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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Maschine zur Herstellung/Bearbeitung
einer Materialbahn, insbesondere Faserstoffbahn, etwa aus Papier oder
Karton, welche mindestens einen Behandlungsabschnitt umfasst, in
welchem die Materialbahn mit einem Behandlungsfluid beaufschlagbar
ist, wobei der Behandlungsabschnitt über mindestens eine Leitungsverbindung
mit einer Behandlungsfluidquelle verbunden oder verbindbar ist.
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Maschinen
dieser Art sind etwa aus der Papierherstellungsindustrie bekannt.
Zumeist umfassen solche Maschinen mehrere Behandlungsabschnitte, in
welchen der Materialbahn eine Behandlungsflüssigkeit zugesetzt wird. Beispielsweise
werden zur Feuchtprofilierung einer Papierbahn in einer Trockenpartie
oder vor einem Kalander einer Papiermaschine Düsenfeuchter eingesetzt, welche
stoßweise Wasser
an die Papierbahn abgeben. Dazu sind die Düsenfeuchter über eine
Leitungsverbindung mit einer Wassereinspeisung verbunden und in
den Düsenfeuchtern
sind pulsierend ansteuerbare Ventile angeordnet.
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Durch
den pulsierenden Betrieb der Ventile und den damit verbundenen stoßweisen
Transport der Behandlungsflüssigkeit
von der Wassereinspeisung durch die Leitungsverbindung zu den Düsenfeuchtern
sind diese Komponenten des Behandlungsabschnitts permanent schnellen
Druckschwankungen ausgesetzt, welche zu einer starken Belastung
und somit einem schnellen Verschleiß dieser Komponenten beitragen.
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Druckschwankungen
können
außerdem
beispielsweise durch eine an die Behandlungsfluidquelle angeschlossene
Pumpe oder durch andere mit dem Leitungssystem verbundene Schwingungsquellen
auf das Behandlungsfluid übertragen
werden.
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Allgemein
ist ein Schwingungsdämpfer
für pulsierende
Flüssigkeiten
bekannt, welcher einen in einem Gehäuse definierten Hohlraum umfasst,
der durch eine bewegliche Membran in eine Flüssigkeitskammer und eine Gaskammer
unterteilt ist. Die Druckschwankungen der pulsierenden Flüssigkeit werden
dadurch ausgeglichen bzw. gedämpft,
dass die Membran einem zeitweiligen Druckanstieg durch verstärkte Komprimierung
des Gasvolumens nachgeben kann und bei zeitweiligem Druckabfall
eine entsprechende Expansion des Gasvolumens erlaubt. Solche Schwingungsdämpfer weisen
jedoch den Nachteil auf, dass der Rand der Membran flüssigkeitsdicht
und gleichzeitig stabil am Gehäuse
befestigt werden muss und die Membran selbst besonders in diesem
Randbereich starker permanenter Belastung ausgesetzt ist. Ferner
muss die Gaskammer ausreichend nach außen abgedichtet werden und
es müssen
Mittel zum Befüllen
der Gaskammer und zum Einstellen des Gasdrucks vorgesehen werden, sodass
der bekannte Schwingungsdämpfer
insgesamt relativ kompliziert aufgebaut ist.
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Im
Hinblick auf den diskutierten Stand der Technik ist es eine Aufgabe
der vorliegenden Erfindung, eine Maschine der eingangs beschriebenen Art
derart weiterzubilden, dass Druckschwankungen des Behandlungsfluids,
insbesondere Pulsationen in dem Behandlungsfluid, mit vorzugsweise
geringem konstruktiven Aufwand gedämpft werden.
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Zur
Lösung
dieser Aufgabe wird gemäß der vorliegenden
Erfindung vorgeschlagen, dass in einer Maschine der eingangs genannten
Art elastisch verformbares Ausgleichsmaterial vorgesehen ist, welches
in einem Fluidaufnahmeraum der Behandlungsfluidquelle oder des Behandlungsabschnitts
oder einer an der Leitungsverbindung angeschlossenen oder darin
angeordneten Dämpfvorrichtung
angeordnet ist oder/und einen solchen Fluidaufnahmeraum begrenzt,
oder/und elastisch verformbares Ausgleichsmaterial vorgesehen ist,
welches in zumindest einem Abschnitt der Leitungsverbindung einen
wirksamen Leitungsquerschnitt definiert oder mitdefiniert.
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Durch
die Anordnung des elastisch verformbaren Ausgleichsmaterials in
dem Fluidaufnahmeraum bzw. dem Abschnitt der Leitungsverbindung
tritt das den Druckschwankungen ausgesetzte Behandlungsfluid in
direkten Kontakt mit dem Ausgleichsmaterial und kann dieses je nach
momentanem Druck mehr oder weniger stark elastisch verdrängen. Die Druckschwankungen
im Fluid können
somit durch die elastische Verformung des Ausgleichsmaterials teilweise
ausgeglichen bzw. gedämpft
werden. Bei einer zeitweiligen Erhöhung des Drucks des Behandlungsfluids
wird sich nämlich
das Ausgleichsmaterial derart verformen, dass die in dem Fluidaufnahmeraum
aufnehmbare Menge an Behandlungsfluid bzw. die in dem Leitungsquerschnitt
pro Zeiteinheit transportierbare Menge an Behandlungsfluid zunimmt
und somit dem Druckanstieg teilweise nachgegeben wird. Umgekehrt
wird sich das Ausgleichsmaterial bei einer zeitweiligen Reduzierung
des Drucks des Behandlungsfluids derart verformen, dass die in dem Fluidaufnahmeraum
aufnehmbare Menge an Behandlungsfluid bzw. die in dem Abschnitt
der Leitungsverbindung pro Zeiteinheit transportierbare Menge an
Behandlungsfluid abnimmt und somit der Druckreduzierung teilweise
nachgegeben wird. Damit ist auf eine baulich einfache und somit
kostengünstige
Weise eine Dämpfung
von in dem Behandlungsfluid auftretenden Druckschwankungen möglich.
