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Die
vorliegende Erfindung betrifft den Stoffauflaufkasten einer Faserbahnmaschine.
Genauer ausgedrückt
besteht der Gegenstand der vorliegenden Erfindung in einem Verfahren
und einer Anordnung zur Regelung von Lamellenschwingungen eines
Lippenkanals eines Stoffauflaufkastens und der Lamelle für den Lippenkanal
des Stoffauflaufkastens.
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In
diesem Zusammenhang steht der Begriff Stoffauflaufkasten für eine Einheit
einer Faserbahnmaschine wie zum Beispiel einer Papiermaschine, einer
Kartonmaschine, einer Zellstofftrocknungsmaschine, einer Gewebemaschine
oder Ähnlichem,
die zur Erzeugung von Massensuspension vor der Formgebungseinheit
verwendet wird. Die Aufgabe der Funktion des Stoffauflaufkastens
besteht in der Ausbreitung der Massensuspension über die gesamte Breite der
Faserbahnmaschine in einen homogenen Strom, der sich als eine regelmäßige Front
vorwärtsbewegt.
Die Massensuspension wird von dem Lippenkanal in den Formgebungsteil
zugeführt.
Die häufigsten Probleme
des Stoffauflaufkastens und Schwachpunkte, die inhomogen und/oder
unregelmäßig verursacht
werden
- – in
der Strömungsrichtung
und/oder
- – Fortbewegung
in einer transversalen seitlichen/vertikalen Richtung wie für die Strömungsrichtung
von dem Massenstrom der Massensuspension, unterschiedliche Turbulenzen
in dem Lippenkanal des Stoffauflaufkastens, Lamellenschwingungsprobleme,
Streifenbildung und andere Strukturprobleme der Faserbahnlinie wie
zum Beispiel Niveauanormalien und Blasen in der Faserbahn.
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In
diesem Zusammenhang steht der Begriff Lippenkanal für einen
Kanal, durch den hindurch die Massensuspension in die Maschinenrichtung
oder MD-Richtung durch den Düsenteil
zu dem Formungsbereich fließt.
Wenn der Stoffauflaufkasten mehrschichtig und/oder einschichtig
strukturiert ist und mit den sogenannten langen Lamellen ausgeführt wurde,
die sich in die MD-Richtung durch den Austrittsspalt erstrecken,
wurde der Düsenteil
nicht notwendigerweise in der Struktur angeordnet, wobei die Massensuspension
durch den Austrittsspalt in den Formungsbereich fließt.
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In
diesem Zusammenhang steht der Begriff laminierte Struktur, die allgemein
auch „Trennungslamelle", Keilnut oder Fischgräte genannt
wird, für
mindestens eine in dem Lippenkanal des Stoffauflaufkastens angeordnete
Lamelle, und erstreckt sich
- – in Maschinenrichtung
oder MD-Richtung in der Nähe
des Austrittsspaltes am Ende des Lippenkanals oder sogar aus dem
Austrittsspalt heraus, und
- – in
einer transversalen oder CD-Richtung wie für die MD-Richtung zu der Breite
des Lippenkanals, die in dem Lippenkanal verwendet wird, um in einer
vertikalen oder Z-Richtung, wie für die MD-Richtung, zwei oder mehrere einzelne
Suspensionsströme
voneinander zu trennen, welche dieselben oder unterschiedliche Viskositäten, Massenkonsistenzen
und/oder chemische Merkmale aufweisen.
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In
diesem Zusammenhang steht die Definition Randbereich der Lamelle
für den
Endbereich oder den Kopfbereich der Lamelle
- – der sich
in die CD-Richtung auf die gesamte Breite des Lippenkanals erstreckt,
- – der
sich in die MD-Richtung in der Nähe
des Austrittsspaltes oder durch den Austrittsspalt hindurch erstreckt,
und
- – über den
die Massensuspension strömt.
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Die
Definition Kopf der Lamelle steht in diesem Zusammenhang für die entfernteste
Kante der Lamelle in der MD-Richtung, die sich in der CD-Richtung über die
gesamte Breite des Lippenkanals hindurch erstreckt, durch den die
Massensuspension in den Austrittsspalt oder über/durch denselben hindurch
strömt.
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Es
ist bereits allgemein bekannt, dass laminierte Strukturen bei Lippenkanälen von
Stoffauflaufkästen
in Faserbahnmaschinen verwendet werden. Die Lamellen können dahingehend
angesehen werden, dass sie durchschnittlichen Handwerkern genügend bekannt
sind. Trotzdem ist es notwendig zu bemerken, dass der Hauptzweck
der Lamellen auf Grund der Erzeugung einer erhöhten Turbulenz darin besteht,
das Spannungsverhältnis
der Faserbahn, wie zum Beispiel Papier oder Karton, zu verringern. Zusätzlich kann
man mithilfe der Lamellen versuchen a) das Ausmaß der entstandenen Turbulenz
zu verringern, wobei in diesem Fall wirksame Faktoren zum Beispiel
eine kleine Kanalhöhe,
erhöhte
Grenzschichtturbulenz und ein dünner
Glättkopf
sind, und b) die Vermengung der von den unterschiedlichen Linien
des Turbulenzgenerators kommenden Ströme zu verhindern.
