DE102009045221A1

DE102009045221A1 - Turbulenzerzeuger für einen Stoffauflauf, Stoffauflauf und Verfahren zur Herstellung des Turbulenzerzeugers

Info

Publication number: DE102009045221A1
Application number: DE200910045221
Authority: DE
Inventors: Konstantin Fenkl
Original assignee: Voith Patent GmbH
Current assignee: Voith Patent GmbH
Priority date: 2009-09-30
Filing date: 2009-09-30
Publication date: 2011-03-31
Also published as: WO2011038944A3; WO2011038944A2

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Turbulenzerzeuger (1) für einen Stoffauflauf (100) einer Maschine zur Herstellung einer wenigstens einschichtigen Faserstoffbahn, insbesondere einer Papier-, Karton- oder Tissuebahn aus mindestens einer Faserstoffsuspension (102), mit einer Vielzahl von vorzugsweise in Spalten (S) und in Zeilen (Z) angeordneten Turbulenzrohren (2) zur Führung und vorzugsweisen Verteilung der mindestens einen, eine Strömungsrichtung (R) aufweisenden Faserstoffsuspension (102), wobei das einzelne Turbulenzrohr (2) - in Strömungsrichtung (R) der mindestens einen Faserstoffsuspension (102) gesehen - eine runde oder annähernd runde Rohreintrittsquerschnittsfläche (2.FE) und eine rechteckige oder annähernd rechteckige, insbesondere eine quadratische Rohraustrittsquerschnittsfläche (2.FA) aufweist, wobei die Rohrquerschnittsfläche (2.A) des einzelnen Turbulenzrohrs (2) - in Strömungsrichtung (R) der mindestens einen Faserstoffsuspension (102) gesehen - sich zwischen der Rohreintrittsquerschnittsfläche (2.FE) und der Rohraustrittsquerschnittsfläche (2.FA) streckenweise und vorzugsweise kontinuierlich von rund oder annähernd rund auf rechteckig oder annähernd rechteckig, insbesondere quadratisch ändert und wobei das einzelne Turbulenzrohr (2) zumindest in seinem austrittsseitigen Bereich (2.BA) einen rechteckigen oder annähernd rechteckigen, insbesondere einen quadratischen Rohraußenquerschnitt (2.QA) mit zwei parallelen Wandpaaren (25.H, 25.V) und vier ...

Description

Die Erfindung betrifft einen Turbulenzerzeuger für einen Stoffauflauf einer Maschine zur Herstellung einer wenigstens einschichtigen Faserstoffbahn, insbesondere einer Papier-, Karton- oder Tissuebahn aus mindestens einer Faserstoffsuspension, mit einer Vielzahl von vorzugsweise in Spalten und in Zeilen angeordneten Turbulenzrohren zur Führung und vorzugsweisen Verteilung der mindestens einen, eine Strömungsrichtung aufweisenden Faserstoffsuspension, wobei das einzelne Turbulenzrohr – in Strömungsrichtung der mindestens einen Faserstoffsuspension gesehen – eine runde oder annähernd runde Rohreintrittsquerschnittsfläche und eine rechteckige oder annähernd rechteckige, insbesondere eine quadratische Rohraustrittsquerschnittsfläche aufweist, wobei die Rohrquerschnittsfläche des einzelnen Turbulenzrohrs – in Strömungsrichtung der mindestens einen Faserstoffsuspension gesehen – sich zwischen der Rohreintrittsquerschnittsfläche und der Rohraustrittsquerschnittsfläche streckenweise und vorzugsweise kontinuierlich von rund oder annähernd rund auf rechteckig oder annähernd rechteckig, insbesondere quadratisch ändert und wobei das einzelne Turbulenzrohr zumindest in seinem austrittsseitigen Bereich einen rechteckigen oder annähernd rechteckigen, insbesondere einen quadratischen Rohraußenquerschnitt mit zwei parallelen Wandpaaren und vier Ecklängskanten und aufweist.
Weiterhin betrifft die Erfindung einen Stoffauflauf für eine Maschine zur Herstellung einer wenigstens einschichtigen Faserstoffbahn, insbesondere einer Papier-, Karton- oder Tissuebahn aus mindestens einer Faserstoffsuspension, mit mindestens einer die wenigstens eine Faserstoffsuspension zuführenden Zuführvorrichtung, mit mindestens einem von der wenigstens einen Faserstoffsuspension durchströmten Turbulenzerzeuger mit einer Vielzahl von vorzugsweise in Spalten und in Zeilen angeordneten Turbulenzrohren zur Führung und vorzugsweisen Verteilung der mindestens einen, eine Strömungsrichtung aufweisenden Faserstoffsuspension, wobei das einzelne Turbulenzrohr – in Strömungsrichtung der mindestens einen Faserstoffsuspension gesehen – eine runde oder annähernd runde Rohreintrittsquerschnittsfläche und eine rechteckige oder annähernd rechteckige, insbesondere eine quadratische Rohraustrittsquerschnittsfläche aufweist, wobei die Rohrquerschnittsfläche des einzelnen Turbulenzrohrs – in Strömungsrichtung der mindestens einen Faserstoffsuspension gesehen – sich zwischen der Rohreintrittsquerschnittsfläche und der Rohraustrittsquerschnittsfläche streckenweise und vorzugsweise kontinuierlich von rund oder annähernd rund auf rechteckig oder annähernd rechteckig, insbesondere quadratisch ändert und wobei das einzelne Turbulenzrohr zumindest in seinem austrittsseitigen Bereich einen rechteckigen oder annähernd rechteckigen, insbesondere einen quadratischen Rohraußenquerschnitt mit zwei parallelen Wandpaaren und vier Ecklängskanten aufweist, und mit einer von der wenigstens einen Faserstoffsuspension durchströmten Stoffauflaufdüse, aus welcher die wenigstens eine Faserstoffsuspension vorzugsweise als ein Freistrahl austritt.
Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Herstellung eines Turbulenzerzeugers mit einer Vielzahl von vorzugsweise in Spalten und in Zeilen angeordneten Turbulenzrohren zur Führung und Verteilung der mindestens einen, eine Strömungsrichtung aufweisenden Faserstoffsuspension, wobei das einzelne Turbulenzrohr – in Strömungsrichtung der mindestens einen Faserstoffsuspension gesehen – eine runde oder annähernd runde Rohreintrittsquerschnittsfläche und eine rechteckige oder annähernd rechteckige, insbesondere eine quadratische Rohraustrittsquerschnittsfläche aufweist, wobei die Rohrquerschnittsfläche des einzelnen Turbulenzrohrs – in Strömungsrichtung der mindestens einen Faserstoffsuspension gesehen – sich zwischen der Rohreintrittsquerschnittsfläche und der Rohraustrittsquerschnittsfläche streckenweise und vorzugsweise kontinuierlich von rund oder annähernd rund auf rechteckig oder annähernd rechteckig, insbesondere quadratisch ändert und wobei das einzelne Turbulenzrohr zumindest in seinem austrittsseitigen Bereich einen rechteckigen oder annähernd rechteckigen, insbesondere einen quadratischen Rohraußenquerschnitt mit zwei parallelen Wandpaaren und vier Ecklängskanten aufweist.
Ein derartiger Turbulenzerzeuger für einen Stoffauflauf für eine Maschine zur Herstellung einer wenigstens einschichtigen Faserstoffbahn, insbesondere einer Papier-, Karton- oder Tissuebahn aus mindestens einer Faserstoffsuspension ist beispielsweise aus dem Dokument EP 1 693 507 A2 bekannt. Dieser Turbulenzerzeuger besteht aus einer Vielzahl von Turbulenzrohren, die über den größten Teil ihrer Länge hinweg rund und nur im auslaufseitigen Endbereich, der gewöhnlich eine Länge von 50 bis 150 mm annimmt, rechteckig oder annähernd rechteckig, insbesondere quadratisch aufgeweitet sind. Er dient somit zur Führung und Verteilung der mindestens einen, eine Strömungsrichtung aufweisenden Faserstoffsuspension.
Der Turbulenzerzeuger ist also ein wesentlicher und somit integraler Bestandteil des Stoffauflaufs für eine Maschine zur Herstellung einer wenigstens einschichtigen Faserstoffbahn, insbesondere einer Papier-, Karton- oder Tissuebahn aus mindestens einer Faserstoffsuspension. Der Stoffauflauf umfasst hierbei mindestens eine die wenigstens eine Faserstoffsuspension zuführende Zuführvorrichtung, mindestens einen von der wenigstens einen Faserstoffsuspension durchströmten Turbulenzerzeuger mit einer Vielzahl von in Spalten und in Zeilen angeordneten Turbulenzrohren und eine von der wenigstens einen Faserstoffsuspension durchströmte Stoffauflaufdüse, aus welcher die wenigstens eine Faserstoffsuspension vorzugsweise als ein Freistrahl austritt.
Neben verschiedenen hydraulischen Aufgaben, wie beispielsweise Fluidisierung, Vergleichmäßigung und Ausrichtung der entsprechenden Stoffströmung, hat der Turbulenzeinsatz bzw. der Stoffauflauf auch generell die „mechanische” Aufgabe, an und in der Stoffauflaufdüse wirkende Kräfte, so genannte Düsenkräfte, aufzunehmen.
Die heute eingesetzten Stoffaufläufe werden in der so genannten „C-Klammer-Bauweise” ausgeführt. Sie nehmen die Düsenkräfte gleichmäßig über die Maschinenbreite in plattenförmigen Bauteilen, insbesondere Blechen auf. Diese Art der Aufnahme führt in gewünschter Weise zu einem sehr homogenen Verformungsverhalten des Auslaufspalts der Stoffauflaufdüse. Ein unter allen Betriebszuständen, umfassend zum Beispiel Druck und Temperatur, paralleler Auslaufspalt des Stoffauflaufs ist dabei maßgeblich relevant für eine gute Produktqualität. In der so genannten „C-Klammer-Bauweise” ausgeführte Stoffaufläufe sind beispielsweise aus den Dokumenten WO 88/01318 A1 , EP 0 997 577 A1 und EP 0 997 578 A1 bekannt.
Die in der Stoffauflaufdüse wirkenden Düsenkräfte entstehen aufgrund des während des Betriebs des Stoffauflaufs herrschenden Düsendrucks, der sowohl auf die untere Düsenwand als auch auf die obere Düsenwand wirkt. Die obere Düsenwand der Stoffauflaufdüse ist an der den Turbulenzeinsatz umfassenden zentralen Baugruppe in einer Hohlkehle, dem so genannten Scharniergelenk gelagert und über eine Mehrzahl von Hubelementen abgestützt. An dem Scharniergelenk summieren sich somit vektoriell die Kräfte der druckbeaufschlagten Fläche der oberen Düsenwand und die Reaktionskräfte der Hubelemente auf. Abhängig von der Betriebsgeschwindigkeit der Maschine zur Herstellung der wenigstens einschichtigen Faserstoffbahn führt dies zu einer relativ hohen Linienkraft auf das Scharniergelenk, welche besonders das ausströmseitige Ende der zentralen Baugruppe und somit das Turbulenzeinsatzende belastet. Die heute eingesetzten Stoffaufläufe bzw. Turbulenzeinsätze übertragen diese Kräfte mittels einer Tragstruktur, die wenigstens eine dicke und biegesteife Deckplatte und eine zwangsläufig hoch belastete Ankerplatte umfasst.
Dieser Sachverhalt bei einem heute eingesetzten und einen Turbulenzeinsatz aufweisenden Stoffauflauf für eine Maschine zur Herstellung einer wenigstens einschichtigen Faserstoffbahn ist beispielsweise in der 1 dargestellt.
Die zur Strömungsführung verwendeten Turbulenzrohre des Turbulenzeinsatzes sind, nahezu ohne äußere Kräfte aufzunehmen, lastfrei in diese Tragstruktur eingebunden, vorzugsweise geklebt oder geschweißt, und müssen lediglich den während des Betriebs des Stoffauflaufs in dem Turbulenzeinsatz herrschenden Innendruck ohne bleibende Verformungen aufnehmen. Die Turbulenzrohre sind, wie bereits ausgeführt, über den größten Teil ihrer Länge hinweg rund und nur im auslaufseitigen Endbereich, der gewöhnlich eine Länge von 50 bis 150 mm annimmt, rechteckig oder annähernd rechteckig, insbesondere quadratisch aufgeweitet. Die Durchführung der Turbulenzrohre durch die Ankerplatte erfolgt in sinnvoller Weise nur über Bohrungen, was letztlich zu einer deutlichen Reduzierung des verbleibenden Ankerplatten-Querschnittes führt. Zwecks einer Reduzierung der so genannten „Gitternachlaufströmung” müssen die Turbulenzrohre aus hydraulischen Gründen außerdem als homogene Röhrenbank ausgeführt und möglichst „eng aneinander” angeordnet sein. Dies führt, neben einem sehr hohen Zerspanungsaufwand, auch zu einer hohen mechanischen Spannungsbelastung in den Reststegen der Ankerplatte, da nur noch geringe Stegbreiten zwischen den Bohrungen verbleiben.
Die 2 zeigt nun ein Beispiel einer „freigemachten” Tragstruktur eines bekannten Stoffauflaufs für eine Maschine zur Herstellung einer wenigstens einschichtigen Faserstoffbahn.
Die zuvor beschriebenen äußeren Kräfte führen an der Tragstruktur zu hohen Biegespannungen an der Deckplatte und zu hohen Zugspannungen an der Ankerplatte, sowie zu entsprechenden Verformungen des Turbulenzeinsatzes und der Düsenwände bzw. der Düsenauslaufgeometrie. Insbesondere sind die Verformung der Düsenauslaufgeometrie und hier insbesondere die Spaltaufweitung und die Spaltparallelität maßgeblich wichtig für den Papierherstellungsprozess und seine Qualität und dürfen somit gewisse Grenzen nicht überschreiten.
Durch die Neigung des Oberlippenträgers, beispielsweise zur Einstellung des Auslaufspalts der Stoffauflaufdüse, wird in das Scharniergelenk sowohl eine vertikale als auch eine horizontale Kraftkomponente eingeleitet. Insbesondere die horizontale Komponente kann bei einem Standard-Turbulenzeinsatz zu einer merklichen „parallelogrammartigen” Verformung der Tragstruktur führen. Desweiteren ist der zulaufseitige, maschinenbreite Zwischenkanal durch eine abschwenkbare Klappe, der so genannten Hinterwand, zu Inspektions- und Reinigungszwecken zu öffnen. Unsachgemäßes Festziehen der Hinterwand-Verschraubungen führt gegebenenfalls zu merklichen Verspannungen und kann ebenfalls zu nachteilhaften Einflüssen auf den Auslaufspalt der Stoffauflaufdüse führen.
