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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorhangstreicheinrichtungseinheit einer Papier-/Kartonmaschine zum Streichen einer Materialbahn, wobei die Varhangstreicheinheit eine über der Materialbahn angeordnete Vorhangstreicheinrichtung bzw. einen Auftragsbalken zum Auftragen eines Streichmittels sowie Auslasseinrichtungen zum Absaugen einer Grenzluftschicht aufweist, wobei das Streichmittel von der Vorhangstreicheinrichtung als ein vorhangähnlicher Strom auf die Oberfläche der Materialbahn an einem Auftreffpunkt zugeführt werden kann.
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Eine übliche Konstruktion einer Varhangstreicheinheit, die in einer Papier-/Kartonmaschine verwendet wird, ist zum Beispiel aus der veröffentlichten Anmeldung
FI 19991863 bekannt, wobei die Vorhangstreicheinheit aus einem länglichen Düsenbalken besteht, der im Verhältnis zu der Bewegungsrichtung der zu streichenden Materialbahn quer über der Materialbahn und auf dem Tragrahmen angeordnet ist. Das Streichmittel wird durch den breiten Düsenteil des Düsenbalkens oder ein entsprechendes Zufuhrteil, wie zum Beispiel eine geneigte Ebene, als vorhangähnlicher Strom auf die Oberfläche der sich unter der Düse bewegenden Materialbahn auf einen Auftreffpunkt (an einem Punkt der Bahn, auf den der Vorhang tropft) aufgetragen. Zusätzlich sind außerdem in dem Bereich vor dem Auftreffpunkt Auslasseinrichtungen für die Grenzluftschicht eingepasst, die von dem Düsenteil getrennt sind. Die Einrichtungen umfassen eine Saugfläche, die so eingepasst ist, dass sie der Oberfläche der zu streichenden Materialbahn gegenüberliegt, wobei die Luftschicht auf der Oberfläche der Materialbahn durch die Saugfläche in die Auslasskanäle gesaugt wird, und einen Luftschaber zwischen der Saugfläche und dem Auftreffpunkt.
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Das Problem bei dieser Art einer Vorhangstreicheinheit betrifft die Steuerung des Tragrahmens und somit die Geradheit des Düsenbalkens bei der wechselnden Belastungsumgebung. Selbst die leichteste Durchbiegung der Düseneinheit wird die Größe des Düsenschlitzes, und somit die Zufuhrraten des zuzuführenden Streichmittels beeinflussen. Gegenwärtig werden diese Probleme durch die Herstellung genügend starrer Düsenbalken gelöst. Solche Konstruktionen sind groß, schwierig herzustellen, und somit auch kostspielig in der Herstellung. Obwohl die äußeren mechanischen Belastungen im Wesentlichen im Allgemeinen konstant sind, bringen die relativ instabile thermische Belastung in der Umgebung des Düsenteiles, die Wärmeausdehnung des Düsenteiles und Luftströme zusätzliche Probleme bei der Steuerung der Geradheit und somit auch der Mengen des zuzuführenden Streichmittels mit sich. Durch mit der Materialbahn zu dem Bereich der Vorhangstreicheinheit gebrachte Wärme werden Temperaturveränderungen verursacht. Heute sind die durch Temperaturveränderungen verursachten Probleme beseitigt oder zumindest verringert, indem die Umgebungen der Vorhangstreicheinheit durch die Anordnung der Einheit in einem sogenannten Kalibrierungsraum isothermisch gemacht sind. Der Kalibrierungsraum ist ein großer Raum, in dem die vorherrschenden Umgebungsbedingungen insbesondere in Bezug auf den Tragrahmen und den Düsenbalken zum Streichen geeignet gehalten werden. Für diese Art von Lösung wird viel Raum benötigt, und sie ist kostspielig.
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So ist beispielsweise aus der
US 5,340,616 A eine Vorhangstreicheinrichtung bekannt, bei der zur Verbesserung der Beschichtung einer Papier- oder Kartonbahn oder dergleichen ein elektrisches Feld auf die zu beschichtende Oberfläche angelegt wird und gleichzeitig Luft mit einer bestimmten Luftfeuchtigkeit (etwa 70–85%) gegen die Oberfläche der Bahn nach dem Start der Beschichtung geblasen wird. Zusätzlich ist eine Absaugeinrichtung in üblicher Weise vorgesehen, welche zusammen mit einem Einfülltrichter des Gießkopfs an einem Teil angeordnet ist.