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Das
Ausgleichsmaterial kann derart angeordnet und ausgebildet sein,
dass es bei steigendem Druck des Behandlungsfluids komprimiert wird.
Eine Komprimierung des Ausgleichsmaterials bei steigendem Druck
kann sich bei vielen Ausgleichsmaterialien positiv auf deren Haltbarkeit
auswirken, da die strukturelle Beanspruchung und damit die Gefahr
einer stetigen Veränderung
der Materialeigenschaften des Ausgleichsmaterials bei einer Komprimierung geringer
sind.
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Alternativ
kann das Ausgleichsmaterial jedoch auch derart angeordnet und ausgebildet
sein, dass es bei steigendem Druck des Behandlungsfluids gedehnt
wird. Je nach konkreter Ausgestaltung kann sich dann ein strukturell besonders
einfaches Dämpfungssystem
ergeben.
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Zum
Gegenstand der vorliegenden Erfindung soll ferner auch Ausgleichsmaterial
gehören, welches
bei steigendem Druck des Behandlungsfluids aufgrund seiner Struktur
und Anordnung abschnittsweise komprimiert und abschnittsweise gedehnt
wird. Ferner wird an die Verwendung mehrerer das Ausgleichsmaterial
aufweisender Ausgleichselemente gedacht, die jeweils derart angeordnet
und ausgelegt sein können,
dass bei steigendem Druck des Behandlungsfluids einige der Elemente
komprimiert und andere der Elemente gedehnt werden. Auf diese Weise
wird ein hohes Maß an
Flexibilität
und Konstruktionsfreiheit bereitgestellt, um die Dämpfungseigenschaften
des Systems auf bestimmte Anforderungen abzustimmen.
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Um
ein Dämpfungssystem
der erfindungsgemäßen Maschine
besonders einfach und unter Verwendung von möglichst wenig Bauteilen zu
gestalten, wird vorgeschlagen, dass das Ausgleichsmaterial zumindest
einen Abschnitt einer Begrenzungswandung des Fluidaufnahmeraums
bzw. des Abschnitts der Leitungsverbindung oder wenigstens ein im
Fluidaufnahmeraum bzw. in einem Leitungsquerschnitt der Leitungsverbindung
angeordnetes Formteil bildet. Somit kann dem Ausgleichsmaterial
eine Doppelfunktion als Begrenzungswand einerseits und als Dämpfungsmittel
zur Dämpfung
von Druckschwankungen andererseits zukommen. Die Bereitstellung eines
Formteils bedeutet außerdem
aus Sicht der Herstellung und Wartung minimalen Kosten und Arbeitsaufwand.
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Um
die vorliegende Erfindung in der Art einer Dämpfvorrichtung zu realisieren,
welche auf einfache Weise in einer Maschine der eingangs genannten
Art angeordnet oder nachgerüstet
sein kann, wird die Bereitstellung einer Gehäusestruktur vorgeschlagen, in
welcher das Ausgleichsmaterial angeordnet ist. Speziell ist es dann
möglich,
dass wenigstens ein das Ausgleichsmaterial aufweisendes Ausgleichselement
in der Gehäusestruktur
angeordnet ist und allein oder zusammen mit dieser den Fluidaufnahmeraum
bzw. den Abschnitt der Leitungsverbindung begrenzt, sodass somit
ein Fluidaufnahmeraum bzw. Leitungsverbindungsabschnitt mit mindestens
einem elastisch verformbaren Wandabschnitt gebildet ist.
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Alternativ
oder zusätzlich
kann vorgesehen sein, dass wenigstens ein das Ausgleichsmaterial aufweisendes
Ausgleichselement in dem in einer Gehäusestruktur ausgebildeten Fluidaufnahmeraum
angeordnet ist. Bei einem derart angeordneten Ausgleichselement
erübrigt
sich ggf. sogar die Befestigung des Ausgleichselements an der Gehäusestruktur.
Ferner bietet die Anordnung des Ausgleichselements in der Gehäusestruktur
den Vorteil, dass es mit einem besonders großen Teil seiner Oberfläche, insbesondere
allseitig, in Kontakt mit dem Behandlungsfluid treten kann und somit
ohne Wechselwirkungen mit größeren Befestigungsflächen an
der Gehäusestruktur
komprimierbar ist.
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Ist
das Ausgleichselement in dem Fluidaufnahmeraum angeordnet, so kann
es von Fluid umströmbar
oder/und durchströmbar
sein. Auf diese Weise ergeben sich eine Vielzahl von Ausgestaltungsmöglichkeiten,
um die Dämpfungs-
und Durchströmungseigenschaften
der Dämpfvorrichtung wunschgemäß einzurichten
und an die in der Maschine zu erwartenden Drücke und Druckschwankungen anzupassen.
Beispielsweise kann im Wesentlichen der gesamte Fluidaufnahmeraum
bzw. Leitungsquerschnitt mit dem Ausgleichsmaterial ausgefüllt sein, wobei
mindestens ein Kanal durch das Ausgleichsmaterial hindurchführt, um
das Behandlungsfluid in Kontakt mit dem Ausgleichsmaterial zu bringen.