Weiterhin ist die Tragstruktur des Turbulenzeinsatzes des Stoffauflaufs üblicher Weise als Schweißkonstruktion ausgeführt. Während der Fertigung dieses Bauteils treten insbesondere beim Bohren der Ankerplatte, bedingt durch den hohen „Materialabtrag” (Spanvolumen ~ 50%) häufig starke Verzüge auf, die zu erheblichen Verformungen führen. Diese Verformungen werden normalerweise mittels Warmrichten, beispielsweise mittels einer Schweißflamme, behoben. Es erfordert hierbei viel Geschick und Aufwand, um eine zufrieden stellende „Geradheit” zu erreichen.
Da der Turbulenzeinsatz überdies auf der Auslaufseite eine geschlossene „Rohr-an-Rohr-Struktur” aus rechteckigen, vorzugsweise aus quadratischen Rohren aufweist, muss die Ankerplatte zum Teil erheblich bis in den verjüngten und runden Bereich der Turbulenzrohre zurückversetzt sein. Diese Zurückversetzung der Ankerplatte führt zu einem „Z-förmigen Verlauf” des Kraftflusses und erzeugt dabei ein Biegemoment, welches maßgeblich eine „dicke Deckplatte” erfordert und damit zu einer schweren und materialaufwändigen Konstruktion führt. Die „dicke Deckplatte” muss hierbei in der Lage sein, die Biegespannungen aufzunehmen und gleichzeitig die Verformungen in Ausgestaltung einer Aufweitung in Grenzen zu halten. Aufgrund der Anordnung von Oberlippenträger und Hubelementen übersetzt sich das Nachgeben der Lagerstelle in Ausgestaltung einer Hohlkehle des Oberlippenträger-Scharniergelenks überproportional auf den Düsenauslaufspalt und führt zu elastischen Aufweitungen, die insbesondere bei kleinen Auslaufspaltöffnungen unter 5 mm problematisch werden können. Insbesondere bei schnelllaufenden Maschinen zur Herstellung einer wenigstens einschichtigen Faserstoffbahn sind aufgrund der begrenzten Entwässerungskapazität der Siebpartie kleine Lippenöffnungen notwendig. Diese sind jedoch nur durch eine entsprechend starre Düsenkonstruktion sicher realisierbar. Hierbei kann sich überdies ein Problemfall ergeben: ein plötzlicher und schneller Druckabfall mit einem „Zurückschlagen” der Düsenwände.
Es ist also Aufgabe der Erfindung, einen Turbulenzerzeuger, einen Stoffauflauf und ein Verfahren zur Herstellung eines Turbulenzerzeugers der eingangs genannten Arten derart zu verbessern, dass die genannten Nachteile des Stands der Technik weitestgehend, vorzugsweise sogar vollständig vermieden werden.
Insbesondere soll eine Biegebelastung in der Deckplatte weitestgehend vermieden und eine möglichst geradlinige und möglichst einleitungsnahe Leitung etwaig auftretender Kräfte erreicht werden.
Diese Aufgabe wird bei einem Turbulenzerzeuger der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass er eine Vielzahl von in Maschinenquerrichtung vorzugsweise unmittelbar benachbarten und vorzugsweise baugleichen Einzelmodulen umfasst, wobei das einzelne Einzelmodul wenigstens aus den vorzugsweise in einer Spalte angeordneten und in ihren jeweiligen austrittsseitigen Bereichen jeweils einen rechteckigen oder annähernd rechteckigen, insbesondere einen quadratischen Rohraußenquerschnitt mit zwei parallelen Wandpaaren und vier Ecklängskanten aufweisenden Turbulenzrohren gebildet ist, die mittels an ihren Ecklängskanten angebrachten Verbindungen, insbesondere Schweißnähten zumindest streckenweise unmittelbar oder mittelbar miteinander verbunden sind, um dadurch einen nahezu geradlinigen Kraftfluss an den jeweils außen liegenden Wänden der austrittsseitigen Bereiche der Turbulenzrohre des Einzelmoduls zu ermöglichen, und wobei das oberste und das unterste und vorzugsweise in einer Spalte angeordnete Turbulenzrohr an seinen freien Ecklängskanten zumindest streckenweise unmittelbar oder mittelbar jeweils mit einem Anschlussteil verbunden, insbesondere verschweißt ist.
Die erfindungsgemäße Aufgabe wird auf diese Weise vollkommen gelöst.
Der erfindungsgemäße Turbulenzerzeuger beruht also auf der Idee, die während des Betriebs des Stoffauflaufs auf den Turbulenzeinsatz wirkenden Kräfte möglichst direkt und unter Einbeziehung der Turbulenzrohre aufzunehmen. Er vermeidet also weitestgehend eine Biegebelastung der Deckplatte und er überträgt die im Betrieb des Stoffauflaufs auftretenden Kräfte über die Verbindungen, insbesondere die Schweißnähte und über die außen liegenden Wände der Turbulenzrohre des Einzelmoduls des Turbulenzerzeugers möglichst geradlinig und möglichst Nahe am Ort der Krafteinleitung. Zumindest der Auslaufbereich der rechteckigen Turbulenzrohre ist folglich als eine tragende Röhrenbank ausgeführt. Die die Turbulenzrohre umfassende Röhrenbank ist vergleichbar einem in die Länge extrudierten, „Gitterrost” ausgeführt und kann dabei angenähert eine würfelförmige Gestalt aufweisen. Die somit erzeugte neue Tragstruktur für einen Stoffauflauf ist außerordentlich stabil und sie kann sehr hohe Düsendrücke bei gleichzeitig deutlich geringeren Verformungen, insbesondere Aufweitungen als bisherige und konventionelle Turbulenzeinsätze aufnehmen. Auch die horizontalen Kraftkomponenten, beispielsweise Hervorgerufen durch eine geneigte Oberlippe, einen geneigten Zwischenkanal, eine unsachgemäße Hinterwand-Verschraubung oder dergleichen, können ohne nennenswerten Einfluss auf den Auslaufspalt aufgenommen werden. Die parallelogrammartige Verformung des Turbulenzeinsatzes ist aufgrund der schubsteifen Röhrenbank nur sehr gering. Die enorme Stabilität der neuen Tragstruktur erlaubt es, sowohl auf die durchgängige Deckplatte als auch auf die Ankerplatte zu verzichten.
Weiterhin bietet der erfindungsgemäße Turbulenzerzeuger den Vorteil, dass die während des Betriebs des Stoffauflaufs wirkenden Düsenkräfte, insbesondere die am Oberlippenträger-Scharniergelenk wirkende Kraft mittels der gesamten Tragstruktur und hier insbesondere mittels der ausströmseitigen Turbulenzrohr-Röhrenbank aufgenommen werden. Auch werden die horizontalen Düsenkraft-Komponenten ohne nennenswerten Einfluss auf den Auslaufspalt aufgenommen, so dass lediglich eine geringe, vorzugsweise überhaupt keine parallelogrammartige Verformung des Turbulenzeinsatzes und somit keine Aufweitung des Auslaufspalts der Stoffauflaufdüse stattfindet. Und die während des Betriebs des Stoffauflaufs entstehenden Biegemomente werden nahezu vollständig über die Röhrenbank abgeleitet und es wird mit möglichst geringen äußeren Stützkräften der restlichen Tragstruktur ausgekommen.
Auch erlaubt der erfindungsgemäße Turbulenzerzeuger die Eliminierung sowohl der Ankerplatte als auch der durchgängigen und dicken Deckplatte. Infolgedessen wird auch die bisher hohe Biegemoment-Belastung auf die Deckplatte wegen der bisher zurückversetzten Ankerplatte eliminiert. Die Beschaffung der bislang teuren Halbzeuge, wie beispielsweise der durchgängigen und dicken Deckplatte, wird also vorzugsweise gänzlich vermieden, zumindest jedoch merklich vereinfacht.
Auch wird die bisherige Verzugsproblematik aufgrund eines geringen Schweißnahtvolumens sowie eines geringen Zerspanungsvolumens erheblich vermindert. So ist unter anderem kein Bohren der Ankerplatte mehr notwendig. Auch werden die allgemeinen Richtvorgänge, wie beispielsweise das Warmrichten mit Schweißflamme, und der Schweißverzug durch Vermeidung großer Volumennähte minimiert. Das maschinelle und vergleichsweise kostengünstige Verschweißen der jeweils einen rechteckigen, insbesondere einen quadratischen Rohraußenquerschnitt aufweisenden Turbulenzrohre wird ermöglicht. Ferner ist es möglich, den Stufensprung von „rund” auf „rechteckig” oder „annähernd rechteckig” bzw. „quadratisch” in dem Turbulenzrohr eines Einzelmoduls gemäß den hydraulischen Notwendigkeiten zu positionieren. Dabei kann die Lage des Stufensprungs nahe am Auslauf des Turbulenzrohrs gewählt werden.
Weitere allgemeine Vorteile des erfindungsgemäßen Turbulenzerzeugers sind eine merkliche Reduzierung des Materialaufwands und damit des Gewichts des Stoffauflaufs, eine deutliche Reduzierung des Fertigungsaufwands, insbesondere durch ein Auflassen von händischen Tätigkeiten wie Schweißen, Verschleifen oder Kleben, eine Verkürzung der Fertigungsdurchlaufzeit des Turbulenzeinsatzes und somit des Stoffauflaufs und eine Vereinfachung der Fertigungsabfolge bzw. der Bearbeitungsschritte.
Die so genannte „C-Klammer-Bauweise” des Stoffauflaufs wird auch bei der neuen Tragstruktur des erfindungsgemäßen Turbulenzerzeugers als Konstruktionsprinzip beibehalten. Es lässt sich zudem ein mehrere Einzelmodule umfassendes Baukastenkonzept an dem erfindungsgemäßen Turbulenzeinsatz umsetzen.
Und schließlich lässt sich ein den erfindungsgemäßen Turbulenzerzeuger aufweisender Stoffauflauf bei allen dem Fachmann bekannten Formertypen, wie beispielsweise Einsiebformern, Zweisiebformern, wie insbesondere Spaltformern, Mehrlagenformern und Tissueformern, und bei allen dem Fachmann bekannten Stoffauflaufkonzepten, wie beispielsweise „C-Klammer-Bauweise„ oder „Lean-Beam-Stoffauflauf”, einsetzen. Überdies kann eine Maschine zur Herstellung einer wenigstens einschichtigen Faserstoffbahn, die einen derartigen Stoffauflauf umfasst, bei einer Maschinengeschwindigkeit von über 2.600 m/min betrieben werden, sofern die weiteren Maschinenkomponenten dies erlauben.
Die jeweils vier an einem jeweiligen Turbulenzrohr außenseitig angeordneten Eckkanten können eine runde, eine rechteckige, eine annähernd rechteckige, eine angefaste oder eine ähnliche Kantengeometrie aufweisen. In vorteilhafter Weise wird eine Eckkante mit einer runden oder angefasten Kantengeometrie eine möglichst kleine Dimension aufweisen, um die Herstellung einer ausreichenden Verbindungsqualität, insbesondere Schweißqualität zu ermöglichen.
Auch wird der jeweilige auslaufseitige Endbereich des Turbulenzrohrs im Hinblick auf eine geschlossene „Rohr-an-Rohr-Struktur” scharfkantig ausgeführt sein, um während des Betriebs des Stoffauflaufs keinen „Bruch” in den Strömungsverhältnissen der wenigstens einschichtigen Faserstoffsuspension zu verursachen.
Die an den Ecklängskanten der Turbulenzrohre angebrachten Verbindungen, insbesondere Schweißnähte können beispielsweise eine Mindestlänge von 25, 40 oder gar 50 mm aufweisen und der runde oder annähernd runde einlaufseitige Rohreintrittquerschnitt des einzelnen Turbulenzrohrs kann beispielsweise einen Außendurchmesser von 22,4 mm besitzen. Auch kann der rechteckige oder annähernd rechteckige, insbesondere die quadratische auslaufseitige Rohraustrittsquerschnitt des einzelnen Turbulenzrohrs eine Außenlänge von 25 oder 33,3 mm besitzen.
Auch kann zwischen den innen liegenden und parallelen Wänden zweier benachbarter Turbulenzrohre einer Spalte, also in ihren austrittsseitigen Bereichen, jeweils wenigstens ein Zwischenteil, insbesondere ein Flachprofil angeordnet sein, welches sich über einen vorzugsweise wesentlichen Teil der Ecklängskanten der beiden benachbarten Turbulenzrohre erstreckt. Das Flachprofil besteht dabei bevorzugt aus einem Vollkörper oder aus einem Hohlkörper. Und zwischen den innen liegenden und parallelen Wänden zweier benachbarter Turbulenzrohre kann auslaufseitig, also dem Zwischenteil, insbesondere dem Flachprofil unmittelbar oder mittelbar nachfolgend, wenigstens ein Lamellenhalter angeordnet sein, wobei wenigstens das Zwischenteil, insbesondere das Flachprofil mit den Ecklängskanten der beiden benachbarten Turbulenzrohre zumindest streckenweise verbunden, insbesondere verschweißt ist. Somit ist also auch die Möglichkeit gegeben, die Stoffauflaufdüse mit sich in Strömungsrichtung der mindestens eine Faserstoffsuspension erstreckenden Lamellen zu versehen. Die Lamellen bestehen aus einem Kunststoff, vorzugsweise aus einem Hochleistungspolymer wie insbesondere PPSU, PPS, PEI, PTFE, PA, POM oder dergleichen. Ferner ist ein derartiger Lamellenhalter beispielsweise aus dem Dokument DE 199 62 709 A1 bekannt, dessen diesbezüglicher Offenbarungsgehalt hiermit zum Gegenstand der vorliegenden Beschreibung gemacht wird. Die Verbindung des vorzugsweise maschinenbreiten Lamellenhalters erfolgt mit den stirnseitigen Kanten der beiden benachbarten Turbulenzrohre. Aufgrund der geringen Schweißverzüge kann der vorzugsweise aus einem Vollmaterial bestehende Lamellenhalter eingeschweißt werden, vorzugsweise – in Bezug auf das Flachprofil – anschließend genau fluchtend und geradlinig genutet.
Die an den Ecklängskanten angebrachten Verbindungen, insbesondere Schweißnähte können sich über mindestens 40%, vorzugsweise über mindestens 60%, insbesondere über mindestens 75%, der Länge der Ecklängskanten des rechteckigen, insbesondere quadratischen Rohraußenquerschnitts des einzelnen Turbulenzrohrs erstrecken. Selbstverständlich können die Verbindungen sich auch über die vollständige Länge der Eckkanten erstrecken, wobei ihre Anbringung in allen Fällen zumindest im Anfangs- und im Endbereich der Eckkanten erfolgt. Die günstigen Schweißnähte werden bevorzugt mittels Laserschweißung erzeugt, wobei kein Zusatzwerkstoff aufgrund einer bevorzugten „Bördelnaht” notwendig ist und wobei eine große Schweißnahttiefe von bis 250 μm erreichbar ist. Zudem ist bei einer Laserschweißung eine schmale Schweißnahtbreite, eine schnelle Schweißgeschwindigkeit von ca. 2 bis 5 m/min, eine gute Schweißnaht-Wurzelzone und eine geringe Gesamtwärmeeinbringung und damit ein geringer Verzug realisierbar.
