DE3710058C1 - Stoffauflauf fuer eine Papiermaschine o.dgl. - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Stoffauflauf für eine Papiermaschine od.dgl. gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Ein solcher Stoffauflauf ist durch die DE-AS 11 35 744 bekannt. Dort ist jede Stromführungswand mit einer Einrichtung zur Einstel­ lung des Flächengewichts-Querprofils ausgestattet. Diese Einrich­ tung ist als dünne Platte ausgebildet, welche die Stromführungs­ wand gegen den Stoffkanal begrenzt und sich nach Abstützung an einer Rippe frei bis zum Stoffaustrittsspalt erstreckt. In Stoff­ strömungsrichtung gesehen ist die Platte an ihrer Rückseite kurz vor der Stützrippe an einer Vielzahl von balgförmigen Druckkammern abgestützt. Diese sind über die Maschinenbreite dicht aufeinander­ folgend angeordnet und können einzeln durch ein Druckmedium in ihrer Dicke verändert werden. Damit soll es möglich sein, durch gezieltes Abheben des spaltseitigen Plattenabschnitts von der Stromführungswand die lichte Weite des Stoffaustrittsspaltes zu verringern. Diese bekannte Ausführungsform ist jedoch insofern nachteilig, als eine Dickenvergrößerung einer oder mehrerer Druck­ kammern zunächst ein Schwenken des spaltseitigen Endabschnitts der vom Stoffstrom beaufschlagten Platte um die als Schwenkachse wir­ kende Rippe hervorruft. Diese Schwenkbewegung bewirkt anstatt der gewünschten Verringerung der lichten Weite des Stoffaustrittsspal­ tes zunächst die gegenteilige Wirkung einer Spaltvergrößerung. Erst wenn der spaltseitige Endabschnitt von der Rippe abhebt, wird eine Verkleinerung der lichten Weite des Stoffaustrittsspaltes bewirkt. Dabei besteht die Gefahr, daß der in Stoffströmungsrich­ tung nach den Druckkammern ungestützte Endabschnitt der Platte zum Schwingen angeregt wird, was zumindest Störungen im Flächenge­ wichts-Längsprofil der Bahn hervorruft.

Aus der DE-OS 25 29 768 ist ein Stoffauflauf mit einem Vorderwand­ balken bekannt, welcher der maschinenbreiten, beweglichen Strom­ führungswand beim Anmeldungsgegenstand entspricht. Der Vorderwand­ balken trägt eine als Blende wirkende Justierplatte, mit welcher die lichte Weite des Lippenschlitzes (Stoffaustrittsspalt) ein­ stellbar ist. An beiden Enden des Vorderwandbalkens greifen als pneumatische Bälge ausgebildete Kraftvorrichtungen an. Diese sind an biegesteif ausgebildeten Teilen der Stoffauflaufkastenkonstruk­ tion abgestützt. Mit den Kraftvorrichtungen sollen Wärme- und Lastdurchbiegungen des Vorderwandbalkens kompensiert werden. Eine durch die Kraftvorrichtungen erzielte Korrektur der Biegelinie des Vorderwandbalkens wirkt sich zwar auch auf die Justierplatte aus. Dies ist jedoch an und für sich unerwünscht, da die Einstellung der Justierplatte sich nicht an der Biegelinie des Vorderwandbal­ kens, sondern am Abstand (Spaltweite) zur gegenüberliegenden, feststehenden Stromführungswand orientiert. Die endseitig am Vor­ derwandbalken angreifenden Kraftvorrichtungen wären für eine Kor­ rektur der Justierplatteneinstellung völlig unzureichend, weil die hohen Anforderungen an die Genauigkeit der Stoffaustrittsspaltwei­ te eine Einstellmöglichkeit in über die Maschinenbreite geringen Abständen erfordern.

