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Die Erfindung betrifft das Blattbildungssystem einer Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn, insbesondere einer Papier- oder Karton- oder Zellstoffbahn, gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1, sowie die Maschine selbst, die ein solches Blattbildungssystem umfasst.
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Bei der Herstellung von Faserstoffbahnen, speziell Papier oder Zellstoffbahnen, wird in einem Blattbildungssystem aus einem Stoffauflauf über die gesamte Maschinenquerrichtung ein Suspensionsstrahl erzeugt. Dieser Suspensionsstrahl trifft, von der Seite der Maschine betrachtet, an einem Punkt, dem Strahlauftreffpunkt auf einem Entwässerungssieb auf. Die Suspension wird im Folgenden von einem oder mehreren Entwässerungselementen entwässert. Die Position des Strahlauftreffpunktes relativ zu dem ersten Entwässerungselement ist ein wesentlicher Faktor für den gesamten Entwässerungsprozess sowie für die Blattstruktur. Im Betrieb einer Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn wird die Öffnung der Düse des Stoffauflaufs abhängig von den Produktionsbedingungen regelmäßig vergrößert oder verkleinert. Diese Veränderung der Düsenspaltöffnung ändert die Bahn des Suspensionsstrahls und somit auch die Position des Strahlauftreffpunkts. Die Position des Strahlauftreffpunkts relativ zu einem ersten Entwässerungselement bestimmt jedoch nachhaltig die Struktur und Eigenschaften der entstehenden Faserstoffbahn. In der
DE102010041332 A1 wird daher eine Vorrichtung zum Einstellen der Position des Strahlauftreffpunkts beschrieben. Hierzu ist der Stoffauflauf ganz oder teilweise beweglich gelagert. Die Lage des Strahlauftreffpunktes kann somit gemäß der
DE 10 2010 041 332 A1 durch eine Verstellung der Position und Ausrichtung des gesamten Stoffauflaufs beeinflusst werden. Der Stoffauflauf ist jedoch eines der schwersten Teile in z.B. einer Papiermaschine. Eine solche Verstelleinrichtung mit der benötigten Präzision ist aufwändig zu fertigen und ein erheblicher Kostenfaktor. Die
DE 10 2005 047 347 A1 beschreibt ein Blattbildungssytem, bei dem für einen Doppelsiebformer der Strahlauftreffpunkt auf ein zweites Sieb durch Verstellen einer Umlenkeinrichtung erfolgt. Zur Einstellung des Strahlauftreffpunktes und ~winkels auf das erste Sieb wird jedoch auch gemäß der
DE 10 2005 047 347 A1 der gesamte Stoffauflauf positioniert. Somit ist auch hier eine teure und aufwändige Einrichtung zur Verstellung des Stoffauflaufs notwendig.
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Die Aufgabe der Erfindung ist es somit, ein Blattbildungssystem wie eingangs beschrieben so zu verbessern, dass die Veränderung des Strahlauftreffpunkts auf das erste Entwässerungssieb ohne eine Verstellung des gesamten Stoffauflaufs oder großer Teile davon erreicht werden kann.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Blattbildungssystem einer Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn, insbesondere einer Papier- oder Karton- oder Zellstoffbahn, bei der das erste Entwässerungselement eine Verstellvorrichtung zum Verändern der Position des ersten Entwässerungselements in Maschinenlaufrichtung aufweist. Hierdurch ist eine Positionierung des Strahlauftreffpunkts relativ zu dem ersten Entwässerungselement möglich, ohne dass der Stoffauflauf oder auch nur Teile davon bewegt werden müssen. Die Aufgabe der Erfindung wird dadurch vollständig gelöst.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
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In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist die obere Strömungswand und/oder die untere Strömungswand des Stoffauflaufes starr ausgeführt, so dass eine Bewegung bzw. Verstellung dieser Strömungswand in Maschinenlaufrichtung nicht möglich ist. In einer besonders bevorzugten Variante der Erfindung umfasst der Stoffauflauf eine Vorrichtung zum Abschwenken oder Aufklappen zumindest einer Strömungswand z.B. zur Wartung oder Reinigung. In einer Vielzahl von Anwendungen ragt die untere Strömungswand in Maschinenlaufrichtung um einen Vorstand der Länge L über die