In einer ersten bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Turbulenzerzeugers ist das einzelne Einzelmodul in seinen den beiden seitlichen Bereichen, in welchen die vorzugsweise in einer Spalte angeordneten Turbulenzrohre jeweils einen runden oder annähernd runden Rohraußenquerschnitt aufweisen, jeweils mit mindestens einem seitlichen und sich vorzugsweise zumindest über die Höhe der Turbulenzrohre streckenden Ankerblech versehen, welches mit mindestens einem Turbulenzrohr unmittelbar oder mittelbar verbunden, insbesondere verschweißt ist.
Das einzelne seitliche Ankerblech bildet bevorzugt auch das jeweilige Anschlussteil, welches an dem obersten und dem untersten Turbulenzrohr angeordnet ist, aus. Es ist somit bevorzugt auch mit der Ecklängskante des angrenzenden Turbulenzrohrs verbunden, insbesondere verschweißt. Es wird folglich mit einer geringen Anzahl von Bauteilen eine sehr steife und solide Konstruktion für das einzelne Einzelmodul erreicht.
Das einzelne seitliche Ankerblech kann dabei einteilig oder mehrteilig ausgeführt sein, wobei bei einer mehrteiligen Ausführung das jeweilige Anschlussteil vorzugsweise ein eigenes Grundbauteil darstellt. Auch kann das einzelne seitliche Ankerblech in dem Bereich des Anschlussteils gedoppelt sein und somit eine Gesamtwanddicke im Bereich von 0,5 bis 3,0 mm, vorzugsweise von 1,0 bis 2,0 mm, insbesondere von 1,5 mm, aufweisen.
In einer zweiten bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Turbulenzerzeugers sind die vorzugsweise in einer Spalte angeordneten Turbulenzrohre des einzelnen Einzelmoduls in den Bereichen, in welchen sie jeweils einen runden oder annähernd runden Rohraußenquerschnitt aufweisen, mit einem zumindest einteiligen Ankerplattensegment, welches sie in Öffnungen, insbesondere Bohrungen durchdringen, versehen. Es wird folglich wiederum mit einer minimalen Anzahl von Bauteilen eine sehr steife und solide Konstruktion für das einzelne Einzelmodul erreicht.
Das Ankerplattensegment kann selbstverständlich auch mehrteilig ausgeführt sein und hierbei mindestens ein Turbulenzrohr erfassen. Bei einer mehrteiligen Ausführung ist das Ankerplattensegment vorzugsweise als Schweißkonstruktion ausgeführt.
Weiterhin umfasst das Anschlussteil bevorzugt wenigstens zwei beabstandete Flachprofile, ein flächig an dem benachbarten Turbulenzrohr anliegendes U- oder T-Stück oder dergleichen. Bei der Auswahl der Profile für das Anschlussteil ist wichtig, dass sie selbst nach erfolgter Einbringung des Einzelmoduls noch die Erzeugung einer Verbindung, insbesondere einer Schweißung mit einem benachbarten Bauteil gewährleisten.
Den beiden Anschlussteilen des Einzelmoduls ist in Strömungsrichtung der Faserstoffsuspension bevorzugt jeweils wenigstens ein vorzugsweise maschinenbreites Füllstück nachgeordnet, wobei das dem oberen Anschlussteil nachgeordnete und vorzugsweise maschinenbreite Füllstück insbesondere einen Teil eines Oberlippenträger-Scharniergelenks ausbildet. Diese Ausführungsmöglichkeit erbringt einerseits den Vorteil einer weiters erhöhten Stabilität der Röhrenbank, also des erfindungsgemäßen Turbulenzerzeugers, andererseits stellt sie eine sichere und dauerhafte Abdichtung des im Regelfall mit einer Kühlflüssigkeit gefüllten Turbulenzeinsatzes sicher.
Die erfindungsgemäße Aufgabe wird bei einem Stoffauflauf der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass er mindestens einen erfindungsgemäßen Turbulenzerzeuger umfasst.
Dieser erfindungsgemäße Stoffauflauf erbringt wiederum die bereits genannten erfindungsgemäßen Vorteile.
Der erfindungsgemäße Stoffauflauf beruht also auf der Idee, die während des Betriebs des Stoffauflaufs auf den Turbulenzeinsatz wirkenden Kräfte möglichst direkt und unter Einbeziehung der Turbulenzrohre des Turbulenzerzeugers aufzunehmen. Er vermeidet also weitestgehend eine Biegebelastung der Deckplatte und er überträgt die im Betrieb des Stoffauflaufs auftretenden Kräfte über die Verbindungen, insbesondere die Schweißnähte und über die außen liegenden Wände der Turbulenzrohre des Einzelmoduls des Turbulenzerzeugers möglichst geradlinig und möglichst nahe am Ort der Krafteinleitung. Zumindest der Auslaufbereich der rechteckigen oder annähernd rechteckigen Turbulenzrohre des Turbulenzerzeugers ist folglich als eine tragende Röhrenbank ausgeführt. Die die Turbulenzrohre umfassende Röhrenbank ist vergleichbar einem in die Länge extrudierten „Gitterrost” ausgeführt und kann dabei angenähert eine würfelförmige Gestalt aufweisen. Die somit erzeugte neue Tragstruktur für einen Stoffauflauf ist außerordentlich stabil und sie kann sehr hohe Düsendrücke bei gleichzeitig deutlich geringeren Verformungen, insbesondere Aufweitungen als bisherige und konventionelle Turbulenzeinsätze aufnehmen. Auch die horizontalen Kraftkomponenten, beispielsweise Hervorgerufen durch eine geneigte Oberlippe, einen geneigten Zwischenkanal, eine unsachgemäße Hinterwand-Verschraubung oder dergleichen, können ohne nennenswerten Einfluss auf den Auslaufspalt aufgenommen werden. Die parallelogrammartige Verformung des Turbulenzeinsatzes ist aufgrund der schubsteifen Röhrenbank nur sehr gering. Die enorme Stabilität der neuen Tragstruktur erlaubt es, sowohl auf die durchgängige Deckplatte als auch auf die Ankerplatte zu verzichten.
In einer ersten bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Stoffauflaufs ist das einzelne Einzelmodul des Turbulenzerzeugers mittels des an dem obersten Turbulenzrohr angebrachten Anschlussteils mit einem Turbulenzerzeugeroberteil und mittels des an dem untersten Turbulenzrohr angebrachten Anschlussteils mit einer Turbulenzerzeugertragplatte verbunden, insbesondere innenseitig und beidseitig verschweißt, um dadurch einen nahezu geradlinigen Kraftfluss zu ermöglichen.
Ferner sind zwei benachbarte Einzelmodule des Turbulenzerzeugers bevorzugt gemeinsam mittels der Anschlussteile in an dem Turbulenzerzeugeroberteil und in an der Turbulenzerzeugertragplatte angebrachten Nuten positioniert. Dies bringt unter anderem den Vorteil einer schnellen und präzisen Montage des Stoffauflaufs.
Das Turbulenzerzeugeroberteil und die Turbulenzerzeugertragplatte sind bevorzugt einlaufseitig, also entgegen der Strömungsrichtung der wenigstens einen Faserstoffsuspension mittels einer Einlaufplatte verbunden, insbesondere verschweißt, wobei die Einlaufplatte eine Vielzahl von vorzugsweise in Spalten und in Zeilen angeordnete Durchbrüche, insbesondere Bohrungen aufweist. Und zumindest zwischen den Öffnungen der Einlaufplatte und den Turbulenzrohren des Turbulenzerzeugers sind bevorzugt eine Vielzahl von die wenigstens eine Faserstoffsuspension führenden Verbindungselementen, insbesondere lange und rohrartige Kunststoffeinsätze oder Stahlrohre angeordnet. Der prozesssichere Transport der wenigsten einen Faserstoffsuspension von der Einlaufplatte in die tragende Röhrenbank erfolgt also vorzugsweise mittels langer und rohrartiger Kunststoffeinsätze oder Stahlrohre.
In einer bevorzugten praktischen Ausführungsform umfasst das Turbulenzerzeugeroberteil eine vorzugsweise maschinenbreite Leiste und eine vorzugsweise maschinenbreite Deckplatte, die entweder durch eine vorzugsweise maschinenbreite Zwischenplatte oder mittels mehrerer beabstandeter Rippen miteinander verbunden sind. Dabei sind die an den obersten Turbulenzrohren angebrachten Anschlussteile bevorzugt mit der vorzugsweise maschinenbreiten Deckplatte verbunden, insbesondere verschweißt. In für den Fachmann selbstverständlicher Weise können die vorzugsweise maschinenbreite Leiste und die vorzugsweise maschinenbreite Deckplatte auch ein gemeinsames Bauteil sein. Diese vorzugsweise maschinenbreite Deckplatte ist jedoch nicht mit der bisher bekannten und verwendeten Deckplatte vergleichbar, weder in Bezug auf ihr Volumen noch hinsichtlich ihrer festigkeitstechnischen Eigenschaften. Die Beschaffung der bislang teuren Halbzeuge, wie beispielsweise der durchgängigen und dicken Deckplatte, wird also vorzugsweise gänzlich vermieden, zumindest jedoch merklich vereinfacht.
Überdies kann an dem Turbulenzerzeugeroberteil, insbesondere an der vorzugsweise maschinenbreiten Deckplatte ein weiteres Teil des Oberlippenträger-Scharniergelenks angebracht sein, so dass dieses bereits vorzugsweise vollständig und funktionsfähig ausgebildet ist. Das weitere Teil des Oberlippenträger-Scharniergelenks kann selbstverständlich auch ein integraler Bestandteil der vorzugsweise maschinenbreiten Deckplatte sein.
Das Verbindungselement, insbesondere der lange und rohrartige Kunststoffeinsatz oder das Stahlrohr kann weiterhin eintrittsseitig mit einem formschlüssig eingebrachten, vorzugsweise eingesteckten Einsatz versehen sein, der die lichte Öffnung des Verbindungselements, insbesondere des langen und rohrartigen Kunststoffeinsatzes oder des Stahlrohrs zumindest streckenweise verkleinert.
Die erfindungsgemäße Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, ass er aus einer Vielzahl von in Maschinenquerrichtung vorzugsweise unmittelbar benachbarten und vorzugsweise baugleichen Einzelmodulen zusammengefügt wird, wobei das einzelne Einzelmodul wenigstens aus den vorzugsweise in einer Spalte angeordneten und in ihren jeweiligen austrittsseitigen Bereichen jeweils einen rechteckigen oder annähernd rechteckigen, insbesondere einen quadratischen Rohraußenquerschnitt mit zwei parallelen Wandpaaren und vier Ecklängskanten aufweisenden Turbulenzrohren wird, die mittels an ihren Ecklängskanten angebrachten Verbindungen, insbesondere Schweißnähten zumindest streckenweise unmittelbar oder mittelbar miteinander verbunden werden, um dadurch einen nahezu geradlinigen Kraftfluss an den jeweils außen liegenden Wänden der austrittsseitigen Bereiche der Turbulenzrohre des Einzelmoduls zu ermöglichen, und wobei das oberste und das unterste und vorzugsweise in einer Spalte angeordnete Turbulenzrohr an seinen freien Ecklängskanten zumindest streckenweise unmittelbar oder mittelbar jeweils mit einem Anschlussteil verbunden, insbesondere verschweißt wird.
Dieses erfindungsgemäße Verfahren erbringt wiederum die bereits genannten erfindungsgemäßen Vorteile.
Insbesondere wird die bisherige Verzugsproblematik aufgrund eines geringen Schweißnahtvolumens sowie eines geringen Zerspanungsvolumens erheblich vermindert. So ist unter anderem kein Bohren der Ankerplatte mehr notwendig. Auch werden die allgemeinen Richtvorgänge, wie beispielsweise das Warmrichten mit Schweißflamme, und der Schweißverzug durch Vermeidung großer Volumennähte minimiert. Das maschinelle und vergleichsweise kostengünstige Verschweißen der jeweils einen rechteckigen oder annähernd rechteckigen, insbesondere einen quadratischen Rohraußenquerschnitt aufweisenden Turbulenzrohre wird ermöglicht. Ferner ist es möglich, den Stufensprung von „rund” auf „rechteckig” oder „annähernd rechteckig” bzw. „quadratisch” in dem Turbulenzrohr eines Einzelmoduls gemäß den hydraulischen Notwendigkeiten zu positionieren. Dabei kann die Lage des Stufensprungs nahe am Auslauf des Turbulenzrohrs gewählt werden. Und überdies wird der Materialaufwand und damit das Gewicht des Stoffauflaufs merklich reduziert, der Fertigungsaufwand, insbesondere durch ein Auflassen von händischen Tätigkeiten wie Schweißen, Verschleifen oder Kleben, wird deutlich reduziert, die Fertigungsdurchlaufzeit des Turbulenzeinsatzes und somit des Stoffauflaufs wird verkürzt und die Fertigungsabfolge bzw. die Bearbeitungsschritte werden vereinfacht.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnung.
Es zeigen
1 eine schematische und teilweise geschnittene Seitenansicht eines bekannten Stoffauflaufs für eine Maschine zur Herstellung einer wenigstens einschichtigen Faserstoffbahn;
2 ein Beispiel einer „freigemachten” Tragstruktur eines bekannten Stoffauflaufs für eine Maschine zur Herstellung einer wenigstens einschichtigen Faserstoffbahn;
3 eine schematische Ansicht der in der 2 dargestellten Tragstruktur des Stoffauflaufs gemäß dem Ansichtspfeil C;
4 eine schematische und ausschnittsweise Perspektivdarstellung einer ersten Ausführungsform eines Einzelmoduls erfindungsgemäßen Turbulenzerzeugers;
5 eine schematische Schnittdarstellung der ersten, in der 4 dargestellten Ausführungsform eines Einzelmoduls eines erfindungsgemäßen Turbulenzerzeugers gemäß der Schnittlinie A-A;
6 eine schematische und ausschnittsweise Perspektivdarstellung einer zweiten Ausführungsform eines Einzelmoduls eines erfindungsgemäßen Turbulenzerzeugers;
7 eine schematische Schnittdarstellung der zweiten, in der 6 dargestellten Ausführungsform eines Einzelmoduls eines erfindungsgemäßen Turbulenzerzeugers gemäß der Schnittlinie B-B;
8 eine schematische Ansicht der in der 4 dargestellten ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Turbulenzerzeugers gemäß dem Ansichtspfeil D;
9 eine abgewandelte schematische Ansicht der in der 4 dargestellten ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Turbulenzerzeugers 1 gemäß dem Ansichtspfeil E;
10 eine schematische Ansicht eines Einzelmoduls eines erfindungsgemäßen Turbulenzerzeugers in seiner Einbaulage;
11 eine schematische und ausschnittsweise Perspektivdarstellung einer weiteren Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Turbulenzerzeugers;
12 eine schematische und teilweise geschnittene Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Stoffauflaufs für eine Maschine zur Herstellung einer wenigstens einschichtigen Faserstoffbahn;
13 ein Beispiel einer „freigemachten” Tragstruktur eines in der 12 dargestellten erfindungsgemäßen Stoffauflaufs für eine Maschine zur Herstellung einer wenigstens einschichtigen Faserstoffbahn;
14 eine schematische Ansicht der in der 13 dargestellten Tragstruktur des erfindungsgemäßen Stoffauflaufs gemäß dem Ansichtspfeil F;
15 eine schematische Seitenansicht der in der 13 dargestellten Tragstruktur des erfindungsgemäßen Stoffauflaufs;
16 eine schematische Ansicht der in der 15 dargestellten Tragstruktur des erfindungsgemäßen Stoffauflaufs gemäß dem Ansichtspfeil G;
17 eine schematische Seitenansicht eines seitlichen Ankerblechs des erfindungsgemäßen Stoffauflaufs;
18 eine schematische Zusammenbauzeichnung der wesentlichen Bauteile des erfindungsgemäßen Stoffauflaufs; und
19 in zwei stark vergrößerten Darstellungen das unterschiedliche Verformungsverhalten zwischen einem Turbulenzerzeuger gemäß dem Stand der Technik und einem erfindungsgemäßen Turbulenzerzeuger.