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Es
ist ebenfalls allgemein bekannt, dass das Problem darin besteht,
dass die Schwingungen der in dem Lippenkanal des Stoffauflaufkastens
verwendeten Lamelle Streifenbildung in der Faserbahn, wie zum Beispiel
in der Papierbahn, verursacht. Unter Betrachtung dieses Problems
kann jedoch bemerkt werden, dass die Welligkeit des Glättkopfes
der Lamelle Interferenzen in dem Strom verursachen kann, die in
der fertiggestellten Bahn als Streifen sichtbar sind.
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Aus
der Patentanmeldung
FI 113382 ist
ein Verfahren zur Vermeidung oder Verringerung der Turbulenzen bekannt,
die gelegentlich in den Lamellen des Stoffauf laufkastens auftreten,
in einem Strom, der durch den Stoffauflaufkasten der Papiermaschine
hindurchgeht, wenn nach der geschlossenen Hinterkante ein Blindbereich
erzeugt wird. Die Veröffentlichung
legt nahe, dass der Blindbereich mit mehreren kleineren Strömen gespült werden
sollte, die von dem Hauptstrom hergeleitet werden, die mit in der
Oberfläche
der Lamelle erzeugten Kanälen ausgebildet
werden. Zur Durchführung
des Verfahrens legt die FI-Veröffentlichung
als Lamellenlösung für den Stoffauflaufkasten
Folgendes nahe.
- – Der Endteil der Lamelle weist,
wie für
die MD-Richtung,
Nuten auf, deren Ausbildung an der Kante der Lamelle in Form von
Sägezähnen oder Schultern
herbeigeführt
wurden, die mindestens teilweise abgerundet sind.
- – Es
sind Nuten in der Lamelle vorhanden, die sich in dem Randbereich
der Lamelle befinden, sowie in derselben Richtung wie der Strom,
wobei in diesem Fall die Nuten von oben gesehen rechteckig oder
parabolförmig
oder in Form einer Keilnut sind, wobei in diesem Fall die breite
Seite der Keilnut in Richtung des Stromes zeigt.
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Der
Grundgedanke der Patentanmeldung
FI 113382 ist
daher, dass in der MD-Richtung der Randbereich oder Rand der Lamellen
so geformt ist, dass er das Auftreten von Strömungsinterferenzen wie zum
Beispiel von Strudeln und Turbulenzen verringert, und somit die
in der Lamelle erzeugten Schwingungen verringert. Die durch diese
FI-Veröffentlichung
nahegelegte Lösung erfordert
eine bemerkenswerte Kenntnis von Strömungstechnik und erfordert,
um eine funktionale Strömungslösung zu
verwirklichen, bei der Formung des Randbereiches eine besonders
bemerkenswerte Präzision.
Zusätzlich
besteht der Schwachpunkt dieser Lösung darin, dass sie nur als
eine Grundlage für
die Planung in einem ausgewählten
begrenzten Massenstrombereich funktionieren kann.
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Eine
der Funktionen der vorliegenden Erfindung besteht in der Schaffung
eines neuen und erfinderischen Verfahrens zur Steuerung der Schwingung/en
der Lamelle/n des Lippenkanals des Stoffauflaufkastens, um die oben
erwähnten
allgemeinen und spezifischen Probleme oder Schwachpunkte im Zusammenhang
mit dem Stoffauflaufkasten, wie zum Beispiel Kräuselung, Schwingungen und mit
der Produktionstechnik in Zusammenhang stehende Probleme zu beseitigen
oder wesentlich zu verringern. Eine zweite Funktion besteht in der
Erzeugung einer neuen und erfinderischen Lamelle oder Keilnut eines
Lippenkanals eines Stoffauflaufkastens, um die oben erwähnten allgemeinen
und spezifischen Probleme oder Schwachpunkte im Zusammenhang mit
dem Stoffauflaufkasten, wie zum Beispiel Kräuselung, Schwingungen und mit
der Produktionstechnik in Zusammenhang stehende Probleme zu beseitigen
oder wesentlich zu verringern, wobei in diesem Fall deren Schwingungen
im Wesentlichen kontrolliert, und die Verwirklichung des Verfahrens
in Übereinstimmung mit
der Erfindung unterstützt
werden kann.
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Die
Aufgaben der vorliegenden Erfindung können mit dem Verfahren in Übereinstimmung
mit der Erfindung zur Regelung von Lamellenschwingungen eines Lippenkanals
eines Stoffauflaufkastens gelöst
werden, wenn ein Massenstrom durch den Lippenkanal in den Stoffauflaufkasten
geht, wobei einzelne Massenströme
mittels der Lamelle voneinander getrennt gehalten werden, bevor
dieselben nach der Lamelle vereinigt werden, zum Beispiel so, dass die
Abmessungen, mechanischen Merkmale und/oder dynamischen Merkmale
der Lamelle in dem Randbereich der Lamelle mittels einer aktiven
Struktur verändert
werden, die eine aktive und/oder passiv-aktive Einrichtung ist, und/oder aus
einem aktiven und/oder passiv-aktiven Werkstoff besteht.
