DE3607306A1 - Stoffauflauf fuer die herstellung von faserstoffbahnen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Stoffauflauf für die Herstellung von Faserstoffbahnen, vorzugsweise auf einer Papiermaschine, im einzelnen mit den Merkmalen, die im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegeben sind. Danach handelt es sich um einen sogenannten Mehrlagen-Stoffauflauf, der - zwecks Herstellung einer mehrlagi­ gen (vorzugsweise zwei-lagigen) Faserstoffbahn - zwei oder meh­ rere geschichtete maschinenbreite Faserstoffströme der Papier­ maschine zuführt. Die Bahnbildung erfolgt vorzugsweise zwischen zwei umlaufenden Siebbändern, und zwar für die verschiedenen Lagen der Faserstoffbahn gleichzeitig oder nahezu gleichzeitig. Die Bahnbildung kann aber auch auf einer normalen Langsiebpartie erfolgen. In beiden Fällen wird eine feste Verbindung zwischen den Lagen der Faserstoffbahn angestrebt. Dennoch sollen sich die verschiedenen Lagen der Faserstoffbahn, z.B. Ober- und Untersei­ te, entsprechend den unterschiedlichen Rohstoffen und/oder Far­ ben, deutlich voneinander unterscheiden. Dies wird dadurch er­ reicht, daß die unterschiedlichen Faserstoffströme innerhalb des Stoffauflaufs - und auch noch ein Stück weit nach dem Austritt aus dem Stoffauflauf - voneinander getrennt gehalten werden.

Ein Stoffauflauf der eingangs erwähnten Art ist bekannt aus der US-PS 29 11 039. Die Doppelsieb-Papiermaschine, zu der dieser bekannte Stoffauflauf gehört, hat zu beiden Seiten des keilför­ migen Einlaufzwickels der Doppelsiebpartie je eine Saugbrustwal­ ze. Im Bereich dieser Saugbrustwalzen beginnt die Bahnbildung noch im unmittelbaren Bereich des Stoffauflaufs. Diese Art der Bahnbildung ist bei höheren Maschinengeschwindigkeiten ungün­ stig. Außerdem sind die Saugwalzen sehr teuer, sowohl in der Anschaffung als auch im Betrieb wegen ihres hohen Energiever­ brauchs für das Erzeugen des Unterdrucks.

Andere Anordnungen sind bekannt aus der US-PS 41 41 788. Dort sind die beiden Siebbänder über Leitwalzen und feststehende Stützleisten geführt bzw. um eine Formierwalze großen Durchmes­ sers gespannt. Der Stoffauflauf hat - zwecks Trennung der ver­ schiedenen Stoffströme im Stoffauflauf und in der Anfangszone der Bahnbildung - folienartige Trennwände, die sich über den Auslaufspalt des Stoffauflaufs hinaus erstrecken. Bei dieser bekannten Bauweise ist unbefriedigend, daß die folienartigen Trennwände nur eine begrenzte Lebensdauer haben und daß sie un­ ter Umständen zum Schwingen neigen, so daß die Gefahr einer Stö­ rung der Bahnbildung besteht.

Es ist versucht worden, diese Nachteile mit Hilfe anderer Kon­ struktionen zu vermeiden. So sind z.B. gemäß US-PS 43 49 414 plattenförmige Trennwände vorgesehen, die an ihrem zulaufseiti­ gen Ende gelenkig befestigt sind und sich bis in den Auslauf­ spalt oder ein wenig darüber hinaus erstrecken. In einem Aus­ führungsbeispiel hat eine derartige plattenförmige Trennwand am auslaufseitigen Ende eine folienartige Verlängerung. Gemäß DE-OS 31 07 875 sind im Strömungskanal eines Mehrlagen-Stoffauflaufs als Trennwände starre Platten vorgesehen, die im Strömungskanal starr befestigt sein sollen. Am auslaufseitigen Ende ist an jede dieser Trennwände eine biegsame Folie angeschlossen.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Mehrlagen-Stoffauflauf zu schaffen, bei dem zwecks Trennung der Stoffströme ausschließlich starre, also nicht zum Schwingen nei­ gende Bauelemente verwendet werden. Bei Bedarf soll eine Mög­ lichkeit zum Auswechseln der Trennwand vorhanden sein, um deren Länge an unterschiedliche Anforderungen anpassen zu können.