Alternativ kann das Ausgleichsmaterial in Form von Streifen oder
Formteilen, die weniger als die Hälfte des Fluidaufnahmeraums
bzw. des Leitungsquerschnitts ausfüllen, eingebracht sein, so
dass es von dem Behandlungsfluid umströmt wird oder das Behandlungsfluid
an ihnen vorbeiströmt.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
wird vorgeschlagen, dass wenigstens ein das Ausgleichsmaterial aufweisendes,
schlauchförmiges oder
hülsenförmiges Ausgleichselement
vorgesehen ist, welches Behandlungsfluide aufnimmt oder von Behandlungsfluid
durchströmt
wird, derart, dass bei steigendem Druck des Behandlungsfluids der
wirksame Leitungsquerschnitt des Ausgleichselements zunimmt. Ein
solches schlauchförmiges
oder hülsenförmiges Ausgleichselement
ist einfach herzustellen und wirkt in einer solchen Anordnung gleichzeitig
als Begrenzungswand des Fluidaufnahmeraums bzw. des Abschnitts der
Leitungsverbindung.
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Insbesondere
bei der Verwendung eines schlauchförmigen oder hülsenförmigen Ausgleichselements,
aber auch bei anderen Ausgleichselementen kann es von Vorteil sein,
wenn das Ausgleichselement mit einer das Ausgleichsmaterial umgebenden
Stabilisierung ausgeführt
ist. Auf diese Weise kann z. B. eine definierte Grundform des Ausgleichselements,
etwa die Schlauch- oder Hülsenform,
auch bei stark schwankenden Drücken
aufrechterhalten werden oder/und eine Beschädigung des Ausgleichselements
bei höheren
Drücken,
z. B. ein Platzen des Schlauchs, kann verhindert werden.
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Für ein schlauch-
oder hülsenförmiges Ausgleichselement
kann diese Stabilisierung so erreicht werden, dass das Ausgleichselement
zwei oder mehrere konzentrisch angeordnete Schlauchschichten umfasst,
von denen wenigstens eine innere Schlauchschicht aus Ausgleichsmaterial
gebildet ist. Auf diese Weise kann eine äußere der Schlauchsichten eine
zu starke Ausdehnung des innen liegenden Ausgleichsmaterials bei
steigendem Druck verhindern. Die äußere stabilisierende Schlauchschicht kann
dabei ebenfalls aus elastisch verformbarem Material gebildet sein
und somit ebenfalls die Dämpfungseigenschaften
der Anordnung mitbeeinflussen.
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Allgemein
kann das in Ausführungsformen der
vorliegenden Erfindung verwendete Ausgleichsmaterial von einem elastisch
verformbaren Schaum, insbesondere einem Silikonschaum, EPDM-Elastomer-Schaum,
Polyethylen-Schaum
oder Polypropylen-Schaum gebildet ist. Ein derartiger Schaum bzw. geschäumtes Material
weist besonders vorteilhafte elastische Eigenschaften auf, wobei
sich die Dämpfungscharakteristik
des Materials durch die Wahl des aufgeschäumten Kunststoffs, die Dichte
und die Dicke des Schaums auf einfache Weise einstellen lassen.
Somit kann für
verschiedene Druckbereiche oder Druckschwankungsbereiche ein passender Schaum
hergestellt werden.
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Vorzugsweise
ist der Schaum ein geschlossen-zelliger Schaum oder ein Schaum mit
einer für Behandlungsfluid
im Wesentlichen undurchlässigen Außenschicht.
Auf diese Weise kann auf die Verwendung einer Trennwand oder Trennmembran
zwischen dem Behandlungsfluid und dem Schaum verzichtet werden,
da die für
die Elastizität
wesentlichen Lufteinschlüsse
auch bei Kontakt des Schaums mit Behandlungsfluid in dem Schaum
eingeschlossen bleiben. Für
eine besonders effektive Dämpfungswirkung
ist es vorteilhaft, wenn der Schaum eine Shore-Härte von ungefähr 6 Shore
A bis ungefähr
18 Shore A, vorzugsweise von ungefähr 10 Shore A bis ungefähr 18 Shore
A aufweist.
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Wie
oben bereits erwähnt,
ist es jedoch auch möglich,
Ausgleichsmaterial aus einem im Wesentlichen ungeschäumten Material
vorzusehen. Insbesondere eine äußere Schlauchschicht
eines schlauch- oder hülsenförmigen Ausgleichselements kann
aus einem solchen Material hergestellt werden. Als ungeschäumtes Ausgleichsmaterial
kommen ungeschäumte
Elastomere, insbesondere Silikongummi oder EPDM-Elastomer-Gummi, in Frage. Das ungeschäumte Elastomer
kann eine Shore-Härte
von ungefähr
50 Shore A bis ungefähr
80 Shore A, vorzugsweise von ungefähr 50 Shore A bis ungefähr 70 Shore
A aufweisen.
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Bezüglich des
Anschlusses des Fluidaufnahmeraums an die Leitungsverbindung des
Behandlungsabschnitts wird vorzugsweise an zwei Anschlussprinzipien
gedacht. Nach einem ersten Anschlussprinzip wird vorgeschlagen,
dass der Fluidaufnahmeraum über
wenigstens einen Fluideingang an einem stromaufwärtigen Abschnitt der Leitungsverbindung und über wenigstens
einen Fluidausgang an einem stromabwärtigen Abschnitt der Leitungsverbindung
angeschlossen ist. Der Fluidaufnahmeraum ist auf diese Weise als
Durchflusseinrichtung im Strömungsweg
des Behandlungsfluids angeordnet. Ein derart angeordneter Fluidaufnahmeraum
wirkt dann in der Art eines Abschnitts der Leitungsverbindung, in
welchem die Dämpfung
von Druckschwankungen bereitgestellt wird.