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Die
Aufgaben der vorliegenden Erfindung können ebenfalls mit einer Anordnung
zur Regelung einer Lamelle eines Lippenkanals eines Stoffauflaufkastens
gelöst
werden, wenn ein Massenstrom durch den Lippenkanal in den Stoffauflaufkasten
geht, wobei die Lamelle einzelne Massenströme voneinander getrennt hält, bevor
dieselben nach der Lamelle vereinigt werden, zum Beispiel so, dass
die Abmessungen, mechanischen Merkmale und/oder dynamischen Merkmale
der Lamelle mindestens in dem Randbereich der Lamelle mittels der
aktiven Struktur veränderbar
sind, die eine aktive und/oder passiv-aktive Einrichtung ist, und/oder
aus einem aktiven und/oder passiv-aktiven Werkstoff besteht. Die
aktive und/oder passiv-aktive Einrichtung, und/oder der aktive Werkstoff
kann aus einem Piezo werkstoff bestehen, wie zum Beispiel aus einer
Konstruktion eines Laminates aus einem Verbundwerkstoff, wobei in
diesem Fall geeignete Piezowerkstoffe, zum Beispiel unterschiedliche
Piezokeramiken, verwendet werden.
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Von
hier an wird für
die aktive und/oder passiv-aktive Einrichtung, und/oder den aktiven
Werkstoff aus Gründen
der Einfachheit die Definition der aktiven Struktur verwendet, wobei
es sich um die aktive und/oder passiv-aktive Struktur handeln kann.
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Mit
einer aktiven und/oder passiv-aktiven Struktur ist es gemäß dem als
vorteilhaft angesehenen Leistungsbeispiel der Erfindung möglich, die Schwingungen,
Steifigkeit, Härte
der Lamelle zu messen und/oder zu regulieren, und/oder die Abmessungen
der Lamelle wie zum Beispiel Dicke, Umfang und Form zu verändern.
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Somit
können
bei den Lamellen, die in der CD-Richtung verlaufen können, mit
der vorliegenden Erfindung,
- – auf ihrer
gesamten Länge
im Wesentlichen gerade oder auf eine nichtwellige Art oder eine
nichtschneidende Art oder auf eine andere, im Wesentlichen nicht
geformte Art verlaufen,
- – in
der Strömungsrichtung
der Massensuspension im Querschnitt kugelförmig oder wie für die Steuerungsflächen des
Stromes der Massensuspension symmetrisch oder anders geformt sein,
die
Abmessungen mit einer aktiven Struktur insbesondere vorteilhafterweise
auf eine Art verändert werden,
so dass die Abmessung/Länge
der Lamelle in Richtung des Austrittsspaltes in der MD-Richtung und/oder
die Dicke der Lamelle in der Z-Richtung reguliert werden kann. Gemäß eines
dritten Leistungsbeispiels der vorliegenden Erfindung kann die Steifigkeit
und/oder Härte
des Randbereiches der Lamelle mit einer aktiven Struktur verändert werden.
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In Übereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung ist es mit einer aktiven/passiv-aktiven
Struktur ebenfalls möglich,
in dem Randbereich der Lamelle gewünschte Schwingungen zu erzeugen
und die Schwingungen des Randbereiches der Lamelle zu messen und
zu regulieren. Die gewünschten
Schwingungen können
sein wie folgt: equifrequent, jedoch entgegengesetzt zu den Schwingungen,
die durch den Massensuspensionsstrom verursacht werden; Schwingungen,
deren Frequenzen sich verändern, die
in dem Randbereich der Lamelle oder in dem Randbereich mit ausgeglichenen
Schwingungen erzeugt werden können,
wodurch die Schwingungen des Randbereiches der Lamelle oder des
Randes ausgeglichen werden können,
die durch das Strömungsfeld
des Massenstromes verursacht sind; oder Störschwingungen unterschiedlicher
Frequenzen, wodurch harmonische Wirbelstrukturen des Strömungsfeldes
des Massenstromes gemischt werden können.
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Zur
Erzeugung der gewünschten
Schwingungen ist es ratsam, dass der Steuerungsimpuls der Regelungseinheit,
der die aktive Struktur steuert, auf Instrumenten /Messdaten basiert,
die zum Beispiel erhalten werden können
- – von dem
Strömungsfeld
des Massenstromes, dessen Stärke
variieren kann,
- – von
der Faserbahn wie zum Beispiel Papier-/Zellstoff, die streifig sein kann,
oder
- – von
anderen externen Messdaten, zum Beispiel mithilfe einer Ultraschallwerkstoffprüfung von
dem Kopf der Lamelle, der schwingen kann.