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Aus der
DE 109 02 404 A1 ist ein Kaskadengießer zum Begießen bewegter Bahnen bekannt, der einen Gießerblock mit geneigter Gießfläche, eine Gießwalze, eine Unterdruckkammer und ein regelbares Aggregat zur Erzeugung eines Unterdrucks in der Unterdruckkammer umfasst. Die Unterdruckkammer und das Gusspaket sind an einem Gießer mit einem gewissen Abstand zueinander angeordnet. Um eine möglichst gute Gussqualität und einen geringen Ausschuss an den An- und Abtauchstellen zu erzeugen, ist zwischen der Unterdruckkammer und dem den Unterdruck erzeugenden Aggregat eine definiert einstellbare Grenzdruckklappe und eine Auf/Zu-Klappe vorgesehen.
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Schließlich offenbart die
EP 0 974 403 A2 eine Vorhangstreicheinrichtung mit einer Luftabsaugung, die ebenfalls an dem Gießkopf befestigt und relativ zu diesem verschiebbar angeordnet ist.
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Das Ziel der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung einer Vorhangstreicheinheit, mit der einige der oben erwähnten Nachteile beseitigt oder wesentlich verringert werden können.
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Um das oben erwähnte Ziel zu erreichen, ist die vorliegende Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass die Vorhangstreicheinrichtung ein Rahmenelement aufweist, wobei die Wände des Rahmenelementes einen Raum begrenzen, der mindestens einen Teil der Streicheinrichtung aufnimmt, dass die Auslasseinrichtungen zum Absaugen der Grenzluftschicht in Verbindung mit dem Rahmenelement angeordnet sind, und dass mindestens ein Teil des Rahmenelementes und der Auslasseinrichtungen zum Absaugen der Grenzluftschicht zwischen der Materialbahn und der Vorhangstreicheinrichtung eingepasst ist, wobei das Rahmenelement und die Auslasseinrichtungen zum Absaugen der Grenzluftschicht zusammen eine Abdeckung für die Vorhangstreicheinrichtung ausbilden.
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Mittels der Vorhangstreicheinheitskonstruktion gemäß der Erfindung werden die Effekte (Temperaturveränderungen und Luftströme) äußerer Belastungen und anderer für das Auftragen des Streichmittels nachteiliger Faktoren, die ansonsten die Vorhangstreicheinrichtung oder das aufgetragene Streichmittel direkt beeinflussen, teilweise oder vollständig vermieden. Gleichzeitig kann die Konstruktion der Einheit in einen kleineren, kompakteren Raum eingepasst werden, wodurch auch die gewünschte Höhe des Streichmittelvorhangs einfacher erreichbar ist.
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Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen offenbart.
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Die Erfindung ist nachfolgend unter Bezugnahme auf die dazugehörigen Figuren detaillierter beschrieben, wobei:
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1 einen Querschnitt einer Vorhangstreicheinheit gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt, und
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2 eine weitere Ausführungsform der Vorhangstreicheinheit gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt.
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In 1 ist daher eine Vorhangstreicheinheit gemäß der Erfindung dargestellt, die mit dem Bezugszeichen 1 gekennzeichnet ist. Die Vorhangstreicheinheit 1 ist im Wesentlichen oberhalb einer sich auf ihrer Spur bewegenden Materialbahn W angeordnet. Die Vorhangstreicheinheit 1 umfasst eine Vorhangstreicheinrichtung 4 oder Auftragsbalken. Mittels des Düsenteiles des Auftragsbalkens 4, der im Wesentlichen die gleiche Breite wie die Materialbahn W aufweist, oder mittels eines entsprechenden Zufuhrteiles wie zum Beispiel einer geneigten Ebene, wird das Streichmittel in einen Vorhang 20 gleicher Breite wie die Materialbahn W ausgebildet, der von einer zuvor festgelegten Höhe auf die Oberfläche der sich bewegenden Materialbahn W an dem Auftreffpunkt 21 aufgetragen wird.