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Nach
einem zweiten Anschlussprinzip weist der Fluidaufnahmeraum einen
Fluiddurchgang auf, der an der Leitungsverbindung von dieser abzweigend
angeschlossen ist. Eine auf diese Weise als Abzweigung angeschlossene
Dämpfvorrichtung
behindert die Strömung
des Behandlungsfluids entlang der Leitungsverbindung im Wesentlichen
nicht, wobei dennoch das in der Dämpfvorrichtung angeordnete Ausgleichsmaterial
in Kontakt mit dem Behandlungsfluid steht, so dass Druckschwankungen
im Behandlungsfluid effektiv ausgeglichen bzw. gedämpft werden.
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In
einer Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Strömung des
Behandlungsfluids durch mindestens eine den Fluidaufnahmeraum bzw.
dem Abschnitt der Leitungsverbindung zugeordnete Drosseleinrichtung
begrenzbar ist. Eine solche Drosseleinrichtung kann beispielsweise
an einem Fluideingang oder einem Fluidausgang oder einem sonstigen
Fluiddurchgang der Gehäusestruktur oder
im Ausgleichsmaterial vorgesehen sein und bietet eine weitere Möglichkeit,
die Dämpfungscharakteristiken
des Systems zu beeinflussen.
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Das
beschriebene Dämpfungssystem
gemäß der vorliegenden
Erfindung kann vorteilhaft in verschiedensten Behandlungsabschnitten
einer Maschine der eingangs genannten Art eingesetzt werden, in
welchem Druckschwankungen in einem Fluidleitungssystem ausgeglichen
werden sollen. Mit besonderem Vorteil ist der Behandlungsabschnitt
jedoch in einer Trockenpartie oder vor einem Kalander der Maschine
angeordnet. In diesem Bereich wird zur Feuchtequerprofilierung von
Papierbahnen Wasser aus pulsierend geschalteten Ventilen an die
Papierbahn abgegeben, so dass die Durchflussmenge des Wassers durch
die zu den Ventilen führenden
Leitungsverbindungen periodisch schwankt.
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Allgemein
ist die Wirkung des erfindungsgemäßen Dämpfungssystems besonders effektiv,
wenn das Behandlungsfluid eine Behandlungsflüssigkeit, beispielsweise Wasser,
ist, da Flüssigkeiten
kaum komprimierbar sind und somit selbst nicht in der Lage sind,
Stöße und Druckschwankungen
auszugleichen.
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ferner eine Dämpfvorrichtung zur Anordnung
in oder zum Anschluss an eine Leitungsverbindung zwischen einer Fluidquelle
und einer mit Fluid zu versorgenden Einrichtung. Gemäß der vorliegenden
Erfindung ist in einer solchen Dämpfvorrichtung
elastisch verformbares Ausgleichsmaterial vorgesehen, welches in
einem Fluidaufnahmeraum der Dämpfvorrichtung
angeordnet ist/oder diesen begrenzt. Die erfindungsgemäße Dämpfvorrichtung
kann mit den oben im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Maschine zur
Herstellung/Bearbeitung einer Materialbahn beschriebenen Erfindungsmerkmalen
vorteilhaft weitergebildet werden.
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Die
Erfindung wird nachfolgend anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen
unter Bezugnahme auf die beigefügten
Zeichnungen näher
erläutert.
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1 und 2 zeigen
jeweils eine Dämpfvorrichtung
aus dem Stand der Technik.
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3 zeigt
ein erstes Ausführungsbeispiel einer
erfindungsgemäßen Dämpfvorrichtung,
welche schlauchförmig
ausgebildet ist.
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4 zeigt
eine Schnittansicht entlang einer Linie IV-IV in 3.
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5 und 6 zeigen
ein zweites bzw. ein drittes Ausführungsbeispiel der Erfindung,
welche ebenfalls schlauchförmige
Struktur aufweisen.
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7 zeigt
ein alternatives Anschlussprinzip für die Dämpfvorrichtungen der 3 bis 6.
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8a und 8b zeigen
Dämpfvorrichtungen
eines vierten Ausführungsbeispiels
der Erfindung für
zwei verschiedene Anschlussmöglichkeiten.
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9a und 9b zeigen
Dämpfvorrichtungen
eines fünften
Ausführungsbeispiels
der Erfindung für
zwei verschiedene Anschlussmöglichkeiten.
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10a und 10b zeigen
Dämpfvorrichtungen
eines sechsten Ausführungsbeispiels
der Erfindung für
zwei verschiedene Anschlussmöglichkeiten.
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11 bis 15 zeigen
Ausführungsbeispiele
7 bis 11 der Erfindung, in welchen die Dämpfvorrichtungen als Durchstromeinrichtungen
angeordnet sind.
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16 zeigt
eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Maschine
zur Herstellung/Bearbeitung einer Materialbahn.
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Zur
Illustration sind in 1 und 2 zwei Beispiele
für Dämpfvorrichtungen
des Standes der Technik schematisch dargestellt. In 1 umfasst die
Dämpfvorrichtung 10 eine
Gehäusestruktur 12, die
einen Hohlraum 14 einschließt. Der Hohlraum 14 ist
durch eine elastische Membran 16 in eine Flüssigkeitskammer 18 und
eine Gaskammer 20 unterteilt. Die Dämpfvorrichtung 10 ist
an eine Verbindungsleitung (nicht gezeigt) über einen Flüssigkeitseinlass 22 und
einen Flüssigkeitsauslass 24 angeschlossen,
die mit der Flüssigkeitskammer 14 in
Verbindung stehen.