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Wenn
die mechanischen und/oder dynamischen Merkmale der Lamelle in Übereinstimmung
mit der Erfindung verändert
werden, wird die aktive Struktur in Übereinstimmung mit der Erfindung
in den Randbereich der Lamelle integriert. Wenn die aktive Struktur
auf einem Piezowerkstoff basiert, wie zum Beispiel das Laminat der
Verbundkonstruktion, wobei dort ein Piezokeramikwerkstoff zur Anwendung kommt,
kann die aktive Struktur aktiv und/oder passiv funktionieren. Der
Impuls einer solchen aktiven Struktur kann vorteilhafterweise ausgewählt werden, oder
er kann ein gemessener externer Parameter sein. Bei dem Parameter
kann es sich zum Beispiel um Temperatur, Licht und seine unterschiedlichen Wellenlängen, pH-Wert,
Feuchtigkeit und/oder unterschiedliche Beanspruchungen wie zum Beispiel Kompression,
Torsion, Dehnung, elektrischen Strom, Magnetfelder, Stimmen oder
andere Schwingungen usw. handeln.
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In
diesem Fall wird von der aktiven Struktur als eine Reaktion auf
den Impuls zum Beispiel Folgendes erhalten: umkehrbare Metamorphose;
Veränderung
der elektrischen Leitfähigkeit,
Phasenumwandlung, rheologische Veränderung; Farbveränderung;
Bildung von Licht und/oder Geräusch;
Lichtübertragungsveränderung;
Veränderungen
des Brechungsindex; und/oder Elastizitätsmodulveränderung. Diese Veränderung
kann als ein mechanisches und/oder dynamisches Merkmal der veränderten
Lamelle funktionieren, oder um diese Art einer gewünschten
Veränderung
als einen variablen Parameter zu realisieren.
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In
der Praxis kann man sagen, dass sich die aktive Funktion einer aktiven/passiv-aktiven
Struktur von der passiven Aktivität dort auf die bedeutendste Art
unterscheidet, dass es mit der aktiven Funktion möglich ist,
den Randbereich der Lamelle und/oder das Verhalten des Randes besser
zu regeln, wenn die aktive Funktion flexibler auch als eine Steuereinrichtung
der Massensuspensionsverarbeitung verwendet werden kann, wobei auf
Grund dieser Tatsache die aktive Funktion der aktiven Struktur für einen größeren Fluktuationsbereich
des Massenstromes geeignet ist. Der Vorteil der Erfindung besteht
ebenfalls darin, dass es mit den Verfahren in Übereinstimmung mit der Erfindung
und mit der Lamelle leichter ist, die Wiederausflockung der Massensuspension
zu verlangsamen, nachdem der Turbulenzgenerator die Schwingungen
der Lamelle angepasst hat. In diesem Fall verbessert sich die Ausbildung
der Formung, und es ist möglich,
höhere
Massensuspensionskonsistenzen zu verwenden.
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Die
Erfindung wird nachfolgend mithilfe eines ihrer, als vorteilhaft
angesehenen Ausführungsformen
unter Bezugnahme auf die beigefügte
Patentzeichnung ausschließlich
beispielhaft beschrieben, wobei bei den Figuren
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1 im
Allgemeinen den Einschichtstoffauflaufkasten der Papiermaschine
darstellt, durch den der Massenstrom hindurchgeht, und in dessen Lippenkanal
die Lamellen angeordnet wurden,
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2 die
Lamellenstruktur nach dem Stand der Technik darstellt,
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3 ein
mögliches
vorteilhaftes Ausführungsbeispiel
einer als vorteilhaft angesehenen Leistungsform einer Lamelle in Übereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung darstellt,
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4 ein
zweites mögliches
vorteilhaftes Ausführungsbeispiel
einer als vorteilhaft angesehenen Leistungsform einer Lamelle in Übereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung darstellt,
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5 ein
drittes mögliches
vorteilhaftes Ausführungsbeispiel
einer als vorteilhaft angesehenen Leistungsform einer Lamelle in Übereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung darstellt,
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6 ein
Ausführungsbeispiel
davon darstellt, wie der aktive Werkstoff/Struktur innerhalb der Lamelle
zu positionieren ist,
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7 ein
Element des aktiven Werkstoffes/Struktur in Übereinstimmung mit 6 in
der Lamelle darstellt, und
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8 ein
Querschnitt der Lamelle in Übereinstimmung
mit der Erfindung ist, wobei in dem Randbereich ein aktiver Werkstoff/Struktur
in Übereinstimmung
mit der Erfindung vorhanden ist.
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Es
wird auf 1 Bezug genommen, die in der
Richtung des Massenstromes den Querschnitt eines Stoffauflaufkastens 3 darstellt.
Der Stoffauflaufkasten besteht aus einem Rohrverteiler 20,
Verteilerrohrleitungen 21, Verteilerkammer 22 und
nach dem Turbulenzgenerator 23 aus einem Lippenkanal 2.
Am Ende des Lippenkanals 2 besteht der Stoffauflaufkasten 3 in
Strömungsrichtung
der Massensuspension oder in der MD-Richtung aus dem Austrittsspalt. Innerhalb
des Lippenkanals wurden aufeinanderfolgend vier Teile von Lamellen 1 angeordnet.