Die 1 zeigt eine schematische und teilweise geschnittene Seitenansicht eines bekannten Stoffauflaufs 100 für eine Maschine zur Herstellung einer wenigstens einschichtigen Faserstoffbahn. Bei der einschichtigen Faserstoffbahn kann es sich insbesondere um eine Papier-, Karton- oder Tissuebahn handeln.
Der Stoffauflauf 100 umfasst einen während seines Betriebs von einer Faserstoffsuspension 102 durchströmten Turbulenzerzeuger 1 mit einer Vielzahl von in mehreren Spalten S und beispielsweise in sechs Zeilen Z angeordneten und außenseitig jeweils vier Eckkanten aufweisenden Turbulenzrohren 2 zur Führung und vorzugsweisen Verteilung der eine Strömungsrichtung R (Pfeil) aufweisenden Faserstoffsuspension 102. Der Turbulenzerzeuger 1 ist mittels einer stromaufwärtigen Einlaufplatte 3 und einer stromabwärtigen und zu der Einlaufplatte 3 beabstandeten Ankerplatte 4 getragen, wobei die beiden Platten 3, 4 wiederum gegenseitig von zwei Armen, der Tragplatte 5 und der dicken Deckplatte 6, getragen sind. Die vier Platten 3 bis 6 und der Turbulenzerzeuger 1 bilden also gemeinsam eine zentrale Baugruppe 7. Die stationäre Tragplatte 5 ist über mehrere über die Maschinenbreite B (Pfeil) verteilte getrennte Stützelemente 8 auf einem nicht näher dargestellten und zum Beispiel aus Beton bestehenden Fundament 9 abgestützt. Die Stützelemente 8 sind quer zur Maschinenlaufrichtung L (Pfeil) nachgiebig oder biegeweich ausgebildet. Der zentralen Baugruppe 7 vorgeschaltet ist eine während des Betriebs des Stoffauflaufs 100 die Faserstoffsuspension 102 zuführende Zuführvorrichtung 10. In vorliegender Ausführung umfasst diese Zuführvorrichtung 10 ein nicht dargestelltes, dem Fachmann jedoch bekanntes maschinenbreites Querverteilrohr 11, sie kann alternativ aber auch einen nicht dargestellten Rundverteiler umfassen. Die Zuführung der Faserstoffsuspension 102 erfolgt aus der Zuführeinrichtung 10 über Verbindungselemente 12, insbesondere lange und rohrartige Kunststoffeinsätze oder Stahlrohre in den Turbulenzeinsatz 1.
Der zentralen Baugruppe 7 nachgeschaltet ist eine während seines Betriebs von einer Faserstoffsuspension 102 durchströmte Stoffauflaufdüse 13, aus welcher die Faserstoffsuspension 102 vorzugsweise als ein lediglich angedeuteter Freistrahl austritt. Die Stoffauflaufdüse 13 umfasst eine untere, an der stationären Tragplatte 5 ortsfest angeordnete untere Düsenwand 14 und eine obere, an der dicken Deckplatte 6 schwenkbar angeordnete obere Düsenwand 15. Die obere Düsenwand 15 ist in vorliegender Ausführung über ein Scharniergelenk 16 um eine sich quer zur Maschinenlaufrichtung L (Pfeil) erstreckende Achse A schwenkbar und sie ist über mehrere über die Maschinenbreite B (Peil) verteilte getrennte Tragelemente 17 mit einem oberhalb der Achse A angeordneten Querträger 18 verbunden. Auch die Tragelemente 17 sind wieder quer zur Maschinenlaufrichtung L (Pfeil) nachgiebig oder biegeweich ausgebildet. Als Querträger 18 kann beispielsweise ein hochkant stehendes Blech oder ein Hohlbalken vorgesehen sein. Ferner ist an der oberen Düsenwand 15 auslaufseitig eine verstellbare Blende 19 angeordnet, die mittels lediglich angedeuteter und an den Tragelementen 17 angeordneter Antriebe 20 beaufschlagbar ist. Bei den Antrieben 20 kann es sich beispielsweise um so genannte Katsa-Getriebe handeln.
Ein oder mehrere Hubelemente 21 sind einerseits an der dicken Deckplatte 6 der zentralen Baugruppe 7 und andererseits an dem Querträger 18 über Gelenkachsen 22 angelenkt. Über diese Hubelemente 21 ist die obere Düsenwand 15 somit um die Achse A in Richtung des Doppelpfeils P verschwenkbar. Bei den Hubelementen 21 kann es sich beispielsweise um Gewindespindeln, Hydraulikzylinder und/oder dergleichen handeln.
Die in der Stoffauflaufdüse 13 wirkenden Düsenkräfte entstehen aufgrund des während des Betriebs des Stoffauflaufs 100 herrschenden Düsendrucks p.13, der sowohl auf die untere Düsenwand 14 als auch auf die obere Düsenwand 15 wirkt. Die obere Düsenwand 15 der Stoffauflaufdüse 13 ist an der den Turbulenzeinsatz 1 umfassenden zentralen Baugruppe 7 in einer Hohlkehle, dem so genannten Scharniergelenk 16 gelagert und über eine Mehrzahl von Hubelementen 21 abgestützt. An dem Scharniergelenk 16 summieren sich somit vektoriell die Kräfte F.1 (Pfeil) der druckbeaufschlagten Fläche der oberen Düsenwand 15 und die Reaktionskräfte der Hubelemente 21 auf. Abhängig von der Betriebsgeschwindigkeit der Maschine zur Herstellung der wenigstens einschichtigen Faserstoffbahn führt dies zu einer relativ hohen Linienkraft auf das Scharniergelenk 16, welche besonders das ausströmseitige Ende der zentralen Baugruppe 7 und somit das Ende des Turbulenzeinsatzes 1 belastet. Die heute eingesetzten Stoffaufläufe 100 bzw. Turbulenzeinsätze 1 übertragen diese Kräfte F.1 (Pfeil) mittels einer Tragstruktur, die wenigstens eine dicke und biegesteife Deckplatte 6 und eine zwangsläufig hoch belastete Ankerplatte 4 umfasst.
Die 2 zeigt ein Beispiel einer „freigemachten” Tragstruktur eines bekannten Stoffauflaufs 100 für eine Maschine zur Herstellung einer wenigstens einschichtigen Faserstoffbahn.
Dieses Beispiel zeigt deutlich die an den Bauteilen des Stoffauflaufs 100 wirkenden Kräfte. So wirken an der aus der dicken und biegesteifen Deckplatte 6 und der Ankerplatte 4 bestehenden Tragstruktur über das Scharniergelenk 16 die Kräfte F.1 (Pfeil), wohingegen am anderen Ende der dicken und biegesteifen Deckplatte 6 die Reaktionskräfte F.2 (Pfeil) der nicht dargestellten Hubelemente wirken. Es ergibt sich somit das in der 21 dargestellte Verformungsverhalten der zentralen Baugruppe 7 des Stoffauflaufs 100.
Auch ist ersichtlich, dass die Vielzahl von nicht dargestellten Turbulenzrohren in beispielsweise sechs Zeilen Z angeordnet ist.
Die 3 zeigt eine schematische Ansicht der in der 2 dargestellten Tragstruktur des Stoffauflaufs 100 gemäß dem Ansichtspfeil C.
Die Durchführung der nicht dargestellten und beispielsweise in sechs Zeilen Z angeordneten Turbulenzrohre durch die Ankerplatte 4 erfolgt in sinnvoller Weise nur über Bohrungen 23.1 (Durchbrüche 23), was letztlich zu einer deutlichen Reduzierung des verbleibenden Ankerplatten-Querschnittes führt. Zwecks einer Reduzierung der so genannten „Gitternachlaufströmung” müssen die Turbulenzrohre aus hydraulischen Gründen außerdem als homogene Röhrenbank ausgeführt und möglichst „eng aneinander” angeordnet sein. Dies führt, neben einem sehr hohen Zerspanungsaufwand, auch zu einer hohen mechanischen Spannungsbelastung in den Reststegen 24 der Ankerplatte 4, da nur noch geringe Stegbreiten B.24 zwischen den Bohrungen 23.1 verbleiben.
Die 4 zeigt nun eine schematische und ausschnittsweise Perspektivdarstellung einer ersten Ausführungsform eines Einzelmoduls 26 eines erfindungsgemäßen Turbulenzerzeugers 1 für einen Stoffauflauf 100 einer Maschine zur Herstellung einer wenigstens einschichtigen Faserstoffbahn, insbesondere einer Papier-, Karton- oder Tissuebahn aus mindestens einer Faserstoffsuspension 102.
Der Turbulenzerzeuger 1 besteht in bekannter Weise wenigstens aus einer Vielzahl von in mehreren Spalten S und beispielsweise in drei Zeilen Z angeordneten Turbulenzrohren 2 zur Führung und vorzugsweisen Verteilung der mindestens einen, eine Strömungsrichtung R (Pfeil) aufweisenden Faserstoffsuspension 102.
Das einzelne Turbulenzrohr 2 weist – in Strömungsrichtung R (Pfeil) der mindestens einen Faserstoffsuspension 102 gesehen – eine runde Rohreintrittsquerschnittsfläche 2.FE und eine rechteckige, insbesondere eine quadratische Rohraustrittsquerschnittsfläche 2.FA auf. Die Rohrquerschnittsfläche 2.A des einzelnen Turbulenzrohrs 2 ändert sich – in Strömungsrichtung R (Pfeil) der mindestens einen Faserstoffsuspension 102 gesehen – zwischen der Rohreintrittsquerschnittsfläche 2.FE und der Rohraustrittsquerschnittsfläche 2.FA streckenweise und vorzugsweise kontinuierlich von rund auf rechteckig, insbesondere quadratisch. Es wird also ein Übergangsbereich 2.BÜ ausgebildet. Das einzelne Turbulenzrohr 2 weist also zumindest in seinem austrittsseitigen Bereich 2.BA einen rechteckigen oder annähernd rechteckigen, insbesondere einen quadratischen Rohraußenquerschnitt 2.QA mit zwei parallelen Wandpaaren 25.H, 25.V und vier Ecklängskanten 25.1 bis 25.4 auf.
Der Turbulenzerzeuger 1 umfasst erfindungsgemäß nun grundsätzlich eine Vielzahl von in Maschinenquerrichtung Q (Doppelpfeil) vorzugsweise unmittelbar benachbarten und vorzugsweise baugleichen Einzelmodulen 26.
Das einzelne Einzelmodul 26 des erfindungsgemäßen Turbulenzerzeugers 1 für einen Stoffauflauf 100 einer Maschine zur Herstellung einer wenigstens einschichtigen Faserstoffbahn aus mindestens einer Faserstoffsuspension 102 ist wenigstens aus den vorzugsweise in einer Spalte S angeordneten und in ihren jeweiligen austrittsseitigen Bereichen 2.BA jeweils einen rechteckigen oder annähernd rechteckigen, insbesondere einen quadratischen Rohraußenquerschnitt 2.QA mit zwei parallelen Wandpaaren 25.H, 25.V und vier Ecklängskanten 25.1 bis 25.4 aufweisenden Turbulenzrohren 2 gebildet. Die Turbulenzrohre 2 des Einzelmoduls 26 sind mit an ihren Ecklängskanten 25.1 bis 25.4 angebrachten Verbindungen 27, insbesondere Schweißnähten 27.1 zumindest streckenweise mittelbar, gegebenenfalls auch unmittelbar, miteinander verbunden, um dadurch einen nahezu geradlinigen Kraftfluss F.3, F.4 (Doppelpfeile) an den jeweils außen liegenden Wänden, also dem jeweiligen Wandpaar 25.V der austrittsseitigen Bereiche 2.BA der Turbulenzrohre 2 des Einzelmoduls 26 zu ermöglichen (vgl. 8 und 9). Die Verbindungen 27, insbesondere die Schweißnähte 27.1 weisen eine Verbindungslänge L.27 von mindestens 25 mm, vorzugsweise von mindestens 40 mm, insbesondere von mindestens 50 mm, auf. In anderen Worten: die an den Ecklängskanten 25.1 bis 25.4 angebrachten Verbindungen 27, insbesondere Schweißnähte 27.1 erstrecken sich über mindestens 40%, vorzugsweise über mindestens 60%, insbesondere über mindestens 75%, der Länge der Ecklängskanten 25.1 bis 25.4 des rechteckigen oder annähernd rechteckigen, insbesondere quadratischen Rohraußenquerschnitts 2.QA des einzelnen Turbulenzrohrs 2.
Weiterhin ist zwischen den innen liegenden und parallelen Wänden 25.H zweier benachbarter Turbulenzrohre 2 einer Spalte S, also in ihren austrittsseitigen Bereichen 2.BA, jeweils ein Zwischenteil 28, insbesondere ein Flachprofil 28.1 angeordnet, welches sich über einen vorzugsweise wesentlichen Teil der Ecklängskanten 25.1, 25.4 und 25.2, 25.3 der beiden benachbarten Turbulenzrohre 2 erstreckt. Das einzelne Zwischenteil 28, insbesondere das Flachprofil 28.1 ist mit den Ecklängskanten 25.1, 25.4 und 25.2, 25.3 der beiden benachbarten Turbulenzrohre 2 zumindest streckenweise verbunden, insbesondere verschweißt. Und zwischen den innen liegenden und parallelen Wänden 25.H zweier benachbarter Turbulenzrohre 2 ist auslaufseitig, also dem Zwischenteil 28, insbesondere dem Flachprofil 28.1 unmittelbar oder mittelbar nachfolgend, ein nicht dargestellter Lamellenhalter 29 angeordnet. Ein derartiger Lamellenhalter 29 ist beispielsweise aus der bereits genannten Druckschrift DE 199 62 709 A1 bekannt. Die Verbindung des Lamellenhalters 29 erfolgt mit den stirnseitigen Kanten der beiden benachbarten Turbulenzrohre 2, vorzugsweise mittels Schweißnähten. Die günstigen Schweißnähte werden bevorzugt mittels Laserschweißung erzeugt, wobei kein Zusatzwerkstoff aufgrund einer bevorzugten „Bördelnaht” notwendig ist und wobei eine große Schweißnahttiefe von bis 250 μm erreichbar ist. Zudem ist bei einer Laserschweißung eine schmale Schweißnahtbreite, eine schnelle Schweißgeschwindigkeit von ca. 2 bis 5 m/min, eine gute Schweißnaht-Wurzelzone und eine geringe Gesamtwärmeeinbringung und damit ein geringer Verzug realisierbar.