obere Strömungswand hinaus. Das Verhältnis dieses Vorstands L zur Weite s der Düsenspaltöffnung ist eine wichtige Kenngröße für den Betrieb eines Stoffauflaufs. Ist das L/s Verhältnis im Bereich von 1–1,2, wirken sich kleine Schwankungen dieser Verhältniszahl stark auf den Stoffauflaufstrahl und insbesondere den Strahlauftreffpunkt aus. Ist der Vorstand L jedoch deutlich größer, als die Düsenspaltöffnung s, so wirken sich kleine Änderungen im L/s Verhältnis nicht mehr merklich auf den Strahlauftreffpunkt aus. Daher ist in einer bevorzugten Ausführung der Vorstand L so groß, dass er bevorzugt mehr als das 1,5-fache, besonders bevorzugt mehr als das 1,8 fache, besonders bevorzugt das 1,8–2 fache der maximalen Düsenspaltöffnung s beträgt, wie sie bei üblichen Betriebsweisen und dem üblicherweise produzierten Sortenspektrum der Maschine auftritt. So ist beispielswiese ein typischer Öffnungsbereich für die Düsenspaltöffnung bei einer Papiermaschine zwischen 5mm und 20mm, wodurch sich ein bevorzugter Vorstand L von mehr als 1,5·20mm = 30 mm ergibt.
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Im Betrieb einer Papiermaschine wird häufig während des laufenden Betriebs die Sorte oder Qualität des Produktes und damit verbunden die Produktionsgeschwindigkeit der Anlage verändert. Hierdurch ändert sich häufig auch die Position des Strahlauftreffpunkts. Daher ist das erste Entwässerungselement bevorzugt so gelagert, dass die Verstellung des ersten Entwässerungselements im laufenden Betrieb der Maschine erfolgen kann. Somit ist eine unterbrechungsfreie Produktion der Anlage gewährleistet. Die ist ein großer Vorteil gegenüber dem Stand der Technik, bei dem das erste Entwässerungselement fest mit der Stuhlung der Maschine verschraubt, oder mit Spindeln befestigt ist, wodurch eine Positionsänderung des ersten Entwässerungselementes im bei laufender Anlage unmöglich ist.
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In einer bevorzugten Ausführung ist das erste Entwässerungselement gleitbar gelagert, besonders bevorzugt mittels einer Linearführung. Somit ist eine kontrollierte Verstellung der Position des ersten Entwässerungselements möglich. Für die Durchführung der Verstellung des ersten Entwässerungselements stehen verschiedene technische Lösungen zur Verfügung. Bevorzugt wird die Verstellung mechanisch, hydraulisch oder pneumatisch erfolgen.
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Sehr vorteilhaft ist es, wenn das Entwässerungselement mit einer Vorrichtung versehen ist, welche die Position des Entwässerungselements zumindest in Maschinenlaufrichtung ermittelt und/oder anzeigt. Dadurch kann die Position der Verstellvorrichtung gezielt reproduziert werden, wenn die Anlage erneut auf einen bereits bekannten Betriebspunkt eingestellt werden soll. Dabei kann die Position direkt in einer Anzeige an dem Entwässerungselement erfolgen, oder an ein externes Anzeigegerät, wie beispielsweise einen Kontrollrechner übermittelt werden. In einer bevorzugten Ausführung kann die Nullstellung der Anzeige frei gewählt werden, und es erfolgt eine Anzeige der relativen Position des ersten Entwässerungselements bezüglich dieser Nullstellung.
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In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung erfolgt die Einstellung des Strahlauftreffpunkts im Rahmen einer Steuerung. Dabei wird die Position des ersten Entwässerungselements von einem Bediener vorgegeben. In einer weiteren bevorzugten Ausführung erfolgt die Verstellung des ersten Entwässerungselements automatisch durch eine Regelung. Die Position des ersten Entwässerungselement wird dabei in Abhängigkeit von einem oder mehreren Parametern bestimmt. Besonders bevorzugt erfolgt die Verstellung des ersten Entwässerungselements in Abhängigkeit der Strahlgeschwindigkeit, Drehzahl der Stoffauflaufpumpe, Maschinengeschwindigkeit oder flächenbezogene Masse oder einer Kombination von mehreren dieser Größen. Bevorzugt handelt es sich bei dem Entwässerungsbereich um einen Langsiebformer oder einen Doppelsiebformer, insbesondere Hybrid- oder Gapformer, wie sie in modernen Papiermaschinen eingesetzt werden.
