DE1461176B - Stoffauflauf zum Herstellen von endlosen Bahnen mit geschlossenem Auflaufkasten - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Stoffauflauf zum Herstellen endloser Bahnen, insbesondere Papierbahnen, mit einem geschlossenen, unter Innendruck stehenden Auflaufkasten, der eine sich über die Maschinenbreite erstreckende Auslauf düse mit Ober- und Unterlippe sowie eine die Oberlippe unmittelbar tragende Vorderwand aufweist, welche zum Abstützen gegen den Innendruck unter hydraulischem oder pneumatischem Gegendruck steht.

Die wachsenden Arbeitsgeschwindigkeiten moderner Maschinen dieser Art erfordern immer höhere Austrittsgeschwindigkeiten der Stoffsuspension aus dem Spalt oder der Düse des Stoffauflaufes, und damit immer höhere Drücke im Auflaufkasten. Da der Innendruck mit dem'Quadrat der Geschwindigkeit wächst, werden auch die vom Innendruck herrührenden Verformungen, ,der Begrenzungswände immer größer. Solche Verformungen erleiden auch die mit den Begrenzungswändeii Verbundenen, die Austritts^ Öffnung des Spalts oder der Düse des Stoffauflaufes bestimmenden Lippen.

Die Vorderwand eines Stoffauflaufes kann als eine weitgehend vertikale Wand von im wesentlichen konstanter Stärke, die an ihren beiden vertikalen Seitenkanten sowie an ihrer horizontalen Oberkante eingespannt ist, angesehen werden, die sich an der freien, die Oberlippe bildenden Unterkante, in der Draufsicht auf die Wand vom Siebe her gesehen, fischmaulartig aufbiegt, d. h. diese Oberlippe weist in ihrer Mitte einen größeren Abstand von der Unterlippe auf als an ihren beiden Rändern. Die Folge ist . ein Stoff strahl, der ..mit im Querschnitt ungleichmäßigen Strömungseigenschaften ausgestattet ist.

Es kommt hinzu, daß;infolge des mit der wachsenden Breite der Maschinen zunehmenden Eigengewichts der Begrenzungswände sich der Durchhang der Begrenzungswände und damit der Lippen vergrößert. Dieser Durchhang nimmt mit der dritten Potenz der Stützweite zu, so daß das Problem der Lippenverformung mit dem Breiterwerden der Maschinen abermals erheblich verschärft wird.

Bei einer bekannten Bauart eines Stoffauflaufes versuchte man der Verformung der Oberlippe dadurch beizukommen, daß man einen von der Vorderwand des Auflaufkastens getrennten, die Oberlippe tragenden Teil innerhalb der Vorderwand anordnete und die beiden unteren Enden von Vorderwand und Oberlippentragteil mittels einer Manschette verband. Dadurch wird der Oberlippentragteil im wesentlichen auf seiner Vorderseite und seiner Rückseite dem im Auflaufkasten herrschenden Innendruck ausgesetzt und somit von horizontalen Biegekräften im wesentlichen entlastet (deutsche Auslegeschrift 1148 856). Da man aus konstruktiven Gründen die Verbindungsmanschette nicht beliebig weit unten am Oberlippentragteil anschließen kann, sondern noch einen Mindestabstand zum Sieb einhalten muß, ist hierbei der Druckausgleich nicht vollständig zu erreichen, denn gerade auf dem unterhalb der Manschette noch verbleibenden Oberlippentragteil lastet der höchste Druck. Weiterhin verjüngt sich der Oberlippentragteil im Querschnitt nach unten hin, so daß die durch diese Belastung verursachte Verformung der Oberlippe in horizontaler Richtung nur in sehr begrenztem Maße durch die Maferialsteifigkeit aufgenommen werden konnte. Trotz dieser Maßnahmen erleidet die Oberlippe noch eine spürbare Ausbeulung in der horizontalen Richtung von innen nach außen. Außerdem wird die bei dieser bekannten Bauweise auf-■r. tretende Durchbiegung der Oberlippe in vertikaler Richtung nach unten — einmal infoige' des Eigengewichts des Oberlippentragteils, zum anderen infolge des auf die Oberseite des Oberlippentragteils wirkenden Innendruckes im Auflaufkasten — noch verstärkt; die vorgeschlagene Lösung kann also deshalb nicht befriedigen.