Die Lösung dieser Aufgabe gelingt gemäß der Erfindung durch An­ wendung der kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1. Durch die Unterteilung der Seitenwände des Strömungskanals entlang der Trennwand (bzw. entlang der Trennwände) gelingt es nicht nur, die Trennwand (bzw. die Trennwände) starr in den Seitenwänden zu befestigen; vielmehr ist hierdurch zugleich die Voraussetzung dafür geschaffen, daß (gemäß Anspruch 2) eine der beiden Lippen­ wände, vorzugsweise die Oberlippe, mit den daran befestigten Seitenwandstücken hochgeschwenkt werden kann, so daß man die Trennwand - trotz der im Betrieb starren Befestigung - austau­ schen kann. Außerdem besteht hierdurch eine gute Zugänglichkeit in den Strömungskanal des Stoffauflaufs für eine eventuelle Rei­ nigung desselben. Bei einem Stoffauflauf anderer Bauart, der zur Bildung einer einlagigen Faserstoffbahn auf einem Rundsiebzylin­ der dient, ist die Schwenkbarkeit einer Lippenwand schon be­ kannt; siehe CH-PS 5 64 639 (= US-PS 39 43 035).

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann man die Trennwand in einen zulaufseitigen Trennwandteil (der vorzugsweise durch Schweißen untrennbar im Stoffauflauf verankert wird) und in ei­ nen auslaufseitigen Trennwandteil unterteilen. In diesem Falle ist nur der auslaufseitige Trennwandteil auswechselbar. Hier­ durch wird das Auswechseln erleichtert, weil das auszutauschende Bauteil kleiner ist. Weitere Maßnahmen, die das Austauschen des auslaufseitigen Trennwandteils erleichtern, sind in den Ansprü­ chen 4 und 5 angegeben. Der dort beschriebene Bajonett-Verschluß gewährleistet zugleich eine außerordentlich steife Verbindung der beiden Trennwandteile während des Betriebes.

In den weiteren Unteransprüchen sind zusätzliche vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung beschrieben.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dar­ gestellt.

Die Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt durch einen Zweilagen- Stoffauflauf.

Die Fig. 2 zeigt den gleichen Stoffauflauf in einer Seitenan­ sicht, im geöffneten Zustand.

Die Fig. 3 zeigt einen Teilquerschnitt entlang der Linie III der Fig. 1.

Die Fig. 4 und 5 zeigen Einzelheiten des Bajonett-Verschlus­ ses zwischen den beiden Teilen der Trennwand. Die Fig. 4 ist ein vergrößertes Detail aus Fig. 1 bei IV; die Fig. 5 zeigt die Trennwandteile vor dem Zusammenfügen in einer Teilansicht in Richtung des Pfeiles V der Fig. 4.

Der in Fig. 1 gezeigte Zweilagen-Stoffauflauf hat eine Unterlip­ penwand 11 und eine Oberlippenwand 12. Beide Lippenwände sind aus dickem Vollmaterial gefertigt; sie erstrecken sich in der dargestellten Querschnittsform quer über die Breite einer Pa­ piermaschine. Die beiden Lippenwände 11 und 12 begrenzen eine maschinenbreite Düsenkammer, die in Fig. 1 insgesamt mit 10 ge­ kennzeichnet ist. Die Düsenkammer verjüngt sich in Strömungs­ richtung bis zu einem Auslaufspalt 15. Sie ist mittels einer etwa keilförmigen Trennwand 16 in zwei maschinenbreite Strö­ mungskanäle 13 und 14 unterteilt.

Zur Zuführung von zwei unterschiedlichen Fasersuspensionen sind in bekannter Weise zwei Querverteilerrohre 21 und 22 vorgesehen, die sich unterhalb des Stoffauflaufs quer zur Maschinenrichtung erstrecken. Die Fasersuspensionen gelangen von den Quervertei­ lerrohren 21 und 22 durch je ein Bündel von Gleichrichterrohren 23 bzw. 24 in je einen maschinenbreiten Zentralkanal 25 bzw. 26. Am Einlaß in die beiden maschinenbreiten Turbulenz-Rohrbündel 27 und 28 werden die Stoffströme in die schräg nach oben verlaufen­ de Strömungsrichtung der Düsenkammer 10 umgelenkt. Diese Anord­ nung ist im Prinzip bekannt aus DE-PS 23 07 849 (= US-PS 39 45 882). Die Turbulenzrohre 27 und 28 haben in Strömungsrich­ tung zunächst kreisförmigen Querschnitt, der sich vor dem Aus­ lauf in die Strömungskanäle 13 und 14 in Form eines stetigen Diffusors erweitert. In jedem dieser stetigen Diffusoren geht der kreisförmige Querschnitt in einen fünfeckigen Querschnitt über; siehe Fig. 3.

