-
Die
Erfindung betrifft eine Blende für
einen Stoffauflauf einer aus zumindest einer Faserstoffsuspension
eine Faserstoffbahn herstellenden Maschine, insbesondere einer Papier-
oder Kartonmaschine, mit einer Blendenauflagefläche, die mittels mehrerer jeweils
eine Niederhaltekraft erzeugender Niederhalteelemente in einem Auflagebereich
an einer äußeren und
endseitigen Lippenauflagefläche
einer Lippe des Stoffauflaufs angebracht ist.
-
Eine
derartige Blende ist beispielsweise aus der deutschen Offenlegungsschrift
DE 42 39 646 A1 bekannt.
Die Blende weist eine ebene Blendenauflagefläche auf und sie ist auf einer
ebenen Lippenauflagefläche
durch geeignete Niederhalteelemente feststehend oder verschiebbar
gelagert. Die Niederhalteelemente sind vorzugsweise als Schraubenelemente,
Federelemente und/oder Hebelelemente ausgeführt. Der in den Düsenraum
des Stoffauflaufs ragende Teil der Blende wird mit dem an dieser
Stelle herrschenden Düsendruck
während
des Betriebs des Stoffauflaufs beaufschlagt, wobei der Düsendruck quadratisch
zur Geschwindigkeit der die Düse
durchströmenden
Faserstoffsuspension steigt. Die daraus resultierende Kraft versucht
ein Abheben der Blende von ihrer Auflage. Dabei müssen die
genannten Niederhalteelemente mindestens diese resultierende Kraft
aufnehmen.
-
Die
Niederhalteelemente sind in der Regel, insbesondere bedingt durch
herrschende Platzgründe,
mit einem Abstand stromaufwärts
zur resultierenden Kraft und über
der Blende angeordnet. Dies bedeutet, dass die Blende einer klassischen
Balkenbiegung unterworfen ist, die generell bei einer zu geringen
Dimensionierung der Blende und/oder der Niederhalteelemente zu einer
Abhebung des Blendenvorderteils von der Auflage führen kann.
In dem durch die Abhebung der Blende entstehenden Spalt zwischen
Blende und Lippe können
sich Fasern einklemmen und zu Gespinsten führen. Die Abhebung der Blende über die
Blendenbeziehungsweise Maschinenbreite hinweg ist zwingenderweise
nicht gleich groß,
so dass eine ungleiche Abhebung der Blende zu ungleichmäßigen Veränderungen
des Düsenauslaufspalts
führt.
-
Das
Maß der
Biegung der Blende wird von der Größe der Druckkraft einerseits
und durch die Hebelverhältnisse
der Niederhaltung und der Blendendicke andererseits bestimmt.
-
Ein
spaltfreies Aufliegen der Blende wäre bei den bekannten Ausführungen
nur durch eine Anordnung der Niederhalteelemente in direkter Verlängerung
der Druckkraft und durch eine groß dimensionierte, ja überdimensionierte
Blende mit einer vorzugsweise unendlichen Blendendicke zu erreichen.
-
Die
Erfüllung
beider Anforderungen ist insbesondere bei Stoffaufläufen für Doppelsiebformer
aus Platzgründen
nicht immer möglich.
Für eine
gute Qualität
der Faserstoffbahn ist unter anderem eine kurze Freistrahllänge des
Stoffauflaufstrahls vorteilhaft. Die am Beginn des Freistrahls herrschende
Turbulenzstruktur ist zudem eine ideale Voraussetzung für eine gute
Formation der Faserstoffbahn. Damit ist es ein Ziel, die Freistrahllänge möglichst
kurz zu gestalten. Dieses Ziel ist jedoch aus genannten Anforderungen
nur begrenzt erreichbar. Insbesondere bei Doppelsiebformern in Ausgestaltung
von Spaltformern sind die Freistrahllängen auch wesentlich von der
Maschinenbreite abhängig.
So erfordern breite Maschinen aufgrund der Forderung nach geringen Durchbiegungen
und nach günstigen
Schwingungsverhalten der Walzen größere Walzendurchmesser. Die
Walzen können
beispielsweise bei einem Roll-Blade-Former eine Formierwalze und
eine Brustwalze und bei einem Blade-Roll-Former zwei Brustwalzen
sein. Die größeren Walzendurchmesser reduzieren
den Raum im Strahleinschussbereich und erzwingen eine größere Freistrahllänge des
Stoffauflaufstrahls.
