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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Bauteil einer Maschine zur Herstellung und/oder Behandlung einer Faserstoffbahn, insbesondere einer Papier-, Karton- oder Tissuepapierbahn, einen Antrieb, eine Entwässerungsvorrichtung sowie eine Maschine umfassend ein solches Bauteil sowie dessen Verwendung, im Einzelnen gemäß den unabhängigen Ansprüchen.
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Im bestimmungsgemäßem Betrieb, in dem die Maschine die Faserstoffbahn herstellt, sind zahlreiche Bauteil Fluiden, wie Wasser ausgesetzt. Besonders dann, wenn derartige Bauteile strombeaufschlagt sind, kann es zu unerwünschter Stromleitung kommen, wenn das Wasser in das Gehäuse eines solchen Bauteils gelangt. Diese Undichtigkeiten können dann mit einer Zerstörung der Bauteils oder der Gefährdung von Personen einhergehen. Zudem wirkt eindringendes Wasser korrosiv auf z.B. metallenthaltende Elemente eines solchen Bauteils.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Nachteile des Standes der Technik zu vermeiden. Vielmehr soll ein Bauteil einer eingangs genannten Maschine angegeben werden, mittels dem eine Zerstörung von stromleitenden und fluid- wie wasserberührten Bauteilen infolge von Kurzschlüssen sowie hierdurch hervorgerufene Stromunfälle vermieden werden. Gleichzeitig soll Korrosion infolge von in das Bauteil eintretendem Wasser minimiert werden.
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Die Aufgabe wird durch die unabhängigen Ansprüche gelöst. In den abhängigen Ansprüchen sind besonders vorteilhafte und bevorzugte Ausführungsformen dargestellt.
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Der Erfinder hat erkannt, dass sich Kurzschlüsse, Stromunfälle sowie Korrosion an von Wasser berührten oder umspülten Bauteilen erheblich reduzieren lassen, wenn das Gehäuse des Bauteils gegenüber der Umgebung wenigstens teilweise mit einem elektrisch nichtleitenden Fluid gefüllt wird. Damit wird eine im Gehäuse angeordnete stromführende Einrichtung elektrisch gegen das Gehäuse isoliert.
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Mit dem Begriff Fluid ist im Sinne der vorliegenden Erfindung grundsätzlich sowohl ein Gas als auch eine Flüssigkeit, bevorzugt nur eine Flüssigkeit gemeint.
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Wenn davon die Rede ist, dass das Gehäuse (-innere), also der durch die Wandung desselben begrenzte Raum mindestens teilweise verfüllt ist, dann ist mit dieser Definition eine teilweise oder vollständige Füllung desselben gemeint.
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Als auf dem Markt verfügbare, elektrisch nichtleitende Fluide können bevorzugt solche Fluide eingesetzt werden, die eine elektrische Leitfähigkeit mit weniger als 10-6 S·cm-1, bevorzugt von weniger als 10-8 S·cm-1 sowie bevorzugt einen spezifischen Widerstand von über 108 Ω·cm aufweisen. Dies entspricht der erfindungsgemäßen Definition eines elektrisch nichtleitenden Fluids. Diese Eigenschaften erfüllen z.B. Reinwasser, Dielektrika oder entsprechende Flüssigkeiten umfassend Fluor, wie perfluorierte Flüssigkeiten.
