzerzeugers abweichenden Verlauf besitzt, und daß die zwischen den Rohrzeilen eingespannten, zu diesen parallelen Endabschnitte der betreffenden Lamellen jeweils über eine Knickstelle in einen zur Längsachse des Turbulenzerzeugers geneigten, im Düsenraum liegenden Lamellenabschnitt übergehen.

Nachdem die Rohrzeilen des Turbulenzerzeugers zueinander zumindest im wesentlichen parallel sind, ist eine kostengünstige Fertigung möglich. Im Vergleich zu einer gepfeilten Anordnung ergibt sich überdies eine niedrige Bauhöhe. Die zwischen den Rohrzeilen eingespannten Lamellen besitzen, soweit sie innerhalb des Düsenraums einen von der Längsachse des Tur bulenzerzeugers abweichenden Verlauf aufweisen, im Bereich der Ein spannstelle einen Knick, über den die jeweils gewünschte Neigung der im Düsenraum liegenden Lamellenabschnitte im Voraus vorgebbar ist. So ist es insbesondere möglich, daß die über die jeweilige Knickstelle vorgegebe nen Neigungen der im Düsenraum liegenden Lamellenabschnitte der be treffenden Lamellen zumindest im wesentlichen den für den Betrieb gefor derten Neigungen entsprechen. Während des Betriebs treten somit keine höheren Biegespannungen mehr auf.

Von Vorteil ist insbesondere auch, daß die Lamellen nunmehr jeweils oh ne Gelenk ausgeführt sein können.

Bei einer bevorzugten praktischen Ausführungsform des erfindungsgemä ßen Stoffauflaufs besitzen die im Düsenraum liegenden Lamellenab schnitte im Querschnitt betrachtet einen zumindest im wesentlichen ge radlinigen Verlauf.

Die Lamellen enden vorzugsweise innerhalb der Düse.

Um die Bauhöhe möglichst klein zu halten, ist die Dicke der Lamellen ins besondere im Bereich der Einspannstelle vorzugsweise kleiner als etwa 18 mm.

Bei einer zweckmäßigen praktischen Ausführungsform sind die Knickwin kel benachbarter Lamellen verschieden und so bemessen, daß sich die ge dachte Verlängerung der Lamellen und der Düsenlippen in einer Linie schneiden.

Von Vorteil ist auch, wenn die Lamellen aus CFK, GFK und/oder Polycar bonat wie beispielsweise Makrolon®, Lexan® und/oder dergleichen beste hen.

Vorteilhafterweise ist wenigstens eine einteilige, gebogene und aus dem Vollen gearbeitete Lamelle vorgesehen.

Gemäß einer bevorzugten praktischen Ausführungsform des erfindungs gemäßen Stoffauflaufs kann aber auch zumindest eine zweiteilige Lamelle vorgesehen sein, deren beiden Teile miteinander verklebt sind. Dabei liegt die Klebestelle zweckmäßigerweise im Bereich des zwischen den Rohrzei len eingespannten Lamellenabschnitts.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist die Klebestelle vollständig au ßerhalb und in Strömungsrichtung vor dem an den Turbulenzerzeuger angrenzenden Düsenraum angeordnet. Demzufolge sind die Klebeflächen keiner aggressiver Papierstoffsuspension ausgesetzt und entsprechend ge schützt. Mit der außerhalb des Düsenraums angeordneten Klebestelle lie gen die Klebeflächen auch außerhalb des Lamellenbereiches, in dem, im begrenzten Umfang, noch Biegespannungen auftreten können, wodurch hohe Standzeiten erreicht werden.

Die beiden Lamellenteile können über ebene Klebeflächen oder auch über zueinander komplementär geformte, einen Formschluß bewirkende Klebe flächen miteinander verklebt sein.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Stoffauflaufs sind die beiden Lamellenteile über im Querschnitt betrachtet allgemein schräg zur Längserstreckung des betreffenden Lamellenab schnitts verlaufende Klebeflächen miteinander verklebt. Ist die Klebestelle wieder im Bereich des zwischen den Rohrzeilen eingespannten Lamellen abschnitts vorgesehen, so kann die Neigung der schräg verlaufenden Kle beflächen in Abhängigkeit von der Neigung des im Düsenraum liegenden Abschnitts der betreffenden Lamelle gewählt sein.

Bei einer bevorzugten praktischen Ausführungsform sind die schräg ver laufenden Klebeflächen einer jeweiligen Lamelle zumindest angenähert parallel zur Ausrichtung des im Düsenraum liegenden Lamellenab schnitts.