Durch den Lippenkanal 2 des Stoffauflaufkastens strömt der einzelne
Massenstrom durch die Lamellen 1 getrennt, wobei die Massenströme nach
der Lamellenstruktur am Ende des Lippenkanals vereinigt werden. Diese
Art eines Stoffauflaufkastens ist bereits bekannt, und es besteht
keine Notwendigkeit, eine andere Struktur ausgestaltung des Stoffauflaufkastens genauer
zu erklären,
um die Erfindung zu erklären.
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Es
erfolgt eine Bezugnahme auf 2, wo die
Lamelle 1 in Übereinstimmung
mit dem Stand der Technik dargestellt ist, deren typischer Schwachpunkt
darin besteht, dass sie auf Grund der Turbulenzen intensive Strömungsstrukturen
erzeugen kann, die in Form von Streifen in die Faserbahn übertragen werden.
Für diese
Art bekannter Lamelle ist es typisch, dass die Ränder 11 ihres Randbereiches 12 in einer
Betriebssituation wellenförmig
geformt werden. In diesem Fall werden die Lamelle und insbesondere ihr
Randbereich leicht zum Beispiel durch den Einfluss von Viskositätsveränderungen
in der Vertikalrichtung wie für
die MD-Richtung oder in der Z-Richtung geformt, wodurch ein unregelmäßiges Strömungsfeld
in dem Massenstrom verursacht wird, wodurch Streifen bei der Ausbildung
der Faserbahn verursacht werden.
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In
Bezug auf die vorliegende Erfindung kann im Allgemeinen gesagt werden,
dass die mechanischen Merkmale des Randbereiches 12 der
Lamelle 1, die in der Lamellenstruktur bestanden, unter
Verwendung mindestens eines aktiven und/oder passiv-aktiven Werkstoffes
und/oder einer aktiven Einrichtung in dem Randbereich der Lamelle
verändert werden,
was ab hier aktive Struktur 4 genannt wird. In Übereinstimmung
mit dem Grundgedanken der Erfindung kann mithilfe der aktiven Struktur
Folgendes gemessen, reguliert und/oder beeinflusst werden, und zwar
- – bei
den mechanischen Merkmalen der Lamelle oder mindestens des Randbereiches
der Lamelle, wie zum Beispiel bei der Härte und Steifigkeit,
- – bei
den Abmessungen der Lamelle oder mindestens des Randbereiches der
Lamelle wie zum Beispiel bei der Dicke in der Z-Richtung, bei dem Umfang
in der MD-Richtung
und/oder bei der Breite in der CD-Richtung,
- – bei
den dynamischen Merkmalen der Lamelle und/oder mindestens des Randbereiches
der Lamelle, wie zum Beispiel bei den Schwingungen.
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In
diesem Fall sind die mechanischen und/oder dynamischen Merkmale
der Lamellenstruktur mindestens in dem Randbereich der Lamelle veränderbar.
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Um
die dynamischen Merkmale zu verändern,
können
in Übereinstimmung
mit der Erfindung mit der aktiven Struktur 4 Schwingungen
der Lamelle 1 oder mindestens ihres Randbereiches 12 gemessen,
reguliert und/oder dazu beigetragen werden, und/oder in der Lamelle
oder mindestens in ihrem Randbereich gewünschte Schwingungen erzeugt werden,
um die Schwingungen in der Lamelle zu beseitigen, die durch den
Massensuspensionsstrom verursacht wurden, was Streifen in der Faserbahn verursachen
kann. Die gewünschten
Schwingungen können
sein wie folgt: equifrequent, jedoch entgegengesetzt zu den Schwingungen,
die durch den Massensuspensionsstrom verursacht werden; Schwingungen,
deren Frequenz sich verändert,
womit in dem Randbereich der Lamelle oder in dem Rand ausgeglichene
Schwingungen erzeugt werden, wodurch die Schwingungen des Randbereiches
der Lamelle oder des Randes ausgeglichen werden können, die
durch das Strömungsfeld
des Massenstromes verursacht sind; oder zum Beispiel Störschwingungen
unterschiedlicher Frequenzen, wodurch harmonische Wirbelstrukturen
des Strömungsfeldes
des Massenstromes gemischt werden können.
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Zur
Erzeugung der gewünschten
Schwingungen ist es vorteilhaft, dass die aktive Struktur 4 als
eine aktivaktive Struktur angewandt wird, und dass der Steuerungsimpuls
der Regelungseinheit, der die aktive Struktur steuert, auf Messdaten
basiert, die zum Beispiel von dem Strömungsfeld des Massenstromes
erhalten werden können,
dessen Stärke variieren
kann; von der Faserbahn wie zum Beispiel Papier-/Zellstoff, die
streifig sein kann; oder von anderen externen Messdaten, zum Beispiel
mithilfe einer Ultraschallwerkstoffprüfung von dem Kopf der Lamelle 1,
der schwingen kann. Eine vorteilhafte Quelle von Messdaten ist zum
Beispiel das Strömungsfeld der
Massensuspension, Faserbahn wie zum Beispiel Papierbahn/Zellstoff,
Ultraschallwerkstoffprüfung zum
Beispiel von dem Kopf der Lamelle oder von dem Randbereich 12 oder
Schwingungsprüfung
von dem Kopf oder Randbereich der Lamelle.