Das einzelne Einzelmodul 26 ist in seinen den beiden seitlichen Bereichen B.1, B.2, in welchen die vorzugsweise in einer Spalte S angeordneten Turbulenzrohre 2 jeweils einen runden oder annähernd runden Rohraußenquerschnitt 2.QA aufweisen, jeweils mit einem seitlichen und sich vorzugsweise zumindest über die Höhe H.2 der Turbulenzrohre 2 streckenden Ankerblech 30 versehen, welches mit mindestens einem Turbulenzrohr 2 unmittelbar oder mittelbar verbunden, insbesondere verschweißt ist. In vorliegender Ausführung ist das jeweilige Ankerblech 30 mit den obersten und untersten Turbulenzrohr 2 eine Spalte S mittels einer Verbindung 31, insbesondere einer Schweißnaht 31.1 verbunden.
Das einzelne seitliche Ankerblech 30 bildet auch das jeweilige Anschlussteil 32, welches an dem obersten und dem untersten Turbulenzrohr 2 einer Spalte S angeordnet ist, aus und ist somit mit der Ecklängskante 25.1, 25.4 und 25.2, 25.3 des angrenzenden Turbulenzrohrs 2 verbunden, insbesondere mittels einer Schweißnaht 31.1 verschweißt.
Das einzelne Ankerblech 30 weist eine Wandstärke D.30 von ca. 1 mm auf und ist vorzugsweise mittels Lasern hergestellt.
In nicht dargestellter Ausführung kann das einzelne seitliche Ankerblech mehrteilig ausgeführt sein, wobei bei einer mehrteiligen Ausführung das jeweilige Anschlussteil vorzugsweise ein eigenes Grundbauteil darstellt. Auch kann das einzelne seitliche Ankerblech in dem Bereich des Anschlussteils gedoppelt sein und somit eine Gesamtwanddicke im Bereich von 0,5 bis 3,0 mm, vorzugsweise von 1,0 bis 2,0 mm, insbesondere von 1,5 mm, aufweisen. Das jeweilige Anschlussteil ist dann vorzugsweise jeweils ein U-Stück, welches flächig an dem benachbarten Turbulenzrohr anliegt.
Die 5 zeigt eine schematische Schnittdarstellung (Schnittlinie A-A der 4) der ersten, in der 4 dargestellten Ausführungsform eines Einzelmoduls 26 eines erfindungsgemäßen Turbulenzerzeugers 1 für einen Stoffauflauf 100 einer Maschine zur Herstellung einer wenigstens einschichtigen Faserstoffbahn, insbesondere einer Papier-, Karton- oder Tissuebahn aus mindestens einer Faserstoffsuspension 102.
Das einzelne Turbulenzrohr 2 des Einzelmoduls 26 weist – in Strömungsrichtung R (Pfeil) der mindestens einen Faserstoffsuspension 102 gesehen – eine runde Rohreintrittsquerschnittsfläche 2.FE und eine rechteckige, insbesondere eine quadratische Rohraustrittsquerschnittsfläche 2.FA auf. Die Rohrquerschnittsfläche 2.A des einzelnen Turbulenzrohrs 2 ändert sich – in Strömungsrichtung R (Pfeil) der mindestens einen Faserstoffsuspension 102 gesehen – zwischen der Rohreintrittsquerschnittsfläche 2.FE und der Rohraustrittsquerschnittsfläche 2.FA streckenweise und vorzugsweise kontinuierlich von rund auf rechteckig, insbesondere quadratisch. Es wird also ein Übergangsbereich 2.BÜ ausgebildet. Das einzelne Turbulenzrohr 2 weist also zumindest in seinem austrittsseitigen Bereich 2.BA einen rechteckigen oder annähernd rechteckigen, insbesondere einen quadratischen Rohraußenquerschnitt 2.QA mit zwei parallelen Wandpaaren 25.H, 25.V und vier Ecklängskanten 25.1 bis 25.4 auf.
Der runde einlaufseitige Rohraußenquerschnitt 2.QE des einzelnen Turbulenzrohrs 2 kann beispielsweise einen Außendurchmesser von 22,4 mm und der rechteckige, insbesondere die quadratische auslaufseitige Rohraußenquerschnitt 2.QA des einzelnen Turbulenzrohrs 2 kann eine Außenlänge von 25 oder 33,3 mm besitzen.
Das einzelne Turbulenzrohr 2 ist in seinen den beiden seitlichen Bereichen B.1, B.2 jeweils mit einem seitlichen und sich vorzugsweise zumindest über die Höhe H.2 (Pfeil) der Turbulenzrohre 2 streckenden Ankerblech 30 versehen.
Die 6 zeigt nun eine schematische und ausschnittsweise Perspektivdarstellung einer zweiten Ausführungsform eines Einzelmoduls 26 eines erfindungsgemäßen Turbulenzerzeugers 1 für einen Stoffauflauf einer Maschine zur Herstellung einer wenigstens einschichtigen Faserstoffbahn, insbesondere einer Papier-, Karton- oder Tissuebahn aus mindestens einer Faserstoffsuspension 102.
Hinsichtlich des allgemeinen konstruktiven Aufbaus des dargestellten Einzelmoduls 26 wird auf die Ausführung und Beschreibung des in der 4 dargestellten Einzelmoduls 26 verwiesen.
So weist das Einzelmodul 26 rein beispielhaft drei Turbulenzrohre 2 auf. Und zwischen den innen liegenden und parallelen Wänden 25.H zweier benachbarter Turbulenzrohre 2 ist auslaufseitig, also dem Zwischenteil 28, insbesondere dem Flachprofil 28.1 unmittelbar oder mittelbar nachfolgend, ein nicht dargestellter Lamellenhalter 29 angeordnet.
Die in einer Spalte S angeordneten Turbulenzrohre 2 des einzelnen Einzelmoduls 26 sind in den Bereichen, in welchen sie jeweils einen runden oder annähernd runden einlaufseitigen Rohraußenquerschnitt 2.QE aufweisen, mit einem zumindest einteiligen Ankerplattensegment 33, welches sie in Öffnungen 34, insbesondere Bohrungen 34.1 durchdringen, versehen. Das Ankerplattensegment 33 erstreckt sich über die Höhe H.2 der Turbulenzrohre 2.
Das Ankerplattensegment kann in nicht dargestellter Weise selbstverständlich auch mehrteilig ausgeführt sein und hierbei mindestens ein Turbulenzrohr erfassen. Bei einer mehrteiligen Ausführung ist das Ankerplattensegment vorzugsweise als Schweißkonstruktion ausgeführt.
Das oberste und das unterste und in einer Spalte S angeordnete Turbulenzrohr 2 ist an seinen freien Ecklängskanten 25.1, 25.4 und 25.2, 25.3 zumindest streckenweise unmittelbar jeweils mit einem Anschlussteil 32 verbunden, insbesondere mittels einer Verbindung 35 verbunden, insbesondere mittels einer Schweißnaht 35.1 verschweißt. Zusätzlich ist das entsprechende Turbulenzrohr 2 auch mit dem Ankerplattensegment 33 in geeigneter Weise verschweißt.
Die 7 zeigt eine schematische Schnittdarstellung (Schnittlinie B-B der 6) der zweiten, in der 6 dargestellten Ausführungsform eines Einzelmoduls 26 eines erfindungsgemäßen Turbulenzerzeugers 1 für einen Stoffauflauf 100 einer Maschine zur Herstellung einer wenigstens einschichtigen Faserstoffbahn, insbesondere einer Papier-, Karton- oder Tissuebahn aus mindestens einer Faserstoffsuspension 102.
Das einzelne Turbulenzrohr 2 des Einzelmoduls 26 weist – in Strömungsrichtung R (Pfeil) der mindestens einen Faserstoffsuspension 102 gesehen – wiederum eine runde Rohreintrittsquerschnittsfläche 2.FE und eine rechteckige, insbesondere eine quadratische Rohraustrittsquerschnittsfläche 2.FA auf. Die Rohrquerschnittsfläche 2.A des einzelnen Turbulenzrohrs 2 ändert sich – in Strömungsrichtung R (Pfeil) der mindestens einen Faserstoffsuspension 102 gesehen – zwischen der Rohreintrittsquerschnittsfläche 2.FE und der Rohraustrittsquerschnittsfläche 2.FA streckenweise und vorzugsweise kontinuierlich von rund auf rechteckig, insbesondere quadratisch. Es wird also ein Übergangsbereich 2.BÜ ausgebildet. Das einzelne Turbulenzrohr 2 weist also zumindest in seinem austrittsseitigen Bereich 2.BA einen rechteckigen oder annähernd rechteckigen, insbesondere einen quadratischen Rohraußenquerschnitt 2.QA mit zwei parallelen Wandpaaren 25.H, 25.V und vier Ecklängskanten 25.1 bis 25.4 auf.
Der runde einlaufseitige Rohraußenquerschnitt 2.QE des einzelnen Turbulenzrohrs 2 kann beispielsweise einen Außendurchmesser von 22,4 mm und der rechteckige, insbesondere die quadratische auslaufseitige Rohraußenquerschnitt 2.QA des einzelnen Turbulenzrohrs 2 kann eine Außenlänge von 25 oder 33,3 mm besitzen.
Das in einer Spalte S angeordnete Turbulenzrohr 2 des einzelnen Einzelmoduls 26 sind in dem Bereiche, in welchen sie jeweils einen runden oder annähernd runden einlaufseitigen Rohraußenquerschnitt 2.QE aufweist, mit einem zumindest einteiligen Ankerplattensegment 33, welches es in einer Öffnung 34, insbesondere einer Bohrung 34.1 durchdringt, versehen. Das Ankerplattensegment 33 erstreckt sich über die Höhe H.2 (Pfeil) der Turbulenzrohre 2.
Die 8 zeigt eine schematische Ansicht der in der 4 dargestellten ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Turbulenzerzeugers 1 gemäß dem Ansichtspfeil D. Der Turbulenzerzeuger 1 weist jedoch fünf Zeilen Z an Turbulenzrohren 2 auf.
Das einzelne Einzelmodul 26 des erfindungsgemäßen Turbulenzerzeugers 1 für einen Stoffauflauf 100 einer Maschine zur Herstellung einer wenigstens einschichtigen Faserstoffbahn aus mindestens einer Faserstoffsuspension ist wenigstens aus den vorzugsweise in einer Spalte S angeordneten und in ihren jeweiligen austrittsseitigen Bereichen 2.BA jeweils einen rechteckigen oder annähernd rechteckigen, insbesondere einen quadratischen Rohraußenquerschnitt 2.QA mit zwei parallelen Wandpaaren 25.H, 25.V und vier Ecklängskanten 25.1 bis 25.4 aufweisenden Turbulenzrohren 2 gebildet. Die Turbulenzrohre 2 des Einzelmoduls 26 sind mit an ihren Ecklängskanten 25.1 bis 25.4 angebrachten Verbindungen 27, insbesondere Schweißnähten 27.1 zumindest streckenweise mittelbar, gegebenenfalls auch unmittelbar, miteinander verbunden, um dadurch einen nahezu geradlinigen Kraftfluss F.3, F.4 (Doppelpfeile) an den jeweils außen liegenden Wänden, also dem jeweiligen Wandpaar 25.V der austrittsseitigen Bereiche 2.BA der Turbulenzrohre 2 des Einzelmoduls 26 zu ermöglichen.
Das oberste und das unterste in einer Spalte S angeordnete Turbulenzrohr 2 ist an seinen freien Eckkanten 25.1, 25.2 und 25.3, 25.4 zumindest streckenweise unmittelbar jeweils mit dem von den jeweiligen seitlichen Ankerblech 30 gebildeten Anschlussteil 32 verbunden, insbesondere verschweißt. Das jeweilige Anschlussteil 32 kann Teil eines seitlichen Ankerblechs 30 sein (vgl. 4) Dieser Aufbau des Einzelmoduls 26 ermöglicht einen nahezu geradlinigen Kraftfluss F.3, F.4 (Doppelpfeile) an den jeweils außen liegenden Wänden 25.V der Turbulenzrohre 2, den dazwischen angeordneten Zwischenteilen 28 und den beiden Anschlussteilen 32 entlang.
Weiterhin ist zwischen den innen liegenden und parallelen Wänden 25.H zweier benachbarter Turbulenzrohre 2 einer Spalte S, also in ihren austrittsseitigen Bereichen 2.BA, jeweils ein Zwischenteil 28, insbesondere ein Flachprofil 28.1 angeordnet, welches sich über einen vorzugsweise wesentlichen Teil der Ecklängskanten 25.1, 25.4 und 25.2, 25.3 der beiden benachbarten Turbulenzrohre 2 erstreckt. Die einzelne Zwischenteil 28, insbesondere das Flachprofil 28.1 ist mit den Ecklängskanten 25.1, 25.4 und 25.2, 25.3 der beiden benachbarten Turbulenzrohre 2 zumindest streckenweise verbunden, insbesondere verschweißt. Und zwischen den innen liegenden und parallelen Wänden 25.H zweier benachbarter Turbulenzrohre 2 ist auslaufseitig, also dem Zwischenteil 28, insbesondere dem Flachprofil 28.1 unmittelbar oder mittelbar nachfolgend, ein nicht dargestellter Lamellenhalter 29 angeordnet.
Die 9 zeigt eine abgewandelte schematische Ansicht der in der 4 dargestellten ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Turbulenzerzeugers 1 gemäß dem Ansichtspfeil E. Der Turbulenzerzeuger 1 weist jedoch fünf Zeilen Z an Turbulenzrohren 2 auf.
Diese Ausführungsform ist im Grunde eine Abwandlung der in den 4 und 8 dargestellten ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Turbulenzerzeugers 1. Die Abwandlung besteht darin, dass das dargestellte Einzelmodul 26 nicht mit Anschlussteilen versehen ist, die benachbarten Turbulenzrohre 2 einer Spalte S also unmittelbar miteinander verschweißt sind.