Aus der DE-PS 29 42 966 ist eine Stoffauflaufdüse mit einer beweg­ lichen Stromführungswand bekannt, an deren spaltseitiger Stirn­ fläche eine annähernd quer zum Stoffaustrittsspalt verschiebbare Blende abgestützt ist. In einem die Blende übergreifenden, maschi­ nenbreiten Widerlager ist ein druckbeaufschlagbarer Schlauch ein­ gelassen. Dieser stützt sich auf der Seite der Blende ab, welche von der Stirnfläche der Stromführungswand abgewandt ist. Dieser Schlauch hat den Zweck, die Blende im Hinblick auf ihre Belastung durch den angreifenden Stoffstrom gegen die bewegliche Stromfüh­ rungswand zu pressen. Dabei kann der Schlauch in mehrere Abschnit­ te zerlegt sein, um an einigen Stellen der Bahnbreite einen höhe­ ren Anpreßdruck auf die Blende ausüben zu können als im übrigen Bahnbreitenbereich. Eine Verstellung der Blende zur Einstellung der Stoffaustrittsspaltweite ist mit dieser bekannten Ausführungs­ form nicht bezweckt und auch nicht möglich, weil die Wirkrichtung der vom Schlauch ausgeübten Anpreßkraft im rechten Winkel zur Be­ wegungsrichtung der Blende verläuft.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Stoffauflauf der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem die Einrichtung zur Einstellung des Flächengewichts-Querprofils betriebssicher ausge­ bildet ist, eine definierte Beeinflussung der lichten Austritts­ spaltweite ermöglicht und aus wenigen Bauteilen besteht.

Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 gekennzeichnete Merkmalskombination gelöst.

Die Lösung ist insofern vorteilhaft, als durch die beiderseitige Führung des Körpers die damit verbundene Blende einer definierten Bahn folgt. Dabei führt die Blende eine durch Druckbeaufschlagung einer Druckkammer oder mehrerer Druckkammern hervorgerufene Ver­ formung des Körpers parallel zur Führung in gleicher Bewegungs­ richtung und in gleichem Maße aus. Durch die Vereinigung der Druckkammern in einem Körper ergeben sich ferner günstige Verhält­ nisse für Montage und raschen Austausch dieses Bauteils. Darüber hinaus ist von wesentlichem Vorteil, daß die Einrichtung zur Ein­ stellung des Flächengewichts-Querprofils mit einer Blende arbei­ tet, welche zur Flächengewichtskorrektur besonders geeignet und im Falle einer Beschädigung leicht austauschbar ist.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteran­ sprüchen gekennzeichnet.

Der gemäß Anspruch 2 ausgewählte Werkstoff für den Körper der Einrichtung eignet sich besonders für diesen Einsatz, weil er eine hohe elastische Festigkeit hat, sich durch Gießen gut for­ men läßt und gegen den Papierstoff beständig sowie verschleiß­ fest ist.

Durch die im Anspruch 3 angegebene Maßnahme wird eine gute Zu­ gänglichkeit zu Blende und Körper für Wartungszwecke u.dgl. erreicht.

Mit der im Anspruch 4 gekennzeichneten Bemessung des Körpers wird bei Druckbeaufschlagung wenigstens einer der Druckkammern eine überwiegend und bevorzugt in Bewegungsrichtung der Blende erfolgende Verformung zum Zwecke der Blendeneinstellung erzielt.

Damit sich die Druckbeaufschlagung einer Druckkammer nicht in unerwünschter Weise auf eine Nachbarkammer auswirkt, sind nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung gemäß Anspruch 5 die Zwischenwände der Kammern gegen Beulung ausgesteift, z.B. durch eine in die Wände eingebettete Armierung.

Durch die im Anspruch 6 angegebene Maßnahme wird erreicht, daß auch der dem Zwischenbereich zweier benachbarter Druckkammern einer Reihe zugeordnete Abschnitt der Blende durch Druckbeauf­ schlagung der diesem Bereich zugeordneten Druckkammer der ande­ ren Reihe beeinflußt werden kann.

