AT505567A2 - Verfahren zur regelung von lamellenschwingungen eines lippenkanals eines stoffauflaufkastens und lamelle für den lippenkanal eines stoffauflaufkastens - Google Patents

Description

VERFAHREN ZUR REGELUNG VON LAMELLENSCHWINGUNGEN EINES LIPPENKANALS EINES STOFFAUFLAUFKASTENS UND LAMELLE FÜR DEN LIPPENKANAL EINES STOFFAUFLAUFKASTENS

Die vorliegende Erfindung betrifft den Stoffauflauf-kästen einer Faserbahnmaschine. Genauer ausgedrückt besteht der Gegenstand der vorliegenden Erfindung in einem Verfahren und einer Anordnung zur Regelung von Lamellenschwingungen eines Lippenkanals eines Stof fauf laufkastens und der Lamelle für den Lippenkanal des Stoffauflaufkastens.

In diesem Zusammenhang steht der Begriff Stoffauflauf-kästen für eine Einheit einer Faserbahnmaschine wie zum Beispiel einer Papiermaschine, einer Kartonmaschine, einer Zellstofftrocknungsmaschine, einer Gewebemaschine oder Ähnlichem, die zur Erzeugung von Massensuspension vor der Formgebungseinheit verwendet wird. Die Aufgabe der Funktion des Stoffauflaufkastens besteht in der Ausbreitung der Massensuspension über die gesamte Breite der Faserbahnmaschine in einen homogenen Strom, der sich als eine regelmäßige Front vorwärtsbewegt. Die Massensuspension wird von dem Lippenkanal in den Formgebungsteil zugeführt. Die häufigsten

Probleme des Stoffauflaufkastens und Schwachpunkte, die inhomogen und/oder unregelmäßig verursacht werden in der Strömungsrichtung und/oder Fortbewegung in einer transversalen seitli-chen/vertikalen Richtung wie für die Strömungsrichtung von dem Massenstrom der

Massensuspension, unterschiedliche Turbulenzen in dem Lippenkanal des Stoffauflaufkastens,

Lamellenschwingungsprobleme, Streifenbildung und andere Strukturprobleme der Faserbahnlinie wie zum Beispiel Niveauanormalien und Blasen in der Faserbahn.

In diesem Zusammenhang steht der Begriff Lippenkanal für einen Kanal, durch den hindurch die Massensuspension in die Maschinenrichtung oder MD-Richtung durch den Düsenteil zu dem Formungsbereich fließt. Wenn der Stoffauflaufkasten mehrschichtig und/oder einschichtig strukturiert ist und mit den sogenannten langen Lamellen ausgeführt wurde, die sich in die MD-Richtung durch den Austrittsspalt erstrecken, wurde der Düsenteil nicht notwendigerweise in der Struktur angeordnet, wobei die Massensuspension durch den Austrittsspalt in den Formungsbereich fließt.

In diesem Zusammenhang steht der Begriff laminierte Struktur, die allgemein auch „Trennungslamelle", Keilnut oder Fischgräte genannt wird, für mindestens eine in dem Lippenkanal des Stoffauflaufkastens angeordnete Lamelle, und erstreckt sich in Maschinenrichtung oder MD-Richtung in der Nähe des Austrittsspaltes am Ende des Lippenkanals oder sogar aus dem Austrittsspalt heraus, und in einer transversalen oder CD-Richtung wie für die MD-Richtung zu der Breite des Lippenkanals, die in dem Lippenkanal verwendet wird, um in einer vertikalen oder Z-Richtung, wie für die MD-Richtung, zwei oder mehrere einzelne Suspensions-ströme voneinander zu trennen, welche dieselben oder unterschiedliche Viskositäten, Massenkonsistenzen und/oder chemische Merkmale aufweisen.

In diesem Zusammenhang steht die Definition Randbereich der Lamelle für den Endbereich oder den Kopfbereich der Lamelle der sich in die CD-Richtung auf die gesamte Breite des Lippenkanals erstreckt, der sich in die MD-Richtung in der Nähe des Austrittsspaltes oder durch den Austrittsspalt hindurch erstreckt, und über den die Massensuspension strömt.

Die Definition Kopf der Lamelle steht in diesem Zusammenhang für die entfernteste Kante der Lamelle in der MD-Richtung, die sich in der CD-Richtung über die gesamte Breite des Lippenkanals hindurch erstreckt, durch den die Massensuspension in den Austrittsspalt oder über/durch denselben hindurch strömt.

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Es ist bereits allgemein bekannt, dass laminierte Strukturen bei Lippenkanälen von Stoffauflaufkästen in Faserbahnmaschinen verwendet werden. Die Lamellen können dahingehend angesehen werden, dass sie durchschnittlichen Handwerkern genügend bekannt sind. Trotzdem ist es notwendig zu bemerken, dass der Hauptzweck der Lamellen auf Grund der Erzeugung einer erhöhten Turbulenz darin besteht, das Spannungsverhältnis der Faserbahn, wie zum Beispiel Papier oder Karton, zu verringern. Zusätzlich kann man mithilfe der Lamellen versuchen a) das Ausmaß der entstandenen Turbulenz zu verringern, wobei in diesem Fall wirksame Faktoren zum Beispiel eine kleine Kanalhöhe, erhöhte Grenzschichtturbulenz und ein dünner Glättkopf sind, und b) die Vermengung der von den unterschiedlichen Linien des Turbulenzgenerators kommenden Ströme zu verhindern.

Es ist ebenfalls allgemein bekannt, dass das Problem darin besteht, dass die Schwingungen der in dem Lippenkanal des Stoffauflaufkastens verwendeten Lamelle Streifenbildung in der Faserbahn, wie zum Beispiel in der Papierbahn, verursacht. Unter Betrachtung dieses Problems kann jedoch bemerkt werden, dass die Welligkeit des Glättkopfes der Lamelle Interferenzen in dem Strom verursachen kann, die in der fertiggestellten Bahn als Streifen sichtbar sind.