Es ist weiterhin ein offener Stoffauflauf mit einem

ίο Auflaufkasten bekannt (deutsche Auslegeschrift 1135 744), dessen Vorderwand aus einem oberen festen Teil und einem unteren längs des oberen Teils in vertikaler Richtung in Führungen verschiebbaren, die Oberlippe der Stoffaustrittsöffnung tragenden Teil besteht; die Unterlippe der Stoffaustrittsöffnung ist am Boden des Auflaufkastens angeordnet. Jede der als federnd nachgiebiger Blechstreifen ausgebildeten Lippen ist auf der Zulaufseite an einer sich über die ganze Maschinenbreite erstreckenden Tragplatte starr befestigt; das austrittseitige Ende jeder Lippe liegt unter der Federspannung gegen eine Nase der Tragplatte an. Jede Tragplatte weist auf ihrer der Lippe , zugewandten Seite quer zur Nase nach rückwärts verlaufende Rippen auf, so daß unmittelbar vor der Nase · — auf die Strömungsrichtung bezogen' — zwischen Tragplatte und Lippenblech eng nebeneinanderliegende Taschen gebildet sind. In jeder Tasche befindet sich ein mit hinsichtlich des Druckes regelbarem flüssigem oder gasförmigem Medium gefüllter Beutel aus Polyäthylen von flacher rechteckiger Form, dessen Wandungen an den Begrenzungsflächen der Tasche sowie an dem frei aufliegenden Lippenende anliegen und der in Leitungsverbindung mit einer Druckregeleinrichtung steht. Durch Erhöhen des Druckes in einem der Beutel wird der an diesen Beutel anliegende Bereich des Lippenendes von der Nase abgehoben und dadurch in diesem Bereich die Lichtweite der Stoff austrittsöffnung verkleinert. Durch Einstellen der Regeleinrichtungen aller Beutel kann man bestenfalls eine Papierbahn mit über die Bahnbreite angenähert gleichmäßigem Profil

■. erzielen, aber es ist nicht möglich, die Durchbiegung der Vorderwand bzw. des Bodens des Auflaufkastens infolge des im Auflaufkasten herrschenden Druckes völlig auszugleichen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Stoffauflauf der eingangs beschriebenen Art die Verformung der die Oberlippe tragenden Vorderwand und damit der Oberlippe selbst — und zwar

l5o infolge des Innendruckes und .der Durchbiegung durch das Eigengewicht zu beseitigen.

Diese Aufgabe wird bei einem Stoffauflauf der eingangs erwähnten Art gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß auf der Außenseite der Vorderwand ein mit dieser verbundener Träger vorgesehen ist, und daß zwischen Vorderwand und Träger wenigstens eine den Gegendruck aufbringende Druckkammer eingebettet ist, die sich im wesentlichen über die gesamte Maschinenbreite erstreckt.

⁶⁰. Der genannte Träger nimmt den sonst von der Vorderwand aufgenommenen Druck auf, die Vorderwand selbst hingegen wird wegen der im Idealfall beidseitig gleichen Belastung überhaupt nicht auf Durchbiegung belastet. Dieser Träger kann sich durchaus durchbiegen; er ist lediglich auf Festigkeit hin zu dimensionieren.

Der Druck in der Druckkammer bzw. in den Druckkammern kann unabhängig vom Innendruck im

Auflaufkasten eingestellt werden. Insbesondere kann ein den Innendruck im Auflaufkasten übersteigender Gegendruck angewandt werden, der mittels eines fließfähigen Mediums, wie Luft, Wasser, öl od. dgl., ausgeübt wird. Dadurch ist es möglich, ausreichenden Gegendruck auf Kleinerer äußerer Gegendruckfläche aufzubringen und die Verformung der Oberlippe aufzuheben.