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Vorteile im Gebrauch derartiger elektrisch nichtleitender Fluide ergeben sich für den Einsatz in der eingangs genannten Maschine dann, wenn das Fluid derart ausgewählt ist, dass es hinsichtlich Wasser inert ist. Z.B. kann es auch derart ausgewählt sein, dass es mit Wasser keine Mischung eingeht, sondern das Wasser und das elektrisch nichtleitende Fluid zwei separate Phasen miteinander ausbilden. Wenn zudem das nichtleitende Fluid eine Dichte aufweist, die höher ist als Wasser oder das nichtleitende Fluid nach Art eines Gels hochviskos ist, ergeben sich noch weitere Vorteile im Gebrauch. Denn dann kann das elektrisch nichtleitende Fluid vergleichsweise einfach von einem sich innerhalb des Gehäuses dennoch ansammelnden Wasser (z.B. in Form von Kondensat) getrennt werden. Dies kann z.B. dadurch realisiert werden, dass am Gehäuse eine Vorrichtung zum Ablassen des darin gesammelten Fluids, z.B. nach Art einer mittels einer Schraube verschließbaren Ablassöffnung, vorgesehen ist. Wenn sich das im Gehäuse ansammelnde Wasser nicht mit dem elektrisch leitenden Fluid mischt, sondern z.B. aufgrund des Dichteunterschieds darauf aufschwimmt, lässt sich das Wasser einfach von dem elektrisch nichtleitenden Fluid trennen und aus dem Gehäuse entfernen. Dies kann bei entsprechend geplanten Wartungsintervallen erfolgen.
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Das Gehäuse des erfindungsgemäßen Bauteils kann derart eingerichtet sein, dass es einen Zulauf zum Zuführen des elektrisch nichtleitenden Fluids zum Gehäuse und einen Ablauf zum Abführen des elektrisch nichtleitenden Fluids aus dem Gehäuse aufweist, wobei Zu- und Ablauf bevorzugt getrennt voneinander ausgeführt sind. Dann kann ein Kreislauf des Fluids durch das Gehäuse realisiert werden. Damit ist eine Möglichkeit der Umlaufkühlung, bei der an der stromführenden Einrichtung entstehende Wärme aus dem Gehäuse mittels des elektrisch nichtleitenden Fluids abgeführt werden kann. Umgekehrt wäre es auch denkbar den Kreislauf dazu zu nutzen, um das Gehäuseinnere zu heizen, sodass vergleichsweise warmes Fluid diesem über den Zulauf zugeführt werden könnte und nach Wärmeabgabe vergleichsweise kaltes Fluid über den Ablauf abgeführt werden würde. Unabhängig davon, ob das erfindungsgemäße Fluid nun den Innenraum des Gehäuses kühlt oder erwärmt, kann durch einen solchen Kreislauf sich im Gehäuse ansammelndes Wasser ebenfalls über den Ablauf herausgespült werden. Korrosion infolge des Wassers kann dann minimiert werden.
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Wenn gemäß der Erfindung davon die Rede ist, dass das Oberteil gegenüber dem Unterteil bewegbar ausgeführt ist oder bewegt wird, dann ist damit eine relative Linearbewegung (Axialbewegung), eine Schwenkbewegung (Drehbewegung) oder einer Überlagerung beider vorgenannter Bewegungen gemeint. Im erstgenannten Fall ist das Oberteil von dem Unterteil weg oder auf dieses hin entlang einer Senkrechten zur Längsachse des Unterteils bewegbar. Damit ist das Oberteil gegenüber dem Unterteil in dessen Höhe verstellbar. Im zweiten Fall ist das Oberteil um eine Drehachse, die parallel zur Längsachse des Unterteils verläuft, verschwenkbar. Diese Drehachse kann somit im Wesentlichen parallel zur Ebene, die von dem Sieb bzw. von der der Faserstoffbahn beim Überstreichen der Entwässerungsleiste aufgespannt wird, verlaufen. Im Wesentlichen bedeutet hierbei, dass eine Abweichung um 10°, bevorzugt um 20° nach beiden Seiten möglich ist. Die Lage dieser Drehachse kann auch nicht-stationär sein, d.h. die Drehachse kann sich infolge des Oberteils selbst verschwenken. Durch die entsprechende Schwenkbewegung kann erreicht werden, dass die Vorderkante des Oberteils in der Siebebene bleibt. Der Winkel, der den Betrag der Drehung beschreibt wird als Neigungswinkel bezeichnet. Er umschreibt damit das Ausmaß der Schwenkbewegung des Oberteils relativ zu dem Unterteil um die genannte Drehachse. Im Detail ist der Winkel gemeint, den die Oberseite der Entwässerungsleiste (bzw. dessen Oberteil), die der Unterseite des hierzu umlaufenden Siebes zugewandt ist, mit der Horizontalebene einschließt. Der Neigungswinkel kann sowohl als Steigungswinkel in % als auch in Grad bestimmt werden. Er gibt somit die relative Lageänderung der Entwässerungsleiste an. Wenn also die Rede von einer Bewegungseinrichtung ist, dann ist eine Einrichtung gemeint, die eine solche Linear- und/oder Drehbewegung (Schwenkbewegung) des Oberteils relativ zum Unterteil ermöglicht.
