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Die Erfindung betrifft eine Dichtlippe, die im Stoffauflauf von Papiermaschinen, bevorzugt bei der Herstellung von Tissue-Papieren eingesetzt werden kann.
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Bei den sogenannten Tissue-Maschinen wird die Suspension aus Fasern, Hilfsmitteln und Flüssigkeit in einem Luftstrom zwischen zwei rotierenden Walzen einem Sieb der Papiermaschine zugeführt. Um zu verhindern, dass sich der Luftstrom, welcher die Fasern trägt, aufweitet und in die seitlich des Luftstroms liegenden Teile der Papiermaschinen gelangt, ist es bekannt, Dichtlippen einzusetzen, welche mit ihrer Vorderkante an einer rotierenden Walze des Stoffauflaufs beziehungsweise der Papiermaschine aufliegen.
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In der 1 ist schematisch eine solche Situation veranschaulicht. Die zugeführte Suspension S wird durch einen Luftstrom (nicht dargestellt) in der 1 von links nach rechts durch die nur ausschnittsweise und stark vereinfacht dargestellte Papiermaschine zugeführt. Dabei gelangt die Suspension S zwischen zwei gegenläufig rotierende Walzen 3. Die Drehrichtung der Walzen 3 ist durch gekrümmte Pfeile angedeutet.
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Da die Suspension S mit Hilfe eines Luftstroms gefördert und von diesem getragen wird, herrscht in dem Strömungskanal 11 in dem die Suspension S gefördert wird, ein Druck p11 , der höher als der Umgebungsdruck pU ist.
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Um einen Druckverlust im Bereich der Suspension zu minimieren und gleichzeitig zu verhindern, dass Teile der Suspension seitlich ausweichen, ist es bekannt, stromaufwärts der Walzen 3 Dichtlippen 5 anzuordnen. Die Dichtlippen 5 sind mit einem Befestigungsabschnitt an einem ortsfesten Gestell 7 der Papiermaschine befestigt und liegen mit ihrer Vorderkanten 9 auf den Walzen 3 auf.
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Dadurch wird der Strömungskanal 11 von den anderen Bereichen 13 hydraulisch getrennt. Wegen der Druckdifferenz p11, - pU zwischen dem Strömungskanal und den anderen Bereichen 13 wirken Druckkräfte auf die Dichtlippe 5, welche die Dichtlippe 5 mit ihrer Vorderkante 9 in Anlage an den Walzen 3 halten.
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Die Dichtlippen 5 sind Verschleißartikel, die unter anderem möglichst gute Dichtungseigenschaften und eine hohe Lebensdauer bei relativ geringen Kosten bieten sollen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Dichtlippe für einen Stoffauflauf bereitzustellen, welche hinsichtlich Dichtwirkung, Lebensdauer und Kosten eine Verbesserung gegenüber dem Stand der Technik darstellt.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Dichtlippe für einen Stoffauflauf, wobei die Dichtlippe einen prismatischen, sich in Richtung einer Vorderkante verjüngenden Querschnitt aufweist, wobei an dem der Vorderkante gegenüberliegenden Bereich der Dichtlippe Befestigungsmittel ausgebildet sind, und wobei die Dichtlippe aus einem Faserverbundwerkstoff besteht.
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Dadurch, dass die Dichtlippe aus einem Faserverbundwerkstoff hergestellt wird, ist sie mechanisch sehr belastbar und kann dementsprechend dünn ausgeführt werden. Sie kann wegen der hohen Festigkeit von Faserverbundwerkstoffen die Biegebeanspruchung, welche durch den Druckunterschied zwischen dem Kanal 11 und den anderen Bereichen 13 auf sie wirkt, gut abtragen. Durch eine entsprechende Montage kann die Kraft mit der die Vorderkante 9 der Dichtlippe 5 auf die Walze 3 gepresst wird, sehr genau eingestellt werden. Diese Anpresskraft kann beispielsweise dadurch eingestellt werden, dass die Dichtlippe 5 dort wo sie an dem Gestell 7 befestigt wird, mehr oder weniger weit in Richtung des Strömungskanals verschoben und dann fixiert wird. Dadurch ist es möglich, die Anpresskraft zu minimieren und in Folge dessen die Lebensdauer der Dichtlippe zu erhöhen.