Auch dieser Aufbau des Einzelmoduls 26 ermöglicht einen nahezu geradlinigen Kraftfluss F.3, F.4 (Doppelpfeile) an den jeweils außen liegenden Wänden 25.V der Turbulenzrohre 2 und den beiden Anschlussteilen 32 entlang. Das jeweilige Anschlussteil 32 kann Teil eines seitlichen Ankerblechs 30 sein (vgl. 4) Die 10 zeigt eine schematische Ansicht eines Einzelmoduls 26 eines erfindungsgemäßen Turbulenzerzeugers 1 in seiner Einbaulage.
Das dargestellte und der Ausführung der 4 entnommene Einzelmodul 26 des Turbulenzerzeugers 1 ist mittels des an dem obersten Turbulenzrohr 2 angebrachten Anschlussteils 32 mit einem Turbulenzerzeugeroberteil 36 und mittels des an dem untersten Turbulenzrohr 2 angebrachten Anschlussteils 32 mit einer Turbulenzerzeugertragplatte 37 verbunden. Die jeweilige Verbindung 38 erfolgt mittels mindestens einer innenseitig und beidseitig angebrachten Schweißnaht 38.1, um dadurch einen nahezu geradlinigen Kraftfluss F.3, F.4 (Doppelpfeile) an den jeweils außen liegenden Wänden des Wandpaars 25.V der Turbulenzrohre 2 und den beiden Anschlussteilen 32 entlang zu ermöglichen. Das jeweilige Anschlussteil 32 kann Teil eines seitlichen Ankerblechs 30 sein (vgl. 4).
Weiterhin ist erkennbar, dass zwei benachbarte Einzelmodule 26 des Turbulenzerzeugers 1 gemeinsam mittels der Anschlussteile 32 in an dem Turbulenzerzeugeroberteil 36 und in an der Turbulenzerzeugertragplatte 37 angebrachten Nuten 39 positioniert sind (vgl. 14).
Die 11 zeigt eine schematische und ausschnittsweise Perspektivdarstellung einer weiteren Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Turbulenzerzeugers 1.
Der Turbulenzerzeuger 1 umfasst eine Vielzahl von in Maschinenquerrichtung Q (Pfeil) benachbarten, vorzugsweise baugleichen und bereits beschriebenen Einzelmodulen 26, die jeweils aus den in einer Spalte S angeordneten Turbulenzrohren 2 gebildet sind. Die Vielzahl von Turbulenzrohren 2 ist in fünf Zeilen Z angeordnet. Das einzelne Einzelmodul 26 des Turbulenzerzeugers 1 ist mittels des an dem obersten Turbulenzrohr 2 angebrachten Anschlussteils 32 mit einem Turbulenzerzeugeroberteil 36 und mittels des an dem untersten Turbulenzrohr 2 angebrachten Anschlussteils 32 mit einer Turbulenzerzeugertragplatte 37 verbunden.
Den beiden Anschlussteilen 28 des jeweiligen Einzelmoduls 26 ist in Strömungsrichtung R (Pfeil) der Faserstoffsuspension jeweils ein maschinenbreites Füllstück 40 nachgeordnet, wobei das dem oberen Anschlussteil 32 nachgeordnete und maschinenbreite Füllstück 40 einen Teil des Oberlippenträger-Scharniergelenks 16 ausbildet.
Das Turbulenzerzeugeroberteil 36 und die Turbulenzerzeugertragplatte 37 sind einlaufseitig, also entgegen der Strömungsrichtung R (Pfeil) der Faserstoffsuspension mittels einer Einlaufplatte 41 verbunden, insbesondere verschweißt. Diese Einlaufplatte 41 weist eine Vielzahl von in Spalten S und in fünf Zeilen Z angeordnete, jedoch nicht explizit dargestellte Öffnungen 42 auf, die mit den Turbulenzrohren 2 strömungstechnisch fluchten. Weiterhin sind zumindest zwischen den Öffnungen 42 der Einlaufplatte 41 und den Turbulenzrohren 2 des Turbulenzerzeugers 1 eine Vielzahl von die Faserstoffsuspension führenden und lediglich angedeuteten Verbindungselementen 12, insbesondere lange und rohrartige Kunststoffeinsätze oder Stahlrohre angeordnet, wobei die Verbindungselemente 12 in den Turbulenzerzeuger 1 einmünden.
Ferner umfasst das Turbulenzerzeugeroberteil 36 eine vorzugsweise maschinenbreite Leiste 43 und eine vorzugsweise maschinenbreite Deckplatte 44, die entweder durch eine vorzugsweise maschinenbreite Zwischenplatte oder mittels mehrerer beabstandeter Rippen 45 miteinander verbunden sind. Dabei sind die an den obersten Turbulenzrohren 2 angebrachten Anschlussteile 32 mit der vorzugsweise maschinenbreiten Deckplatte 44 verbunden, insbesondere verschweißt. In für den Fachmann selbstverständlicher Weise können die vorzugsweise maschinenbreite Leiste 43 und die vorzugsweise maschinenbreite Deckplatte 44 auch ein gemeinsames Bauteil sein.
Und an dem Turbulenzerzeugeroberteil 36, insbesondere an der vorzugsweise maschinenbreiten Deckplatte 44 kann ein weiteres Teil 46 des Scharniergelenks 16 angebracht sein. In vorliegender Ausführung ist das weitere Teil 46 des Scharniergelenks 16 ein integraler Bestandteil der vorzugsweise maschinenbreiten Deckplatte 44.
Die 12 zeigt eine schematische und teilweise geschnittene Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Stoffauflaufs 100 für eine Maschine zur Herstellung einer wenigstens einschichtigen Faserstoffbahn.
Hinsichtlich des allgemeinen konstruktiven Aufbaus des dargestellten Stoffauflaufs 100 wird auf die Ausführung und Beschreibung des in der 1 dargestellten bekannten Stoffauflaufs 100 verwiesen.
Der Turbulenzerzeuger 1 des Stoffauflaufs 100 umfasst eine Vielzahl von in Maschinenquerrichtung Q (Pfeil) benachbarten, vorzugsweise baugleichen und bereits beschriebenen Einzelmodulen 26, die jeweils aus den in einer Spalte S angeordneten Turbulenzrohren 2 gebildet sind. Die Vielzahl von Turbulenzrohren 2 ist in fünf Zeilen Z angeordnet.
Das einzelne Einzelmodul 26 ist in seinen den beiden seitlichen Bereichen B.1, B.2, in welchen die vorzugsweise in einer Spalte S angeordneten Turbulenzrohre 2 jeweils einen runden oder annähernd runden Rohraußenquerschnitt 2.QA aufweisen, jeweils mit einem seitlichen und sich vorzugsweise zumindest über die Höhe H.2 der Turbulenzrohre 2 streckenden Ankerblech 30 versehen, welches mit mindestens einem Turbulenzrohr 2 unmittelbar oder mittelbar verbunden, insbesondere verschweißt ist. In vorliegender Ausführung ist das jeweilige Ankerblech 30 mit den obersten und untersten Turbulenzrohr 2 eine Spalte S mittels einer Schweißnaht 31.1 verbunden (vgl. 4).
Das einzelne Einzelmodul 26 des Turbulenzerzeugers 1 ist mittels des an dem obersten Turbulenzrohr 2 angebrachten Anschlussteils 32 mit einem Turbulenzerzeugeroberteil 36 und mittels des an dem untersten Turbulenzrohr 2 angebrachten Anschlussteils 32 mit einer Turbulenzerzeugertragplatte 37 verbunden. Das jeweilige Anschlussteil 32 kann Teil eines seitlichen Ankerblechs 30 sein (vgl. 4).
Den beiden Anschlussteilen 32 des jeweiligen Einzelmoduls 26 ist in Strömungsrichtung R (Pfeil) der Faserstoffsuspension jeweils ein maschinenbreites Füllstück 40 nachgeordnet, wobei des dem oberen Anschlussteil 32 nachgeordnete und maschinenbreite Füllstück 40 einen Teil des Oberlippenträger-Scharniergelenks 16 ausbildet.
Das Turbulenzerzeugeroberteil 36 und die Turbulenzerzeugertragplatte 37 sind einlaufseitig, also entgegen der Strömungsrichtung R (Pfeil) der Faserstoffsuspension mittels einer Einlaufplatte 41 verbunden, insbesondere verschweißt. Diese Einlaufplatte 41 weist eine Vielzahl von in Spalten S und in fünf Zeilen Z angeordnete, jedoch nicht explizit dargestellte Öffnungen 42 auf, die mit den Turbulenzrohren 2 strömungstechnisch fluchten. Weiterhin sind zumindest zwischen den Öffnungen 42 der Einlaufplatte 41 und den Turbulenzrohren 2 des Turbulenzerzeugers 1 eine Vielzahl von die Faserstoffsuspension führenden und lediglich angedeuteten Verbindungselementen 12, insbesondere lange und rohrartige Kunststoffeinsätze oder Stahlrohre angeordnet, wobei die Verbindungselemente 12 in den Turbulenzerzeuger 1 einmünden.
Ferner umfasst das Turbulenzerzeugeroberteil 36 eine vorzugsweise maschinenbreite Leiste 43 und eine vorzugsweise maschinenbreite Deckplatte 44, die entweder durch eine vorzugsweise maschinenbreite Zwischenplatte oder mittels mehrerer beabstandeter Rippen 45 miteinander verbunden sind. Dabei sind die an den obersten Turbulenzrohren 2 angebrachten Anschlussteile 32 mit der vorzugsweise maschinenbreiten Deckplatte 44 verbunden, insbesondere verschweißt. In für den Fachmann selbstverständlicher Weise können die vorzugsweise maschinenbreite Leiste 43 und die vorzugsweise maschinenbreite Deckplatte 44 auch ein gemeinsames Bauteil sein.
Und an dem Turbulenzerzeugeroberteil 36, insbesondere an der vorzugsweise maschinenbreiten Deckplatte 44 kann ein weiteres Teil 46 des Scharniergelenks 16 angebracht sein. In vorliegender Ausführung ist das weitere Teil 46 des Scharniergelenks 16 ein integraler Bestandteil der vorzugsweise maschinenbreiten Deckplatte 44.
Die 13 zeigt ein Beispiel einer „freigemachten” Tragstruktur eines in der 12 dargestellten erfindungsgemäßen Stoffauflaufs 100 für eine Maschine zur Herstellung einer wenigstens einschichtigen Faserstoffbahn.
Dieses Beispiel zeigt deutlich die an den Bauteilen des erfindungsgemäßen Stoffauflaufs 100 wirkenden Kräfte. So wirken an der aus der Deckplatte 44 des Turbulenzerzeugeroberteils 36 und dem Turbulenzerzeuger 1 bestehenden Tragstruktur über das Scharniergelenk 16 die Kräfte F.1 (Pfeil), wohingegen am anderen Ende des Turbulenzerzeugeroberteils 36, also an der Leiste 43 die Reaktionskräfte F.2 (Pfeil) der nicht dargestellten Hubelemente wirken. Es ergibt sich somit die in der 19 dargestellte Verformung der zentralen Baugruppe 7 des Stoffauflaufs 100.
Das jeweilige und sich vorzugsweise zumindest über die Höhe H.2 der Turbulenzrohre 2 streckende Ankerblech 30 des einzelnen Einzelmoduls 26 ist deutlich zu erkennen.
Die 14 zeigt eine schematische Ansicht der in der 13 dargestellten Tragstruktur des erfindungsgemäßen Stoffauflaufs 100 gemäß dem Ansichtspfeil F.
Der Turbulenzerzeuger 1 umfasst eine Vielzahl von in Maschinenquerrichtung Q (Pfeil) benachbarten, vorzugsweise baugleichen und bereits beschriebenen Einzelmodulen 26, die jeweils aus den in einer Spalte S angeordneten Turbulenzrohren 2 gebildet sind. Das einzelne Einzelmodul 26 des Turbulenzerzeugers 1 ist mittels des an dem obersten Turbulenzrohr 2 angebrachten Anschlussteils 32 mit einem Turbulenzerzeugeroberteil 36 und mittels des an dem untersten Turbulenzrohr 2 angebrachten Anschlussteils 32 mit einer Turbulenzerzeugertragplatte 37 verbunden.
Auch ist wiederum ersichtlich, dass die Vielzahl von nicht dargestellten Turbulenzrohren in fünf Zeilen Z angeordnet ist. Die beiden in der 11 dargestellten maschinenbreiten Füllstücke 40 sind nicht explizit dargestellt.
Die 15 zeigt eine schematische Seitenansicht der in der 13 dargestellten Tragstruktur des erfindungsgemäßen Stoffauflaufs 100.
Der Turbulenzerzeuger 1 des Stoffauflaufs 100 umfasst eine Vielzahl von in Maschinenquerrichtung Q (Pfeil) benachbarten, vorzugsweise baugleichen und bereits beschriebenen Einzelmodulen 26, die jeweils aus den in einer Spalte S angeordneten Turbulenzrohren 2 gebildet sind. Die Vielzahl von Turbulenzrohren 2 ist in fünf Zeilen Z angeordnet.
Weiterhin ist zwischen den innen liegenden und parallelen Wänden 25.H zweier benachbarter Turbulenzrohre 2 einer Spalte S, also in ihren austrittsseitigen Bereichen 2.BA, jeweils ein Zwischenteil 28, insbesondere ein Flachprofil 28.1 angeordnet, welches sich über einen vorzugsweise wesentlichen Teil der Ecklängskanten 25.1, 25.4 und 25.2, 25.3 der beiden benachbarten Turbulenzrohre 2 erstreckt. Die einzelne Zwischenteil 28, insbesondere das Flachprofil 28.1 ist mit den Ecklängskanten 25.1, 25.4 und 25.2, 25.3 der beiden benachbarten Turbulenzrohre 2 zumindest streckenweise verbunden, insbesondere verschweißt. Und zwischen den innen liegenden und parallelen Wänden 25.H zweier benachbarter Turbulenzrohre 2 ist auslaufseitig, also dem Zwischenteil 28, insbesondere dem Flachprofil 28.1 unmittelbar oder mittelbar nachfolgend, ein nicht dargestellter Lamellenhalter 29 angeordnet. Ein derartiger Lamellenhalter 29 ist beispielsweise aus der bereits genannten Druckschrift DE 199 62 709 A1 bekannt ist.
Das einzelne Einzelmodul 26 ist in seinen den beiden seitlichen Bereichen B.1, B.2, in welchen die vorzugsweise in einer Spalte S angeordneten Turbulenzrohre 2 jeweils einen runden oder annähernd runden Rohraußenquerschnitt 2.QE aufweisen, jeweils mit einem seitlichen und sich vorzugsweise zumindest über die Höhe H.2 der Turbulenzrohre 2 streckenden Ankerblech 30 versehen, welches mit mindestens einem Turbulenzrohr 2 unmittelbar oder mittelbar verbunden, insbesondere verschweißt ist. In vorliegender Ausführung ist das jeweilige Ankerblech 30 mit den obersten und untersten Turbulenzrohr 2 eine Spalte S mittels einer Schweißnaht 31.1 verbunden. Das jeweilige Anschlussteil 32 ist Teil eines seitlichen Ankerblechs 30 (vgl. 4).