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Ferner beinhaltet die Erfindung eine Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn, insbesondere einer Papier- oder Karton- oder Zellstoffbahn, die ein Blattbildungssystem wie oben beschrieben umfasst. Bevorzugt handelt es sich um langsam laufende Maschinen mit einer Konstruktionsgeschwindigkeit von weniger als 25 m/s, besonders bevorzugt weniger als 20 m/s, ganz besonders bevorzugt weniger als 17 m/s.
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Die Erfindung wird nachfolgend beispielhaft anhand der schematischen, nicht maßstäblichen Zeichnung weiter erläutert. Es zeigt:
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1 einen schematischen Schnitt durch einen erfindungsgemäßen Teil eines Blattbildungssystems.
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Der Stoffauflauf 1 ist in der in 1 gezeigten Ausführung mit einer Lagerung 12 starr verbunden. Weder Stoffauflauf 1 noch Lagerung 12 sind hier mit einer Vorrichtung zur Bewegung oder Verstellung versehen. Es besteht jedoch auch die Möglichkeit, dass der Stoffauflauf 1 beweglich gelagert ist, diese Bewegungsmöglichkeit jedoch nicht zur Veränderung des Strahlauftreffpunktes verwendet wird. Die obere Strömungswand 3 ist hier beispielhaft mit einem Gelenk 15 versehen. Dies ermöglicht ein Öffnen des Stoffauflaufs 1 zu Wartungs- und Reinigungsarbeiten. Eine Bewegung der oberen Strömungswand in Maschinenlaufrichtung 13 kann dadurch jedoch nicht erfolgen. Der aus dem Stoffauflauf 1 austretende Suspensionsstrahl 7 kontrahiert sich leicht, und trifft am Strahlauftreffpunkt 8 auf das Entwässerungssieb 4 auf. Das erste Entwässerungselement 6 ist hier in Maschinenlaufrichtung 13 vollständig von dem Entwässerungssieb 4 bedeckt. In der 1 ist der Vorstand 9 so groß gewählt, dass das Verhältnis von Vorstand 9 zu Spaltöffnung 10 größer als 1,5 ist, und der am Strahlauftreffpunkt 8 weitgehend unbeeinflusst von Änderungen der Spaltöffnung 10 ist. Der Strahlauftreffpunkt 8 liegt in 1 zwischen einem Umlenkelement 5 in Form einer Walze und dem ersten Entwässerungselement 6. Es kann jedoch auch gewünscht und vorteilhaft sein, den Strahlauftreffpunkt 8 in etwa auf Höhe des ersten Entwässerungselements 6 zu positionieren. Erfindungsgemäß ist das erste Entwässerungselement 6 mittels einer Verstellvorrichtung 11 in Maschinenlaufrichtung 13 vorwärts und rückwärts positionierbar. Beispielhaft ist das erste Entwässerungselement mittels einer Linearführung gelagert, die eine Bewegung in und gegen die Maschinenlaufrichtung 13 während des Betriebs der Anlage ermöglicht. Zudem ist das erste Entwässerungselement 6 mit einem Anzeigegerät 14 versehen, das die Position des ersten Entwässerungselements 6 in Maschinenlaufrichtung anzeigt. Die Nullposition der Anzeige kann dabei frei gewählt werden. Die absolute Position des Strahlauftreffpunktes 8 ändert sich durch das Verstellen nicht, jedoch die relative Position bezüglich des ersten Entwässerungselements 6.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Stoffauflauf
- 2
- Obere Strömungswand
- 3
- Untere Strömungswand
- 4
- Entwässerungssieb
- 5
- Umlenkelement
- 6
- Erstes Entwässerungselement
- 7
- Suspensionsstrahl
- 8
- Strahlauftreffpunkt
- 9
- Vorstand
- 10
- Düsenspaltöffnung s
- 11
- Verstellvorrichtung
- 12
- Lagerung
- 13
- Maschinenlaufrichtung
- 14
- Anzeigegerät
- 15
- Gelenk
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102010041332 A1 [0002, 0002]
- DE 102005047347 A1 [0002, 0002]
