DE3644983A1 - Stoffauflauf fuer eine papiermaschine od. dgl. - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Stoffauflauf gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Ein derartiger Stoffauflauf ist durch die Voith-Druckschrift p 2 503 bekannt. Dort grenzt die starre, zum Stoffkanal eben ausgebildete Stromführungswand, welche am feststehenden Stoff­ auflaufgehäuse abgestützt ist, an eine von einem Entwässerungs­ sieb umschlungene Brustwalze der Siebpartie. Die gegenüberlie­ gende Stromführungswand ist dagegen schwenkbeweglich ausge­ führt. Sie ist auf der vom Stoffkanal abgewandten Seite mit einem maschinenbreiten, steifen Hohlkastenträger verbunden. Mit an den beiden Enden dieses Trägers angreifenden Hubeinrichtun­ gen welche am feststehenden Stoffauflaufgehäuse angelenkt sind, kann auf die schwenkbewegliche Stromführungswand einge­ wirkt werden, um eine Grobeinstellung der lichten Weite des maschinenbreiten, von der starren und der beweglichen Strom­ führungswand begrenzten Stoffaustrittsspalts vorzunehmen. Fer­ ner kann die bewegliche Stromführungswand in Stoffströmungs­ richtung verschiebbar ausgeführt sein, wenn zusätzlich die Mög­ lichkeit bestehen soll, auf den sogenannten Strahlwinkel des aus dem Stoffaustrittsspalt austretenden Stoffstrahles einzu­ wirken.

Vom Stoffstromdruck im Stoffkanal hervorgerufene, auf die be­ wegliche Stromführungswand wirkende Kräfte werden auf einen Biegeträger übertragen. Dieser ist auf der dem Stoffkanal abge­ wandten Seite des Hohlkastenträgers (oder innerhalb desselben) angeordnet und an beiden Enden mit diesem verbunden. Eine zwi­ schen den beiden Trägern befindliche Druckkammer dient der hydraulischen Kompensation der auf die Stromführungswand wir­ kenden Kräfte, welche den Biegeträger elastisch verformen, aber den Hohlkastenträger und die bewegliche Stromführungswand weit­ gehend kräftefrei machen, so daß diese die bei ihrer Fertigung erzeugte Geradheit wenigstens theoretisch annehmen.

Die bewegliche Stromführungswand ist am Austrittsspalt mit einer maschinenbreiten Blende versehen, welche in den Stoffka­ nal ragt und die lichte Weite des Spaltes begrenzt. Zur Fein­ justierung der Spaltweite kann die Blende mit Hilfe zahlrei­ cher, über die Maschinenbreite in einer Reihe verteilt angeord­ neter Verstellspindeln annähernd quer zur Stoffströmungsrich­ tung durch Verformen verstellt werden.

Trotz dieser aufwendigen Maßnahmen zur Erzielung einer geraden und ebenen beweglichen Stromführungswand und eines über die Maschinenbreite hinsichtlich der Spaltweite konstanten Aus­ trittsspaltes treten Formabweichungen auf, welche sich nachtei­ lig auf die Eigenschaften des erzeugten Papiers auswirken. Die­ se Formabweichungen können darin bestehen, daß die bewegliche Stromführungswand am Austrittsspalt nicht parallel zur starren Stromführungswand verläuft, weil die Hubeinrichtungen Spiel haben und die Verstellung nicht synchron verläuft. Thermische Einflüsse können ebenso zu Verformungen der beiden Stromfüh­ rungswände führen. Diese und weitere Mängel werden durch Ver­ stellung der Blende ausgeglichen, welche dadurch über die Ma­ schinenbreite mehr oder weniger tief in den Stoffkanal ein­ taucht. Die bei unterschiedlich tiefem Eintauchen der Blende in den Stoffkanal erzeugte unterschiedliche Stoffstrahl-Kontrak­ tion bewirkt auch in unerwünschter Weise unterschiedliche Strahlwinkel des Stoffstrahles. Nachteilig ist ferner die durch örtlich größere Eintauchtiefe der Blende verursachte Verdrän­ gung des Stoffstromes, so daß an dieser Stelle Querströmungen auftreten. Derartige Strömungen rufen aber eine veränderte Fa­ serlagerung in der erzeugten Papierbahn hervor, d.h. eine Fa­ serlagerung, welche von derjenigen in benachbarten Bereichen abweicht. Von Nachteil sind aber auch die durch mehr oder weni­ ger tiefes Eintauchen der Blende in den Stoffkanal hervorgeru­ fenen Geschwindigkeitsänderungen des Stoffstrahles, weil sich diese in unterschiedlichen Stoffstrahlgeschwindigkeiten über die Maschinenbreite bemerkbar machen. Hieraus resultieren Dia­ gonalverspannungen im Papier, die sich z.B. bei dessen Verwen­ dung in Kopiergeräten mit plötzlichem großen Temperaturanstieg im oft diagonalen Verwölben oder Wellen der Kopien bemerkbar machen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Stoffauf­ lauf der eingangs genannten Gattung zu schaffen, bei dem die Einstellung der Stoffaustrittsspaltweite anhand der beweglichen Stromführungswand dahingehend verbessert ist, daß das Ausmaß der Blendenverstellung verringert werden kann.

Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 gekennzeichne­ ten Merkmale gelöst.

Diese Lösung ist insofern vorteilhaft, als die bewegliche Stromführungswand mittels der an ihrem nachgiebigen Endab­ schnitt in dichter Aufeinanderfolge angreifenden Verstellspin­ deln mit relativ hoher Genauigkeit an die austrittsspaltsei­ tige Kontur der starren Stromführungswand angepaßt werden kann, um eine weitgehende Parallelität der beiden Wänden in diesem Bereich zu erzielen. Diese Einstellung erfolgt unabhängig von der Grobeinstellung des Spaltes durch Schwenken der gesamten beweglichen Stromführungswand mit den beiden Hubeinrichtungen. Die durch elastisches Verformen des nachgiebigen Endabschnitts der beweglichen Stromführungswand nicht zu beseitigenden Ab­ weichungen können durch das an sich bekannte Justieren der Blende ausgeglichen werden. Gemäß der Erfindung ist dieses Justieren der Blende jedoch nur noch in sehr engen Grenzen er­ forderlich, so daß die Eintauchtiefe der Blende in den Stoff­ kanal über die Maschinenbreite weitgehend konstant ist. Es wer­ den somit die erwähnten unerwünschten Querströmungen im Stoff­ strom und unterschiedliche Stoffstrahlgeschwindigkeiten ver­ ringert und die Papiereigenschaften verbessert.

Die Lösung nach der Erfindung zeichnet sich auch dadurch aus, daß trotz der dicht nebeneinanderliegenden Angriffsorte der beiden Spindelreihen nahe am Stoffaustrittsspalt eine bauliche Gedrängtheit in diesem Bereich der beweglichen Stromführungs­ wand vermieden wird, da die beiden Reihen der schlanken Ver­ stellspindeln von diesem Angriffsort ausgehend divergieren, so daß in jeder Reihe an den Spindeln angreifende Schrittmotoren und deren Verstellgetriebe mit geringem Teilungsabstand ange­ ordnet werden können.

Ein ganz wesentlicher Vorteil der erfinderischen Lösung ist ferner darin zu sehen, daß die Blende, die einem gewissen Ver­ schleiß und der Gefahr der Beschädigung unterliegt, auf ein­ fache Weise ausgetauscht werden kann, ohne daß tiefgreifende Maßnahme am Stoffauflauf erforderlich sind.

Demgegenüber ist zwar aus der US-PS 44 06 740 ein Stoffauflauf bekannt, dessen bewegliche Stromführungswand einen nachgiebig ausgebildeten Endabschnitt hat, an dem über die Maschinenbreite verteilte Verstellelemente zur Justierung des Stoffaustritts­ spaltweite angreifen. Es fehlt jedoch eine der Feinjustierung der Spaltweite dienende Blende, so daß die bekannte Ausfüh­ rungsform nicht die Präzision der Einstellung wie bei der er­ findungsgemäßen Lösung erreicht. Beschädigungen, wie Kratzer, Verunreinigungen oder Verdrückungen am nachgiebigen Endab­ schnitt der beweglichen Stromführungswand führen bei den hohen Stoffstrahlgeschwindigkeiten moderner Papiermaschinen zu erheb­ lichen lokalen Abweichungen im Stoffstrahl. Bei derartigen Schäden ist es beim bekannten Stoffauflauf erforderlich, die gesamte bewegliche Stromführungswand auszutauschen.

Die im Patentanspruch 2 angegebene Maßnahme ist insofern vor­ teilhaft, als an die Justierung der Blende höhere Anforderungen gestellt werden als an die Einstellung des nachgiebigen Endab­ schnitts der beweglichen Stromführungswand.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung, welche einen Querschnitt durch einen Bereich eines Stoffauflaufs mit den einer beweglichen Stromfüh­ rungswand zugeordneten Einrichtungen zur Einstellung der lichten Weite des Stoffaustrittsspalts zeigt, näher erläutert.