-
Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Blende für einen
Stoffauflauf der eingangs genannten Art zu schaffen, bei deren Verwendung
kurze Freistrahllängen
auch an Stoffaufläufen
für Doppelsiebformer
möglich
sind. Die Stoffaufläufe
sollen sich überdies
insbesondere für
schnelle und/oder breite Maschinen eignen.
-
Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch
gelöst,
dass zumindest eine der beiden Flächen derart gestaltet ist,
dass die Blende im ungespannten Zustand im Bereich des Auflagebereichs einen
vorderen und einen hinteren Auflagebereich und einen mittleren Nichtauflagebereich
aufweist, wobei die Niederhaltekraft des einzelnen Niederhalteelements
im Nichtauflagebereich wirkt.
-
Diese
Ausgestaltung erbringt den Vorteil, dass die Blende sich während des
Betriebs des Stoffauflaufs aufgrund wirkender Druckkräfte kontrolliert verformen
kann. Dabei reduziert sich die Größe des im ungespannten Zustand
vorhandenen mittleren Nichtauflagebereichs auf ein Minimum und die
Blendenauflagefläche
liegt weitestgehend beziehungsweise vollständig an der Lippenauflagefläche an.
-
In
erster Ausgestaltung weist zumindest eine der beiden Flächen eine
konvexe Kontur wenigstens im mittleren Auflagebereich auf, wobei
die Konvexität bevorzugt
mindestens der Biegelinie der Blende unter Einfluss von Druckkraft
und Niederhaltekraft entspricht.
-
In
zweiter Ausgestaltung weist zumindest eine der beiden Flächen eine
hinterstochene Kontur wenigstens im mittleren Auflagebereich auf,
wobei der Hinterstich eine Tiefe aufweist, die bevorzugt mindestens
der Biegelinie der Blende unter Einfluss von Druckkraft und Niederhaltekraft
entspricht.
-
In
beiden Ausgestaltungen können
die Geometrien Konvexität
und Tiefe des Hinterstichs bedenkenlos größer als rechnerisch notwendig
gewählt werden.
Von Wichtigkeit ist nur, dass sie mindestens der genannten Biegelinie
entsprechen.
-
Weiterhin
können
die Ausgestaltungen selbstverständlich
auch miteinander kombiniert werden.
-
Weiterhin
ist die Blende vorzugsweise mit den Niederhalteelementen im Bereich
des Nichtauflagebereichs federnd vorgespannt, so dass der Abstand
der beiden Flächen
im Nichtauflagebereich kleiner wird. Die Blende kann mit den Niederhalteelementen
auch derart federnd vorgespannt sein, dass der Abstand der beiden
Flächen
im Nichtauflagebereich sehr klein, vorzugsweise auf Null reduziert
wird. Dadurch ergibt sich eine definierte und konstante Vorspannung über die
Breite der Blende hinweg.
-
Die
auf die Blende wirkende Vorspannkraft ist vorzugsweise größer als
die Summe der während des
Betriebs des Stoffauflaufs wirkenden Betriebskräfte. Somit werden eine optimale
Anlage der beiden Flächen
und ein Nichtabheben der Blende von der Lippe bei Ausbildung des
Spalts erreicht.
-
Die
Niederhalteelemente sind bevorzugt als Tellerfederpakete ausgebildet,
die in jeweiligen Aussparungen in der Blende angeordnet sind. Die
Niederhalteelemente sind also in die Bauhöhe der Blende integriert und
sie sitzen nicht mehr über
der Blende bei Erzeugung vergrößerter Bauhöhen. Hierbei können die
jeweiligen Tellerfedern eines Tellerfederpakets in einer Topfscheibe
angeordnet und mit einer Bundschraube oder mit einer Bundmutter
und einer Stiftschraube vorgespannt sein. Dadurch weist die Blende
eine gewünschte
Gesamthöhe ≤ 25 mm, vorzugsweise ≤ 20 mm auf.
Die Dimensionierung der Gesamthöhe
orientiert sich an der maximal herrschenden Biegespannung und nicht
mehr an der Biegeverformung der Blende.
-
Auch
kann der Hohlraum im mittleren Bereich (Nichtauflagebereich) mit
einem weicheren und gegebenenfalls kostengünstigeren Material aufgefüllt sein,
das sich beim Vorspannen der Blende zusammendrücken lässt. Somit werden Hohlräume für Schmutzablagerungen
vermieden und eine störungsfreie
Funktion des Stoffauflaufs gewährleistet.
-
Die
Blende weist bevorzugt eine Blendenbreite ≥ 5.000 mm bei einer Freistrahllänge ≤ 250 mm und
vorzugsweise eine Blendenbreite ≥ 8.000
mm bei einer Freistrahllänge ≤ 350 mm auf.