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Der Auftragsbalken 4 ist in dem Rahmenelement 2 der Vorhangstreicheinheit 1 zum Beispiel mittels eines mit dem Rahmenelement 2 zusammengehörenden Trägers angeordnet. Das Rahmenelement 2 ist in seitlicher Richtung der Materialbahn W verlängert. Der Querschnitt des Rahmenelementes 2 ist vorzugsweise C-förmig, was bedeutet, dass es auf einer Seite offen ist, und seine gekrümmten Wände den Raum 10 begrenzen. Die Form des Querschnittes ermöglicht es deshalb, den Auftragsbalken mindestens teilweise durch die offene Seite in den Raum 10 einzupassen. Wie in 1 zu sehen, verbleibt das Rahmenelement 2 teilweise zwischen der unteren Materialbahn W und dem Auftragsbalken 4. Das Rahmenelement 2 selbst bildet eine Abdeckung für den Auftragsbalken 4 aus, die im Wesentlichen den Durchgang von mit der Bahn W mitgeführten schädlichen Luftströmen und Wärme auf den Auftragsbalken 4 verhindert. Der Auftragsbalken 4 ist so in dem Raum 10 angeordnet, dass sich sein Düsenteil außerhalb des Raumes 10 befindet, was bedeutet, dass durch denselben das Streichmittel 20 nach der durch den Raum 10 ausgebildeten Wand, und weiter bis zu dem Auftreffpunkt 21 der sich darunter bewegenden Materialbahn W aufgetragen werden kann. Der für das Rahmenelement 2 verwendete Werkstoff ist gewöhnlich Stahl. Das Rahmenelement 2 kann auch mit jedem thermisch isolierenden Werkstoff überzogen oder überdeckt werden, um die thermische Isolation zu verbessern.
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In Verbindung mit dem Rahmenelement 2 sind weiterhin die Auslasseinrichtungen 5, 3 für die Grenzluftschicht A angeordnet, die vorzugsweise an einem Punkt vor dem Auftreffpunkt 21 im Verhältnis zu der Bewegungsrichtung der Materialbahn W positioniert sind. Die Grenzluftschicht A ist eine auf der Oberfläche der Materialbahn W ausgebildete Schicht aus Luft, die sich mit der sich bewegenden Materialbahn W bewegt. Die Auslasseinrichtungen für die Grenzluftschicht A umfassen einen Saugkasten 5 oder dergleichen, in dem eine der Materialbahn W gegenüberliegende Saugfläche ausgebildet ist. Auf der Saugfläche sind zum Beispiel Öffnungen ausgebildet, durch die sich die Grenzluftschicht von der Oberfläche der Materialbahn W zu dem Saugkasten 5 bewegt. Der Saugkasten steht weiterhin mit dem Saugkanal 3 in Kontakt, durch den die Grenzluftschicht A von der Materialbahn W und von dem Bereich des Auftreffpunktes 21 entfernt wird. Der Saugkanal ist in Verbindung mit der Außenfläche der Wand des Rahmenelementes 2 angeordnet, das heißt auf der gegenüberliegenden Seite der Wand im Verhältnis zu dem Auftragsbalken 4. Bei dieser Ausführungsform ist der Saugkanal 3 vorzugsweise aus der gekrümmten Wand des Rahmenelementes 2 und einem in einem Abstand von der Außenfläche der Wand angeordneten gekrümmten Kanalelement 30 ausgebildet. Der Saugkanal ist somit in dem zwischen dem Rahmenelement 2 und dem Kanalelement verbleibenden Raum ausgebildet. Zusätzlich dazu ist zur Steigerung des Entfernens von Luft in Verbindung mit dem Saugkasten 5 vor dem Auftreffpunkt 21 vorzugsweise eine längliche Schaberklingeneinrichtung 5b angeordnet, die quer zu der Bewegungsrichtung der Materialbahn W positioniert ist.
