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