Die Unterlippenwand 11 ist an ihren beiden Enden, d.h. auf der Führerseite und auf der Triebseite der Papiermaschine, mit zwei Seitengestellen 17 verbunden. Diese bilden zugleich einen Teil der Seitenwände der Düsenkammer 10; siehe Fig. 2. Die Turbulenz­ rohre 27 und 28 ruhen mit ihren zulaufseitigen Enden in einer maschinenbreiten äußeren Querwand 18, desgleichen in einem ge­ wissen Abstand von ihrem auslaufseitigen Ende in einer ebenfalls maschinenbreiten inneren Querwand 19. Die Trennwand 16 ist un­ terteilt in einen zulaufseitigen Trennwandteil 16 a, der starr mit der inneren Querwand 19 verbunden ist, z.B. durch Schweißen, und in einen auslaufseitigen Trennwandteil 16 b. Die Querwände 18 und 19 bilden zusammen mit den darin eingesetzten Turbulenzrohr­ bündeln 27 und 28 den sogenannten Turbulenzeinsatz. Dieser wird bei der Montage des Stoffauflaufs zusammen mit dem zulaufseiti­ gen Trennwandteil 16 a von oben zwischen die Seitenwände 17 auf die Unterlippenwand 11 aufgesetzt. Die Verbindung erfolgt mit­ tels Schrauben 31, die in Fig. 1 lediglich durch ihre Mittelli­ nien angedeutet sind. Die Oberlippenwand 12 wird ebenfalls von oben her zwischen die Seitenwände 17 eingesetzt und mit den Querwänden 18 und 19 verschraubt (Schrauben 32). Darüber hinaus ist die Oberlippenwand 12 mit den beiden Seitenwänden 17 mittels je eines Schwenklagers 30 verbunden. Somit kann die Oberlippen­ wand 12, wie in Fig. 2 dargestellt, nach Lösen der Schrauben 32 hochgeschwenkt werden.

Zur seitlichen Begrenzung des oberen Strömungskanals 14 der Dü­ senkammer 10 ist an beiden Enden der Oberlippenwand 12 je ein Seitenwandstück 37 vorgesehen. Dieses hat in Seitenansicht gemäß Fig. 2 ungefähr die Gestalt eines Dreiecks. Diese zwei Seiten­ wandstücke 37 sind als von den Seitenwänden 17 separate Bauteile ausgebildet. Hierdurch können sie bei Bedarf gemäß Fig. 2 zusam­ men mit der Oberlippenwand 12 hochgeschwenkt werden. Vor allem jedoch kann man durch diese Unterteilung der Seitenwände die Trennwand 16 zwischen die Seitenwandstücke 17 und 37 einspannen. Zu diesem Zweck ist die Breite der Trennwand 16 auf dem größten Teil ihrer Länge größer als die lichte Breite B der Strömungska­ näle 13 und 14; siehe Fig. 3. An den Seitenwandstücken 17 und 37 sind Flansche 17 a bzw. 37 a vorgesehen, mit denen die Trennwand 16 verschraubt werden kann (Schrauben 39). Quer zur Trennwand nach oben verlaufende Flansche 17 b bzw. 37 b dienen schließlich zum direkten Verschrauben der beiden Seitenwandstücke 17 und 37.

Die Trennwandteile 16 a und 16 b können aus unterschiedlichen Werkstoffen gefertigt werden. Der stromaufwärtige Trennwandteil 16 a ist vorzugsweise aus Stahl, so daß er mit der Querwand 19 an den Stellen 9 verschweißt werden kann. Der stromabwärtige Trenn­ wandteil 16 b kann, um das Auswechseln zu erleichtern, z.B. aus armiertem, also möglichst steifem Kunststoff gefertigt werden. Bei Bedarf können entlang der Flansche 18 a und 37 a Spannvorrich­ tungen angeordnet werden, mit deren Hilfe das stromabwärtige Trennwandteil 16 b quer zur Strömungsrichtung (nach Lösen der Schrauben 39) nachgespannt werden kann, gegebenenfalls unter Verwendung der erwähnten Armierung.

Es versteht sich, daß die von der Strömung berührten Flächen der gesamten Trennwand 16 völlig glatt sein müssen, um das Entstehen ungleichmäßiger Wirbel und das Hängenbleiben von Fasern zu ver­ meiden. An der Verbindungsstelle 9 mit der Querwand 19 ist die Trennwand ziemlich dick; sie verjüngt sich von hier in Strö­ mungsrichtung gleichmäßig bis zu dem über den Auslaufspalt 15 hinausragenden Ende 16′. Der Verjüngungswinkel der Trennwand 16 kann über ihre gesamte Länge konstant sein.