Durch diese Eigenschaften werden auch neueste Anforderungen im Bereich
der Doppelsiebformer, insbesondere Spaltformer, erfüllt.
-
Weitere
Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden
Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele
unter Bezugnahme auf die Zeichnung.
-
Es
zeigen
-
1:
eine Blende für
einen Stoffauflauf gemäß dem Stand
der Technik in schematischer Längsschnittdarstellung;
-
2A bis 2D:
verschiedene Ausführungsformen
von erfindungsgemäßen Blenden
für je einen
Stoffauflauf in schematischen Längsschnittdarstellungen;
-
3:
eine weitere Ausführungsform
einer erfindungsgemäßen Blende
für einen
Stoffauflauf in schematischer Schnittdarstellung; und
-
4A und 4B:
zwei Einbausituationen von Blenden für je einen Stoffauflauf in
schematischen Seitenansichten.
-
Die 1 zeigt
in schematischer Längsschnittdarstellung
eine bekannte Blende 1 für einen nicht näher dargestellten
Stoffauflauf 2 einer aus zumindest einer Faserstoffsuspension 3 eine
Faserstoffbahn herstellenden Maschine, insbesondere einer Papier-
oder Kartonmaschine.
-
Die
oberseitig am Stoffauflauf 1 angebrachte Blende 1 weist
unterseitig eine ebene Blendenauflagefläche 4 auf, die mittels
mehrerer jeweils eine Niederhaltekraft FN (Pfeil)
erzeugender und vorzugsweise in einer Reihe angeordneter Niederhalteelemente 5 (gestrichelte
Darstellung) in einem Auflagebereich 6 an einer äußeren, endseitigen
und ebenen Lippenauflagefläche 8 einer
Lippe 7 (Oberlippe) des Stoffauflaufs 2 feststehend
oder verschiebbar angebracht ist. Die Blende kann je nach Einsatzfall
auch unterseitig an einer Lippe (Unterlippe) des Stoffauflaufs angebracht
sein.
-
Die
Niederhalteelemente 5 sind vorzugsweise als Schraubenelemente,
Federelemente und/oder Hebelelemente ausgeführt. Der in den Düsenraum 9 des
Stoffauflaufs 2 ragende und einen verkleinerten Spitzenwinkel
aufweisende Teil 10 (Blendenvorderteil) der Blende 1 wird
mit dem an dieser Stelle herrschenden Düsendruck FD (Pfeil)
während
des Betriebs des Stoffauflaufs 2 beaufschlagt, wobei der
Düsendruck
FD (Pfeil) quadratisch zur Geschwindigkeit v
(Pfeil) der die Düse 9 durchströmenden Faserstoffsuspension 3 steigt.
Die daraus resultierende Kraft versucht ein Abheben der Blende 1 von
ihrer Auflage 6. Dabei müssen die genannten Niederhalteelemente 5,
die in der Regel, insbesondere bedingt durch herrschende Platzgründe, mit
einem Abstand stromaufwärts
zur resultierenden Kraft und über
der Blende 1 angeordnet sind, mindestens diese resultierende
Kraft aufnehmen.
-
Die
Blende 1 ist damit einer klassischen Balkenbiegung unterworfen,
die generell bei einer zu geringen Dimensionierung der Blende 1 und
der Niederhalteelemente 5 zu einer Abhebung des Blendenvorderteils 10 von
der Auflage 6 bei Erzeugung eines Spalts 11 führen kann.
In dem durch die Abhebung der Blende 1 entstehenden Spalt 11 zwischen
Blende 1 und Lippe 7 können sich Fasern einklemmen
und zu Gespinsten führen.
Die Abhebung der Blende 1 über die Blenden- beziehungsweise
Maschinenbreite hinweg ist zwingenderweise nicht gleich groß, so dass
eine ungleiche Abhebung der Blende 1 zu ungleichmäßigen Veränderungen
des Düsenauslaufspalts 12 führt.
-
Damit
bei einer konstanten Blendenhöhe
h für die
Blendenanbindung genügend
Materialstärke in
der Lippe 7 zur Verfügung
steht, muss der Überstand
des Blendenvorderteils 10 größer gewählt und die Verbindungsstelle
stromaufwärts
verlagert werden. Für
einen derartigen Fall erhöht
sich die Aufbiegung bei Erzeugung des Spalts 11 auf das
ca. 10-fache.
-
Die 2A bis 2D zeigen
verschiedene Ausführungsformen
von erfindungsgemäßen Blenden 1 für je einen
Stoffauflauf 2 in schematischen Längsschnittdarstellungen.