Aus der Patentanmeldung FI 113382 ist ein Verfahren zur Vermeidung oder Verringerung der Turbulenzen bekannt, die gelegentlich in den Lamellen des Stoffauf- laufkastens auftreten, in einem Strom, der durch den Stoffauflaufkästen der Papiermaschine hindurchgeht, wenn nach der geschlossenen Hinterkante ein Blindbereich erzeugt wird. Die Veröffentlichung legt nahe, dass der Blindbereich mit mehreren kleineren Strömen gespült werden sollte, die von dem Hauptstrom hergeleitet werden, die mit in der Oberfläche der Lamelle erzeugten Kanälen ausgebildet werden. Zur Durchführung des Verfahrens legt die FI-Veröffentlichung als Lamellenlösung für den Stoffauflaufkasten Folgendes nahe.

Der Endteil der Lamelle weist, wie für die MD-Richtung, Nuten auf, deren Ausbildung an der Kante der Lamelle in Form von Sägezähnen oder Schultern herbeigeführt wurden, die mindestens teilweise abgerundet sind.

Es sind Nuten in der Lamelle vorhanden, die sich in dem Randbereich der Lamelle befinden, sowie in derselben Richtung wie der Strom, wobei in diesem Fall die Nuten von oben gesehen rechteckig oder paraboiförmig oder in Form einer Keilnut sind, wobei in diesem Fall die breite Seite der Keilnut in Richtung des Stromes zeigt.

Der Grundgedanke der Patentanmeldung FI 113382 ist daher, dass in der MD-Richtung der Randbereich oder Rand der Lamellen so geformt ist, dass er das Auftreten von StrömungsInterferenzen wie zum Beispiel von Strudeln und Turbulenzen verringert, und somit die in der Lamelle erzeugten Schwingungen verringert. Die durch diese FI-Veröffentlichung nahegelegte Lösung #· *·

erfordert eine bemerkenswerte Kenntnis von Strömungs-technik und erfordert, um eine funktionale Strömungslösung zu verwirklichen, bei der Formung des Randbereiches eine besonders bemerkenswerte Präzision. Zusätzlich besteht der Schwachpunkt dieser Lösung darin, dass sie nur als eine Grundlage für die Planung in einem ausgewählten begrenzten Massenstrombereich funktionieren kann.

Eine der Funktionen der vorliegenden Erfindung besteht in der Schaffung eines neuen und erfinderischen Verfahrens zur Steuerung der Schwingung/en der Lamelle/n des Lippenkanals des Stoffauflaufkastens, um die oben erwähnten allgemeinen und spezifischen Probleme oder Schwachpunkte im Zusammenhang mit dem Stoffauflaufkasten, wie zum Beispiel Kräuselung, Schwingungen und mit der Produktionstechnik in Zusammenhang stehende Probleme zu beseitigen oder wesentlich zu verringern. Eine zweite Funktion besteht in der Erzeugung einer neuen und erfinderischen Lamelle oder Keilnut eines Lippenkanals eines Stoffauflaufkastens, um die oben erwähnten allgemeinen und spezifischen Probleme oder Schwachpunkte im Zusammenhang mit dem Stoffauflaufkasten, wie zum Beispiel Kräuselung, Schwingungen und mit der Produktionstechnik in Zusammenhang stehende Probleme zu beseitigen oder wesentlich zu verringern, wobei in diesem Fall deren Schwingungen im Wesentlichen kontrolliert, und die Verwirklichung des Verfahrens in Übereinstimmung mit der Erfindung unterstützt werden kann.

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Die Aufgaben der vorliegenden Erfindung können mit dem Verfahren in Übereinstimmung mit der Erfindung zur Regelung von Lamellenschwingungen eines Lippenkanals eines Stoffauflaufkastens gelöst werden, wenn ein Massenstrom durch den Lippenkanal in den Stoffauflaufkästen geht, wobei einzelne Massenströme mittels der Lamelle voneinander getrennt gehalten werden, bevor dieselben nach der Lamelle vereinigt werden, zum Beispiel so, dass die Abmessungen, mechanischen Merkmale und/oder dynamischen Merkmale der Lamelle in dem Randbereich der Lamelle mittels einer aktiven Struktur verändert werden, die eine aktive und/oder passivaktive Einrichtung ist, und/oder aus einem aktiven und/oder passiv-aktiven Werkstoff besteht.

Die Aufgaben der vorliegenden Erfindung können ebenfalls mit einer Anordnung zur Regelung einer Lamelle eines Lippenkanals eines Stoffauflaufkastens gelöst werden, wenn ein Massenstrom durch den Lippenkanal in den Stoffauflaufkästen geht, wobei die Lamelle einzelne Massenströme voneinander getrennt hält, bevor dieselben nach der Lamelle vereinigt werden, zum Beispiel so, dass die Abmessungen, mechanischen Merkmale und/oder dynamischen Merkmale der Lamelle mindestens in dem Randbereich der Lamelle mittels der aktiven Struktur veränderbar sind, die eine aktive und/oder passiv-aktive Einrichtung ist, und/oder aus einem aktiven und/oder passiv-aktiven Werkstoff besteht.

Die aktive und/oder passiv-aktive Einrichtung, und/oder der aktive Werkstoff kann aus einem Piezo- ···· ψ ·· ·· ·· • · · · ·

Werkstoff bestehen, wie zum Beispiel aus einer Konstruktion eines Laminates aus einem Verbundwerkstoff, wobei in diesem Fall geeignete Piezowerkstoffe, zum Beispiel unterschiedliche Piezokeramiken, verwendet werden.

Von hier an wird für die aktive und/oder passiv-aktive Einrichtung, und/oder den aktiven Werkstoff aus Gründen der Einfachheit die Definition der aktiven Struktur verwendet, wobei es sich um die aktive und/oder passiv-aktive Struktur handeln kann.

Mit einer aktiven und/oder passiv-aktiven Struktur ist es gemäß dem als vorteilhaft angesehenen Leistungsbeispiel der Erfindung möglich, die Schwingungen, Steifigkeit, Härte der Lamelle zu messen und/oder zu regulieren, und/oder die Abmessungen der Lamelle wie zum Beispiel Dicke, Umfang und Form zu verändern.