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Im
Betrieb ist die Flüssigkeitskammer 14 mit Behandlungsflüssigkeit
gefüllt
und in der Leitungsverbindung auftretende Druckschwankungen werden auf
die Flüssigkeit
in der Flüssigkeitskammer 14 übertragen.
Entsprechend den Druckschwankungen in der Behandlungsflüssigkeit
wird die die Flüssigkeitskammer 14 begrenzende
Membran 16 ausgelenkt und das Gas in der Gaskammer 20 wird
komprimiert bzw. expandiert.
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Eine
weitere, aus dem Stand der Technik bekannte Dämpfvorrichtung 26 ist
in 2 illustriert. Diese Vorrichtung 26 ist über eine
T-förmige
Abzweigung 28 an eine Leitungsverbindung 30 angeschlossen.
Die T-förmige
Abzweigung 28 ist mit einer Flüssigkeitskammer 32 der
Dämpfvorrichtung 26 über einen
Flüssigkeitsdurchgang 34 verbunden.
Eine Wand der Flüssigkeitskammer 32 ist
durch einen Kolben 36 gebildet, welcher beweglich in der
Gehäusestruktur
aufgenommen und durch eine Feder 38 in Richtung einer Verkleinerung
der Flüssigkeitskammer 32 vorgespannt
ist. Bei dieser Konstruktionsvariante ist besonderer Aufwand für die flüssigkeitsdichte Abdichtung
eines Bereichs zwischen dem Kolben und der Gehäusewand erforderlich, um das
Auslaufen von Behandlungsflüssigkeit
in den Raum der Feder 38 zu verhindern.
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3 bis 15 zeigen
verschiedene Ausführungsbeispiele
erfindungsgemäßer Dämpfvorrichtungen,
mit welchen die Nachteile der Dämpfvorrichtungen
des Stand der Technik weitestgehend vermieden werden können und
welche gemäß der Erfindung
für den
Einsatz in einer Maschine zur Herstellung/Bearbeitung einer Materialbahn
vorgesehen und ausgelegt sind.
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In 3 und 4 ist
gemäß einem
ersten Ausführungsbeispiel
eine schlauchförmige
Dämpfvorrichtung 40 illustriert,
welche als Durchflusseinrichtung in eine Verbindungsleitung 41 integriert
werden kann, so dass Behandlungsflüssigkeit durch einen Flüssigkeitseinlass 44 in
die Flüssigkeitskammer 46 eintreten
und aus dieser durch einen Auslass 46 wieder austreten
kann.
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Eine
Wandung eines Schlauchs 48 bildet ein Ausgleichselement
und ist aus einem geschäumten Material,
z. B. Silikon-Schaum, EPDM-Elastomer-Schaum (Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuck-Elastomer-Schaum),
Polyethylen-Schaum oder Polypropylen-Schaum gebildet, welcher eine geschlossen-zellige
Struktur aufweist, um ein Durchtreten der Behandlungsflüssigkeit
nach außen
zu verhindern. Alternativ kann an der Innenseite 50 des Schlauchs
eine flüssigkeitsundurchlässige Schicht ausgebildet
oder angeordnet sein.
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Der
Durchmesser des Schlauchs 48 liegt vorzugsweise zwischen
ca. 4 mm und ca. 15 mm, besonders bevorzugt zwischen ca. 6 mm und
ca. 10 mm. Die Wanddicke des Schlauchs 48 liegt vorzugsweise
im Bereich von ca. 2 mm bis ca. 10 mm, besonders bevorzugt im Bereich
von ca. 2 mm bis ca. 6 mm. Ferner hat es sich als besonders vorteilhaft
herausgestellt, wenn die Dichte des Materials des Schlauchs 48 im
Bereich von ca. 0,2 bis ca. 0,6 g/cm3 liegt
und das Schlauchmaterial eine Shore-Härte nach DIN 53505 im Bereich
von ca. 6 bis ca. 18 Shore A, besonders bevorzugt im Bereich von
ca. 10 bis ca. 18 Shore A, aufweist. Die Länge des Schlauchs 48 liegt
vorzugsweise im Bereich von ca. 50 mm bis ca. 500 mm, besonders
bevorzugt im Bereich von ca. 100 mm bis ca. 200 mm.
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Im
betriebsbereiten Zustand ist die Flüssigkeitskammer 42 des
Schlauchs 48 im Wesentlichen vollständig mit der Behandlungsflüssigkeit
gefüllt
und die aus dem elastischen Schaum gebildete Wandung des Schlauchs 48 ist
entsprechend dem Druck der Behandlungsflüssigkeit im bestimmten Maße gedehnt.
Eine in der Behandlungsflüssigkeit
auftretende Druckschwankung kann nun durch eine Änderung des Dehnungsbetrags
des Schlauchmaterials aufgenommen werden, so dass eine Dämpfwirkung
bereitgestellt wird. Die Struktur dieser Dämpfvorrichtung 40 ist
außerdem äußerst einfach,
da dem Schlauchwandung 48 neben der Funktion als Ausgleichselement
auch die Funktion der Wandung der Flüssigkeitskammer 42 zukommt.
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In
einer Variante dieses Ausführungsbeispiels
ist der aus dem Ausgleichsmaterial gebildete Schlauch nicht nur
als Schlauchabschnitt vorgesehen, wie in 3 angedeutet,
sondern erstreckt sich über
ein längeres
Stück der
Leitungsverbindung. Insbesondere kann auch die gesamte Leitungsverbindung
aus einem das Ausgleichsmaterial aufweisenden Schlauch gebildet
sein.