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Mittels dieser Anordnung kann die Grenzluftschicht A gesteuert von der Oberfläche der Materialbahn W entfernt werden. Gleichzeitig isoliert die Luft A, die in dem Saugkanal 3 und dem Kanalelement fließt, für sich, und trägt auch Wärme hinweg, die ansonsten von der Materialbahn W zu dem Rahmenelement 2 und weiter zu dem Auftragsbalken 4 befördert würde. Zusätzlich ist der Saugkanal 3 so lang ausgeführt, dass die darin fließende Luft A mögliche Temperaturunterschiede in Querrichtung der Materialbahn W ausgleicht. Daher ist die möglicherweise zu dem Rahmenelement 2 und dem Auftragsbalken 4 beförderte Wärme in Querrichtung des Rahmenelementes 2 und des Auftragsbalkens 4 so gleichmäßig wie möglich. Der Auftragsbalken 4 und die Auslasseinrichtungen 5, 3 für die Grenzluftschicht A sind in Übereinstimmung mit der Erfindung in derselben Schutzrahmenkonstruktion positioniert, wodurch eine kompakte Konstruktion erhalten wird, bei der die Ausrüstungsteile, welche die unterschiedlichen Funktionen bewirken, an ihren optimalen Standorten positioniert werden können. So ist zum Beispiel die gewünschte Höhe des Streichmittelvorhangs 20 leichter erreichbar.
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In 2 ist eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Erfindung schematisch dargestellt. Auch in diesem Fall besteht die Vorhangstreicheinheit 1 aus einem Rahmenelement 2 gemäß der ersten Ausführungsform, welches teilweise zwischen der Materialbahn W und dem Auftragsbalken 4, und in dem Raum 10 angeordnet ist, der aus den Wänden ausgebildet ist, worin der Auftragsbalken 4 mindestens teilweise positioniert ist. Zusätzlich zu dem Saugkanal 3 sind auch andere, für die Handhabung von Luft vorgesehene Einrichtungen in Verbindung mit dem Rahmenelement 2 angeordnet, wobei die Konstruktion und der Betrieb der Einrichtungen unten detaillierter beschrieben werden.
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Das Verhalten des Streichmittelvorhangs 20 in dem Bereich des Auftreffpunktes 21 wird mittels Stabilisierungsluft C gesteuert, die dem Bereich des Auftreffpunktes 21 durch Blaseinrichtungen 7, 7a, 7b zugeführt, und von dem Bereich des Auftreffpunktes 21 durch Auslasseinrichtungen 6, 6a, 6b entfernt wird.
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Die Blaseinrichtungen für Stabilisierungsluft C umfassen einen Blaskanal 7a, durch den die Stabilisierungsluft C zu der Vorhangstreicheinheit 1 befördert wird. Von dem Blaskanal 7a wird die Stabilisierungsluft C einem Verteilungskanal 7 zugeführt. Der Verteilungskanal 7 ist in dem zwischen der Innenfläche (der Fläche auf der Seite des Auftragsbalkens 4) der gekrümmten Wand des Rahmenelementes 2 und dem in einem Abstand von der Innenfläche angeordneten gekrümmten Kanalelement 70 ausgebildet. Ein Ende des Verteilungskanals 7 bildet den Düsenteil 7b der Blaseinrichtungen der Stabilisierungsluft C aus, der so eingepasst ist, dass er die Stabilisierungsluft mit einer angemessenen Kraft in den Bereich des Auftreffpunktes 21 über die gesamte Breite des Streichmittelvorhangs 20 führt. Auf Grund des in Verbindung mit dem Rahmenelement 2 ausgebildeten länglichen Verteilungskanals 5 wurde es möglich, den eigentlichen Blaskanal 7a in einem solchen langen Abstand von der Materialbahn W einzupassen, dass die von der Materialbahn W in die Umgebung mitgeführte Wärme die Temperatur der geblasenen Stabilisierungsluft C nicht notwendigerweise wesentlich beeinflusst.