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Bezogen auf ein kartesisches Koordinatensystem, indem die Faserstoffbahn bzw. das Sieb in einer X-Y-Ebene verlaufen, kann die Breitenrichtung der Faserstoffbahn bzw. des Siebs die X-Richtung sein und die Laufrichtung der herzustellenden Faserstoffbahn bzw. des Siebs die positive Y-Richtung. Als Z-Richtung (Lotrichtung) ergibt sich dann die Dickenrichtung der Faserstoffbahn bzw. des Siebs. In der X-Y-Ebene befindet sich dann das stationäre Unterteil der Entwässerungsleiste. Ausgehend von dieser Definition kann der erfindungsgemäße Neigungswinkel als jener Winkel verstanden werden, der sich durch Drehung des Oberteils relativ zum Unterteil um die X-Achse ergibt. Der Neigungswinkel könnte jedoch auch eine entsprechende Drehung der Entwässerungsleiste bzw. deren Oberteil relativ zur Horizontalebene um eine oder mehrere der genannten Achsen (X-, Y-, Z-Achse) beschreiben.
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Gemäß der Erfindung ist die wenigstens eine Entwässerungsleiste stufenlos verschwenkbar. Das bedeutet, dass diese - im Rahmen der Zulässigkeit - beliebige Schwenkwinkel einnehmen kann.
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Die Entwässerungsleiste kann ein Oberteil und ein Unterteil umfassen, wobei das Unterteil mit dem Entwässerungskasten der Entwässerungsvorrichtung stationär, also feststehend verbunden sein kann. Das Oberteil ist dann relativ dazu um eine Drehachse, die der Längsachse der Entwässerungsleiste entspricht, verschwenkbar oder in der Höhe verstellbar. Dazu kann an jeder solchen verstellbar ausgeführten Entwässerungsleiste je ein als erfindungsgemäßes Bauteil ausgeführter Antrieb vorgesehen sein.
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Eine erfindungsgemäße Entwässerungsleiste ist für gewöhnlich länger als die Breite der herzustellenden Faserstoffbahn. Die Längsrichtung der Entwässerungsleiste entspricht der Breitenrichtung der herzustellenden Faserstoffbahn.
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Unter einer Faserstoffbahn im Sinne der Erfindung ist ein Gelege bzw. Gewirre von Fasern, wie Cellulose, Kunststofffasern, Glasfasern, Kohlenstofffasern, Zusatzstoffen, Additiven oder dergleichen zu verstehen. So kann die Faserstoffbahn beispielsweise als Papier-, Karton- oder Tissuebahn ausgebildet sein. Sie kann im Wesentlichen Holzfasern umfassen, wobei geringe Mengen anderer Fasern oder auch Zusatzstoffe und Additive vorhanden sein können. Dies bleibt je nach Einsatzfall dem Fachmann überlassen.
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Erfindungsgemäße Entwässerungsvorrichtungen umfassen einen Entwässerungskästen, der zur Unterstützung eines endlosen, umlaufenden Siebes, auf dem sich die Faserstoffbahn aus der kontinuierlich auf das Sieb strömenden Faserstoffsuspension bildet, dient. Die Entwässerungskasten weist - in Laufrichtung der herzustellenden Faserstoffbahn gesehen - eine Mehrzahl von nebeneinander beabstandet angeordneten Entwässerungsleisten auf. Hierbei streicht das Sieb mit seiner Unterseite über die Oberseite des Oberteils der Entwässerungsleisten. Das Oberteil ist dem Sieb zugewandt und weist in der Regel ein Verschleißteil auf, das mit dem Oberteil verbunden ist. Das Verschleißteil weist zumeist eine schaberähnliche Vorderkante auf. Diese dient zusätzlich zum Abführen des Siebwassers, das aus der sich bildenden Faserstoffbahn durch die Maschen des Siebes geströmt ist und an der Unterseite des Siebes haftet. Einzelne oder alle Entwässerungsleisten sind schwenkbar ausgeführt, um in Abhängigkeit des Neigungswinkels die Entwässerungsleistung an die hergestellte Papiersorte anpassen zu können.