Ein mit 10 bezeichneter Stoffauflauf einer im übrigen nicht dargestellten Papiermaschine weist eine untere, maschinenbreite Stromführungswand 11 auf, welche starr ausgebildet und mit dem Stoffauflaufgehäuse 12 verbunden ist. Der Stoffauflauf 10 ist außerdem mit einer beweglichen, ebenfalls maschinenbreiten Stromführungswand 13 oberhalb der Wand 11 ausgestattet. Beide Wände 11 und 13 begrenzen einen düsenartigen, maschinen­ breiten Stoffkanal 14, der in einem maschinenbreiten Stoffaus­ trittsspalt 15 endet. Dem Stoffauflauf 10 zugeführte Papier­ stoffsuspension durchströmt den Stoffkanal 14 in Richtung des Pfeiles 16 (Stoffströmungsrichtung) und tritt aus dem Spalt 15 in Form eines Strahles aus, der im Bereich einer Brustwalze 17 auf ein Entwässerungssieb 18 einer nicht weiter gezeigten Sieb­ partie auftrifft.

Die bewegliche Stromführungswand 13 ist in einem in Richtung der Maschinenbreite verlaufenden Gelenk 19 des Gehäuses 12 ge­ lagert. Außerdem ist mit der Wand 13 ein Hohlkastenträger 20 verbunden. An den beiden Enden dieses Trägers 20 greift je eine Hubeinrichtung 21 an, die am Stoffauflaufgehäuse 12 angelenkt sind (nicht dargestellt). Durch Betätigen der Hubeinrichtungen 21 kann die bewegliche Stromführungswand zur Grobeinstellung der lichten Weite des Stoffaustrittsspaltes 15 geschwenkt wer­ den. Auf der vom Stoffkanal 14 abgewandten Seite des Hohl­ kastenträgers 20 ist ein Biegeträger 22 angeordnet. Dieser ist beidendig mit dem Hohlkastenträger 20 verbunden. Ein zwischen beiden Trägern 20 und 22 liegendes Druckkissen 23 dient der hydraulischen Kompensation von auf die Stromführungswand 13 einwirkenden Kräften, die vom Druck des Papierstoffstroms im Stoffkanal 14 hervorgerufen werden. Diese Kräfte werden vom Druckkissen 23 auf den Biegeträger 22 übertragen, der sich ver­ formt, während die Stromführungswand 13 weitgehend eben bleibt. Ferner ist die bewegliche Wand 13 mit in der Zeichnung nicht sichtbaren Mitteln in Stoffströmungsrichtung (Pfeil 16) ver­ schiebbar, um den Strahlwinkel des aus dem Austrittsspalt 15 strömenden Stoffstrahles zu beeinflußen.

Gegen den Spalt 15 hin ist die bewegliche Stromführungswand 16 mit einem gegenüber dem übrigen Teil der Wand elastisch nach­ giebigen, maschinenbreiten Endabschnitt 24 versehen. Dieser ist durch eine Querschnittsverringerung der Wand 13 aufgrund einer Ausnehmung 25 erzielt, die zum Hohlkastenträger 20 hin durch eine starre Verlängerung 26 der Wand überdeckt ist. Über die Maschinenbreite ist die Verlängerung 26 mit einer Reihe von in gleichem gegenseitigem Abstand angeordneten Bohrungen 27 ver­ sehen. Diese werden von Verstellspindeln 28 (in der Zeichnung deckungsgleich hintereinanderliegend) durchgriffen, die spalt­ seitig an zapfenförmigen Ansätzen 29 des nachgiebigen Endab­ schnitts 24 der beweglichen Stromführungswand 13 angreifen. Die Längsachsen 30 dieser Verstellspindeln 28 nehmen mit der Stoff­ strömungsrichtung (Pfeil 16) einen spitzen Winkel α ein. Die Verstellspindeln 28 durchdringen daher den Hohlkastenträger 20 des Stoffauflaufs 10 und sind außerhalb des Trägers mit einem Verstellgetriebe 31 mit Schrittmotor 32 versehen. Mit diesen Verstellspindeln 28 kann, unabhängig von der Grobeinstellung der beweglichen Stromführungswand 13 mit den Hubeinrichtungen 21, eine Justierung des Abstandes zwischen dem spaltseitigen Ende des nachgiebigen Endabschnitts 24 und der gegenüberliegen­ den starren Stromführungswand 11 vorgenommen werden. Dabei wird der nachgiebige Endabschnitt 24 elastisch verformt, um die ge­ wünschte Parallelität am Spalt 15 zu erzielen.