Die Zuführung der Faserstoffsuspension erfolgt aus der Zuführeinrichtung über lediglich angedeutete Verbindungselemente 12, insbesondere lange und rohrartige Kunststoffeinsätze oder Stahlrohre in den Turbulenzeinsatz 1.
Auch ist wiederum ersichtlich, dass die Vielzahl von nicht dargestellten Turbulenzrohren in fünf Zeilen Z angeordnet ist. Die beiden in der 11 dargestellten maschinenbreiten Füllstücke 40 sind nicht explizit dargestellt.
Die 16 zeigt eine schematische Ansicht der in der 15 dargestellten Tragstruktur des erfindungsgemäßen Stoffauflaufs 100 gemäß dem Ansichtspfeil G.
Das einzelne Turbulenzrohr 2 des Einzelmoduls 26 weist – in Strömungsrichtung R (Pfeil) der mindestens einen Faserstoffsuspension 102 gesehen – eine runde Rohreintrittsquerschnittsfläche 2.FE und eine rechteckige, insbesondere eine quadratische Rohraustrittsquerschnittsfläche 2.FA auf. Die Rohrquerschnittsfläche 2.A des einzelnen Turbulenzrohrs 2 ändert sich – in Strömungsrichtung R (Pfeil) der mindestens einen Faserstoffsuspension 102 gesehen – zwischen der Rohreintrittsquerschnittsfläche 2.FE und der Rohraustrittsquerschnittsfläche 2.FA streckenweise und vorzugsweise kontinuierlich von rund auf rechteckig, insbesondere quadratisch. Es wird also ein Übergangsbereich 2.BÜ ausgebildet. Das einzelne Turbulenzrohr 2 weist also zumindest in seinem austrittsseitigen Bereich 2.BA einen rechteckigen oder annähernd rechteckigen, insbesondere einen quadratischen Rohraußenquerschnitt 2.QA mit zwei parallelen Wandpaaren 25.H, 25.V und vier Ecklängskanten 25.1 bis 25.4 auf.
Der runde einlaufseitige Rohraußenquerschnitt 2.QE des einzelnen Turbulenzrohrs 2 kann beispielsweise einen Außendurchmesser von 22,4 mm und der rechteckige, insbesondere die quadratische auslaufseitige Rohraußenquerschnitt 2.QA des einzelnen Turbulenzrohrs 2 kann eine Außenlänge von 25 oder 33,3 mm besitzen.
Das einzelne Turbulenzrohr 2 ist in seinen den beiden seitlichen Bereichen B.1, B.2 jeweils mit einem seitlichen und sich vorzugsweise zumindest über die Höhe H.2 (Pfeil) der Turbulenzrohre 2 streckenden Ankerblech 30 versehen.
Die 17 zeigt eine schematische Seitenansicht eines seitlichen Ankerblechs 30 des erfindungsgemäßen Stoffauflaufs 1.
Das seitliche Ankerblech 30 weist eine Wandstärke D.30 von ca. 1 mm auf und ist vorzugsweise mittels Lasern hergestellt.
Dem seitlichen Ankerblech 30 sind ober- und unterseitig und in Strömungsrichtung R (Pfeil) der Faserstoffsuspension jeweils ein nicht dargestellte maschinenbreites Füllstück nachgeordnet.
In nicht dargestellter Ausführung kann das einzelne seitliche Ankerblech mehrteilig ausgeführt sein, wobei bei einer mehrteiligen Ausführung das jeweilige Anschlussteil vorzugsweise ein eigenes Grundbauteil darstellt. Auch kann das einzelne seitliche Ankerblech in dem Bereich des Anschlussteils gedoppelt sein und somit einen Gesamtwanddicke im Bereich von 0,5 bis 3,0 mm, vorzugsweise von 1,0 bis 2,0 mm, insbesondere von 1,5 mm, aufweisen. Das jeweilige Anschlussteil ist dann vorzugsweise jeweils ein U-Stück, welches flächig an dem benachbarten Turbulenzrohr anliegt.
Die 18 zeigt eine schematische Zusammenbauzeichnung der wesentlichen Bauteile des erfindungsgemäßen Stoffauflaufs 100.
Der Stoffauflauf 100 umfasst einen Turbulenzerzeuger 1 mit einer Vielzahl von in Maschinenquerrichtung Q (Pfeil) benachbarten, vorzugsweise baugleichen und bereits beschriebenen Einzelmodulen 26, die jeweils aus den in einer Spalte S angeordneten Turbulenzrohren 2 gebildet sind. Die Vielzahl von Turbulenzrohren 2 ist in fünf Zeilen Z angeordnet.
Das einzelne Einzelmodul 26 des Turbulenzerzeugers 1 ist mittels des an dem obersten Turbulenzrohr 2 angebrachten Anschlussteils 32 mit einem Turbulenzerzeugeroberteil 36 und mittels des an dem untersten Turbulenzrohr 2 angebrachten Anschlussteils 32 mit einer Turbulenzerzeugertragplatte 37 über Nuten 39 vorzugsweise formschlüssig verbunden.
Den beiden Anschlussteilen 32 des jeweiligen Einzelmoduls 26 ist in Strömungsrichtung R (Pfeil) der Faserstoffsuspension jeweils ein maschinenbreites Füllstück 40 nachgeordnet, wobei das dem oberen Anschlussteil 32 nachgeordnete und maschinenbreite Füllstück 40 einen Teil des Oberlippenträger-Scharniergelenks 16 ausbildet.
Das Turbulenzerzeugeroberteil 36 und die Turbulenzerzeugertragplatte 37 sind einlaufseitig, also entgegen der Strömungsrichtung R (Pfeil) der Faserstoffsuspension mittels einer Einlaufplatte 41 verbunden, insbesondere verschweißt. Diese Einlaufplatte 41 weist eine Vielzahl von in Spalten S und in fünf Zeilen Z angeordnete Öffnungen 42 auf, die mit den Turbulenzrohren 2 strömungstechnisch fluchten. Weiterhin sind zumindest zwischen den Öffnungen 42 der Einlaufplatte 41 und den Turbulenzrohren 2 des Turbulenzerzeugers 1 eine Vielzahl von die Faserstoffsuspension führenden Verbindungselementen 12, insbesondere lange und rohrartige Kunststoffeinsätze oder Stahlrohre angeordnet, wobei die Verbindungselemente 12 in den Turbulenzerzeugers 1 einmünden.
Ferner umfasst das Turbulenzerzeugeroberteil 36 eine vorzugsweise maschinenbreite Leiste 43 und eine vorzugsweise maschinenbreite Deckplatte 44, die entweder durch eine vorzugsweise maschinenbreite Zwischenplatte oder mittels mehrerer beabstandeter Rippen 45 miteinander verbunden sind. Dabei sind die an den obersten Turbulenzrohren 2 angebrachten Anschlussteile 32 mit der vorzugsweise maschinenbreiten Deckplatte 44 verbunden, insbesondere verschweißt. In für den Fachmann selbstverständlicher Weise können die vorzugsweise maschinenbreite Leiste 43 und die vorzugsweise maschinenbreite Deckplatte 44 auch ein gemeinsames Bauteil sein.
Und an dem Turbulenzerzeugeroberteil 36, insbesondere an der vorzugsweise maschinenbreiten Deckplatte 44 ist das weitere Teil 46 des Scharniergelenks 16 angebracht.
Die 19 zeigt in zwei stark vergrößerten Darstellungen das unterschiedliche Verformungsverhalten zwischen einem Turbulenzerzeuger 1 gemäß dem Stand der Technik und einem erfindungsgemäßen Turbulenzerzeuger 1.
Die linke Darstellung zeigt das Verformungsverhalten eines Turbulenzerzeugers 1 gemäß dem Stand der Technik und die rechte Darstellung zeigt das Verformungsverhalten eines erfindungsgemäßen Turbulenzerzeugers 1.
Der in den 4 bis 19 zumindest teilweise dargestellte und beschriebene Turbulenzerzeuger 1 wird in idealer Weise mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung eines Turbulenzerzeugers 1 mit einer Vielzahl von vorzugsweise in Spalten S und in Zeilen Z angeordneten Turbulenzrohren 2 zur Führung und Verteilung der mindestens einen, eine Strömungsrichtung R (Pfeil) aufweisenden Faserstoffsuspension 102, wobei das einzelne Turbulenzrohr 2 – in Strömungsrichtung R der mindestens einen Faserstoffsuspension 102 gesehen – eine runde oder annähernd runde Rohreintrittsquerschnittsfläche 2.FE und eine rechteckige oder annähernd rechteckige, insbesondere eine quadratische Rohraustrittsquerschnittsfläche 2.FA aufweist, wobei die Rohrquerschnittsfläche 2.A des einzelnen Turbulenzrohrs 2 – in Strömungsrichtung R (Pfeil) der mindestens einen Faserstoffsuspension 102 gesehen – sich zwischen der Rohreintrittsquerschnittsfläche 2.FE und der Rohraustrittsquerschnittsfläche 2.FA streckenweise und vorzugsweise kontinuierlich von rund oder annähernd rund auf rechteckig oder annähernd rechteckig, insbesondere quadratisch ändert und wobei das einzelne Turbulenzrohr 2 zumindest in seinem austrittsseitigen Bereich 2.BA einen rechteckigen oder annähernd rechteckigen, insbesondere einen quadratischen Rohraußenquerschnitt mit zwei parallelen Wandpaaren 25.H, 25.V und vier Ecklängskanten 25.1 bis 25.4 aufweist:
Hierbei wird der Turbulenzerzeuger 1 aus einer Vielzahl von in Maschinenquerrichtung Q (Doppelpfeil) vorzugsweise unmittelbar benachbarten und vorzugsweise baugleichen Einzelmodulen 26 zusammengefügt, wobei das einzelne Einzelmodul 26 wenigstens aus den vorzugsweise in einer Spalte S angeordneten und in ihren jeweiligen austrittsseitigen Bereichen 2.BA jeweils einen rechteckigen oder annähernd rechteckigen, insbesondere einen quadratischen Rohraußenquerschnitt mit zwei parallelen Wandpaaren 25.H, 25.V und vier Ecklängskanten 25.1 bis 25.4 aufweisenden Turbulenzrohren 2 wird, die mittels an ihren Ecklängskanten 25.1 bis 25.4 angebrachten Verbindungen 27, insbesondere Schweißnähten 27.1 zumindest streckenweise unmittelbar oder mittelbar miteinander verbunden werden, um dadurch einen nahezu geradlinigen Kraftfluss F.3, F.4 (Doppelpfeile) an den jeweils außen liegenden Wänden 25.V der austrittsseitigen Bereiche 2.BA der Turbulenzrohre 2 des Einzelmoduls 26 zu ermöglichen, und wobei das oberste und das unterste und vorzugsweise in einer Spalte S angeordnete Turbulenzrohr 2 an seinen freien Ecklängskanten 25.1, 25.4, 25.2, 25.3 zumindest streckenweise unmittelbar oder mittelbar jeweils mit einem Anschlussteil 32 verbunden, insbesondere verschweißt wird.
Zusammenfassend ist festzuhalten, dass durch die Erfindung ein Turbulenzerzeuger, ein Stoffauflauf und ein Verfahren zur Herstellung eines Turbulenzerzeugers der eingangs genannten Arten derart weitergebildet werden, dass die genannten Nachteile des Stands der Technik weitestgehend, vorzugsweise sogar vollständig vermieden werden. Insbesondere werden eine Biegebelastung in der Deckplatte weitestgehend vermieden und eine möglichst geradlinige und möglichst einleitungsnahe Leitung etwaig auftretender Kräfte erreicht.
Bezugszeichenliste

1: Turbulenzerzeuger
2: Turbulenzrohr
2.A: Rohrquerschnittsfläche
2.BA: Austrittsseitiger Bereich
2.BÜ: Übergangsbereich
2.FA: Rohraustrittsquerschnittsfläche
2.FE: Rohreintrittsquerschnittsfläche
2.QA: Auslaufseitiger Rohraußenquerschnitt
2.QE: Einlaufseitiger Rohraußenquerschnitt
3: Einlaufplatte
4: Ankerplatte
5: Tragplatte
6: Deckplatte
7: Zentrale Baugruppe
8: Stützelement
9: Fundament
10: Zuführvorrichtung
11: Querverteilrohr
12: Verbindungselement
13: Stoffauflaufdüse
14: Untere Düsenwand
15: Obere Düsenwand
16: Oberlippenträger-Scharniergelenk
17: Tragelement
18: Querträger
19: Blende
20: Antrieb
21: Hubelement
22: Gelenkachse
23: Durchbruch
23.1: Bohrung
24: Reststeg
25.1 bis 25.4: Ecklängskante
25.H: Wandpaar (horizontal)
25.V: Wandpaar (vertikal)
26: Einzelmodul
27: Verbindung
27.1: Schweißnaht
28: Zwischenteil
28.1: Flachprofil
29: Lamellenhalter
30: Ankerblech
31: Verbindung
31.1: Schweißnaht
32: Anschlussteil
33: Ankerplattensegment
34: Öffnung
34.1: Bohrung
35: Verbindung
35.1: Schweißnaht
36: Turbulenzerzeugeroberteil
37: Turbulenzerzeugertragplatte
38: Verbindung
38.1: Schweißnaht
39: Nut
40: Füllstück
41: Einlaufplatte
42: Öffnung
43: Leiste
44: Deckplatte
45: Rippe
46: Teil des Scharniergelenks
100: Stoffauflauf
102: Faserstoffsuspension
A: Achse
B: Maschinenbreite (Pfeil)
B.1: Seitlicher Bereich
B.2: Seitlicher Bereich
B.24: Stegbreite
C: Ansichtspfeil
D.30: Wandstärke
D: Ansichtspfeil
E: Ansichtspfeil
F: Ansichtspfeil
F.1: Kraft (Pfeil)
F.2: Reaktionskraft (Pfeil)
F.3: Kraftfluss (Doppelpfeil)
F.4: Kraftfluss (Doppelpfeil)
G: Ansichtspfeil
H.2: Höhe
L.27: Verbindungslänge
Q: Maschinenquerrichtung (Pfeil; Doppelpfeil)
L: Maschinenlaufrichtung (Pfeil)
P: Doppelpfeil
p.13: Düsendruck
R: Strömungsrichtung (Pfeil)
S: Spalte
Z: Zeile

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

EP 1693507 A2 [0004]
WO 88/01318 A1 [0007]
EP 0997577 A1 [0007]
EP 0997578 A1 [0007]
DE 19962709 A1 [0030, 0087, 0138]

Claims

Turbulenzerzeuger (1) für einen Stoffauflauf (100) einer Maschine zur Herstellung einer wenigstens einschichtigen Faserstoffbahn, insbesondere einer Papier-, Karton- oder Tissuebahn aus mindestens einer Faserstoffsuspension (102), mit einer Vielzahl von vorzugsweise in Spalten (S) und in Zeilen (Z) angeordneten Turbulenzrohren (2) zur Führung und vorzugsweisen Verteilung der mindestens einen, eine Strömungsrichtung (R) aufweisenden Faserstoffsuspension (102), wobei das einzelne Turbulenzrohr (2) – in Strömungsrichtung (R) der mindestens einen Faserstoffsuspension (102) gesehen – eine runde oder annähernd runde Rohreintrittsquerschnittsfläche (2.FE) und eine rechteckige oder annähernd rechteckige, insbesondere eine quadratische Rohraustrittsquerschnittsfläche (2.FA) aufweist, wobei die Rohrquerschnittsfläche (2.A) des einzelnen Turbulenzrohrs (2) – in Strömungsrichtung (R) der mindestens einen Faserstoffsuspension (102) gesehen – sich zwischen der Rohreintrittsquerschnittsfläche (2.FE) und der Rohraustrittsquerschnittsfläche (2.FA) streckenweise und vorzugsweise kontinuierlich von rund oder annähernd rund auf rechteckig oder annähernd rechteckig, insbesondere quadratisch ändert und wobei das einzelne Turbulenzrohr (2) zumindest in seinem austrittsseitigen Bereich (2.BA) einen rechteckigen oder annähernd rechteckigen, insbesondere einen quadratischen Rohraußenquerschnitt (2.QA) mit zwei parallelen Wandpaaren (25.H, 25.V) und vier Ecklängskanten (25.1 bis 25.4) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass er eine Vielzahl von in Maschinenquerrichtung (Q) vorzugsweise unmittelbar benachbarten und vorzugsweise baugleichen Einzelmodulen (26) umfasst, wobei das einzelne Einzelmodul (26) wenigstens aus den vorzugsweise in einer Spalte (S) angeordneten und in ihren jeweiligen austrittsseitigen Bereichen (2.BA) jeweils einen rechteckigen oder annähernd rechteckigen, insbesondere einen quadratischen Rohraußenquerschnitt (2.QA) mit zwei parallelen Wandpaaren (25.H, 25.V) und vier Ecklängskanten (25.1 bis 25.4) aufweisenden Turbulenzrohren (2) gebildet ist, die mittels an ihren Ecklängskanten (25.1 bis 25.4) angebrachten Verbindungen (27), insbesondere Schweißnähten (27.1) zumindest streckenweise unmittelbar oder mittelbar miteinander verbunden sind, um dadurch einen nahezu geradlinigen Kraftfluss (F.3, F.4) an den jeweils außen liegenden Wänden (25.V) der austrittsseitigen Bereiche (2.BA) der Turbulenzrohre (2) des Einzelmoduls (26) zu ermöglichen, und wobei das oberste und das unterste und vorzugsweise in einer Spalte (S) angeordnete Turbulenzrohr (2) an seinen freien Ecklängskanten (25.1, 25.4, 25.2, 25.3) zumindest streckenweise unmittelbar oder mittelbar jeweils mit einem Anschlussteil (32) verbunden, insbesondere verschweißt ist.