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Die Stabilisierungsluft C wird daher durch die Auslasseinrichtungen 6, 6a, 6b einschließlich des Saugkanals 6b entfernt, der in der unmittelbaren Nähe des Düsenteiles 7b vor dem Auftreffpunkt 21 angeordnet ist. Als Erweiterung des Saugkanals 6b ist ein Übertragungskanal 6 angeordnet. Der Übertragungskanal 6 ist mit dem in Übereinstimmung mit der ersten Ausführungsform beschriebenen Übertragungskanal 3 ausgeführt. Mit anderen Worten ausgedrückt ist der Übertragungskanal 6 in dem Raum zwischen der Außenfläche des Rahmenelementes 2 und einem in einem Abstand von dem Rahmenelement 2 angeordneten zweiten Kanalelement 60 ausgebildet. Am Ende des Übertragungskanals 6 ist der eigentliche Auslasskanal 6a in Querrichtung zu der Bahn vorgesehen, durch den die Stabilisierungsluft C von der Vorhangstreicheinheit 1 entfernt wird. Auf dieselbe Art und Weise wie der Blaskanal 7a ist der Auslasskanal 6a ebenfalls so weit wie möglich von der Materialbahn W entfernt, jedoch so nahe wie möglich an dem Rahmenelement 2 angeordnet, wodurch die Konstruktion der Vorhangstreicheinheit 1 kompakt bleiben wird.
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Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind zusätzlich zu den oben erwähnten Kanälen auch Auslasseinrichtungen 5, 3, 3a für die Grenzluftschicht A und Blaseinrichtungen 8, 8a, 8b für die Tragluft B in Verbindung mit dem Rahmenelement 2 angeordnet.
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Hierbei umfassen die Auslasseinrichtungen für die Grenzluftschicht A einen Saugkasten 5 oder dergleichen, der in der unmittelbaren Nähe des Saugkanals 6b vor dem Saugkanal 6b in der Bewegungsrichtung der Materialbahn W angeordnet ist. Als eine Erweiterung des Saugkastens 5 ist ein Übertragungskanal 3 für die Grenzluftschicht A angeordnet. In diesem Fall ist der Übertragungskanal 3 in dem zwischen dem in einem Abstand von dem Rahmenelement 2 und dem dritten Kanalelement 30 angeordneten zweiten Kanalelement 60 verbleibenden Raum ausgebildet. Das dritte Kanalelement 30' bildet also die äußerste Fläche oder Abdeckung der Vorhangstreicheinheit 1, die für ihren Teil den Düsenbalken 4 gegen die durch die Materialbahn freigesetzte Wärme isoliert. Am Ende des Übertragungskanals 3 ist so weit wie möglich von der Materialbahn W entfernt der eigentliche Auslasskanal 3a in Querrichtung zu der Spur angeordnet, durch den die Grenzluftschicht A von der Vorhangstreicheinheit 1 entfernt wird.
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In Verbindung mit den Auslasseinrichtungen 5, 3, 3a für die Grenzluftschicht A sind weiterhin Blaseinrichtungen 8, 8a, 8b für Tragluft B eingepasst, durch welche die die Materialbahn W tragende Luft B unter niedrigem Druck auf die Oberfläche der Materialbahn W geblasen wird. Typischerweise beträgt der Blasdruck 5 bis 10 Pascal, kann jedoch davon abweichen. Die Blaseinrichtungen 8, 8a, 8b für Tragluft B umfassen den Blaskanal 8a, durch den die Tragluft B zu der Vorhangstreicheinheit 1 befördert wird. In diesem Fall ist der Blaskanal 8a an den Auslasskanal 3a für die Grenzluftschicht A angrenzend, in dem durch das zweite Kanalelement 60 und das dritte Kanalelement 30' begrenzten Saugkanal 3 positioniert. Als Erweiterung des Blaskanals 8a ist ein Verteilungskanal 8 angeordnet, dem die Tragluft B von dem Blaskanal 8a zugeführt wird. Die Kanalelemente 60 und 30' sind in einem solchen Abstand voneinander angeordnet, dass es möglich war, den Verteilungskanal 8 in dem durch die Kanalelemente 60 und 30' begrenzten Übertragungskanal 3 anzuordnen. In 2 ist der Verteilungskanal 8 der zwischen den in Form einer gestrichelten Linie dargestellten Elementen 80 verbleibende Kanal 8, wodurch der Saugkanal 3 denselben im Wesentlichen umgibt. Das Ende des Verteilungskanals 8 bildet den Düsenteil 8b aus, der vorzugsweise in Verbindung mit dem Saugkasten 5 in der Nähe der Materialbahn W ausgebildet ist. Durch den Düsenteil 8b wird Tragluft B über die gesamte Breite der Oberfläche der Materialbahn W geführt.
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Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsformen begrenzt, sondern ist innerhalb des Umfanges der unten präsentierten Ansprüche anwendbar.