Somit können bei den Lamellen, die in der CD-Richtung verlaufen können, mit der vorliegenden Erfindung, auf ihrer gesamten Länge im Wesentlichen gerade oder auf eine nichtwellige Art oder eine nichtschneidende Art oder auf eine andere, im Wesentlichen nicht geformte Art verlaufen, in der Strömungsrichtung der Massensuspension im Querschnitt kugelförmig oder wie für die Steuerungsflächen des Stromes der Massensuspension symmetrisch oder anders geformt sein, die Abmessungen mit einer aktiven Struktur insbesondere vorteilhafterweise auf eine Art verändert werden, so dass die Abmessung/Länge der Lamelle in Richtung des Austrittsspaltes in der MD-Richtung und/oder die Dicke der Lamelle in der Z-Richtung reguliert werden kann. Gemäß eines dritten Leistungsbeispiels der vorliegenden Erfindung kann die Steifigkeit und/oder Härte des Randbereiches der Lamelle mit einer aktiven Struktur verändert werden.

In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung ist es mit einer aktiven/passiv-aktiven Struktur ebenfalls möglich, in dem Randbereich der Lamelle gewünschte Schwingungen zu erzeugen und die Schwingungen des Randbereiches der Lamelle zu messen und zu regulieren. Die gewünschten Schwingungen können sein wie folgt: equifrequent, jedoch entgegengesetzt zu den Schwingungen, die durch den Massensuspensionsstrom verursacht werden; Schwingungen, deren Frequenzen sich verändern, die in dem Randbereich der Lamelle oder in dem Randbereich mit ausgeglichenen Schwingungen erzeugt werden können, wodurch die Schwingungen des Randbereiches der Lamelle oder des Randes ausgeglichen werden können, die durch das Strömungsfeld des Massenstromes verursacht sind; oder Störschwingungen unterschiedlicher Frequenzen, wodurch harmonische Wirbelstrukturen des Strömungsfeldes des Massenstromes gemischt werden können.

Zur Erzeugung der gewünschten Schwingungen ist es ratsam, dass der Steuerungsimpuls der Regelungseinheit, der die aktive Struktur steuert, auf Instrumenten- /Messdaten basiert, die zum Beispiel erhalten werden können von dem Strömungsfeld des Massenstromes, dessen Stärke variieren kann, von der Faserbahn wie zum Beispiel Papier-/Zellstoff, die streifig sein kann, oder von anderen externen Messdaten, zum Beispiel mithilfe einer Ultraschallwerkstoffprüfung von dem Kopf der Lamelle, der schwingen kann.

Wenn die mechanischen und/oder dynamischen Merkmale der Lamelle in Übereinstimmung mit der Erfindung verändert werden, wird die aktive Struktur in Übereinstimmung mit der Erfindung in den Randbereich der Lamelle integriert. Wenn die aktive Struktur auf einem Piezowerkstoff basiert, wie zum Beispiel das Laminat der Verbundkonstruktion, wobei dort ein Piezokeramik-werkstoff zur Anwendung kommt, kann die aktive Struktur aktiv und/oder passiv funktionieren. Der Impuls einer solchen aktiven Struktur kann vorteilhafterweise ausgewählt werden, oder er kann ein gemessener externer Parameter sein. Bei dem Parameter kann es sich zum Beispiel um Temperatur, Licht und seine unterschiedlichen Wellenlängen, pH-Wert, Feuchtigkeit und/oder unterschiedliche Beanspruchungen wie zum Beispiel Kompression, Torsion, Dehnung, elektrischen Strom, Magnetfelder, Stimmen oder andere Schwingungen usw. handeln.

In diesem Fall wird von der aktiven Struktur als eine Reaktion auf den Impuls zum Beispiel Folgendes erhalten: umkehrbare Metamorphose; Veränderung der elektrischen Leitfähigkeit, Phasenumwandlung, rheologische Veränderung; Farbveränderung; Bildung von Licht und/oder Geräusch; Lichtübertragungsveränderung; Veränderungen des Brechungsindex; und/oder Elastizitätsmodulveränderung. Diese Veränderung kann als ein mechanisches und/oder dynamisches Merkmal der veränderten Lamelle funktionieren, oder um diese Art einer gewünschten Veränderung als einen variablen Parameter zu realisieren.

In der Praxis kann man sagen, dass sich die aktive Funktion einer aktiven/passiv-aktiven Struktur von der passiven Aktivität dort auf die bedeutendste Art unterscheidet, dass es mit der aktiven Funktion möglich ist, den Randbereich der Lamelle und/oder das Verhalten des Randes besser zu regeln, wenn die aktive Funktion flexibler auch als eine Steuereinrichtung der Massensuspensionsverarbeitung verwendet werden kann, wobei auf Grund dieser Tatsache die aktive Funktion der aktiven Struktur für einen größeren Fluktuations-bereich des Massenstromes geeignet ist. Der Vorteil der Erfindung besteht ebenfalls darin, dass es mit den Verfahren in Übereinstimmung mit der Erfindung und mit der Lamelle leichter ist, die Wiederausflockung der Massensuspension zu verlangsamen, nachdem der Turbulenzgenerator die Schwingungen der Lamelle angepasst hat. In diesem Fall verbessert sich die Ausbildung der

Formung, und es ist möglich, höhere Massensuspensions-konsistenzen zu verwenden.