Wie eingangs ausgeführt, wird die Vorderwand nicht nur unter dem Innendruck im Sinne einer Ausbeulung verformt, vielmehr auch unter dem Eigengewicht der Wand im Sinne eines Durchhanges. Hieraus ergibt sich eine resultierende Verformung, die nicht streng in einer Horizontalebene auftritt, sondern in einer entsprechend' geneigten Ebene. Dieser Schwierigkeit kann entweder dadurch begegnet werden, daß die Druckkammer zur Senkrechten entsprechend geneigt angeordnet wird, oder daß zwei oder mehrere solcher einen Winkel miteinander bildende Druckkammern vorgesehen werden.

Es ist zwar durch das ältere, nicht vorveröffentlichte deutsche Patent 1 294 803 vorgeschlagen worden, dem die Unterlippe des Stoffauflaufes tragenden Boden eine Druckkammer zuzuordnen. Bei jenem Vorschlag würden die entsteHenden Kräfte in das Fundament abgeleitet, während nunmehr ·εϊη. Träger vorgesehen ist, der die von den auftretenden Kräften herrührenden Verformungen aufnimmt, während die Oberlippe selbst hiervon unbeeinflußt und somit horizontal bleibt.

In weiterer Ausbildung der Erfindung ist jede Druckkammer an ihren Breitseiten durch Membranen aus elastischem Werkstoff begrenzt. An Stelle von Membranen können auch andere elastische Abdichtungen verwendet werden. Hierdurch wird die Druckkammer durch Ausnutzung der bereits vorhandenen Begrenzungsflächen des Auflaufkastens einerseits und der Stützkonstruktion andererseits gebildet.

Einem anderen Gedanken der Erfindung zufolge ist eine Einrichtung zum Regeln des Druckes in jeder Druckkammer in Abhängigkeit vom Innendruck im Auflaufkasten vorgesehen. Eine solche Regelung des Druckes in der oder den Druckkammern erfolgt am besten selbsttätig, so daß sich jegliche Lippenverformung auch bei Änderung der Maschinengeschwindigkeit automatisch ausgleicht.

Die Erfindung wird in der Zeichnung an Hand eines Ausführungsbeispieles eines Stoffauflaufes für Papiermaschinen näher erläutert. Darin zeigt

F i g. 1 eine Schnittansicht eines Stoff auflauf es,

Fig. 2 einen Schnitt durch den Gegenstand der F i g. 1 gemäß II-II und

F i g. 3 einen vergrößerten Ausschnitt einer Druckkammer.

Im Stoffauflauf der F i g. 1 sieht man den Auflaufkasten mit der in sich versteiften Vorderwand 1, der Tragkonstruktion des gesamten Bodenteils 2, der versteiften Rückwand 3, dem Deckel 4, dem das Verstellgetriebe 5 mit Verstellspindeln 6 zum Verstellen der gesamten Vorderwand 1 tragenden Oberträger 7, der durch eine Zugstange 8 mit der Rückwand 3 verbunden ist und der eine Dichtung 25 gegen die Vorderwand 1 aufweist. Die aus dem Verteiler 9 zuströmende Suspension stellt sich auf ein Niveau 10 ein. Sie tritt aus der von Oberlippe 11 und Unterlippe 12 gebildeten Stoffaustrittsöffnung auf das von der Brustwalze 16 unter der Stoffaustrittsöffnung hindurchgeführte Sieb 17 aus. Oberlippe 11 ist durch die Lippenverstellspindeln 14 mit Handrädern 15 feineinstellbar.