-
Allen
vier Figuren ist gemeinsam, dass zumindest jeweils eine der beiden
Flächen 4, 8 derart gestaltet
ist, dass die jeweilige Blende 1 im ungespannten Zustand
im Bereich des Auflagebereichs 6 einen vorderen und einen
hinteren Auflagebereich 13, 14 und einen mittleren
Nichtauflagebereich 15 aufweist, wobei die Niederhaltekraft
FN (Pfeil) des einzelnen Niederhalteelements 5 im
Nichtauflagebereich 15 wirkt.
-
Die
beiden 2A und 2B zeigen
zwei Ausführungsformen,
wobei zumindest eine der beiden Flächen 4, 8 eine
konvexe Kontur K wenigstens im mittleren Auflagebereich 15 aufweist.
In 2A ist dies die Lippenauflagefläche 8 der
Lippe 7 und in 2B ist
dies die Blendenauflagefläche 1 der
Blende 1. Die Konvexität
der jeweiligen Kontur K entspricht mindestens der Biegelinie der
Blende 1 unter Einfluss von Druckkraft FD (Pfeil)
und Niederhaltekraft FN (Pfeil).
-
Die
beiden 2C und 2D zeigen
wiederum zwei Ausführungsformen,
wobei zumindest eine der beiden Flächen 4, 8 eine
hinterstochene Kontur H wenigstens im mittleren Auflagebereich 15 aufweist.
In 2C ist dies die Lippenauflagefläche 8 der
Lippe 7 und in 2D ist
dies die Blendenauflagefläche 4 der
Blende 1. Der Hinterstich der Kontur H weist eine Tiefe
T auf, die mindestens der Biegelinie der Blende 1 unter
Einfluss von Druckkraft FD (Pfeil) und Niederhaltekraft
FN (Pfeil) entspricht.
-
Die
Blende 1 ist in den Ausführungen der 2A bis 2D mit
Niederhalteelementen 5 im Bereich des jeweiligen Nichtauflagebereichs 15 federnd
vorgespannt. Sie ist dabei mit den Niederhalteelementen 5 derart
federnd vorgespannt, dass der Abstand A der beiden Flächen 4, 8 im
Nichtauflagebereich 15 sehr klein, vorzugsweise auf Null
reduziert wird. Hierdurch wird eine definierte und konstante Vorspannung über die
Breite B (Pfeil) der Blende 1, die einen Wert ≥ 5.000 mm, vorzugsweise ≥ 8.000 mm
aufweist, erreicht. Die wirkende Vorspannkraft FN (Pfeil)
ist gemeinhin größer als
die Summe der während
des Betriebs des Stoffauflaufs 2 wirkenden Betriebskräfte.
-
Die 3 zeigt
eine weitere Ausführungsform
einer erfindungsgemäßen Blende 1 für einen Stoffauflauf 2 in
schematischer Längsschnittdarstellung.
-
Die
wiederum oberseitig am Stoffauflauf 2 angebrachte Blende 1 weist
unterseitig im mittleren Auflagebereich 15 eine Blendenauflagefläche 4 mit einer
hinterstochenen Kontur H auf. Der Hinterstich der Kontur H weist
eine Tiefe T auf, die mindestens der Biegelinie der Blende 1 unter
Einfluss von Druckkraft FD (Pfeil) und Niederhaltekraft
FN (Pfeil) entspricht.
-
Das
Niederhalteelement 5 ist als Tellerfederpaket 16 ausgebildet,
das in einer Aussparung 17 in der Blende 1 angeordnet
ist. Die Tellerfedern 18 des Tellerfederpakets 16 sind
in einer Topfscheibe 19 angeordnet und mit einer Bundmutter 20 und
einer Stiftschraube 21 vorgespannt. Somit weist die Blende 1 eine
Gesamthöhe
G ≤ 25 mm,
vorzugsweise ≤ 20 mm,
bei einer Blendenbreite B (Pfeil) ≥ 5.000
mm, vorzugsweise ≥ 8.000
mm, auf.
-
Weiterhin
ist der Hohlraum 25 im mittleren Nichtauflagebereich 15 mit
einem weichen Material 26, wie beispielsweise Moosgummi
und dergleichen, aufgefüllt,
das sich beim Vorspannen der Blende 1 zusammendrücken lässt. Somit
werden Hohlräume für Schmutzablagerungen
vermieden und eine störungsfreie
Funktion des Stoffauflaufs 2 gewährleistet.