Die Erfindung wird nachfolgend mithilfe eines ihrer als vorteilhaft angesehenen Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügte PatentZeichnung ausschließlich beispielhaft beschrieben, wobei bei den Figuren FIG. 1 im Allgemeinen den Einschichtstoffauflaufkästen der Papiermaschine darstellt, durch den der Massenstrom hindurchgeht, und in dessen Lippenkanal die Lamellen angeordnet wurden, FIG. 2 die Lamellenstruktur nach dem Stand der Technik darstellt, FIG. 3 ein mögliches vorteilhaftes Ausführungsbeispiel einer als vorteilhaft angesehenen Leistungsform einer Lamelle in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung darstellt, FIG. 4 ein zweites mögliches vorteilhaftes Ausführungsbeispiel einer als vorteilhaft angesehenen Leistungsform einer Lamelle in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung darstellt, FIG. 5 ein drittes mögliches vorteilhaftes Ausführungsbeispiel einer als vorteilhaft angesehenen Leistungsform einer Lamelle in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung darstellt, FIG. 6 ein Ausführungsbeispiel davon darstellt, wie der aktive Werkstoff/Struktur innerhalb der Lamelle zu positionieren ist, FIG. 7 ein Element des aktiven Werkstoffes/Struktur in Übereinstimmung mit FIG. 6 in der Lamelle darstellt, und FIG. 8 ein Querschnitt der Lamelle in Übereinstimmung mit der Erfindung ist, wobei in dem Randbereich ein aktiver Werkstoff/Struktur in Übereinstimmung mit der Erfindung vorhanden ist.

Es wird auf FIG. 1 Bezug genommen, die in der Richtung des Massenstromes den Querschnitt eines Stoffauflauf-kastens 3 darstellt. Der Stoffauflaufkästen besteht aus einem Rohrverteiler 20, Verteilerrohrleitungen 21, Verteilerkammer 22 und nach dem Turbulenzgenerator 23 aus einem Lippenkanal 2. Am Ende des Lippenkanals 2 besteht der Stoffauflaufkästen 3 in Strömungsrichtung der Massensuspension oder in der MD-Richtung aus dem Austrittsspalt. Innerhalb des Lippenkanals wurden aufeinanderfolgend vier Teile von Lamellen 1 angeordnet. Durch den Lippenkanal 2 des Stoffauflaufkastens strömt der einzelne Massenstrom durch die Lamellen 1 getrennt, wobei die Massenströme nach der Lamellenstruktur am Ende des Lippenkanals vereinigt werden. Diese Art eines Stoffauflaufkastens ist bereits bekannt, und es besteht keine Notwendigkeit, eine andere Struktur- ausgestaltung des Stoffauflaufkastens genauer zu erklären, um die Erfindung zu erklären.

Es erfolgt eine Bezugnahme auf FIG. 2, wo die Lamelle I in Übereinstimmung mit dem Stand der Technik dargestellt ist, deren typischer Schwachpunkt darin besteht, dass sie auf Grund der Turbulenzen intensive Strömungsstrukturen erzeugen kann, die in Form von Streifen in die Faserbahn übertragen werden. Für diese Art bekannter Lamelle ist es typisch, dass die Ränder II ihres Randbereiches 12 in einer Betriebssituation wellenförmig geformt werden. In diesem Fall werden die Lamelle und insbesondere ihr Randbereich leicht zum Beispiel durch den Einfluss von Viskositätsveränderungen in der Vertikalrichtung wie für die MD-Richtung oder in der Z-Richtung geformt, wodurch ein unregelmäßiges Strömungsfeld in dem Massenstrom verursacht wird, wodurch Streifen bei der Ausbildung der Faserbahn verursacht werden.

In Bezug auf die vorliegende Erfindung kann im Allgemeinen gesagt werden, dass die mechanischen Merkmale des Randbereiches 12 der Lamelle 1, die in der Lamellenstruktur bestanden, unter Verwendung mindestens eines aktiven und/oder passiv-aktiven Werkstoffes und/oder einer aktiven Einrichtung in dem Randbereich der Lamelle verändert werden, was ab hier aktive Struktur 4 genannt wird. In Übereinstimmung mit dem Grundgedanken der Erfindung kann mithilfe der aktiven Struktur Folgendes gemessen, reguliert und/oder beeinflusst werden, und zwar ♦ ·· · • · Mr#t · •· ribr· · - bei den mechanischen Merkmalen der Lamelle oder mindestens des Randbereiches der Lamelle, wie zum Beispiel bei der Härte und Steifigkeit, - bei den Abmessungen der Lamelle oder mindestens des Randbereiches der Lamelle wie zum Beispiel bei der Dicke in der Z-Richtung, bei dem Umfang in der MD-Richtung und/oder bei der Breite in der CD-Richtung, - bei den dynamischen Merkmalen der Lamelle und/oder mindestens des Randbereiches der Lamelle, wie zum Beispiel bei den Schwingungen.

In diesem Fall sind die mechanischen und/oder dynamischen Merkmale der Lamellenstruktur mindestens in dem Randbereich der Lamelle veränderbar.

Um die dynamischen Merkmale zu verändern, können in Übereinstimmung mit der Erfindung mit der aktiven Struktur 4 Schwingungen der Lamelle 1 oder mindestens ihres Randbereiches 12 gemessen, reguliert und/oder dazu beigetragen werden, und/oder in der Lamelle oder mindestens in ihrem Randbereich gewünschte Schwingungen erzeugt werden, um die Schwingungen in der Lamelle zu beseitigen, die durch den Massensuspensionsstrom verursacht wurden, was Streifen in der Faserbahn verursachen kann. Die gewünschten Schwingungen können sein wie folgt: equifrequent, jedoch entgegengesetzt zu den Schwingungen, die durch den Massensuspensions-strom verursacht werden; Schwingungen, deren Frequenz sich verändert, womit in dem Randbereich der Lamelle ·· ·· ·· · · • · · · • ·· ···· · · · ···.·/**·· · · • · · -i»- · · · · · t oder in dem Rand ausgeglichene Schwingungen erzeugt werden, wodurch die Schwingungen des Randbereiches der Lamelle oder des Randes ausgeglichen werden können, die durch das Strömungsfeld des Massenstromes verursacht sind; oder zum Beispiel Störschwingungen unterschiedlicher Frequenzen, wodurch harmonische Wirbel-Strukturen des Strömungsfeldes des Massenstromes gemischt werden können.