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Um
die mechanischen Merkmale zu verändern,
kann man mit der aktiven Struktur 4 in Übereinstimmung mit der Erfindung
die Härte,
Steifigkeit und/oder Abmessungen der Lamelle 1 oder ihres Randbereiches 12 beeinflus sen.
In diesem Fall ist es mit der aktiven Struktur zum Beispiel möglich, Folgendes
zu verändern/zu
regulieren: die Steifigkeit und/oder Härte des Randbereiches 12 der
Lamelle; das Ausmaß der
Lamelle oder ihres Randbereiches in der MD-Richtung; die Breite
der Lamelle oder des Randbereiches in der CD-Richtung; und/oder
die Dicke der Lamelle oder ihres Randbereiches in der Z-Richtung.
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Unabhängig davon,
ob jemand mit der Erfindung versucht, die mechanischen und/oder
dynamischen Merkmale des Randbereiches 12 der Lamelle 1 in Übereinstimmung
mit der Erfindung zu beeinflussen, wird in der Lamelle eine aktive
Struktur verwendet, wie sie vorteilhafterweise in dem Randbereich 12 integriert
ist, wobei es sich typischerweise um einen aktiven Werkstoff auf
der Grundlage von Piezowerkstoff oder eine auf Piezowerkstoff basierende
aktive Einrichtung handelt.
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Die
aktive Struktur 4 kann als ein aktiver oder passiv-aktiver
Werkstoff und/oder aktive Einrichtung funktionieren. Die Impulse
der aktiven Struktur oder der gemessenen Parameter wurden aus einer
Gruppe ausgewählt,
die aus Temperatur, Licht und ihren unterschiedlichen Wellenlängen, pH-Wert,
Feuchtigkeit und/oder unterschiedlichen Beanspruchungen wie zum
Beispiel Kompression, Torsinn, Dehnung, elektrischem Strom, Magnetfeld,
Geräuschen
oder andere Schwingungen usw. bestehen. Als eine Reaktion auf diese
Art von Impuls oder Parameter in der aktiven Struktur wird zum Beispiel
Folgendes erhalten: umkehrbare Metamorphose; Veränderung der elektrischen Leitfähigkeit,
Phasenumwandlung, rheologische Veränderung; Farbveränderung;
Bildung von Licht und/oder Geräusch;
Lichtübertragungsveränderung;
Veränderungen
des Brechungsindex; Elastizitätsmodulveränderung.
Diese Veränderung kann
als ein mechanisches und/oder dynamisches Merkmal der veränderten
Lamelle funktionieren, oder um diese Art einer gewünschten
Veränderung
als einen variablen Parameter zu realisieren.
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Es
erfolgt eine Bezugnahme auf 3, wo eine
Lamelle 1 in Übereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung veranschaulicht ist. Typischerweise
für die
vorliegende Erfindung ist der Rand 11 des Randbereiches
der Lamelle 1 im Wesentlichen gerade (a). Von dieser Grundform
aus ist es möglich,
den Randbereich der Lamelle und/oder den Rand in Übereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung mit der aktiven Struktur zu formen,
und somit, um das Strömungsfeld
des Massenstromes regelmäßig und
in der gewünschten
Dicke zu halten, um in der Lage zu sein, wesentliche Turbulenzen,
unregelmäßige Turbulenzen
in der Hinterkante der Lamelle wesentlich zu verringern, die Schwingungen
und Streifenbildung in der Faserbahn verursachen. Der Vorteil einer
formbaren Lamelle besteht auch darin, dass es auf diese Weise möglich ist,
die Faserausrichtung der Papierbahn zu regulieren.
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Es
erfolgt eine Bezugnahme auf 4, die eine
Lamelle in Übereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung darstellt, mit einer aktiven Struktur 4 in einer
Form, welche die Schwingungen der Lamelle 1 abschwächt. Bei
dieser Form ist der Rand (11) des Randbereiches 12 gekrümmt (b),
wobei in diesem Fall die Länge
der Lamelle in dem Lippenkanal 2 in der MD-Richtung erhöht wurde,
und sich die Lamelle weiter in Richtung des Düsenteiles des Stoffauflaufkastens 3 erstreckt.
Der Rand der Lamelle kann sich auch durch den Austrittsspalt 24 (nicht
dargestellt) hindurch erstrecken. Auf diese Weise kann die Strömungsoberfläche gleichzeitig
ausgebildet werden, dass es möglich
war, die Hinterkante des Stromes näher zu dem Loch des Düsenteiles
zu bewegen.