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In Papiermaschinen, bei denen die Betriebsbedingungen häufig wechseln (beispielsweise Wechsel der Papiersorte, geänderte Siebgeschwindigkeit oder Maschinengeschwindigkeit, etc.) ist eine Veränderung des genannten Neigungswinkels an den Entwässerungsleisten häufig erforderlich. Hierdurch werden die Entwässerungsstrecke und damit die Entwässerungsleistung an die herzustellende Faserstoffbahn angepasst. Um die Entwässerungsleistung entsprechend einzustellen, sind die Entwässerungsleisten mit einem Antrieb ausgestattet, um diese in Höhe und/oder Winkel zu verstellen. Der Antrieb kann dabei erfindungsgemäß ausgebildet sein.
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Auch betrifft die Erfindung eine Maschine zur Herstellung und/oder Behandlung einer Faserstoffbahn, insbesondere Papier, Karton- oder Tissuepapierbahn, umfassend das erfindungsgemäße Bauteil.
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Die Erfindung soll nun anhand der Figuren exemplarisch erläutert werden. Es zeigen:
- 1 eine schematische, teilweise Längsschnittdarstellung einer Siebpartie einer lediglich ausschnittweise dargestellten Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn;
- 2 eine schematische Querschnittdarstellung einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Bauteils in einer Entwässerungsvorrichtung.
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Die 1 zeigt eine schematische, teilweise Längsschnittdarstellung einer Siebpartie 200 einer lediglich ausschnittweise dargestellten Maschine 100 zur Herstellung einer Faserstoffbahn 2 aus mindestens einer Faserstoffsuspension. Die Maschinenrichtung L verläuft hier von links nach rechts. Bei der Faserstoffbahn 2 kann es sich insbesondere um eine Papier-, Karton- oder Verpackungspapierbahn handeln. Die Faserstoffsuspension gelangt aus einem Stoffauflauf auf ein als Endlosband ausgeführtes Sieb, das relativ zur Entwässerungsvorrichtung 1 umläuft. Die auf der Oberseite des Siebs abgelegten Fasern werden mit diesem weitertransportiert. Das überschüssige Wasser der Faserstoffsuspension gelangt über die Unterseite des Siebs in die Entwässerungsvorrichtung 1. Die so auf der Oberseite des Siebs formierte Faserstoffbahn 2 wird mittels selbigem zur nächsten Bearbeitungsstation weitertransportiert.
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In 2 ist in demselben Schnitt wie in 1 eine Entwässerungsvorrichtung 1 gezeigt. Die Entwässerungsvorrichtung 1 kann Bestandteil der in der 1 dargestellten Siebpartie 200 der Maschine 100 sein.
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Die Entwässerungsvorrichtung 1 umfasst einen kastenförmigen Grundkörper (Entwässerungskasten 4), der optional mit einer gestrichelt angedeuteten und vorzugsweise steuer-/regelbaren Unterdruckquelle 3 beaufschlagbar ist. Letztere dient der Verbesserung der Entwässerung der Faserstoffsuspension, ist der Siebpartie 200 zugeordnet und vorliegend innerhalb des Entwässerungskastens 4 angeordnet.
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An der der Unterseite des Siebs zugewandten Oberseite des Entwässerungskastens 4 sind mehrere sich quer zur Maschinenrichtung L (Pfeil in 1) erstreckende und beabstandete Entwässerungsleisten 5 am Grundkörper 4 angeordnet.