Zur Erzeugung der gewünschten Schwingungen ist es vorteilhaft, dass die aktive Struktur 4 als eine aktivaktive Struktur angewandt wird, und dass der Steuerungsimpuls der Regelungseinheit, der die aktive Struktur steuert, auf Messdaten basiert, die zum Beispiel von dem Strömungsfeld des Massenstromes erhalten werden können, dessen Stärke variieren kann; von der Faserbahn wie zum Beispiel Papier-/Zellstoff, die streifig sein kann; oder von anderen externen Messdaten, zum Beispiel mithilfe einer Ultraschallwerkstoffprüfung von dem Kopf der Lamelle 1 , der schwingen kann. Eine vorteilhafte Quelle von Messdaten ist zum Beispiel das Strömungsfeld der Massensuspension, Faserbahn wie zum Beispiel Papierbahn/Zellstoff, Ultraschallwerkstoffprüfung zum Beispiel von dem Kopf der Lamelle oder von dem Randbereich 12 oder Schwingungs-prüfung von dem Kopf oder Randbereich der Lamelle.

Um die mechanischen Merkmale zu verändern, kann man mit der aktiven Struktur 4 in Übereinstimmung mit der Erfindung die Härte, Steifigkeit und/oder Abmessungen der Lamelle 1 oder ihres Randbereiches 12 beeinflus- sen. In diesem Fall ist es mit der aktiven Struktur zum Beispiel möglich, Folgendes zu verändern/zu regulieren: die Steifigkeit und/oder Härte des Randbereiches 12 der Lamelle; das Ausmaß der Lamelle oder ihres Randbereiches in der MD-Richtung; die Breite der Lamelle oder des Randbereiches in der CD-Richtung; und/oder die Dicke der Lamelle oder ihres Randbereiches in der Z-Richtung.

Unabhängig davon, ob jemand mit der Erfindung versucht, die mechanischen und/oder dynamischen Merkmale des Randbereiches 12 der Lamelle 1 in Übereinstimmung mit der Erfindung zu beeinflussen, wird in der Lamelle eine aktive Struktur verwendet, wie sie vorteilhafterweise in dem Randbereich 12 integriert ist, wobei es sich typischerweise um einen aktiven Werkstoff auf der Grundlage von Piezowerkstoff oder eine auf Piezowerk-stoff basierende aktive Einrichtung handelt.

Die aktive Struktur 4 kann als ein aktiver oder passiv-aktiver Werkstoff und/oder aktive Einrichtung funktionieren. Die Impulse der aktiven Struktur oder der gemessenen Parameter wurden aus einer Gruppe aus-gewählt, die aus Temperatur, Licht und ihren unterschiedlichen Wellenlängen, pH-Wert, Feuchtigkeit und/oder unterschiedlichen Beanspruchungen wie zum Beispiel Kompression, Torsion, Dehnung, elektrischem Strom, Magnetfeld, Geräuschen oder andere Schwingungen usw. bestehen. Als eine Reaktion auf diese Art von Impuls oder Parameter in der aktiven Struktur wird zum Beispiel Folgendes erhalten: umkehrbare Metamorphose;

Veränderung der elektrischen Leitfähigkeit, Phasenumwandlung, rheologische Veränderung; Farbveränderung; Bildung von Licht und/oder Geräusch; Lichtübertragungsveränderung; Veränderungen des Brechungsindex; Elastizitätsmodulveränderung. Diese Veränderung kann als ein mechanisches und/oder dynamisches Merkmal der veränderten Lamelle funktionieren, oder um diese Art einer gewünschten Veränderung als einen variablen Parameter zu realisieren.

Es erfolgt eine Bezugnahme auf FIG, 3, wo eine Lamelle 1 in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung veranschaulicht ist. Typischerweise für die vorliegende Erfindung ist der Rand 11 des Randbereiches der Lamelle 1 im Wesentlichen gerade (a). Von dieser Grundform aus ist es möglich, den Randbereich der Lamelle und/oder den Rand in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung mit der aktiven Struktur zu formen, und somit, um das Strömungsfeld des Massenstromes regelmäßig und in der gewünschten Dicke zu halten, um in der Lage zu sein, wesentliche Turbulenzen, unregelmäßige Turbulenzen in der Hinterkante der Lamelle wesentlich zu verringern, die Schwingungen und Streifenbildung in der Faserbahn verursachen. Der Vorteil einer formbaren Lamelle besteht auch darin, dass es auf diese Weise möglich ist, die Faserausrichtung der Papierbahn zu regulieren.

Es erfolgt eine Bezugnahme auf FIG. 4, die eine Lamelle in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung darstellt, mit einer aktiven Struktur 4 in einer Form, welche die Schwingungen der Lamelle 1 abschwächt. Bei dieser Form ist der Rand (11) des Randbereiches 12 gekrümmt (b) , wobei in diesem Fall die Länge der Lamelle in dem Lippenkanal 2 in der MD-Richtung erhöht wurde, und sich die Lamelle weiter in Richtung des Düsenteiles des Stoffauflaufkastens 3 erstreckt. Der Rand der Lamelle kann sich auch durch den Austrittsspalt 24 (nicht dargestellt) hindurch erstrecken. Auf diese Weise kann die Strömungsoberfläche gleichzeitig ausgebildet werden, dass es möglich war, die Hinterkante des Stromes näher zu dem Loch des Düsenteiles zu bewegen.

Es wird auf FIG. 5 Bezug genommen, worin eine Lamelle in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung dargestellt wird, die mit einer aktiven Struktur 4 in einer anderen Form geformt ist, welche die Schwingungen der Lamelle 1 abschwächen kann. Bei dieser Form wurde die Dicke (c) des Randes 11 des Randbereiches 12 erhöht, so dass die Länge der Lamelle in dem Lippenkanal im Wesentlichen in der MD-Richtung unveränderbar bleiben kann, wobei es gleichzeitig möglich ist, die Form der Steueroberfläche des Stromes zu formen.

Wenn die Lamelle 1 in der Z-Richtung verdickt wurde, ist auch die beim Biegen der Lamelle benötigte Kraft größer. Auf diese Weise kann der Randbereich größere Kräfte ertragen, ohne in Z-Richtung geformt zu sein, die zum Beispiel in dem Massenstrom durch eine größere Viskosität verursacht werden können. Es ist möglich, Massenstrom zu produzieren, wobei das Strömungsfeld und -dicke durch diese Art eines formbaren Randes 12 einer Lamelle regelmäßig sind.