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Das
in 5 gezeigte zweite Ausführungsbeispiel der Erfindung
stellt eine Weiterentwicklung des in 3 und 4 gezeigten
ersten Ausführungsbeispiels
dar. Im zweiten Ausführungsbeispiel ist
eine Ummantelung 52 vorgesehen, welche um den Schlauch 48 herum
angeordnet ist und diesen stabilisiert. Die Ummantelung 52 kann
ein elastischer Außenschlauch
aus Silikon oder einem EPDM-Elastomer sein. Als besonders effektiv
hat sich ein Außenschlauch
mit einer Shore-Härte
im Bereich von ca. 50 bis ca. 80 Shore A, besonders bevorzugt im Bereich
von ca. 50 bis ca. 70 Shore-A und mit einer Dicke im Bereich zwischen
ca. 0,5 und ca. 3 mm herausgestellt. Ferner hat sich gezeigt, dass
ein Innendurchmesser von ca. 6 mm bis ca. 25 mm, vorzugsweise von
ca. 8 mm bis ca. 18 mm, vorteilhaft ist. Dieser Durchmesser sollte
auf die Länge
des Schlauchs abgestimmt sein, welche vorzugsweise zwischen ca. 200
mm und ca. 1500 mm liegt.
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Um
die Stabilität
des Schlauchs gemäß des ersten
Ausführungsbeispiels
oder gemäß des zweiten
Ausführungsbeispiels
zu steigern bzw. weiter zu steigern, kann der Schlauch zusätzlich mit
einer Armierung in Form eines den Schlauch umgebenden Gewebes oder
einer diesen stützenden
Schale versehen sein. Auf diese Weise lässt sich eine Verformung des
Schlauchs bei zu geringen Drücken
oder eine Beschädigung
des Schlauchmaterials bei zu hohen Drücken zuverlässig vermeiden.
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6 zeigt
ein drittes Ausführungsbeispiel der
Erfindung, welches sich von der Dämpfvorrichtung 40 des
in 3 und 4 gezeigten ersten Ausführungsbeispiels
dahingehend unterscheidet, dass die Wandung des Schlauchs 48a im
senkrecht zur Schlauchverlaufsrichtung verlaufenden Querschnitt
eine im Wesentlichen rechteckige Form aufweist. Eine solche Querschnittsform
wirkt sich auf die Dämpfungscharakteristik
der Dämpfvorrichtung
dahingehend aus, dass sich bei kleineren Druckschwankungen zunächst die
Seitenwandungen 54a des Schlauchs 48a nach innen
bzw. nach außen
wölben,
während
erst bei höheren
Druckschwankungen eine Änderung
der Dehnung auch in den Eckbereichen 56a auftreten wird.
Allgemein sind verschiedenste Querschnittsformen für eine schlauchförmige Dämpfvorrichtung
denkbar, welche unterschiedliche Dämpfungscharakteristiken aufweisen.
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Die
bislang illustrierten Ausführungsbeispiele
1 bis 3 sind als Durchflusseinrichtungen beschrieben worden. Diese
Dämpfvorrichtungen
sind jedoch ebenso auch an einer T-förmigen Abzweigung 58 gemäß 7 anschließbar, so
dass die schlauchartige Dämpfvorrichtung
dann nicht als Abschnitt der Leitungsverbindung, sondern als Abzweigung
angeordnet ist. Im Gegensatz zu den in 3 bis 6 gezeigten
Ausführungsbeispielen
weist die Dämpfvorrichtung
gemäß 7 demnach
nicht separate Ein- und Auslässe
auf, sondern ist über
nur einen einzigen Flüssigkeitsdurchgang 60 angeschlossen.
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Unter
Bezugnahme auf die 8a, 8b, 9a, 9b, 10a und 10b werden
nun drei weitere Ausführungsbeispiele
der Erfindung beschrieben, in welchen aus Ausgleichsmaterial gebildete
Formteile in einer Gehäusestruktur
angeordnet sind.
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In
einem in 8a gezeigten vierten Ausführungsbeispiel
der Erfindung weist die Dämpfvorrichtung 40b eine
quaderförmige
Gehäusestruktur 62b auf,
welche aus einem oberen Gehäuseteil 64b und einem
unteren Gehäuseteil 66b zusammengesetzt ist.
Die Gehäuseteile 64b, 66b sind
so gestaltet und miteinander verbunden, dass sie zwischen sich eine im
Wesentlichen abgeschlossene Flüssigkeitskammer 42b definieren.
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Ausgleichsmaterial 48b ist
als dicke Schicht an den Innenwänden
der Flüssigkeitskammer 42b befestigt,
wobei die Bereiche eines Einlasses 44b und eines Auslasses 46b ausgespart
sind. Da auf diese Weise der größte Teil
der Innenwand der Gehäusestruktur 62b mit
dem Ausgleichsmaterial 48b verkleidet ist, wird zwischen
dem Behandlungsfluid in der Flüssigkeitskammer 42b und
dem Ausgleichsmaterial 48b eine besonders große Wechselwirkungsfläche bereitgestellt.
Die im Betrieb der Dämpfvorrichtung 40b in
der Flüssigkeitskammer 42b aufgenommene
Behandlungsflüssigkeit
kann somit ihre Druckschwankungen effektiv auf das Ausgleichsmaterial 48b übertragen,
um dieses nach Maßgabe
des momentanen Drucks gegen die Innenwand der Gehäusestruktur 62b zu
komprimieren und somit die Druckschwankungen zu dämpfen.