Statt dessen kann man aber auch vorsehen, daß der Verjüngungs­ winkel im Bereich des Auslaufspaltes 15 etwas kleiner ist als im übrigen Bereich der Düsenkammer 10. Zwar sind hierdurch die Strömungsrichtungen der beiden Stoffstrahlen beim Verlassen des Stoffauflaufs noch nicht genau parallel zueinander. Jedoch ist die Abweichung von der Parallelität nur gering.

Die beiden Trennwandteile 16 a und 16 b sind durch einen speziel­ len Bajonett-Verschluß miteinander verbunden. Die Verbindung soll starr und zugleich entlang der Trennfuge derart dicht sein, daß ein Hängenbleiben von Fasern ausgeschlossen ist. Hierzu ist an das eine (z.B. an das auslaufseitige) Trennwandteil 16 b eine Leiste 40 angeformt, die in eine Nut 41 des anderen Trennwand­ teils 16 a hineinragt; siehe Fig. 4. An den Seitenflächen der Leiste 40 sind Vorsprünge 42 angeformt; diese werden von Vor­ sprüngen 43, die an den seitlichen Innenwänden der Nut 41 ange­ formt sind, zangenartig umfaßt. An beiden Trennwandteilen 16 a und 16 b sind entlang der Trennfuge mehrere Vorsprünge 42 bzw. 43 der genannten Art angeordnet. Sie haben alle eine bestimmte Län­ ge a; dazwischen befinden sich Zwischenräume von der Länge b, die etwas größer als die Länge a ist. Somit können die Trenn­ wandteile, ausgehend von der in Fig. 5 dargestellten Position, dadurch miteinander verbunden werden, daß das auslaufseitige Trennwandteil 16 b zunächst in Richtung des Pfeiles A verschoben wird, bis die Leiste 40 in die Nut 41 eingeführt ist. Danach wird das Trennwandteil 16 b in Richtung des Pfeiles B, also ent­ lang der Trennfuge verschoben, so daß die Vorsprünge 42 und 43 ineinander eingreifen. In die Leiste 40 ist ein Hydraulik­ schlauch 44 eingesetzt; sie hat außerdem an ihrer Stirnseite einen Schlitz 45. Der Schlauch 44 kann durch Zuführen eines Druckmittels expandiert werden, so daß die Vorsprünge 42 aus­ einandergespreizt werden. Hierdurch und durch die schräge Anord­ nung der sich berührenden Flächen 46 der Vorsprünge 42 und 43 wird das auslaufseitige Trennwandteil 16 b starr mit dem zulauf­ seitigen Trennwandteil 16 a verspannt.

Zur Feinjustierung des Auslaufspalts 15 (genauer gesagt: der beiden Auslaufspalte) ist an den beiden Lippenwänden 11 und 12 je eine Blende 33 bzw. 34 angeordnet. Die an der Oberlippe 12 vorgesehene Blende 34 ist starr mit der Oberlippe verschraubt. Sie kann bei Bedarf gegen eine andere von abweichender Größe ausgetauscht werden. Die an der Unterlippe 11 angeordnete Blende 33 ist in bekannter Weise mittels einer Vielzahl von Spindeln 35, die über die Maschinenbreite verteilt sind, verstellbar. Durch unterschiedliche Betätigung der Spindeln 35 kann die Blen­ de 33 in gewissen Grenzen verformt werden. Hierdurch kann das Querschnittsprofil des austretenden Stoffstrahles beeinflußt, beispielsweise vergleichmäßigt werden. Es hat sich nun gezeigt, daß es bei der Herstellung einer mehrlagigen Papierbahn aus­ reicht, nur einen der Stoffstrahlen mittels einer verstellbaren Blende in der vorbeschriebenen Weise zu beeinflußen. Mit anderen Worten: Die verstellbare Blende 33 ist in der Lage, das Quer­ schnittsprofil der gesamten Papierbahn so weit zu vergleichmäßi­ gen, daß auch eine durch den anderen Stoffstrahl verursachte Ungleichmäßigkeit ausgeglichen werden kann. Die nur schematisch dargestellte verstellbare Blende 33 kann im einzelnen ähnlich DE-PS 29 42 966 (= US-PS 43 26 916) ausgebildet sein.

Aus den Fig. 1 und 2 ist noch ersichtlich, daß sich die bei­ den Seitenwandstücke 17 und 37 in Strömungsrichtung über den Auslaufspalt 15 hinaus erstrecken. Hierdurch wird erreicht, daß die ebenfalls aus dem Auslaufspalt 15 hinausragende Trennwand 16 auch außerhalb der Düsenkammer 10 (soweit die räumlichen Ver­ hältnisse dies zulassen) seitlich festgehalten wird.