Der nachgiebige Endabschnitt 24 ist endseitig mit einer Stütz­ fläche 33 für eine sich über die Maschinenbreite erstreckende Blende 34 versehen, welche am Spalt 15 über die bewegliche Stromführungswand 13 ragt. Dabei liegt die Blende 34 in einer etwa rechtwinklig (Winkel β) zur Strömungsrichtung (Pfeil 16) verlaufenden Ebene. An der Blende 34 greifen eine Vielzahl von über die Maschinenbreite in gleichem gegenseitigem Abstand ver­ teilte Verstellspindeln 35 an. Deren Längsachsen 36 liegen in oder mit geringem Abstand parallel zur Ebene der Blende 34. Die Verstellspindeln 35 sind frontseitig am Hohlkastenträger 20 und am Biegeträger 22 entlang nach oben geführt und dort mit Ver­ stellgetriebe 37 und Schrittmotor 38 versehen. Die Verstell­ spindeln 35 haben den Zweck, durch örtliches Verschieben der Blende 34 entlang der Stützfläche 33, also durch Verformen der Blende, die Weite des Stoffaustrittsspaltes 15 feinzujustieren. Da der nachgiebige Endabschnitt 24 am Spalt 15 bereits eine mit den Verstellspindeln 28 erzielte Parallelität hoher Güte auf­ weist, muß die Blende 34 lediglich in sehr geringem Maße ver­ stellt werden. Der Vorsprung der Blende 34 über die kanalseiti­ ge Fläche des nachgiebigen Endabschnitts 24 ist daher über die Maschinenbreite weitgehend konstant.

Damit die Blende 34 nicht von der Stützfläche 33 abhebt, ist ein entlang der Blende verlaufender, expandierbarer Druck­ schlauch 39 vorgesehen. Dieser ist in einer Reihe von Widerla­ gern 40 (in der Zeichnung hintereinanderliegend) abgestützt, welche mit der starren Verlängerung 26 der beweglichen Strom­ führungswand 13 verschraubt sind.

Der Teilungsabstand der beiden Reihen Verstellspindeln 28 und Verstellspindeln 35 kann beispielsweise 70 mm betragen. Weil aber an die Justierung der Blende 34 im Vergleich zum nachgie­ bigen Wandabschnitt 24 besonders hohe Anforderungen gestellt werden, können die am Wandabschnitt angreifenden Verstellspin­ deln 28 größere gegenseitige Abstände haben als die Verstell­ spindeln 35 der Blende, beispielsweise deren doppelten Tei­ lungsabstand. Aufgrund des motorischen Antriebs der Verstell­ spindeln 28 und 35 kann die Justierung sowohl des nachgiebigen Endabschnitts 24 der beweglichen Stromführungswand 13 als auch der Blende 34 automatisiert über ein Prozeßleitsystem der mit diesem Stoffauflauf 10 ausgestatteten Papiermaschine erfolgen.

Claims (3)

1. Stoffauflauf (10) für eine Papiermaschine od.dgl. mit den folgenden Merkmalen:

• a) ein düsenartiger, maschinenbreiter Stoffkanal (14), der einen maschinenbreiten Stoffaustrittsspalt (15) bildet, ist begrenzt durch eine vorzugsweise starre, maschinen­ breite Stromführungswand (11) und durch eine gegenüber­ liegende bewegliche, ebenfalls maschinenbreite Strom­ führungswand (13),
• b) die bewegliche Stromführungswand (13) hat am Stoffaus­ trittsspalt (15) eine verstellbare, sich über die Ma­ schinenbreite erstreckende Blende (34),
• c) zur Grobeinstellung der lichten Weite des Austrittsspal­ tes (15) sind an der beweglichen Stromführungswand (13) wenigstens zwei Hubeinrichtungen (21) angelenkt, die sich am feststehenden Stoffauflaufgehäuse (12) abstützen,
• d) zur Feinjustierung der lichten Weite des Austrittsspal­ tes (15) greifen an der Blende (34) zahlreiche über die Maschinenbreite verteilt angeordnete Verstellspindeln (35) an,

gekennzeichnet durch die Merkmale:

• e) der im Bereich des Stoffaustrittsspaltes (15) befind­ liche vordere Endabschnitt (24) der beweglichen Strom­ führungswand (13) ist relativ zum übrigen Teil der be­ weglichen Stromführungswand nachgiebig ausgebildet,
• f) am nachgiebigen Endabschnitt (24) der beweglichen Strom­ führungswand (13) greifen unmittelbar vor dem Stoffaus­ trittsspalt (15) zahlreiche über die Maschinenbreite ver­ teilte Verstellspindeln (28) an,
• g) die Achsen (30) dieser Verstellspindeln (28) schließen mit der Stoffströmungsrichtung (Pfeil 16) einen spitzen Winkel (α) ein,
• h) die Blende (34) liegt in einer wenigstens annähernd rechtwinklig (Winkel β) zur Stoffströmungsrichtung (Pfeil 16) verlaufenden Ebene,
• i) die Achsen (36) der an der Blende (34) angreifenden Ver­ stellspindeln (35) liegen wenigstens annähernd in dieser Ebene.

2. Stoffauflauf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstände der an der beweglichen Stromführungswand (24) an­ greifenden Verstellspindeln (28) einen über die Maschinen­ breite größeren gegenseitigen abstand haben als die Verstell­ spindeln (35) der Blende (34).