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In
einem in 9a gezeigten fünften Ausführungsbeispiel
ist ein Formkörper 48c aus
Ausgleichsmaterial in eine Flüssigkeitskammer 42c eingesetzt, und
füllt etwa
die Hälfte
der Flüssigkeitskammer 42c aus.
Der Formkörper 48c ist
in seinem Randbereich hinter zwischen einem unteren Gehäuseteil 66c und einem
oberen Gehäuseteil 64c gebildeten
Stufen 68c der Gehäusestruktur 62c unter
Vorspannung formschlüssig
gehalten.
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Durch
die Vorspannung des Formteils 48c wölbt sich dieses in seinem mittleren
Bereich 70c etwas in den von der Behandlungsflüssigkeit
ausgefüllten
Bereich der Flüssigkeitskammer 42c hinein.
Beim Ausgleich von Druckschwankungen in der Behandlungsflüssigkeit
wird sich das Ausmaß dieser
Wölbung
entsprechend verändern.
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Ein
in 10a gezeigtes sechstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Dämpfvorrichtung 40d ist
aus einer oberen, eine Vertiefung 72d aufweisenden Gehäusehälfte 64d und
einer Deckplatte 66d aufgebaut. Das obere Gehäuseteil 64d ist
mit der Deckplatte 66d derart verbunden, dass sie zusammen
eine Flüssigkeitskammer 42d definieren.
Zwischen dem oberen Gehäuseteil 64d und
der Deckplatte 66d ist ein dickes, plattenförmiges Ausgleichselement 48d derart
angeordnet, dass es in seinem äußeren Randbereich 74d zwischen dem
oberen Gehäuseteil 64d und
der Deckplatte 66d eingeklemmt ist. Auf diese Weise wird
das Ausgleichselement 48d nicht nur in der Dämpfvorrichtung 40d sicher
befestigt, sondern dient gleichzeitig als Abdichtung der Verbindung
zwischen dem oberen Gehäuseteil 64d und
der Deckplatte 66d. Ähnlich
wie beim fünften
Ausführungsbeispiel
wölbt sich
auch das Ausgleichselement 48d des sechsten Ausführungsbeispiels
in seinem mittleren Bereich in Richtung des mit Behandlungsflüssigkeit
ausgefüllten Teils
der Flüssigkeitskammer 42d.
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Die
in den 8a, 9a, 10a gezeigten Dämpfvorrichtungen sind als Durchflussvorrichtungen
mit einem Flüssigkeitseinlass
und einem Flüssigkeitsauslass
vorgesehen. Die 8b, 9b bzw. 10b zeigen die Dämpfvorrichtungen des vierten,
fünften
bzw. sechsten Ausführungsbeispiels jeweils
in der Variante mit nur einem Flüssigkeitsdurchgang 60b, 60c bzw. 60d,
welcher über
eine T-förmige
Abzweigung 58b, 58c bzw. 58d an eine Leitungsverbindung
angeschlossen ist.
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Im
Folgenden werden unter Bezugnahme auf die 11 bis 15 Ausführungsbeispiele
7 bis 11 beschrieben, welche jeweils als Durchflusseinrichtungen
mit mindestens einem in einer Gehäusestruktur angeordneten Ausgleichselement
konstruiert sind.
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Im
einzelnen umfasst eine Dämpfvorrichtung 40e eines
in 11 gezeigten siebten Ausführungsbeispiels
der Erfindung eine Gehäusestruktur 62e, welche
aus einem oberen Gehäuseteil 64e und
einem unteren Gehäuseteil 66e zusammengesetzt
ist, welche zwischen sich eine Flüssigkeitskammer 42e definieren.
In korrespondierenden Aussparungen 68e im Stoßbereich
zwischen dem oberen Gehäuseteil 64e und
dem unteren Gehäuseteil 66e ist formschlüssig ein
Ausgleichselement 48e gehalten. Das Ausgleichselement 48e unterteilt
die Flüssigkeitskammer 42e in
einen stromaufwärtigen,
mit einem Flüssigkeitseinlass 44e in
Verbindung stehenden Bereich 76e und einen stromabwärtigen,
mit einem Flüssigkeitsauslass 46e in
Verbindung stehenden Bereich 78e. Für den Flüssigkeitsaustausch zwischen
dem stromaufwärtigen
Bereich 76e und dem stromabwärtigen Bereich 78e weist
das Ausgleichselement 48e einen Drosseldurchgang 80e auf,
welcher über
einen definierten Strömungsquerschnitt verfügt. Damit
sich dieser Strömungsquerschnitt
in Folge der Komprimierung oder Entspannung des Ausgleichselement 48e nicht ändert, kann
er z. B. durch eine Metallhülse
oder dergleichen verstärkt sein.
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In
dem in 12 gezeigten achten Ausführungsbeispiel
der Erfindung ist ein Ausgleichselement 48f als Trennwand
in der Mitte einer länglichen Flüssigkeitskammer 42f angeordnet
und entlang der Strömungsrichtung
der Behandlungsflüssigkeit
ausgerichtet, so dass die Behandlungsflüssigkeit seitlich an dem Ausgleichselement 48f vorbeiströmt. Das Ausgleichselement 48f unterteilt
die Flüssigkeitskammer 42f somit
in zwei parallel verlaufende Strömungskanäle, deren
wirksame Leitungsquerschnitte q, q durch elastische Verformung des
Ausgleichselements 48f entsprechend dem Druck der Behandlungsflüssigkeit
verändert
werden. Die Strömung
der Behandlungsflüssigkeit
in jedem Strömungskanal kann
durch jeweils eine am Ende jedes Strömungskanals angeordnete Drossel 80f begrenzt
werden. Die die Flüssigkeitskammer 42f außen begrenzende Wandung 82f kann
starr ausgebildet sein oder schlauchartig aus einem flexiblen Material
gebildet sein, welches sich in Abhängigkeit vom Druck der Behandlungsflüssigkeit
ebenfalls verformen kann.