Immer noch unter Bezugnahme im Allgemeinen auf FIG. 3, FIG. 4 und FIG. 5 kann die aktive Struktur 4 zum Beispiel durch Kleben in den Rand 12 der Lamelle 1 integriert werden. Auf diese Weise kann sich die aktive Struktur in die MD-Richtung in dem gesamten Randbereich und in die CD-Richtung über die gesamte Breite der Lamelle erstrecken. Die aktive Struktur kann auch so an dem Randbereich angeordnet sein, dass sie sich in dem Randbereich befindet und in der MD-Richtung in einem Abstand von dem Rand 11 der Lamelle endet. Es ist auch möglich, zum Beispiel durch Kleben in den Randbereich der Lamelle eine dünne Überzugsschicht zu integrieren, die eine Schicht aus hartem Werkstoff wie zum Beispiel Titan, Kohlenstofffaser usw. enthalten kann. Mit der harten Überzugsschicht ist es möglich, die Erzeugung unregelmäßiger Turbulenzen in der Hinterkante der Lamelle, und die Schwingungen des Kopfes der Lamelle zu verringern, wobei in diesem Fall in dem Strom kein unregelmäßiger Impuls erzeugt wird, und die stagnierende Welle in dem Kopf der Lamelle verhindert, und auf diese Weise auch die Erzeugung der natürlichen Schwingungen der Lamelle verhindert werden kann.

Es wird auf FIG. 6 Bezug genommen, worin ein Leistungsbeispiel zur Anordnung des aktiven Werkstof-fes/Struktur innerhalb der Lamelle der Lamelle 1 dargestellt ist. Bei diesem Leistungsbeispiel handelt es sich bei dem Lamellenwerkstoff um Kohlenstofffaser, und der aktive Werkstoff 4 ist in dem Randbereich 12 der Lamelle in der Nähe des Randes 11 der Lamelle angeordnet .

Bei diesem Leistungsbeispiel besteht der aktive Werkstoff aus mehreren Piezoelementen, die in dem Randbereich 12 der Lamelle 1 Seite an Seite in einer transversalen CD-Richtung wie für die MD-Richtung angeordnet sind. Mit den Piezoelementen 13, welche den aktiven Werkstoff (4) ausbilden, wurden Stromleiter (132) verbunden, um Strom zu den Piezoelementen zu leiten. Durch die Stromleiter ist es jeweils möglich, das Messsignal vorwärtszuleiten.

Es wird auf FIG. 7 Bezug genommen, die ein Piezoele-ment 13 des aktiven Werkstoffes 4 oder der aktiven Struktur in der Lamelle 1 in Übereinstimmung mit FIG. 6 darstellt. Wie aus der Figur ersichtlich, kann jedes Piezoelement aus unterschiedlichen, aneinander angrenzenden Piezoelementlamellen 131 bestehen, wobei es möglich ist, in jede davon denselben oder noch vorteilhafter individuelle Regelströme einzuführen. In diesem Fall kann die Länge einer jeden Lamelle reguliert werden. Die Breite der Lamelle kann ausgewählt werden, und die Lamellen können, wenn notwendig, auch sehr dünn sein. Eine vorteilhafte Breite der Lamellen liegt zwischen 0,5-10 mm, wobei in diesem Fall ein sehr genauer Regelbereich erhalten wird.

Das Piezoelement 13 kann auch auf eine Art und Weise angeordnet sein, dass keine separate Stromzufuhr benötigt wird. In diesem Fall wird die mithilfe der Schwingungen der Lamelle 1 in der Lamelle 131 ausgebildete Spannung in eine andere Lamelle eingeleitet, um die Längenveränderung zu regulieren, oder in eine Längenveränderung einer anderen Lamelle.

Es wird auf die Figur FIG. 8 Bezug genommen, worin ein Querschnitt einer Lamelle 1 in Übereinstimmung mit der Erfindung dargestellt ist, wenn sich in dem Randbereich 12 der Lamelle ein aktiver Werkstoff/Struktur 4 in Übereinstimmung mit der Erfindung befindet. In der Leistungsform der Figur besteht die aktive Struktur 4 aus Piezoelementen, die nicht in dem Randbereich der Lamelle 1 innerhalb der Lamelle angeordnet wurden. In diesem Fall kommt das Piezoelement nicht mit der Massensuspension in Kontakt. In Übereinstimmung mit der Erfindung kann das Piezoelement an jedem beliebigen Punkt angeordnet werden, wobei ein besonders vorteilhafter Punkt des Piezoelementes in dem Randbereich der Lamelle in der Nähe der oberen Fläche oder der unteren Fläche, und nicht in der Mittelachse der Breite der Lamelle liegt, die in den Figuren durch die Strichpunktlinie veranschaulicht ist. Auf diese Weise erfolgt die Längenveränderungsbewegung des Piezoelementes in der Nähe der oberen Fläche oder unteren Fläche der Lamelle, und da das Piezoelement nicht in der Mittelachse angeordnet ist, verursacht die Längenveränderung des Piezoelementes das Bewegen des Kopfes des Randbereiches der Lamelle nach oben oder nach unten.

Die vorliegende Erfindung wurde hier nur als Beispiel, und mithilfe einer ihrer als vorteilhaft angesehenen Leistungsformen beschrieben. Da für Fachleute viele alternative Lösungen und Varianten und andere, funktional gleichwertige Verwirklichungen klar sind, so sind diese innerhalb des Erfindungsgedankens möglich, wie er durch die beigefügte Anspruchsausgestaltung definiert ist.

So ist zu bemerken, dass, da das mit den Schwingungen der Lamelle in Zusammenhang stehende Problem nicht nur auf einschichtige oder mehrschichtige Stoffauflaufkästen begrenzt ist, die vorliegende Erfindung auf diese Weise eine allgemeine Lösung für die Turbulenzen des Lippenkanals, Schwingungsprobleme der Lamelle, Streifenbildungsprobleme der Faserbahnlinie und für andere Faserbahnlinienstrukturprobleme, wie zum Beispiel Niveauanomalien und Blasen gibt.