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Als vorteilhafte Faserverbundwerkstoffe haben sich Fasern aus Glas, Basalt, Bor, Aramid und Kohle sowie Kombinationen dieser Fasern bewährt.
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Die Matrix des Faserverbundwerkstoffs kann aus einem thermoplastischen Kunststoff oder einem Duroplast bestehen.
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Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, dass die Dichtlippe einen im Wesentlichen trapezförmigen Querschnitt aufweist. Dann hat die erfindungsgemäße Dichtlippe im Bereich des Befestigungsabschnitts eine ausreichende Biegesteifigkeit, um eine genaue Positionierung der Dichtlippe zu ermöglichen und die auf die Dichtlippe wirkenden pneumatischen Kräfte, die aus dem Druckunterschied zwischen Strömungskanal 11 und den anderen Bereichen resultieren, bestmöglich aufnehmen.
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Andererseits ist die Dichtlippe im Bereich der Vorderkannte sehr dünn, so dass sie sich schnell und gleichmäßig an die Walze anlegt. Außerdem ist der Vorgang des Einschleifens der Vorderkante der Dichtlippe auf den Durchmesser der Walzen schneller abgeschlossen und es wird weniger Material von der Vorderkante der Dichtlippe abgetragen.
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Um eine bessere Verteilung der pneumatischen Kräfte auf den Befestigungsabschnitt und die Vorderkante der Dichtlippe zu erreichen, kann es weiter vorteilhaft sein, wenn die Dichtlippe leicht gekrümmt ist. Dabei hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn ein Krümmungsradius der Dichtlippe um mindestens einen Faktor 1,4 größer als die Breite der Dichtlippe ist.
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Es hat sich weiter als vorteilhaft erwiesen, wenn die Dichtlippe an ihrer dünnsten Stelle (d. h. der Vorderkante 5) eine Dicke D von weniger als 1 mm und besonders bevorzugt von weniger als 0,7 mm hat.
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Die Befestigungsmittel können an einer Oberseite und/oder an einer Unterseite des Grundkörpers ausgebildet sein. Bevorzugt umfassen die Befestigungsmittel eine oder mehrere Längsnuten. Längsnuten haben sich als besonders vorteilhaft erwiesen, weil die erfindungsgemäße Dichtlippe für Papiermaschinen unterschiedlicher Arbeitsbreite eingesetzt wird. Die Funktion der Längsnuten ist unabhängig von der Länge der Dichtlippe. Dadurch kann über die gesamte Länge der Dichtlippe die Befestigung der Dichtlippe gewährleistet werden. Die Länge der Dichtlippe entspricht der Arbeitsbreite der Papiermaschinen. Durch Abschneiden der benötigten Länge von einem Rohling einer Dichtlippe wird eine Dichtlippe für einen bestimmten Maschinentyp konfiguriert.
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Es hat sich weiter als vorteilhaft erwiesen, wenn die Dichtlippe mindestens an der Seite, die in eingebautem Zustand dem Strömungskanal zugewandt ist, eine PTFE-Schicht aufweist.
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Dadurch werden die Reibung zwischen der durch den Strömungskanal strömenden Suspension und der Dichtlippe reduziert. Außerdem wird das Anhaften von Fasern auf der Dichtlippe wirksam unterbunden.
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Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sin der nachfolgenden Zeichnung, deren Beschreibung und den Patentansprüchen entnehmbar. Alle in der Zeichnung, deren Beschreibung in den Patentansprüchen offenbarten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein.
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Figurenliste
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Es zeigen:
- 1 stark vereinfacht eine Einbausituation einer erfindungsgemäßen Dichtlippe 5;
- 2a eine Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Dichtlippe;
- 2b eine Ansicht von oben eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Dichtlippe und
- 3 das Detail A aus 2 stark vergrößert.
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Beschreibung des Ausführungsbeispiels
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In der 2a und b sind eine Seitenansicht und eine Ansicht von oben des Ausführungsbeispiels dargestellt. Die Dichtlippe wird in ihrer Gesamtheit mit dem Bezugszeichen 5 bezeichnet. Deren Vorderkante hat das Bezugszeichen 9. An einer der Vorderkante 9 gegenüberliegenden Kante ist ein Befestigungsabschnitt 13 ausgebildet, der anhand der 3 im Detail erläutert wird. Die Breite der Dichtlippe 5 ist mit „B“ und eine Länge der der Dichtlippe 5 ist mit „L“ bezeichnet.