Mit derartigen schrägen Klebeflächen wird insgesamt eine günstige Biege- und Klebebelastung erreicht.

Die beiden miteinander verklebten Lamellenteile können zusätzlich ver stiftet sein.

Bei einer bevorzugten praktischen Ausführungsform sind die Lamellen mit angeformten Knickstellen gefertigt.

Von Vorteil ist auch, wenn die Lamellen formschlüssig mit dem Turbulen zerzeuger bzw. dessen Rohren verbunden sind. In diesem Fall kann es zweckmäßig sein, wenn die zwischen den Rohrzeilen eingespannten La mellenabschnitte mit Quernuten versehen sind, in die vorzugsweise an den Rohren des Turbulenzerzeugers vorgesehene Rippen oder Ansätze eingreifen.

Von Vorteil ist, wenn zumindest ein Teil der Lamellen in Querrichtung seitlich ausbaubar ist.

Grundsätzlich ist es jedoch auch denkbar, daß zumindest ein Teile der Lamellen oder im Düsenraum liegenden Lamellenabschnitte über eine Bajonett-Verbindung befestigt und in Maschinenrichtung ausbaubar ist.

Zweiteilige Lamellen mit einer jeweiligen Bajonettbefestigung sind bereits aus der DE 196 52 983 A1 bekannt.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen un ter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert; in dieser zeigen

Fig. 1 eine schematische, teilweise geschnittene Seitenansicht eines Teils eines Stoffauflaufs,

Fig. 2 eine vergrößerte schematische Darstellung der Lamel len-Einspannstellen des Stoffauflaufs gemäß Fig. 1 und

Fig. 3 eine nochmals vergrößerte schematische Darstellung der beiden oberen Lamellen-Einspannstellen des Stoffauflaufs.

Der in den Fig. 1 bis 3 dargestellte Stoffauflauf 10 umfaßt einen Tur bulenzerzeuger 12 sowie eine Düse 14, die mit einer Oberlippe 16 und ei ner Unterlippe 18 versehen ist, zwischen denen ein Stoffsuspension füh render Innen- oder Düsenraum 20 gebildet ist. Der Düsenraum 20 ist durch mehrere Lamellen 22 unterteilt.

Der Turbulenzerzeuger 12 umfaßt mehrere zueinander zumindest im we sentlichen parallele Rohrzeilen 12'. Die Lamellen 22 sind zwischen diesen Rohrzeilen 12' eingespannt. Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel sind vier Lamellen 22 vorgesehen.

Wie am besten anhand der Fig. 1 zu erkennen ist, konvergieren die La mellen 22 in Richtung des Düsenaustrittsspaltes 24, indem sie innerhalb des Düsenraums 20 einen von der Längsachse A des Turbulenzerzeugers 12 abweichenden Verlauf besitzen. Dabei gehen die zwischen den Rohr zeilen 12' eingespannten, zu diesen parallelen Endabschnitte 22' der La mellen 22 jeweils über eine Knickstelle 26 in einen zur Längsachse A des Turbulenzerzeugers 12 geneigten, im Düsenraum 20 liegenden Lamellen abschnitt 22" über.

Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die Lamellenabschnitte 22" der beiden oberen Lamellen 22 zum Düsenaustrittsspalt 24 hin nach un ten und die Lamellenabschnitte 22" der beiden unteren Lamellen 22 nach oben geneigt. Dabei entspricht die über die jeweilige Knickstelle 26 vorge gebene Neigung der im Düsenraum 20 liegenden Lamellenabschnitte 22" der jeweiligen Lamellen 22 zumindest im wesentlichen der für den Betrieb geforderten Neigung.

Die Lamellen 22 sind somit jeweils ohne Gelenk ausgeführt.

Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel besitzen die im Düsenraum 20 liegenden Lamellenabschnitte 22" im Querschnitt betrachtet einen zumin dest im wesentlichen geradlinigen Verlauf. Wie anhand der Fig. 1 zu er kennen ist, enden die Lamellen 22 innerhalb der Düse 14.

Die Dicke der Lamellen 22 ist insbesondere im Bereich der Einspannstelle vorzugsweise kleiner als etwa 18 mm.

Wie insbesondere anhand der Fig. 2 und 3 zu erkennen ist, sind die zwischen den Endabschnitten 22' und den Lamellenabschnitten 22" gebil deten Knickwinkel benachbarter Lamellen 22 verschieden und so bemes sen, daß sich die gedachte Verlängerung der Lamellen 22 und der Düsen lippen 16, 18 in einer in Querrichtung verlaufenden Linie 28 schneiden. Diese Schnittlinie 28 liegt gemäß Fig. 1 außerhalb der Düse 14.

Die Lamellen 22 können beispielsweise aus CFK, GFK und/oder Polycar bonat wie beispielsweise Makrolon®, Lexan® und/oder dergleichen beste hen.

Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel sind zweiteilige Lamellen 22 vor gesehen, deren beiden Teile I, II (vgl. Fig. 3) miteinander verklebt sind. Die Klebstellen sind im Bereich der zwischen den Rohrzeilen 12' einge spannten Lamellenabschnitte 22' vorgesehen, wobei sie vollständig außer halb und in Strömungsrichtung L vor dem an den Turbulenzerzeuger 12 angrenzenden Düsenraum 20 angeordnet sind.

Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die beiden Lamellenteile I, II einer jeweiligen Lamelle 22 über ebene Klebeflächen 30 (vgl. die Fig. 2 und 3) miteinander verklebt. Wie insbesondere anhand der Fig. 2 und 3 zu erkennen ist, verlaufen die Klebeflächen 30 der beiden Lamellenteile I, II einer jeweiligen Lamelle 22 im Querschnitt betrachtet allgemein schräg zur Längserstreckung des betreffenden Lamellenabschnitts 22', d. h. schräg zur Längsachse A des Turbulenzerzeugers 12.

Die Neigung der schräg verlaufenden Klebeflächen 30 ist im vorliegenden Fall von der Neigung des im Düsenraum 20 liegenden Abschnitts 22" der betreffenden Lamelle 22 abhängig. Dabei können diese schräg verlaufen den Klebeflächen 30 zumindest angenähert parallel zur Ausrichtung des jeweiligen, im Düsenraum 20 liegenden Lamellenabschnitts 22" sein.

Die beiden miteinander verklebten Lamellenteile I, II (vgl. die Fig. 2 und 3) einer jeweiligen Lamelle 22 können zusätzlich verstiftet sein.

Die Lamellen 22 sind vorzugsweise mit angeformten Knickstellen 26 ge fertigt. In diesem Fall werden die Knickstellen bereits während des Her stellungsprozesses erzeugt.

Wie insbesondere anhand der Fig. 3 zu erkennen ist, können die Lamel len 22 formschlüssig mit dem Turbulenzerzeuger 12 bzw. dessen Rohrzei len 12' verbunden sein. Dazu sind im vorliegenden Ausführungsbeispiel die zwischen den Rohrzeilen 12' eingespannten Lamellenabschnitte 22' mit Quernuten 32 versehen, in die vorzugsweise an den Rohrzeilen 12' des Turbulenzerzeugers 12 vorgesehene Rippen oder Ansätze 34 eingreifen.

Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die Lamellen 22 in Quer richtung seitlich ausbaubar.

Grundsätzlich sind jedoch auch mit einer jeweiligen Bajonett-Verbindung versehene, in Maschinenrichtung ausbaubare Lamellen denkbar.

Bezugszeichenliste

10

Stoffauflauf

12

Turbulenzerzeuger

12

' Rohrzeilen

14

Düse

16

Oberlippe

18

Unterlippe

20

Düsenraum

22

Lamellen

22

' Lamellenabschnitte

22

" Lamellenabschnitte

24

Düsenaustrittsspalt

26

Knickstellen

28

Schnittlinie

30

Klebeflächen

32

Quernuten

34

Rippen oder Ansätze
A Längsachse
L Strömungsrichtung
I Teil
II Teil

Claims

1. Stoffauflauf (10) mit einem Turbulenzerzeuger (12) und einer eine Oberlippe (16) und eine Unterlippe (18) umfassenden Düse (14), de ren zwischen Ober- und Unterlippe gebildeter Innenraum (20) durch mehrere Lamellen (22) unterteilt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Turbulenzerzeuger (12) mehrere zueinander zumindest im wesentlichen parallele Rohrzeilen (12') umfaßt, daß die Lamellen (22) zwischen den Rohrzeilen (12') eingespannt sind und in Richtung des Düsenaustrittsspaltes (24) konvergieren, indem zumindest ein Teil dieser Lamellen (22) innerhalb des Düsenraums (20) einen von der Längsachse (A) des Turbulenzerzeugers (12) abweichenden Ver lauf besitzt, und daß die zwischen den Rohrzeilen (12') eingespann ten, zu diesen parallelen Endabschnitte (22') der betreffenden La mellen (22) jeweils über eine Knickstelle (26) in einen zur Längsach se (A) des Turbulenzerzeugers (12) geneigten, im Düsenraum (20) liegenden Lamellenabschnitt (22") übergehen.

2. Stoffauflauf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die über die jeweilige Knickstelle (26) vorgegebene Neigung der im Düsenraum (20) liegenden Lamellenabschnitte (22") der betref fenden Lamellen (22) zumindest im wesentlichen der für den Betrieb geforderten Neigung entspricht.

3. Stoffauflauf nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Lamellen (22) jeweils ohne Gelenk ausgeführt sind.

4. Stoffauflauf nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die im Düsenraum (20) liegenden Lamellenabschnitte (22") im Querschnitt betrachtet einen zumindest im wesentlichen geradlini gen Verlauf besitzen.

5. Stoffauflauf nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Lamellen (22) innerhalb der Düse (14) enden.

6. Stoffauflauf nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der Lamellen (22) insbesondere im Bereich der Ein spannstelle kleiner als etwa 18 mm ist.

7. Stoffauflauf nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Knickwinkel benachbarter Lamellen (22) verschieden und so bemessen sind, daß sich die gedachte Verlängerung der Lamellen (22) und der Düsenlippen (16, 18) in einer Linie (28) schneiden.

8. Stoffauflauf nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Lamellen (22) aus CFK, GFK und/oder Polycarbonat wie beispielsweise Makrolon®, Lexan® und/oder dergleichen bestehen.

9. Stoffauflauf nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine einteilige, gebogene und aus dem Vollen gear beitete Lamelle (22) vorgesehen ist.

10. Stoffauflauf nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine zweiteilige Lamelle (22) vorgesehen ist, deren beiden Teile (I, II) miteinander verklebt sind.

11. Stoffauflauf nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Klebestelle im Bereich des zwischen den Rohrzeilen (12') eingespannten Lamellenabschnitts (22') vorgesehen ist.

12. Stoffauflauf nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Klebestelle vollständig außerhalb und in Strömungsrichtung (L) vor dem an den Turbulenzerzeuger (12) angrenzenden Düsen raum (20) angeordnet ist.

13. Stoffauflauf nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Lamellenteile (I, II) über ebene Klebeflächen (30) mit einander verklebt sind.

14. Stoffauflauf nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Lamellenteile (I, II) über zueinander komplementär geformte, einen Formschluß bewirkende Klebeflächen miteinander verklebt sind.

15. Stoffauflauf nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Lamellenteile (I, II) über im Querschnitt betrachtet allgemein schräg zur Längserstreckung des betreffenden Lamellen abschnitts (22') verlaufende Klebeflächen (30) miteinander verklebt sind.

16. Stoffauflauf nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Klebestelle im Bereich des zwischen den Rohrzeilen (12') eingespannten Lamellenabschnitts (22') vorgesehen und die Neigung der schräg verlaufenden Klebeflächen (30) in Abhängigkeit von der Neigung des im Düsenraum (20) liegenden Abschnitts (22") der be treffenden Lamelle (22) gewählt ist.

17. Stoffauflauf nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die schräg verlaufenden Klebeflächen (30) zumindest angenä hert parallel zur Ausrichtung des im Düsenraum (20) liegenden La mellenabschnitts (22") sind.

18. Stoffauflauf nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden miteinander verklebten Lamellenteile (I, II) zusätzlich verstiftet sind.

19. Stoffauflauf nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Lamellen (22) mit angeformten Knickstellen (26) gefertigt sind.

20. Stoffauflauf nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Lamellen (22) formschlüssig mit dem Turbulenzerzeuger (12) bzw. dessen Rohren verbunden sind.

21. Stoffauflauf nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die zwischen den Rohrzeilen (12') eingespannten Lamellenab schnitte (22') mit Quernuten (32) versehen sind, in die vorzugsweise an den, Rohren des Turbulenzerzeugers (12) vorgesehene Rippen oder Ansätze (34) eingreifen.

22. Stoffauflauf nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Teil der Lamellen (22) in Querrichtung seitlich ausbaubar ist.

23. Stoffauflauf nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Teil der Lamellen (22) oder der im Düsenraum (20) liegenden Lamellenabschnitte (22") über eine Bajonett- Verbindung befestigt und in Maschinenrichtung ausbaubar ist.