Bei einer der Beispielrealisierungen der vorliegenden Erfindung handelt es sich bei der Filmbasis der Lamelle 1 um Kohlenstofffaser, wobei die Piezoelemente, die sehr dünn sein können, zwischen 0,5 - 10 mm betragen. Die Piezoelemente sind so angeordnet, dass sie einen Einfluss in Übereinstimmung mit der Erfindung in CD-Richtung, typischerweise Seite an Seite, und mit einem Abstand voneinander innerhalb des Lamellenwerkstoffes haben, wenn es nicht mit der Massensuspension in Kontakt kommt, und in der Nähe des Randes 11 der Lamelle 1. Der vorteilhafteste Standort der Piezoelemente liegt in der Nähe von einer oder beiden Außenflächen der Lamelle, und nicht in der Mittelachse der Breite der Lamelle. Auf diese Weise kann die Bewegung des Piezoelementes in der Richtung seiner Außenfläche erfolgen, und nicht nur in der Richtung der Breite der Mittelachse, wobei es auch diesem Grund möglich ist, mit dem Piezoelement in dem Kopf der Lamelle einen vertikalen Verlauf zu erzeugen. Es ist möglich, in den Piezoelementen jeweils eine Stromeingabe zu integrieren, wobei die Piezoelemente am vorteilhaftesten innerhalb des Lamellenwerkstoffes und in der Nähe des Kopfes angeordnet sind. Die Piezoelemente können auch auf eine Art und Weise angeordnet werden, so dass keine Notwendigkeit zur Zufuhr einer separaten Stromeingabe besteht. Auf diese Weise ist es möglich, mithilfe der Schwingungen der Lamelle die Spannung der Lamelle in die Längenveränderung einer anderen Lamelle zu leiten.

Die aktive Struktur ist vorteilhafterweise in der Richtung des Massenstromes in der Nähe des Glättkopfes oder Kopfes der Lamelle, am vorteilhaftesten in dem letzten Drittel der Länge der Lamelle in Maschinenrichtung angeordnet.

Patentansprüche:

Claims (22)