Die im Anspruch 7 gekennzeichnete Ausgestaltung ist insofern vorteilhaft, als die Blendenverformung unmittelbar am Stoffaus­ trittsspalt gemessen wird, also am Ort der Blendenwirkung, so daß Toleranzen und Spiel anderer Bauteile weitgehend ausge­ schlossen sind. Dabei kann die Verformung zur Regelung der Druckbeaufschlagung der Druckkammern herangezogen werden.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 einen Querschnitt durch den austrittsseitigen Bereich eines Stoffauflaufs mit einem Expandier­ körper als erstes Ausführungsbeispiel mit einer Blende als Einrichtung zur Einstellung des Flächengewichts-Querprofils,

Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie II-II in Fig. 1 durch einen Abschnitt des Expandierkörpers mit einer Reihe Druckkammern,

Fig. 3 einen Querschnitt entlang des Linienzuges III-III in Fig. 4 durch eine andere Ausführungsform eines Expandierkörpers mit zwei Reihen Druckkammern und

Fig. 4 einen Schnitt entlang der Linie IV-IV in Fig. 3 durch den Expandierkörper.

Ein in Fig. 1 mit 10 bezeichneter Stoffauflauf weist eine un­ tere, starre Stromführungswand 11 auf, die sich über die Ma­ schinenbreite (senkrecht zur Zeichnungsebene) erstreckt. Der Wand 11 ist gegenüberliegend eine zweite, maschinenbreite Stromführungswand 12 zugeordnet. Die beiden Stromführungswände 11 und 12 begrenzen einen düsenartigen, maschinenbreiten Stoff­ kanal 13, der endseitig in einen maschinenbreiten Stoffaus­ trittsspalt 14 übergeht. Der Stoffauflauf 10 hat den Zweck, eine mit konstantem Volumenstrom und konstantem Feststoffgehalt zugeführte Stoffsuspension 15 im Stoffkanal 13 in Strömungs­ richtung (Pfeil 16) zu beschleunigen und in Form eines maschi­ nenbreiten Stoffstrahles 17 aus dem Austrittsspalt 14 auf ein nicht dargestelltes Entwässerungssieb einer Papiermaschine ab­ zugeben.

Die lichte Weite des Stoffaustrittsspaltes 14 ist durch Schwen­ ken der beweglichen Stromführungswand 12 um eine parallel zum Spalt verlaufende Achse einstellbar. Außerdem ist die beweg­ liche Stromführungswand 12 am Stoffaustrittsspalt 14 mit einer Einrichtung 18 zur Einstellung des Flächengewichts-Querprofils der in der Papiermaschine erzeugten Papierbahn ausgestattet. Die Einrichtung 18 weist ein maschinenbreites, die lichte Weite des Stoffaustrittsspaltes 14 begrenzendes Element in Form einer Blende 19 auf. Die als Blechstreifen ausgebildete Blende 19 ist, wie nachfolgend beschrieben, relativ zur beweglichen Stromführungswand 12 verstellbar, wobei die Bewegungsrichtung durch einen Doppelpfeil angedeutet ist.

Die Einrichtung 18 zur Einstellung des Flächengewichts-Quer­ profils hat eine sich über die Maschinenbreite erstreckende Halteschiene 20, welche gegen eine in der Ebene der Blende 19 verlaufende Stirnfläche 21 der beweglichen Stromführungswand 12 abgestützt und an dieser lösbar mit Schrauben 22 befestigt ist. Die Halteschiene 20 weist spaltseitig eine mit Abstand parallel zur Stirnfläche 21 der Stromführungswand 12 verlaufende Wand 23 auf. Diese begrenzt zusammen mit der Stirnfläche 21 einen Raum, in dem ein maschinenbreiter Expandierkörper 24 aus Polyurethan aufgenommen ist.

Der Expandierkörper 24 weist eine Reihe über die Maschinenbrei­ te aufeinanderfolgend angeordnete Druckkammern 25 (25.1 bis 25.4 in Fig. 2) auf. Spaltseitig ist der Expandierkörper 24 mit der Blende 19 verbunden. Die Verbindung zwischen Blende 19 und Expandierkörper 24 kann stoffschlüssig und/oder formschlüs­ sig ausgeführt sein.