-
Die
beiden Auflagebereiche 13, 14 weisen eine jeweilige
Länge C,
D auf, die nach Möglichkeit kleiner
5 mm ist. Weiterhin besitzt die Spitze 27 der Lippe 7 eine
gestrichelt dargestellte Schwächung 22. Dadurch
entsteht stromabwärts
eine Pressstelle, die durch die Anlegung der Spitze 27 an
die Blende 1 infolge des Düsendrucks FD (Pfeile)
verhindert, dass ein Spalt entsteht.
-
Die
Montage der Blende 1 kann auf vielerlei Arten erfolgen.
So kann beispielsweise die Bundmutter 20 auf Anschlag,
drehmomentgesteuert oder maßgesteuert
gegen die Lippe 7 angezogen werden. Die Art der Montage
der Blende 1 ist also mannigfaltig und sie wird je nach
Anwendungsfall aus einer Anzahl von vielen bekannten Lösungen gewählt werden.
-
Die 4A und 4B zeigen
zwei Einbausituationen von Blenden 1 für je einen Stoffauflauf 2 in
schematischen Seitenansichten. Der jeweilige Stoffauflauf 2 mündet hierbei
in einen anfänglich
angedeuteten Doppelsiebformer 23 bekannter Bauweise, der
in beiden Ausführungen
die gleichen geometrischen Eigenschaften aufweist.
-
Die 4A zeigt
eine Einbausituation einer bekannten Blende 1, wohingegen
die 4B eine Einbaubausituation der erfindungsgemäßen Blende 1 zeigt.
Es ist deutlich erkennbar, dass die Höhe hB der
bekannten Blende 1 deutlich größer als die Höhe hE der erfindungsgemäßen Blende 1 ist,
wobei die Höhe
hE der Gesamthöhe G entspricht, die einen Wert ≤ 25 mm, vorzugsweise ≤ 20 mm, annimmt.
-
Weiterhin
weist ein Stoffauflauf 2 mit einer bekannten Blende 1 notwendigerweise
größere Freistrahllänge LB des Stoffauflaufstrahls 24 gegenüber der
Freistrahllänge
LE des Stoffauflaufstrahls 24 mit erfindungsgemäßer Blende 1 auf.
Die erfindungsgemäße Blende 1 weist
bevorzugt eine Freistrahllänge LE ≤ 250
mm bei einer Blendenbreite B (Pfeil) ≥ 5.000 mm und eine Freistrahllänge LE ≤ 350
mm bei einer Blendenbreite B (Pfeil) ≥ 8.000 mm auf.
-
Zusammenfassend
ist festzuhalten, dass durch die Erfindung eine verbesserte Blende
für einen
Stoffauflauf der eingangs genannten Art geschaffen wird, bei deren
Verwendung kurze Freistrahllängen
auch an Stoffaufläufen
für Doppelsiebformer
möglich
sind. Die Stoffaufläufe
eignen sich überdies
insbesondere für
schnelle und/oder breite Maschinen.
-
- 1
- Blende
- 2
- Stoffauflauf
- 3
- Faserstoffsuspension
- 4
- Blendenauflagefläche
- 5
- Niederhalteelemente
- 6
- Auflagebereich
- 7
- Lippe
- 8
- Lippenauflagefläche
- 9
- Düsenraum
- 10
- Teil
(Blendenvorderteil)
- 11
- Spalt
- 12
- Düsenauslaufspalt
- 13
- Vorderer
Auflagebereich
- 14
- Hinterer
Auflagebereich
- 15
- Mittlerer
Nichtauflagebereich
- 16
- Tellerfederpaket
- 17
- Aussparung
- 18
- Tellerfeder
- 19
- Topfscheibe
- 20
- Bundmutter
- 21
- Stiftschraube
- 22
- Schwächung
- 23
- Doppelsiebformer
- 24
- Stoffauflaufstrahl
- 25
- Hohlraum
- 26
- Weiches
Material
- 27
- Spitze
- A
- Abstand
- B
- Blendenbreite
(Pfeil)
- C
- Länge
- D
- Länge
- FD
- Düsendruck
(Pfeil)
- FN
- Niederhaltekraft
(Pfeil)
- G
- Gesamthöhe
- H
- Hinterstochene
Kontur
- h
- Blendenhöhe
- hB
- Höhe
- hE
- Höhe
- K
- Konvexe
Kontur
- L
- Blendenlänge (Pfeil)
- LB
- Freistrahllänge
- LE
- Freistrahllänge
- T
- Tiefe
- v
- Geschwindigkeit
(Pfeil)