1. GIBLER & POTH Patentanwälte OEG Dorotheergasse 7 - A-1010 Wien - patent@aon.at Tel: +43 (1) 512 10 98 - Fax: +43 (1) 513 47 76 Patentansprüche 1. Verfahren zur Regelung von Lamellenschwingungen eines Lippenkanals eines Stoffauflaufkastens, wenn ein Massenstrom durch den Lippenkanal (2) in den Stoffauflaufkästen (3) geht, wobei einzelne Massenströme mittels der Lamelle (1) voneinander getrennt gehalten werden, bevor dieselben nach der Lamelle vereinigt werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Abmessungen, mechanischen Merkmale und/oder dynamischen Merkmale der Lamelle (1) in dem Randbereich (12) der Lamelle mittels einer aktiven Struktur (4) verändert werden, die eine aktive und/oder passiv-aktive Einrichtung ist, und/oder aus einem aktiven und/oder passiv-aktiven Werkstoff besteht.
2. 2. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwingungen der Lamelle (1) und/oder ihres Randbereiches (12) gemessen und/oder reguliert werden, oder dass die Schwingungen mittels der aktiven Struktur beeinflusst werden, wobei die Schwingungen sein können wie folgt: a. equifrequent, jedoch entgegengesetzt zu den Schwingungen, die durch den Massensuspensionsstrom verursacht werden; b. Schwingungen, deren Frequenz sich verändern kann, wodurch Schwingungen ausgleichende Schwingungen in dem Randbereich der Lamelle oder in dem Rand erzeugt werden können, wodurch die Schwingungen des Randbereiches der Lamelle oder des Randes ausgeglichen werden können, wie zum Beispiel durch das Strömungsfeld des Massenstromes verursachte natürliche Schwingungen; oder c. Störschwingungen unterschiedlicher Frequenzen, wodurch harmonische WirbelStrukturen des Strömungsfeldes des Massenstromes gemischt werden können.
3. 3. Verfahren nach Patentanspruch 3, dadurch gekennzeichnet , dass ein Steuerungsimpuls, der auf Messdaten basiert, zur Erzeugung von Schwingungen in der Regelungseinheit zugeführt wird, welche die aktive Struktur regelt.
4. 4. Verfahren nach einem der Patentansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet , dass optional der Umfang der Lamelle (1) oder des Randbereiches (12) in der MD-Richtung reguliert wird, und/oder die Breite in der CD-Richtung reguliert wird, und/oder Dicke/Stärke in der Z-Richtung reguliert wird.
5. 5. Verfahren nach einem der Patentansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, dass die Steifigkeit und/oder Härte des Randbereiches (12) der Lamelle (1) durch die aktive Struktur (4) verändert wird.
6. 6. Verfahren nach einem der Patentansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, dass die mechanischen und/oder dynamischen Merkmale und/oder Abmessungen des Randbereiches (12) der Lamelle mit einer in den Randbereich integrierten aktive Struktur (4) verändert werden, die ein aktiver Werkstoff auf der Grundlage eines Piezowerkstoffes oder ein Teil davon ist.
7. 7. Anordnung zur Regelung einer Lamelle (1) eines Lippenkanals eines Stoffauflaufkastens, wenn ein Massenstrom durch den Lippenkanal (2) in den Stoffauflaufkästen (3) geht, wobei die Lamelle die einzelnen Massenströme voneinander getrennt hält, bevor dieselben nach der Lamelle vereinigt werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Abmessungen, mechanischen Merkmale und/oder dynamischen Merkmale der Lamelle (1) mindestens in dem Randbereich (12) der Lamelle mittels der aktiven Struktur (4) veränderbar sind, die eine aktive und/oder passiv-aktive Einrichtung ist, und/oder Μ ·· ·· ·· ···· Μ ·· ·· ·· ···· ··· ·♦ • · · *-«D Q*.· · ·· ·· ·· aus einem aktiven und/oder passiv-aktiven Werkstoff besteht.
8. 8. Anordnung nach Patentanspruch 7 dadurch gekennzeichnet, dass die Schwingungen der Lamelle (1) und/oder ihres Randbereiches (12) mittels der aktiven Struktur (4) beeinflusst, gemessen und/oder reguliert werden können, wobei die Schwingungen sein können wie folgt: a. equifrequent, jedoch entgegengesetzt zu den Schwingungen, die durch den Massensuspensionsstrom verursacht werden; b. Schwingungen mit einer veränderbaren Frequenz, wodurch Ausgleichsschwingungen in dem Randbereich der Lamelle oder in dem Rand erzeugt werden können, wodurch die Schwingungen des Randbereiches der Lamelle oder des Randes ausgeglichen werden können, wie zum Beispiel durch das Strömungsfeld des Massenstromes verursachte natürliche Schwingungen,-oder c. Störschwingungen unterschiedlicher Frequenzen, wodurch harmonische Wirbelstrukturen des Strömungsfeldes des Massenstromes gemischt werden können.
9. 9. Anordnung nach Patentanspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die aktive Struktur (4) , welche die Schwingungen verursacht, durch eine Regelungseinheit gesteuert • · • · ·· ·· wird, die den Steuerungsimpuls erzeugt, um die Lamelle (1) an Hand der Messdaten zu regeln, wobei es sich zum Beispiel um Messdaten von dem Strömungsfeld des Massenstromes, Messdaten von der Faserbahn oder Messdaten von einer anderen externen Quelle, wie zum Beispiel Ultraschallwerkstoffprüfung von dem Kopf der Lamelle oder des Randbereiches (12) handeln kann.
10. 10. Anordnung nach einem der Patentansprüche 7-9, dadurch gekennzeichnet , dass der Rand (11) der Lamelle (1) in der CD-Richtung auf seiner Gesamtlänge im Wesentlichen gerade, o-der auf eine nichtwellige oder nichtschneidende Art, oder auf eine andere, im Wesentlichen nicht geformte Art verläuft.
11. 11. Anordnung nach einem der Patentansprüche 7-10, dadurch gekennzeichnet , dass optional mindestens eine der Abmessungen der Lamelle (1) veränderbar ist.
12. 12. Anordnung nach einem der Patentansprüche 7-11, dadurch gekennzeichnet, dass optional die Abmessung der Lamelle (1) oder ihres Randbereiches (12) in der MD-Richtung und/oder der Breite in der CD-Richtung, und/oder der Di-cke/Stärke der Lamelle in der Z-Richtung veränderbar ist.
13. 13. Anordnung nach einem der Patentansprüche 7-12, dadurch gekennzeichnet, dass optional die Steifigkeit und/oder Härte des Randbereiches (12) der Lamelle (1) veränderbar ist.
14. 14. Anordnung nach einem der Patentansprüche 7-12, dadurch gekennzeichnet, dass die aktive Struktur (4) ein aktiver Werkstoff ist, oder dass die aktive Struktur (4) einen aktiven Werkstoff umfasst, der in die Lamelle (1) oder in ihren Randbereich (12) integriert ist, und dass der aktive Werkstoff auf Piezowerkstoff basiert.
15. 15. Anordnung nach Patentanspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Piezowerkstoff das Laminat der Verbundbauweise vorteilhafterweise aus geeigneter Piezokeramik ist.
16. 16. Anordnung nach einem der Patentansprüche 1-15, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkstoff der Lamelle (1) Kohlenstofffaser ist, und dass der aktive Werkstoff in dem Randbereich (12) der Lamelle in der Nähe des Randes (11) der Lamelle angeordnet ist.
17. 17. Anordnung nach einem der Patentansprüche 1-16, dadurch gekennzeichnet, dass der aktive Werkstoff (4) aus mehreren Piezoelemen-ten (13) besteht, die in dem Randbereich (12) der Lamelle (1) Seite an Seite in einer transversalen CD-Richtung wie für die MD-Richtung angeordnet sind, und dass Stromleiter (132) mit den Piezoele-menten verbunden wurden, um Strom oder jeweils ein Messsignal dorthin und/oder von dort weg zu leiten.
18. 18. Anordnung nach Patentanspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Piezoelement (13) aus unterschiedlichen, aneinander angrenzenden Lamellen (131) eines Piezo-elementes besteht, wobei es möglich ist, in jedes davon denselben oder noch vorteilhafter individuellen Regelstrom zuzuführen, wobei in diesem Fall die Länge jeder Lamelle einstellbar ist.
19. 19. Anordnung nach Patentanspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite der Lamellen (131) zwischen 0,5-10 mm beträgt, wobei in diesem Fall auch ein sehr genauer Regelbereich möglich ist.
20. 20. Anordnung nach einem der Patentansprüche 18 und/oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannung, die sich in der Lamelle (131) mithilfe der Schwingungen der Lamelle (1) ausbildet, dann die Längenveränderung der anderen Lamellen reguliert, oder zu der Längenveränderung der anderen Lamelle führt. ·· ·· ·· ·· % • · · ·· · · • · · « · · · • ·
21. 21. Anordnung nach einem der Patentansprüche 1-20, dadurch gekennzeichnet , dass die Piezoelemente (13) in dem Randbereich (12) der Lamelle (1) innerhalb der Lamelle positioniert wurden, wobei in diesem Fall die Piezoelemente nicht mit der Massensuspension in Berührung kommen.
22. 22. Anordnung nach einem der Patentansprüche 1-21, dadurch gekennzeichnet, dass das Piezoelement (13) an jedem beliebigen Punkt der Lamelle (1) positioniert werden kann, wobei der vorteilhafteste Punkt des Piezoelementes jedoch in dem Randbereich (12) der Lamelle in der Nähe der oberen Fläche oder der unteren Fläche liegt, wobei in diesem Fall die Längenveränderungsbewegung des Piezoelementes in der Nähe der oberen Fläche oder unteren Fläche der Lamelle erfolgt, und die Bewegung des Kopfes des Randbereiches der Lamelle nach oben oder nach unten verursacht . Der Patentanwalt:

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