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Die Entwässerungsleisten 5 sind in Maschinenrichtung L gesehen, die der Laufrichtung, also der Laufrichtung der herzustellenden Faserstoffbahn in der Maschine entspricht, zueinander beabstandet. Im vorliegenden Fall sind diese hinsichtlich ihrer Längsachsen, die quer zur Maschinenrichtung L in die Bildebene hinein verlaufen, parallel und beabstandet zueinander angeordnet.
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Jeweils zwei direkt benachbarte Entwässerungsleisten 5 begrenzen zusammen an ihren einander zugewandten Stirnseiten einen Entwässerungsschlitz 6. Werden die Entwässerungsleisten 5 wie in 2 dargestellt angeordnet, dann bilden sie vorzugsweise eine ebene und mehrere Entwässerungsschlitze 6 aufweisende Entwässerungsfläche 5' miteinander aus. Letztere verläuft im Wesentlichen parallel zu dem dazu umlaufenden Sieb bzw. der darauf herzustellenden Faserstoffbahn 2.
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Jede der einzelnen Entwässerungsleisten 5 umfasst ein dem Sieb zugewandtes Oberteil 7 und ein dem Grundkörper 4 zugewandtes Unterteil 8. Letzteres ist stationär mit dem Grundkörper 4 verbunden. Jeder verstellbar ausgeführten Entwässerungsleiste, genauer gesagt dem Oberteil 7 einer solchen, kann ein Antrieb, z.B. in Form eines elektrischen Antriebs zugeordnet sein. Dieser dient dazu das Oberteil 7 gegenüber dem Unterteil 8 in Höhe und/oder Winkel zu verstellen.
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Gemäß der Erfindung kann nun der Antrieb als von außen von Wasser berührtes oder umspültes Bauteil 9 ausgeführt sein. Dieses umfasst ein Gehäuse 10. In dem Gehäuse 10 ist eine stromführende Einrichtung 11, z.B. in Form eines elektrischen Verbrauchers, wie eines Elektromotors bzw. einer Steuerungselektronik angeordnet. Die stromführende Einrichtung 11 kann aber auch ein elektrischer Leiter, wie ein Kabel oder ein Klemmkasten oder Verteiler sein. Der von der Wandung des Gehäuses 10 und der stromführenden Einrichtung 11 umgrenzte Raum ist vorliegend mit elektrisch einem nichtleitenden Fluid teilweise oder vollständig gefüllt. Unabhängig von der dargestellten Ausführungsform ist es ausreichend, wenn die stromführenden Teile der stromführenden Einrichtung 11 direkt von dem elektrisch nichtleitenden Fluid umströmt bzw. umgeben sind.
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Zur Füllung und/oder Entleerung des Raums mit dem erfindungsgemäßen Fluid kann eine Vorrichtung 10.1 (angedeutet durch den Doppelpfeil) zum Ablassen von darin enthaltenden Flüssigkeiten, wie Wasser, und/oder des darin enthaltenden elektrisch nichtleitenden Fluids vorgesehen sein. Eine solche Vorrichtung kann eine mittels einer Schraube verschließbare Bohrung im Gehäuse 10 umfassen.
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Zusätzlich oder alternativ kann das als Antrieb ausgebildete Bauteil 9 einen Zulauf 10.2 (siehe Pfeil) für das erfindungsgemäße Fluid zum Gehäuse 10 und einen Ablauf 10.3 (siehe Pfeil) zum Abführen des Fluids aus dem Gehäuse 10 aufweisen. Durch Vorsehen eines nicht gezeigten Behälters für das erfindungsgemäße Fluid sowie einer Fördervorrichtung, z.B. in Form einer Pumpe, lässt sich ein Kreislauf des elektrisch nichtleitenden Fluids durch das Gehäuse 10 herstellen.
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Mittels des Einsatzes des elektrisch nichtleitenden Fluids können Kurzschlüsse, Stromunfälle sowie Korrosion an von Wasser berührten oder umspülten Bauteilen erheblich reduziert werden, wenn das Gehäuse 10 des Bauteils 9 gegenüber der Umgebung wenigstens teilweise mit einem elektrisch nichtleitenden Fluid gefüllt wird.