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Ein
neuntes Ausführungsbeispiel
der erfindungsgemäßen Dämpfvorrichtung
ist in 13 illustriert. In dieser Dämpfvorrichtung
ist ein aus Ausgleichsmaterial aufgebautes, schlauchförmiges Dämpfungselement 48g in
einer Gehäusestruktur 62g befestigt.
Das schlauchförmige
Ausgleichselement 48g ist von einer Gehäusewand 84g oder auch von einem
flexiblen Außenschlauch
umgeben, wobei zwischen der Gehäusewand/Außenschlauch 84g und
der Außenseite
des schlauchförmigen
Ausgleichselements 48g ein beispielsweise mit Luft gefüllter Zwischenraum 86g belassen
ist.
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Im
betriebsbereiten Zustand der Dämpfvorrichtung 40g wird
das schlauchförmige
Ausgleichselement 48g von Behandlungsflüssigkeit durchströmt, wobei
in der Behandlungsflüssigkeit
auftretende Druckschwankungen durch eine elastische Verformung des
schlauchförmigen
Ausgleichselements 48g in radialer Richtung gedämpft werden.
Die dabei erzielte Dämpfungscharakteristik
wird einerseits durch die elastische Verformung des schlauchförmigen Ausgleichselements 48g und
andererseits durch die Kompression bzw. Expansion der in dem Zwischenraum 86g vorhandenen
Luft beeinflusst.
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Ähnlich dem
achten Ausführungsbeispiel kann
auch beim neunten Ausführungsbeispiel
die Strömung
der Behandlungsflüssigkeit
durch das schlauchförmige
Ausgleichselement 48g durch eine am Ende des Schlauchs
angeordnete Drossel 80g begrenzt werden.
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Ferner
zeigt die 14 ein zehntes Ausführungsbeispiel
einer erfindungsgemäßen Dämpfvorrichtung 40h,
in welcher ein Formteil 48h aus Ausgleichsmaterial freischwebend
in einer von einer Gehäusestruktur 62h definierten
Flüssigkeitskammer 42h angeordnet
ist. Der Formkörper 48h wird
somit allseitig von Behandlungsflüssigkeit umströmt, so dass
auf den Formkörper 48h wirkende
Kompressionskräfte
gleichmäßig von
allen Seiten einwirken. In einer solchen Anordnung lässt sich
eine besonders gut definierte Dämpfungscharakteristik
erzielen. Ferner kann auf zusätzliche
Mittel zur Befestigung des Formkörpers 48h an
der Gehäusestruktur 62h verzichtet
werden.
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15 zeigt
ein elftes Ausführungsbeispiel einer
Dämpfvorrichtung 40i.
In diesem Ausführungsbeispiel
ist der größte Teil
der Flüssigkeitskammer 42i mit
Ausgleichsmaterial 48i ausgefüllt, wobei in dem Ausgleichsmaterial 48i Kanäle 88i für den Durchtritt
von Behandlungsflüssigkeit
ausgebildet sind. Die Anzahl und der Verlauf der Kanäle 88i kann beliebig
gewählt
werden, so lange ein Transport von Behandlungsflüssigkeit vom Flüssigkeitseinlass 44i zum
Flüssigkeitsauslass 46i gewährleistet
bleibt.
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Zu
den Ausführungsbeispielen
7 bis 11 gemäß 11 bis 15 ist
ferner zu sagen, dass die jeweils die Flüssigkeitskammer definierenden
Gehäusestrukturen
auch durch einen Abschnitt der Leitungsverbindung selbst gebildet
sein können.
Genauer kann in einen bereits vorhandenen, beispielsweise herkömmlichen,
Abschnitt einer Leitungsverbindung Ausgleichsmaterial eingeführt werden,
welches hinsichtlich seiner Form und Befestigungsart den Ausführungsbeispielen
der 11 bis 15 entspricht.
Das Ausgleichsmaterial wird dann von der Behandlungsflüssigkeit
umströmt,
durchströmt
oder passiert und die Dämpfvorrichtung
nimmt eine besonders einfache Gestalt an. Auf diese Weise lässt sich
eine Dämpfvorrichtung
auch besonders einfach in einer Maschine der eingangs genannten
Art nachrüsten.
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Wenngleich
die vorliegende Erfindung nicht auf einen bestimmten Betriebsdruck
begrenzt ist, haben sich die Ausführungsformen der Erfindung
besonders für
einen Druck im Bereich zwischen ca. 1,5 bar und ca. 4 bar als vorteilhaft
herausgestellt.
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16 illustriert
schematisch ein Ausführungsbeispiel
einer gemäß der Erfindung
ausgebildeten Maschine 100 zur Herstellung/Bearbeitung
einer Materialbahn 110, speziell einer Papierbahn 110.
Die Maschine 100 führt
der laufenden Papierbahn 110 über beidseitig der Papierbahn 110 angeordnete
Düsenfeuchter 112 stoßweise Wasser
zu. Die Düsenfeuchter 112 sind
dazu über
eine Leitungsverbindung 114 mit einer Wassereinspeisung 115 verbunden. Um
die durch den pulsierenden Betrieb der Düsenfeuchter 112 in
der Leitungsverbindung 114 auftretenden Druckschwankungen
zu dämpfen,
sind Dämpfvorrichtungen 116 der
beschriebenen Art über T- Abzweigungen 118 an
die Verbindungsleitungen 114 angeschlossen.