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Wie sich aus der 2a ergibt, hat die Dichtlippe 5 im Bereich des Befestigungsabschnitts 13 eine maximale Dicke und verjüngt kontinuierlich zur Vorderkante 9 hin.
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Weil die erfindungsgemäße Dichtlippe 5 aus einem Faserverbundwerkstoff hergestellt ist, sinkt die Zahl der Lagen von Fasergewebe oder Faservlies in der 2a von links nach rechts ab. In der 2b (Draufsicht) ist beispielhaft die Anordnung der Lagen aus Fasern dargestellt.
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Im Bereich der Vorderkante 9 sind typischerweise zwei Lagen von Faservlies oder Fasergewebe übereinander laminiert. Mit zunehmender Dicke der Dichtlippe 5 nimmt auf die Zahl der Lagen von Faservlies oder Fasergewebe zu. Eine strichpunktierte Linie 15 markiert das Ende einer dritten Lage. Links der Linie 15 besteht die Dichtlippe 5 aus drei oder mehr Lagen. An der Linie 17 endet die vierte Lage und an der Linie 19 endet die fünfte Lage.
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Dies bedeutet, dass beginnend am Befestigungsabschnitt 13 bei diesem Ausführungsbeispiel ein maximale Zahl von fünf Lagen von Fasergewebe oder Faservlies verwandt werden. In Richtung der Vorderkante 9 nimmt diese Zahl in mehreren Schritten ab, so dass im Bereich der Vorderkante 9 die minimale Zahl von 2 Lagen erreicht ist.
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In dem Bereich des Befestigungsabschnitts 13 sind, wie sich aus der Seitenansicht gemäß 2a ergibt, an einer Oberseite 21 der Dichtlippe 5 eine Längsnut 23 und an einer Unterseite 25 ein Falz 27 ausgebildet. Der Falz 27 ist ebenfalls eine Längsnut im Sinne der Erfindung. Die Bezeichnungen „Oberseite 21“ und „Unterseite 25“ beziehen sich auf die in der 2 dargestellte Lage der Dichtlippe 5. In eingebauten Zustand ist zumeist die Unterseite 25 dem Strömungskanal 11 (siehe 1) zugewandt.
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Die optionale PTFE-Schicht ist sehr dünn (Dicke ca. 0,5 mm), so dass sie in den Figuren nicht maßstäblich darstellbar ist. Ausgangsbasis der PTFE-Schicht ist eine Folie. Um die Haftung der Folie auf der Dichtlippe 5 zu verbessern, wird die Folie durch Ätzen aufgeraut. Sie wird zusammen mit den Ausgangsmaterialien (Lagen von Fasen, thermoplastische oder duroplastische Matrix, Folie) der Dichtlippe 5 in eine Form eingebracht und dann gepresst. Die PTFE-Schicht verbessert das Gleitverhalten.
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In der Seitenansicht gemäß der 2a ist eine optionale Krümmung der Dichtlippe 5 nicht maßstäblich. Eine Biegelinie 29 deutet den Verlauf der Krümmung an. Ein zugehöriger Radius R ist ebenfalls dargestellt. Weil die Dichtlippe 5 im Bereich 13 dicker ist als im Bereich der Vorderkante 9, ist der Bereich 13 nicht oder nur in sehr geringem Maße gekrümmt.
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In der 3 ist die Seitenansicht des Befestigungsabschnitts 13 stark vergrößert dargestellt. In dieser Detailansicht sind die Längsnut 23 und der Falz 27 gut zu erkennen. Es ist weiter zu erkennen, dass die Oberseite 21 und die Unterseite 25 einen Winkel von 0,73° bei diesem Ausführungsbeispiel einschließen. Dadurch ergibt sich die gewünschte Verjüngung in Richtung der Vorderkante 9. Selbstverständlich ist dieser Winkel nur beispielhaft und nicht beschränkend gemeint.
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Es ist auch möglich, dass die Verjüngung der Dichtlippe 5 erst dort beginnt, wo der Befestigungsabschnitt 13 endet, so dass die Dichtlippe 5 im Bereich des Befestigungsabschnitts 13 einen rechteckigen Querschnitt aufweist oder - anders ausgedrückt - die Oberseite 21 und die Unterseite 25 parallel zu einander verlaufen.
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Die einzelnen Lagen von Faservlies und/oder Fasergewebe sind in der 3 nicht dargestellt.