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Es
wird auf 5 Bezug genommen, worin eine
Lamelle in Übereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung dargestellt wird, die mit einer aktiven Struktur 4 in
einer anderen Form geformt ist, welche die Schwingungen der Lamelle 1 abschwächen kann. Bei
dieser Form wurde die Dicke (c) des Randes 11 des Randbereiches 12 erhöht, so dass
die Länge
der Lamelle in dem Lippenkanal im Wesentlichen in der MD-Richtung
unveränderbar
bleiben kann, wobei es gleichzeitig möglich ist, die Form der Steueroberfläche des
Stromes zu formen.
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Wenn
die Lamelle 1 in der Z-Richtung verdickt wurde, ist auch
die beim Biegen der Lamelle benötigte
Kraft größer. Auf
diese Weise kann der Randbereich größere Kräfte ertragen, ohne in Z-Richtung geformt
zu sein, die zum Beispiel in dem Massenstrom durch eine größere Viskosität verursacht
werden können.
Es ist möglich,
Massenstrom zu produzieren, wobei das Strömungsfeld und -dicke durch diese
Art eines formbaren Randes 12 einer Lamelle regelmäßig sind.
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Immer
noch unter Bezugnahme im Allgemeinen auf 3, 4 und 5 kann
die aktive Struktur 4 zum Beispiel durch Kleben in den
Rand 12 der Lamelle 1 integriert werden. Auf diese
Weise kann sich die aktive Struktur in die MD-Richtung in dem gesamten
Randbereich und in die CD-Richtung über die gesamte Breite der
Lamelle erstrecken. Die aktive Struktur kann auch so an dem Randbereich angeordnet
sein, dass sie sich in dem Randbereich befindet und in der MD-Richtung in einem
Abstand von dem Rand 11 der Lamelle endet. Es ist auch möglich, zum
Beispiel durch Kleben in den Randbereich der Lamelle eine dünne Überzugsschicht
zu integrieren, die eine Schicht aus hartem Werkstoff wie zum Beispiel
Titan, Kohlenstofffaser usw. enthalten kann. Mit der harten Überzugsschicht
ist es möglich, die
Erzeugung unregelmäßiger Turbulenzen
in der Hinterkante der Lamelle, und die Schwingungen des Kopfes
der Lamelle zu verringern, wobei in diesem Fall in dem Strom kein
unregelmäßiger Impuls
erzeugt wird, und die stagnierende Welle in dem Kopf der Lamelle
verhindert, und auf diese Weise auch die Erzeugung der natürlichen
Schwingungen der Lamelle verhindert werden kann.
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Es
wird auf 6 Bezug genommen, worin ein
Leistungsbeispiel zur Anordnung des aktiven Werkstoffes/Struktur
innerhalb der Lamelle der Lamelle 1 dargestellt ist. Bei
diesem Leistungsbeispiel handelt es sich bei dem Lamellenwerkstoff
um Kohlenstofffaser, und der aktive Werkstoff 4 ist in
dem Randbereich 12 der Lamelle in der Nähe des Randes 11 der
Lamelle angeordnet.
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Bei
diesem Leistungsbeispiel besteht der aktive Werkstoff aus mehreren
Piezoelementen, die in dem Randbereich 12 der Lamelle 1 Seite
an Seite in einer transversalen CD-Richtung wie für die MD-Richtung
angeordnet sind. Mit den Piezoelementen 13, welche den
aktiven Werkstoff (4) ausbilden, wurden Stromleiter (132)
verbunden, um Strom zu den Piezoelementen zu leiten. Durch die Stromleiter ist
es jeweils möglich,
das Messsignal vorwärtszuleiten.
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Es
wird auf 7 Bezug genommen, die ein Piezoelement 13 des
aktiven Werkstoffes 4 oder der aktiven Struktur in der
Lamelle 1 in Übereinstimmung mit 6 darstellt.
Wie aus der Figur ersichtlich, kann jedes Piezoelement aus unterschiedlichen,
aneinander angrenzenden Piezoelementlamellen 131 bestehen,
wobei es möglich
ist, in jede davon denselben oder noch vorteilhafter individuelle
Regelströme einzuführen. In
diesem Fall kann die Länge
einer jeden Lamelle reguliert werden. Die Breite der Lamelle kann
ausgewählt
werden, und die Lamellen können, wenn
notwendig, auch sehr dünn
sein. Eine vorteilhafte Breite der Lamellen liegt zwischen 0,5–10 mm, wobei
in diesem Fall ein sehr genauer Regelbereich erhalten wird.
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Das
Piezoelement 13 kann auch auf eine Art und Weise angeordnet
sein, dass keine separate Stromzufuhr benötigt wird. In diesem Fall wird
die mithilfe der Schwingungen der Lamelle 1 in der Lamelle 131 ausgebildete
Spannung in eine andere Lamelle eingeleitet, um die Längenveränderung
zu regulieren, oder in eine Längenveränderung
einer anderen Lamelle.