Der Expandierkörper 24 hat zwei parallel zur Bewegungsrichtung der Blende 19 verlaufende Seitenwände 26 und 27, welche gegen die Wand 23 der Halteschiene 20 bzw. gegen die Stirnfläche 21 der beweglichen Stromführungswand 12 abgestützt sind. Mit sei­ nem blendenabgewandten Abschnitt 28 ist der Expandierkörper 24 sowohl in der Halteschiene 20 als auch in der Stromführungswand 12 formschlüssig gehalten, so daß die blendenabgewandte Wand 29 des Expandierkörpers fest an der Halteschiene anliegt. Spalt­ seitig sind die Seitenwände 26 und 27 des Expandierkörpers 24 durch eine weitere Wand 30 miteinander verbunden. Der Expan­ dierkörper 24 ist ferner mit quer zur Blende 19 verlaufenden Zwischenwänden 31 versehen, welche die einzelnen Druckkammern 25 trennen. Jeder einzelnen Druckkammer 25 ist ein Stutzen 32 zum Anschluß eines Druckschlauchs zugeordnet. Jeder Schlauch­ stutzen 32 ist dicht in die Seitenwand 26 des Expandierkörpers 24 eingebettet und durchdringt mit Spiel eine Bohrung 33 in der Wand 23 der Halteschiene 20. Der Anschluß der Druckkammern 25 an ein Druckmedium (Gas oder Flüssigkeit) kann in der Weise erfolgen, daß die Schläuche zu einer Druckregeleinrichtung ge­ führt sind, welche mit einer Versorgungseinrichtung für das Druckmedium in Verbindung steht.

Eine Druckbeaufschlagung einer Druckkammer 25 mit Überdruck führt zu einer Verformung des elastischen Expandierkörpers 24 in dessen der Kammer zugeordnetem Bereich. Um die Verformung auf diesen Bereich einzuschränken, sind die Zwischenwände 31 des Expandierkörpers 24 versteift. Da die blendenabgewandte Wand 29 fest an der Halteschiene 20 anliegt, ruft die Druckbe­ aufschlagung eine elastische Dehnung vornehmlich der Seitenwän­ de 26 und 27 des Expandierkörpers 24 in dem Bereich hervor, welcher der entsprechenden Druckkammer 25 zugeordnet ist. Dabei dienen die Stirnfläche 21 der Stromführungswand 12 sowie die Stirnfläche 34 der Wand 23 der Halteschiene 20 als Gleitfläche für die zugeordneten Seitenwände 26 und 27 des Expandierkörpers 24. Die elastische Verformung des Expandierkörpers 24 wirkt sich somit quer zur Längserstreckung der Blende 19 in deren Bewegungsrichtung aus. Die Verformung in dieser Bewegungsrichtung wird durch die Querschnittsgestaltung des Expandierkörpers 24 dadurch unterstützt, daß dessen parallel zur Bewegungsrichtung verlaufende Höhe größer ist als dessen Breite, im vorliegenden Ausführungsbeispiel das Doppelte der Breite beträgt. Um unter der Wirkung des Druckmediums in der Druckkammer 25 eine Beulung der spaltseitigen Wand 30 zu ver­ meiden, kann diese Wand ebenfalls wie die Zwischenwände 31 durch eine Armierung versteift werden. Damit ist sicherge­ stellt, daß die Blende 19 nicht durch den Druck der Stoffsus­ pension 15 im Stoffkanal 13 von der Stirnfläche 21 der Strom­ führungswand 12 abgehoben wird.

In Fig. 2 ist die Wirkung der Druckbeaufschlagung der Druckkam­ mern 25 auf die Blende 19 anhand von Biegelinien 35 beispiel­ haft dargestellt. Der Expandierkörper 24 ist in seiner Formge­ bung derart bemessen, daß eine Beaufschlagung sämtlicher Druck­ kammern 25 mit einem "Normaldruck" (z.B. Umgebungsdruck) eine Verformung des Expandierkörpers 24 und der verbundenen Blende 19 in solchem Maße hervorruft, aufgrund der die Blende eine völlig gerade (strichpunktierte) Biegelinie 35.1 einnimmt. In diesem Falle verläuft also die Blende 19 parallel zur starren Stromführungswand 11 und bewirkt einen Stoffaustrittsspalt 14 gleicher Breite.