Turbulenzerzeuger (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den innen liegenden und parallelen Wänden (25.H) zweier benachbarter Turbulenzrohre (2) einer Spalte (S), also in ihren austrittsseitigen Bereichen (2.BA), jeweils wenigstens ein Zwischenteil (28), insbesondere ein Flachprofil (28.1) angeordnet ist, welches sich über einen vorzugsweise wesentlichen Teil der Ecklängskanten (25.1 bis 25.4) der beiden benachbarten Turbulenzrohre (2) erstreckt, und dass zwischen den innen liegenden und parallelen Wänden (25.H) zweier benachbarter Turbulenzrohre (2) auslaufseitig, also dem Zwischenteil (28), insbesondere dem Flachprofil (28.1) unmittelbar oder mittelbar nachfolgend, wenigstens ein Lamellenhalter (29) angeordnet ist, wobei wenigstens das Zwischenteil (28), insbesondere das Flachprofil (28.1) mit den Ecklängskanten (25.1 bis 25.4) der beiden benachbarten Turbulenzrohre (2) zumindest streckenweise verbunden, insbesondere verschweißt ist.
Turbulenzerzeuger (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das einzelne Einzelmodul (26) in seinen den beiden seitlichen Bereichen (B.1, B.2), in welchen die vorzugsweise in einer Spalte (S) angeordneten Turbulenzrohre (2) jeweils einen runden oder annähernd runden Rohraußenquerschnitt (2.QE) aufweisen, jeweils mit mindestens einem seitlichen und sich vorzugsweise zumindest über die Höhe (H.2) der Turbulenzrohre (2) streckenden Ankerblech (30) versehen ist, welches mit mindestens einem Turbulenzrohr (2) unmittelbar oder mittelbar verbunden, insbesondere verschweißt ist.
Turbulenzerzeuger (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das einzelne seitliche Ankerblech (30) auch das jeweilige Anschlussteil (32), welches an dem obersten und dem untersten Turbulenzrohr (2) angeordnet ist, ausbildet und somit mit der Ecklängskante (25.1, 25.4, 25.2, 25.3) des angrenzenden Turbulenzrohrs (2) verbunden, insbesondere verschweißt ist.
Turbulenzerzeuger (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die vorzugsweise in einer Spalte (S) angeordneten Turbulenzrohre (2) des einzelnen Einzelmoduls (26) in den Bereichen, in welchen sie jeweils einen runden oder annähernd runden Rohraußenquerschnitt (2.QE) aufweisen, mit einem zumindest einteiligen Ankerplattensegment (33), welches sie in Öffnungen (34), insbesondere Bohrungen (34.1) durchdringen, versehen sind.
Turbulenzerzeuger (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Anschlussteil wenigstens zwei beabstandete Flachprofile, ein flächig an dem benachbarten Turbulenzrohr anliegendes U- oder T-Stück oder dergleichen umfasst.
Turbulenzerzeuger (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass den beiden Anschlussteilen (32) des Einzelmoduls (26) in Strömungsrichtung (R) der Faserstoffsuspension (102) jeweils wenigstens ein vorzugsweise maschinenbreites Füllstück (40) nachgeordnet ist, wobei das dem oberen Anschlussteil (32) nachgeordnete und vorzugsweise maschinenbreite Füllstück (40) insbesondere einen Teil eines Oberlippenträger-Scharniergelenks (16) ausbildet.
Stoffauflauf (100) für eine Maschine zur Herstellung einer wenigstens einschichtigen Faserstoffbahn, insbesondere einer Papier-, Karton- oder Tissuebahn aus mindestens einer Faserstoffsuspension (102), mit mindestens einer die wenigstens eine Faserstoffsuspension (102) zuführenden Zuführvorrichtung (10, 11), mit mindestens einem von der wenigstens einen Faserstoffsuspension (102) durchströmten Turbulenzerzeuger (1) mit einer Vielzahl von vorzugsweise in Spalten (S) und in Zeilen (Z) angeordneten Turbulenzrohren (2) zur Führung und vorzugsweisen Verteilung der mindestens einen, eine Strömungsrichtung (R) aufweisenden Faserstoffsuspension (102), wobei das einzelne Turbulenzrohr (2) – in Strömungsrichtung (R) der mindestens einen Faserstoffsuspension (102) gesehen – eine runde oder annähernd runde Rohreintrittsquerschnittsfläche (2.FE) und eine rechteckige oder annähernd rechteckige, insbesondere eine quadratische Rohraustrittsquerschnittsfläche (2.FA) aufweist, wobei die Rohrquerschnittsfläche (2.A) des einzelnen Turbulenzrohrs (2) – in Strömungsrichtung (R) der mindestens einen Faserstoffsuspension (102) gesehen – sich zwischen der Rohreintrittsquerschnittsfläche (2.FE) und der Rohraustrittsquerschnittsfläche (2.FA) streckenweise und vorzugsweise kontinuierlich von rund oder annähernd rund auf rechteckig oder annähernd rechteckig, insbesondere quadratisch ändert und wobei das einzelne Turbulenzrohr (2) zumindest in seinem austrittsseitigen Bereich (2.BA) einen rechteckigen oder annähernd rechteckigen, insbesondere einen quadratischen Rohraußenquerschnitt (2.QA) mit zwei parallelen Wandpaaren (25.H, 25.V) und vier Ecklängskanten (25.1 bis 25.4) aufweist, und mit einer von der wenigstens einen Faserstoffsuspension (102) durchströmten Stoffauflaufdüse (13), aus welcher die wenigstens eine Faserstoffsuspension (102) vorzugsweise als ein Freistrahl austritt, dadurch gekennzeichnet, dass er mindestens einen Turbulenzerzeuger (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7 umfasst.
Stoffauflauf (100) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das einzelne Einzelmodul (26) des Turbulenzerzeugers (1) mittels des an dem obersten Turbulenzrohr (2) angebrachten Anschlussteils (32) mit einem Turbulenzerzeugeroberteil (36) und mittels des an dem untersten Turbulenzrohr (2) angebrachten Anschlussteils (32) mit einer Turbulenzerzeugertragplatte (37) verbunden, insbesondere innenseitig und beidseitig verschweißt ist, um dadurch einen nahezu geradlinigen Kraftfluss (F.3, F.4) zu ermöglichen.
Stoffauflauf (100) nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass zwei benachbarte Einzelmodule (26) des Turbulenzerzeugers (1) gemeinsam mittels der Anschlussteile (32) in an dem Turbulenzerzeugeroberteil (36) und in an der Turbulenzerzeugertragplatte (37) angebrachten Nuten (39) positioniert sind.
Stoffauflauf (100) nach Anspruch 8, 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Turbulenzerzeugeroberteil (36) und die Turbulenzerzeugertragplatte (37) einlaufseitig, also entgegen der Strömungsrichtung (R) der wenigstens einen Faserstoffsuspension (102) mittels einer Einlaufplatte (3; 41) verbunden, insbesondere verschweißt sind, wobei die Einlaufplatte (3; 41) eine Vielzahl von vorzugsweise in Spalten (S) und in Zeilen (Z) angeordnete Durchbrüche (23), insbesondere Bohrungen (23.1) aufweist, und dass zumindest zwischen den Öffnungen (42) der Einlaufplatte (3; 41) und den Turbulenzrohren (2) des Turbulenzerzeugers (1) eine Vielzahl von die wenigstens eine Faserstoffsuspension (102) führenden Verbindungselementen (12), insbesondere lange und rohrartige Kunststoffeinsätze oder Stahlrohre angeordnet sind.
Stoffauflauf (100) nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Turbulenzerzeugeroberteil (36) eine vorzugsweise maschinenbreite Leiste (43) und eine vorzugsweise maschinenbreite Deckplatte (6; 44) umfasst, die entweder durch eine vorzugsweise maschinenbreite Zwischenplatte oder mittels mehrerer beabstandeter Rippen (45) miteinander verbunden sind, wobei die an den obersten Turbulenzrohren (2) angebrachten Anschlussteile (32) mit der vorzugsweise maschinenbreiten Deckplatte (6; 44) verbunden, insbesondere verschweißt sind.
Stoffauflauf (100) nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Turbulenzerzeugeroberteil (36), insbesondere an der vorzugsweise maschinenbreiten Deckplatte (6; 44) ein weiteres Teil des Oberlippenträger-Scharniergelenks (16) angebracht ist.
Stoffauflauf (100) nach einem der Ansprüche 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement (12), insbesondere der lange und rohrartige Kunststoffeinsatz oder das Stahlrohr eintrittsseitig mit einem formschlüssig eingebrachten, vorzugsweise eingesteckten Einsatz versehen ist, der die lichte Öffnung des Verbindungselements (12), insbesondere des langen und rohrartigen Kunststoffeinsatzes oder des Stahlrohrs zumindest streckenweise verkleinert.
Verfahren zur Herstellung eines Turbulenzerzeugers (1) mit einer Vielzahl von vorzugsweise in Spalten (S) und in Zeilen (Z) angeordneten Turbulenzrohren (2) zur Führung und Verteilung der mindestens einen, eine Strömungsrichtung (R) aufweisenden Faserstoffsuspension (102), wobei das einzelne Turbulenzrohr (2) – in Strömungsrichtung (R) der mindestens einen Faserstoffsuspension (102) gesehen – eine runde oder annähernd runde Rohreintrittsquerschnittsfläche (2.FE) und eine rechteckige oder annähernd rechteckige, insbesondere eine quadratische Rohraustrittsquerschnittsfläche (2.FA) aufweist, wobei die Rohrquerschnittsfläche (2.A) des einzelnen Turbulenzrohrs (2) – in Strömungsrichtung (R) der mindestens einen Faserstoffsuspension (102) gesehen – sich zwischen der Rohreintrittsquerschnittsfläche (2.FE) und der Rohraustrittsquerschnittsfläche (2.FA) streckenweise und vorzugsweise kontinuierlich von rund oder annähernd rund auf rechteckig oder annähernd rechteckig, insbesondere quadratisch ändert und wobei das einzelne Turbulenzrohr (2) zumindest in seinem austrittsseitigen Bereich (2.BA) einen rechteckigen oder annähernd rechteckigen, insbesondere einen quadratischen Rohraußenquerschnitt mit zwei parallelen Wandpaaren (25.H, 25.V) und vier Ecklängskanten (25.1 bis 25.4) aufweist, insbesondere eines Turbulenzerzeugers (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass er aus einer Vielzahl von in Maschinenquerrichtung (Q) vorzugsweise unmittelbar benachbarten und vorzugsweise baugleichen Einzelmodulen (26) zusammengefügt wird, wobei das einzelne Einzelmodul (26) wenigstens aus den vorzugsweise in einer Spalte (S) angeordneten und in ihren jeweiligen austrittsseitigen Bereichen (2.BA) jeweils einen rechteckigen oder annähernd rechteckigen, insbesondere einen quadratischen Rohraußenquerschnitt mit zwei parallelen Wandpaaren (25.H, 25.V) und vier Ecklängskanten (25.1 bis 25.4) aufweisenden Turbulenzrohren (2) wird, die mittels an ihren Ecklängskanten (25.1 bis 25.4) angebrachten Verbindungen (27), insbesondere Schweißnähten (27.1) zumindest streckenweise unmittelbar oder mittelbar miteinander verbunden werden, um dadurch einen nahezu geradlinigen Kraftfluss (F.3, F.4) an den jeweils außen liegenden Wänden (25.V) der austrittsseitigen Bereiche (2.BA) der Turbulenzrohre (2) des Einzelmoduls (26) zu ermöglichen, und wobei das oberste und das unterste und vorzugsweise in einer Spalte (S) angeordnete Turbulenzrohr (2) an seinen freien Ecklängskanten (25.1, 25.4, 25.2, 25.3) zumindest streckenweise unmittelbar oder mittelbar jeweils mit einem Anschlussteil (32) verbunden, insbesondere verschweißt wird.