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Es
wird auf die Figur 8 Bezug genommen, worin ein
Querschnitt einer Lamelle 1 in Übereinstimmung mit der Erfindung
dargestellt ist, wenn sich in dem Randbereich 12 der Lamelle
ein aktiver Werkstoff/Struktur 4 in Übereinstimmung mit der Erfindung
befindet. In der Leistungsform der Figur besteht die aktive Struktur 4 aus
Piezoelementen, die nicht in dem Randbereich der Lamelle 1 innerhalb
der Lamelle angeordnet wurden. In diesem Fall kommt das Piezoelement
nicht mit der Massensuspension in Kontakt. In Übereinstimmung mit der Erfindung
kann das Piezoelement an jedem beliebigen Punkt angeordnet werden,
wobei ein besonders vorteilhafter Punkt des Piezoelementes in dem
Randbereich der Lamelle in der Nähe
der oberen Fläche
oder der unteren Fläche,
und nicht in der Mittelachse der Breite der Lamelle liegt, die in
den Figuren durch die Strichpunktlinie veranschaulicht ist. Auf
diese Weise erfolgt die Längenveränderungsbewegung
des Piezoelementes in der Nähe
der oberen Fläche
oder unteren Fläche
der Lamelle, und da das Piezoelement nicht in der Mittelachse angeordnet
ist, verursacht die Längenveränderung
des Piezoelementes das Bewegen des Kopfes des Randbereiches der
Lamelle nach oben oder nach unten.
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Die
vorliegende Erfindung wurde hier nur als Beispiel, und mithilfe
einer ihrer als vorteilhaft angesehenen Leistungsformen beschrieben.
Da für
Fachleute viele alternative Lösungen
und Varianten und andere, funktional gleichwertige Verwirklichungen klar
sind, so sind diese innerhalb des Erfindungsgedankens möglich, wie
er durch die beigefügte
Anspruchsausgestaltung definiert ist.
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So
ist zu bemerken, dass, da das mit den Schwingungen der Lamelle in
Zusammenhang stehende Problem nicht nur auf einschichtige oder mehrschichtige
Stoffauflaufkästen
begrenzt ist, die vorliegende Erfindung auf diese Weise eine allgemeine
Lösung
für die
Turbulenzen des Lippenkanals, Schwingungsprobleme der Lamelle, Streifenbildungsprobleme
der Faserbahnlinie und für
andere Faserbahnlinienstrukturprobleme, wie zum Beispiel Niveauanomalien
und Blasen gibt.
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Bei
einer der Beispielrealisierungen der vorliegenden Erfindung handelt
es sich bei der Filmbasis der Lamelle 1 um Kohlenstofffaser,
wobei die Piezoelemente, die sehr dünn sein können, zwischen 0,5–10 mm betragen.
Die Piezoelemente sind so angeordnet, dass sie einen Einfluss in Übereinstimmung
mit der Erfindung in CD-Richtung,
typischerweise Seite an Seite, und mit einem Abstand voneinander
innerhalb des Lamellenwerkstoffes haben, wenn es nicht mit der Massensuspension
in Kontakt kommt, und in der Nähe
des Randes 11 der Lamelle 1. Der vorteilhafteste
Standort der Piezoelemente liegt in der Nähe von einer oder beiden Außenflächen der
Lamelle, und nicht in der Mittelachse der Breite der Lamelle. Auf
diese Weise kann die Bewegung des Piezoelementes in der Richtung
seiner Außenfläche erfolgen,
und nicht nur in der Richtung der Breite der Mittelachse, wobei
es auch diesem Grund möglich
ist, mit dem Piezoelement in dem Kopf der Lamelle einen vertikalen
Verlauf zu erzeugen. Es ist möglich,
in den Piezoelementen jeweils eine Stromeingabe zu integrieren,
wobei die Piezoelemente am vorteilhaftesten innerhalb des Lamellenwerkstoffes
und in der Nähe
des Kopfes angeordnet sind. Die Piezoelemente können auch auf eine Art und
Weise angeordnet werden, so dass keine Notwendigkeit zur Zufuhr
einer separaten Stromeingabe besteht. Auf diese Weise ist es möglich, mithilfe
der Schwingungen der Lamelle die Spannung der Lamelle in die Längenveränderung
einer anderen Lamelle zu leiten.
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Die
aktive Struktur ist vorteilhafterweise in der Richtung des Massenstromes
in der Nähe
des Glättkopfes
oder Kopfes der Lamelle, am vorteilhaftesten in dem letzten Drittel
der Länge
der Lamelle in Maschinenrichtung angeordnet.
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Zusammenfassung
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Verfahren
und Anordnung zur Steuerung der Lamelle des Lippenkanals des Stoffauflaufkastens, wenn
der Massenstrom durch den Lippenkanal (2) in den Stoffauflaufkasten
(3) geht, wobei in diesem Fall die Lamelle (1)
von jedem der anderen einzelnen Massenströme getrennt gehalten wird,
bevor sie nach der Lamelle vereinigt werden. Die Erfindung ist dadurch
gekennzeichnet, dass die Abmessungen, mechanischen Merkmale und/oder
dynamischen Merkmale der Lamelle mindestens in dem Randbereich der
Lamelle mittels einer aktiven Struktur verändert werden, die ein aktives
und/oder passiv-aktives Werkzeug, und/oder ein aktiver und/oder
passiv-aktiver Werkstoff ist.