Die beiden aus dem Stoffauslauf austretenden maschinenbreiten Stoffstrahlen werden gemäß Fig. 1 in den keilförmigen Einlauf­ zwickel einer Doppelsiebpartie eingeführt. Bestandteile dieser Doppelsiebpartie sind in eine Siebleitwalze 47, über die das eine Siebband 7 läuft und eine Formierwalze 48, auf die kurz vor dem Einlaufzwickel das andere Siebband 8 (in Richtung des Pfei­ les P) aufläuft.

In entsprechender Weise kann auch ein Stoffauflauf zur Herstel­ lung einer drei- oder mehr-lagigen Faserstoffbahn gestaltet wer­ den.

Claims (10)

1. Stoffauflauf für die Herstellung von Faserstoffbahnen, mit den folgenden Merkmalen:

• a) Eine Düsenkammer (10) mit einem Auslaufspalt (15) ist begrenzt durch eine Oberlippenwand (12), eine Unter­ lippenwand (11) und zwei Seitenwände (17), wobei die Ober- und die Unterlippenwand in Strömungsrichtung kon­ vergieren;
• b) die Düsenkammer (10) ist zwecks Herstellung mehrlagiger Faserstoffbahnen in wenigstens zwei maschinenbreite Strömungskanäle (13, 14) unterteilt, mittels wenigstens einer, wenigstens angenähert keilförmigen Trennwand (16), die sich in Strömungsrichtung und von der einen zur anderen Seitenwand (17) erstreckt;
• c) die Trennwand (16) ragt in Strömungsrichtung über den Auslaufspalt (15) hinaus;

gekennzeichnet durch die folgenden weiteren Merkmale:

• d) jede der beiden Seitenwände ist entlang der Trennwand bzw. der Trennwände in wenigstens zwei Seitenwandstücke (17 und 37) unterteilt;
• e) die Trennwand (16) (bzw. Trennwände) ist (bzw. sind) im Bereich jeder Seitenwand zwischen die Seitenwandstücke (17 und 37) eingespannt.

2. Stoffauflauf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine (12) der beiden Lippenwände mit den beiden zugeordne­ ten Seitenwandstücken (37) eine Baugruppe bildet, die schwenkbar gelagert ist, und zwar um eine Schwenkachse (30), die sich am zulaufseitigen Ende der genannten Bau­ gruppe im wesentlichen horizontal und quer zur Maschinen­ richtung erstreckt.

3. Stoffauflauf nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß die Trennwand (16) in einen zulaufseitigen Trenn­ wandteil (16 a) und in einen auslaufseitigen und auswechsel­ baren Trennwandteil (16 b) unterteilt ist.

4. Stoffauflauf nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung zwischen den beiden Trennwandteilen (16 a und 16 b) als Bajonett-Verschluß (40-43) ausgebildet ist.

5. Stoffauflauf nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Bajonett-Verschluß (40-43) mittels eines expandierbaren Schlauches (44) verriegelbar ist.

6. Stoffauflauf nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die eine Lippenwand (12) am Auslaufspalt (15) eine austauschbare, jedoch starr befestigte Blende (34) trägt, und daß an der anderen Lippenwand (11) am Aus­ laufspalt (15) eine an sich bekannte, mittels mehrerer Spindeln (35) verstellbare und/oder deformierbare Blende (34) vorgesehen ist.

7. Stoffauflauf nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Seitenwandstücke (17 und 37), zwi­ schen denen die Trennwand (16) eingespannt ist, sich in Strömungsrichtung über den Auslaufspalt (15) hinaus er­ strecken.

8. Stoffauflauf nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch ge­ kennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise jedem Strö­ mungskanal (13 und 14) ein Bündel von Turbulenzrohren (27 und 28) und ein Querverteilerrohr (21 und 22) vorgeschaltet ist.

9. Stoffauflauf nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch die fol­ genden Merkmale:

• a) in an sich bekannter Weise ist am zulaufseitigen Ende der Turbulenzrohre (27, 28) und in einem Abstand vom auslaufseitigen Ende der Turbulenzrohre je eine Quer­ wand (18 und 19) angeordnet;
• b) an den beiden von den Turbulenzrohren durchdrungenen Querwänden (18 und 19) sind die beiden Lippenwände (11, 12) befestigt;
• c) die Trennwand (16) (bzw. die Trennwände) ist (bzw. sind) an der auslaufseitigen Querwand (19) befestigt.