Abweichungen vom vorgegebenen Flächengewichts-Querprofil der Papierbahn können durch Beaufschlagung entsprechender Druckkam­ mern 25 mit einem vom "Normaldruck" abweichenden Druck wie folgt ausgeglichen werden: Wird beispielsweise festgestellt, daß ein der Druckkammer 25.2 zugeordneter Bahnstreifen ein zu hohes Flächengewicht, ein der Druckkammer 25.3 zugeordneter Bahnstreifen dagegen ein zu niedriges Flächengewicht hat, so wird die Druckkammer 25.2 mit einem höheren und die Druckkammer 25.3 mit einem niederen Druck (also gegebenenfalls Unterdruck) als dem "Normaldruck" beaufschlagt. Dies führt zu einer Verfor­ mung des Expandierkörpers 24 und der Blende 19 im entsprechen­ den Bereich, so daß sich eine (gestrichelte) Biegelinie 35.2 einstellt. Die lichte Weite des Stoffaustrittsspalts 14 wird daher im Bereich der Druckkammer 25.2 verringert, im Bereich der Druckkammer 25.3 jedoch vergrößert. Dementsprechend wird das Volumen der dem jeweiligen Bahnstreifen zugeführten Stoff­ suspension 15 und damit das Flächengewichts-Querprofil kor­ rigiert.

Durch die Anordnung der Druckkammern 25 in einem Teilungsab­ stand von beispielsweise 50 mm kann die Beeinflussung des Flächengewichts-Querprofils in bezüglich der Bahnbreite sehr engen Grenzen vorgenommen werden. Damit das Maß der Blendenver­ formung erfaßt und einem Regelkreis für die Einstellung der lichten Weite des Stoffaustrittsspaltes 14 zugeführt werden kann, ist die Blende 19 im Bereich jeder Druckkammer 25 mit einer Meßeinrichtung in Form eines Dehnmeßstreifens 36 ver­ bunden.

Das in den Fig. 3 und 4 dargestellte weitere Ausführungsbei­ spiel eines Expandierkörpers 40 unterscheidet sich im wesent­ lichen von demjenigen nach den Fig. 1 und 2 dadurch, daß in Bewegungsrichtung der Blende 41 zwei Reihen Druckkammern 42 und 43 vorgesehen sind. Die Druckkammern 42 und 43 jeder Reihe sind in gleicher Teilung t über die Maschinenbreite angeordnet. Jede Druckkammer 42, 43 ist mit einem Schlauchstutzen 44 zum An­ schluß an eine Druckquelle verbunden.

Die Teilung t der Druckkammern 42 bzw. 43 jeder Reihe kann 50 mm betragen. Wie man aus Fig. 4 erkennt, sind die Druckkam­ mern 42, 43 beider Reihen unter gegenseitigem Versatz in Blen­ denlängsrichtung um einen halben Teilungsabstand t/2 versetzt. Über die Maschinenbreite gesehen, kann somit im Abstand von je 25 mm je eine Druckkammer 42 bzw. 43 zum Angriff an der Blende 41 herangezogen werden. Um dies zu verdeutlichen, sind Biege­ linien 45 unterhalb der Blende 41 in Fig. 4 wiedergegeben. Die strichpunktiert gezeichnete Biegelinie 45.1 stellt den Fall dar, wenn sämtliche Druckkammern 42 und 43 beider Reihen mit "Normaldruck" beaufschlagt werden. Die (gestrichelte) Biege­ linie 45.2 der Blende 41 wird erreicht, wenn die Druckkammern 43.1 und 43.2 der blendenseitigen Reihe mit einem höheren Druck als "Normaldruck" den Expandierkörper 40 verformen. Durch Be­ aufschlagen der Druckkammer 42.1 der anderen Reihe mit gleich­ falls höherem Druck als "Normaldruck" kann auch der Bereich des Expandierkörpers 40, in dem eine Zwischenwand 46 zwischen den Druckkammern 43.1 und 43.2 liegt, verformt und damit der Blende 41 in diesem Bereich die (gepunktete) Biegelinie 45.3 gegeben werden. Jenseits der geraden Linie 45.1 liegende Biegelinien der Blende 41 können durch Beaufschlagung entsprechender Druck­ kammern 42 und 43 mit einem Druck unterhalb des "Normaldrucks" erzielt werden.

Claims (7)

1. Stoffauflauf für eine Papiermaschine od.dgl., mit den fol­ genden Merkmalen:

• a) ein düsenartiger Stoffkanal, der einen Stoffaustritts­ spalt bildet, ist begrenzt durch eine starre Stromfüh­ rungswand und eine gegenüberliegende bewegliche Strom­ führungswand,
• b) die bewegliche Stromführungswand ist am Stoffaustritts­ spalt mit einer Einrichtung zur Einstellung des Flächen­ gewichts-Querprofils der Papierbahn ausgestattet,
• c) die Einrichtung weist eine die lichte Weite des Stoff­ austrittsspalts begrenzende Blende auf, welche relativ zur beweglichen Stromführungswand verstellbar ist,
• d) die Blende steht in Verbindung mit aufeinanderfolgend angeordneten Druckkammern, welche gegen die bewegliche Stromführungswand abgestützt und voneinander unabhängig mit einem Druckmedium beaufschlagbar sind, gekennzeichnet durch die weiteren Merkmale:
• e) die Druckkammern (25; 42, 43) sind in einem hohlen Ex­ pandierkörper (24; 40) durch quer zur Blende (19) ver­ laufende Zwischenwände (31) gebildet, dessen parallel zur Bewegungsrichtung der Blende (19; 41) verlaufende Seitenwände (26, 27) aus einem Werkstoff hoher Elastizi­ tät bestehen und spaltseitig mit der Blende verbunden sind,
• f) der Expandierkörper (24; 40) ist parallel zur Bewegungs­ richtung der Blende (19; 41) beidseitig zwischen Gleit­ flächen (Stirnflächen 21 und 34) geführt und an seinem blendenabgewandten Abschnitt (28) an der beweglichen Stromführungswand (12) befestigt.

2. Stoffauflauf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Expandierkörper (24; 40) aus Polyurethan (PUR) besteht.

3. Stoffauflauf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Expandierkörper (24; 40) mit seiner einen Seitenwand (27) gegen eine in der Ebene der Blende (19; 41) oder parallel zu dieser verlaufende Stirnfläche (21) der beweg­ lichen Stromführungswand (12) abgestützt und mit seiner anderen Seitenwand (26) sowie seiner blendenabgewandten Wand (29) von einer an der Stromführungswand (12) lösbar befestigten Halteschiene (20) umgriffen ist.

4. Stoffauflauf nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß - bezogen auf den Querschnitt des Expandierkörpers (24; 40) - dessen parallel zur Bewegungsrichtung der Blende (19; 41) verlaufende Höhe größer ist als dessen Breite.

5. Stoffauflauf nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Zwischenwände (31) der Druckkammern (25; 42, 43) im Expandierkörper (24; 40) versteift sind.

6. Stoffauflauf nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß im Expandierkörper (40) zwei Reihen in gleicher Teilung (t) angeordneter Druckkammern (42, 43) in Bewegungsrichtung der Blende (41) hintereinander ausgebil­ det sind, und zwar unter gegenseitigem Versatz der Druck­ kammern beider Reihen in Blendenlängsrichtung um einen hal­ ben Teilungsabstand.

7. Stoffauflauf nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Blende (19; 41) im Bereich jeder Druckkammer (25; 42, 43) eine die Blendenverformung erfas­ sende Meßeinrichtung, z.B. ein Dehnmeßstreifen (36), zuge­ ordnet ist.