Zwischen der die Oberlippe 11 tragenden Vorderwand 1 und einem vor dieser angeordneten Träger 18 ist eine sich über die Wandbreite erstreckende Druckkammer 19a angeordnet, welche an ihren Breitseiten durch dichtungsartige Membranen 20 abgeschlossen ist. Eine weitere Druckkammer 19 b kann zwischen dem das Verstellgetriebe 5 tragenden Oberträger 7

ίο und einer oberhalb dieses Oberträgers angeordneten Tragkonstruktion 21 vorgesehen sein. Zwischen dem die Unterlippe 12 tragenden Boden 2 und jedem der beiden Sockel des Fundaments 26 ist je ein steifer Fundamentträger 19 c bzw. 19 d angeordnet. Die Druckkammern üben auf die zugeordneten Begrenzungswände, d. h. auf Vorderwand 1 und Oberträger 7 Gegenkräfte gegen die darauf einwirkenden, vom Eigengewicht und dem Innendruck herrührenden Belastungen aus, welche diese ausgleichen und so Durchbiegungen dieser Begrenzungswände bzw. des Bodens verhindern.

Wie in F i g. 2 gezeigt, kann die von den Lippenverstellspindeln 14 durchdrungene Vorderwand 1 durch die beiden Seitenstücke 22 mit dem der Vorderwand zugeordneten Träger 18 verbunden und zwischen Vorderwand 1 und Träger 18 die Druckkammer 1.9 α angeordnet sein, während über die Wandbreite sonst keine weitere feste Verbindung zwischen der Vorderwand 1 und dem Träger 18 besteht. In der Druckkammer 19 a ist ein Druckanschluß 23 vorgesehen, der die Verbindung zu einer regelbaren Druckquelle herstellt. Die Darstellung zeigt die Verhältnisse im Betriebszustand. Die Belastung der Innenseite der Vorderwand 1 durch den im Auflaufkasten herrsehenden Innendruck ist durch den Gegendruck in der Druckkammer 19 a völlig ausgeglichen, so daß die Vorderwand 1 genau eben bleibt, während der Träger 18 unter der Last der Resultierenden aus Innendruck und Eigengewicht eine — übertrieben dargestellte — Durchbiegung erleidet.

Wie in Fig. 3 am Beispiel der Druckkammer 19a gezeigt, ist diese nach außen durch eine dichtungsartige Membran 20 zwischen der Vorderwand 1 und dem ihr zugeordneten Träger 18 abgeschlossen; die Membran 20 ist durch Leisten 24 an den Stirnflächen der Vorderwand 1 und des Trägers 18 befestigt. Die gleiche Art der Membranbefestigung kann auch bei

den übrigen Druckkammern vorgesehen werden.

Wie im Ausführungsbeispiel für einen Stoffauflauf

so von Papiermaschinen gezeigt, können auch andere Einrichtungen zum Erzeugen von fortlaufenden Bahnen, z. B. von Kunststoffolien, bei denen es auf die Ebenhaltung von belasteten Flächen ankommt, mit Druckkammern gemäß dieser Erfindung versehen werden.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Stoff auflauf zum Herstellen endloser Bahnen, insbesondere Papierbahnen, mit einem geschlossenen, unter Innendruck stehenden Auflaufkasten, der eine sich über die Maschinenbreite erstreckende Auslaufdüse mit Ober- und Unterlippe sowie eine die Oberlippe unmittelbar tragende Vorderwand aufweist, weiche zum Ab-• stützen gegen den Innendruck unter hydraulischem oder pneumatischem Gegendruck steht, dadurch gekennzeichnet, daß auf der

Außenseite der Vorderwand (1) ein mit dieser verbundener Träger (18) vorgesehen ist, und daß zwischen Vorderwand (1) und Träger (18) wenigstens eine den Gegendruck aufbringende Druckkammer (19 α) eingebettet ist, die sich im wesentlichen über die gesamte Maschinenbreite erstreckt. 2. Stoff auf lauf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Druckkammer (19 ä) an ihren Breitseiten durch Membranen (20) aus elastischem Werkstoff begrenzt ist.

3. Stoff auflauf nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung zum Regeln des Druckes in jeder Druckkammer (19 a) in Abhängigkeit vom Innendruck vorgesehen ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen