DE3710735C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Stoffauflauf für eine Papierma­ schine od. dgl. gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Ein solcher Stoffauflauf zur Abgabe eines maschinenbreiten Strahles einer Stoffsuspension ist durch EP-A 01 46 483 be­ kannt. Dort ist die obere Stromführungswand mit der genannten Einrichtung zur Einstellung des Flächengewichts-Querprofils aus­ gestattet. Diese weist am spaltseitigen Ende des Stoffkanals eine an der freien Stirnseite der Stromführungswand angeordnete Blende in Form einer maschinenbreiten, zur Wand hin ebenen Leiste auf. Die Blende ist mit Hilfe zahlreicher über die Maschi­ nenbreite verteilt angeordneter Verstellelemente quer zum Stoff­ austrittsspalt entlang der Stirnseite der oberen Stromführungs­ wand verschiebbar geführt. Sie erstreckt sich unter einem rela­ tiv steilen Winkel zur Ebene der Stromführungswand und taucht, eine unstetige Querschnittsverringerung des Stoffkanals verur­ sachend, mehrere Millimeter tief in den Stoffstrom ein. Dabei begrenzt die von der oberen Stromführungswand abgewandte freie Kante der Blende im Zusammenwirken mit der unteren Stromfüh­ rungswand die lichte Weite des Stoffaustrittsspaltes.

Die Blende hat wegen gewisser Vorzüge als Element von Einrich­ tungen zur Einstellung des Flächengewichts-Querprofils weite Verbreitung gefunden. Bei dieser bekannten Ausführungsform wir­ ken sich jedoch Beschädigungen und Verschmutzungen der stoffbe­ rührten Flächen der Blende außerordentlich nachteilig auf die angestrebte Gleichförmigkeit des Querprofils aus. Eine Beschädi­ gung der spaltseitigen Blendenkante führt daher zu einer lokalen Querprofilstörung mit Streifenbildung in der Bahn. Anhaftungen von Faserzusammenballungen an der stoffberührten Blendenfläche rufen ferner Störungen im Stoffstrahl hervor, die sich gleich­ falls als Querprofilabweichungen auswirken. Es ist auch beobach­ tet worden, daß sich Feinstoffteilchen auf der nicht vom Stoff berührten Seite der Blende ablagern. Diese Teilchen sind im Sprühnebel enthalten, der bei der Entwässerung der Stoffsuspen­ sion in einer auf den Stoffauflauf folgenden Siebpartie auf­ tritt. Wenn Anbackungen der Feinstoffteilchen die Stoffstrahl­ oberfläche berühren, hat dies ebenfalls Querprofilstörungen zur Folge.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Selbstrei­ nigung des spaltbegrenzenden Teiles der Einrichtung zur Einstel­ lung des Flächengewichts-Querprofils zu erzielen. Außerdem sol­ len Auswirkungen mechanischer Verletzungen dieses Teiles verrin­ gert werden.

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

Die Lösung ist insofern vorteilhaft, als die Rotation des Stabes ein Anhaften von Fasern oder Feinstoffteilchen weitgehend ver­ hindert bzw. bewirkt, das anhaftende Teilchen oder Fasern so­ gleich vom Lager des Stabes abgestreift werden. Es wird somit auf einfache Weise die Oberfläche des die lichte Spaltweite be­ stimmenden Teiles der Einrichtung stets frei von Ablagerungen gehalten. Eine Verletzung der Oberfläche des Stabes, z.B. eine durch einen Schlag mit einem Werkzeug verursachte Kerbe, wirkt sich nicht ständig, sondern im Ablauf einer Umdrehung des Stabes nur kurzzeitig aus. Die hierdurch hervorgerufene Störung im Querprofil der fertigen Bahn hat daher z.B. beim Aufwickeln der Bahn auf eine Rolle nur eine stark verringerte schädliche Aus­ wirkung. Bei einer Verstellung der erfindungsgemäßen Einrichtung zur Einstellung des Flächengewichts-Querprofils tritt in vor­ teilhafter Weise keine Veränderung der Kontraktion des Stoff­ stromes im unmittelbaren Bereich des Stoffaustrittsspaltes auf, da die Eintauchtiefe des Stabes in den Stoffstrom konstant und unabhängig von der Einstellung der lichten Weite des Austritts­ spaltes ist. Damit wird bei einer Spaltweitenverstellung auch keine Veränderung in der Formation der erzeugten Bahn verursacht wie beim bekannten, eine Blende aufweisenden Entwicklungsstand.

Es ist zwar beispielsweise aus DE-PS 8 41 544 oder DE-OS 32 36 991 bekannt, bei einer Streicheinrichtung einen in einem maschinenbreiten Lager drehbar gelagerten Stab kreisförmigen Querschnitts gegen eine Warenbahn zu drücken, um auf diese mit Überschuß aufgetragene Streichfarbe zur Erzielung einer gleichmäßigen Beschichtung ab­ zustreifen. Somit liegt dieser Anwendung im Vergleich zum Erfin­ dungsgegenstand ein anderer Zweck zugrunde.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteran­ sprüchen gekennzeichnet.

Durch die im Patentanspruch 2 angegebene Maßnahme kann einer­ seits eine sichere Führung des Stabes im Lager erzielt werden; andererseits wird die Montage oder ein Austausch des Stabes da­ durch erleichtert sowie beschleunigt, daß das Lager elastisch aufweitbar ist und der Stab in radialer Richtung aus dem Lager herausgezogen oder in dieses hineingedrückt werden kann. Ein hierfür geeignetes Lager, das aus einem elastischen Kunststoff besteht, ist bekannt aus DE-OS 32 36 991.

Mit der Ausgestaltung der Erfindung gemäß Anspruch 3 wird auf einfache Weise eine funktionssichere Schmierung des Lagers er­ zielt. Gleichzeitig werden in das Lager eingedrungene Stoffteil­ chen durch das Schmiermedium verdrängt, so daß eine Blockierung des Lagers nicht auftreten kann. Ein Lager mit einer Spülwasserversorgung ist bekannt aus Fig. 7 der DE-OS 36 20 374.

Durch die im Anspruch 4 angegebene und an sich aus der vorgenannten Druckschrift bekannte Maßnahme wird der Verfor­ mungswiderstand des Stabes im Vergleich zu einem werkstoff­ gleichen Massivstab gleicher Abmessung herabgesetzt, den dieser dem Angriff der Verstellelemente bei einer Biegung quer zum Stoffaustrittsspalt entgegensetzt.

Mit der Weiterbildung der Erfindung, wonach der Stab in an sich bekannter Weise Rillen aufweist (Anspruch 5) wird neben dem Effekt der Selbstreinigung des Stabes auch auf einfache Wei­ se eine Mikroturbulenz der Stoffsuspension im Stoffaustritts­ spalt erzielt, welche geeignet ist, die Formation in ähnlicher Weise zu beeinflussen wie bei einer bekannten gezahnten Blende.

Die in den Ansprüchen 6 und 7 beschriebenen Ausgestaltungen der Erfindung geben zweckmäßige Beispiele für die Anordnung des La­ gers mit Stab an der beweglichen Strombegrenzungswand wieder, um entweder durch Verschieben des Lagers relativ zur Strombegren­ zungswand oder durch Verformen eines Wandabschnitts mit daran fest angeordnetem Lager Einfluß auf die lichte Weite des Stoff­ austrittsspaltes zu nehmen.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 einen Querschnitt durch den stoffkanalseitigen Bereich eines Stoffauflaufs mit einer Einrichtung zur Einstellung des Flächengewichts-Querprofils, welche am Stoffaustrittsspalt einen rotierenden Stab mit Kreisquerschnitt aufweist, als erstes Ausführungsbeispiel,

Fig. 2 den spaltseitigen Bereich der Einrichtung nach Fig. 1 in größerem Maßstab,

Fig. 3 einen Querschnitt eines stoffkanalseitigen Be­ reichs eines Stoffauflaufs mit einer abweichend gestalteten Einrichtung zur Querprofil-Einstel­ lung, als zweites Ausführungsbeispiel,

Fig. 4 einen Abschnitt eines vergrößert dargestellten, Ringnuten aufweisenden Stabes der Einrichtung und

Fig. 5 einen Abschnitt eines derartigen Stabes mit einer Wendelnut.

Ein in Fig. 1 mit 10 bezeichneter Stoffauflauf für eine Papier­ maschine weist eine untere, feststehende Stromführungswand 11 auf, die sich über die Maschinenbreite (senkrecht zur Zeich­ nungsebene) erstreckt. Der Wand 11 ist gegenüberliegend eine zweite, maschinenbreite Stromführungswand 12 zugeordnet, die um ein parallel zur Wand 11 verlaufendes Schwenklager 13 bewegbar ist. Die beiden Stromführungswände 11 und 12 begrenzen einen düsenartigen, maschinenbreiten Stoffkanal 14, der endseitig in einen maschinenbreiten Stoffaustrittsspalt 15 übergeht. Der Stoffauflauf 10 hat den Zweck, eine mit konstantem Volumenstrom und konstantem Feststoffgehalt zugeführte Stoffsuspension 16 im Stoffkanal 14 in Strömungsrichtung (Pfeil 17) zu beschleunigen und in Form eines maschinenbreiten Stoffstrahles 18 aus dem Aus­ trittsspalt 15 auf ein nicht dargestelltes Entwässerungssieb einer Papiermaschine abzugeben.

Die lichte Weite des Stoffaustrittsspaltes 15 ist durch Schwen­ ken der beweglichen Stromführungswand 12 um das Schwenklager 13 einstellbar. Eine hierzu erforderliche Einstelleinrichtung ist durch DE-OS 35 35 849 bekannt. Außerdem ist die bewegliche Stromführungswand 12 am Stoffaustrittsspalt 15 mit einer Ein­ richtung 19 zur Einstellung des Flächengewichts-Querprofils der in der Papiermaschine erzeugten Papierbahn ausgestattet (Fig. 1 und 2). Die Einrichtung 19 weist als Bauteil einen sich über die Maschinenbreite erstreckenden Stab 20 kreisförmigen Quer­ schnitts auf. Der massiv ausgebildete, aus nicht rostendem Stahl bestehende Stab 20 ist in einem maschinenbreiten Lager 21 dreh­ bar gelagert. Das aus einem elastischen Kunststoff, vorzugsweise Polyurethan (PUR), bestehende Lager 21 umgreift den Stab 20 ent­ lang annähernd 2/3 seines Umfangs. Mit dem freien Teil seines Umfangs begrenzt der Stab 20 den Stoffaustrittsspalt 15 des Stoffkanals 14 und beeinflußt daher Form und Querschnitt des Stoffstrahles 18.

Der vorzugsweise 10 bis 20 mm Durchmesser aufweisende Stab 20 ist, wie in Fig. 2 mit dem Symbol 22 angedeutet, mit einem nicht dargestellten Antrieb, z.B. in Form eines Elektromotores, ver­ bunden, der mit einer Gelenkwelle am Stab angreift. Die bevor­ zugte Drehrichtung des Stabes 20 stimmt im dargestellten Quer­ schnitt mit dem Uhrzeigerdrehsinn (Pfeil 23 in Fig. 2) überein und ist somit der Fließrichtung der Stoffsuspension 16 im Stoff­ austrittsspalt 15 entgegengerichtet. Durch die gegenläufigen Bewegungsrichtungen von freiem Stabumfang und Fließrichtung der Suspension wird eine relativ glatte Oberseite des Stoffstrahles 18 beim Austritt aus dem Stoffaustrittsspalt 15 erzielt. Unter Umständen kann es auch zweckmäßig sein, den Stab 20 in Gegenuhr­ zeigersinn anzutreiben, wie dies durch Pfeil 24 in Fig. 2 ange­ deutet ist. Während die Fließgeschwindigkeit der Stoffsuspension im Bereich des Stoffaustrittsspaltes 15 etwa 1000 m pro Minute betragen kann, ist die Umfangsgeschwindigkeit des Stabes, der beispielsweise mit einer Drehzahl zwischen 10 und 100 Umdrehungen pro Minute angetrieben werden kann, relativ gering.

Das den Stab 20 aufnehmende Lager 21 ist auf nicht dargestellte Weise an eine Spülwasserversorgung angeschlossen. Für den Trans­ port des Spülwassers weist das maschinenbreite Lager 21 einen längslaufenden Kanal 25 auf, von dem über die Maschinenbreite verteilt Leitungen 26 abzweigen, die in entlang dem Stab 20 ver­ laufende und gegen diesen offene Taschen 27 einmünden. Die den Stab 20 umhüllende Lagerfläche 28 des Lagers 21 ist somit zwei­ fach durch die Taschen 27 unterbrochen. Das den Taschen 27 unter Druck zugeführte Spülwasser benetzt zum einen die Lagerfläche 28, zum anderen verdrängt sie zwischen Stab 20 und Lagerfläche eingedrungene Fasern und Feinteilchen der Stoffsuspension 16.

Der Werkstoff des Lagers 21 ist in seiner Härte so abgestimmt, daß er einerseits eine schwingungsfreie Führung des Stabes 20 gewährleistet; andererseits erlaubt der Werkstoff des Lagers 21 eine solche Verformung, wie sie beim Herausziehen oder Hinein­ drücken des Stabes 20 quer zu seiner Längserstreckung in die Lagerfläche 28 auftritt.

Das im vorliegenden Ausführungsbeispiel im wesentlichen quadra­ tischen Querschnitt aufweisende Lager 21 ist entlang seiner vom Stab 20 abgewandten Seiten von einer maschinenbreiten, im Quer­ schnitt U-förmigen Halteleiste 29 umgriffen. Eine Rastverbindung 30 stellt den sicheren Sitz des Lagers 21 in der Halteleiste 29 sicher. Diese stützt sich mit einer Seitenfläche 31 gegen eine steil zum Stoffkanal 14 verlaufende Stirnseite 32 der bewegli­ chen Stromführungswand 12 ab. Die Halteleiste 29 ist mit seiner gegenüberliegenden Seitenfläche 33 von einem parallel zur Stirn­ seite 32 der Stromführungswand 12 verlaufenden Schenkel 34 einer maschinenbreiten Führungsschiene 35 umgriffen. Diese erstreckt sich mit ihrem anderen Schenkel 36 auf der vom Stoffaustritts­ spalt 15 abgewandten Seite der Halteleiste 29 gegen die Stirn­ seite 32 der Stromführungswand 12, wo die Führungsschiene 35 befestigt ist. Die Führungsschiene 35 bildet in Verbindung mit der beweglichen Stromführungswand 12 eine Nut 37, in welcher die Halteleiste 29 mit Lager 21 und Stab 20 in parallel zur Stirn­ seite 32 der Wand verlaufender Richtung quer zum Stoffaustritts­ spalt 15 verschiebbar geführt ist. Hierzu ist die Halteleiste 29 mit zahlreichen über die Maschinenbreite in gleichmäßiger Tei­ lung von beispielsweise 150 mm angeordneten Verstellelementen 38 verbunden, welche den Schenkel 36 der Führungsschiene 35 durch­ greifen. Diese Verstellelemente 38 stützen sich mit ihrem in der Zeichnung nicht wiedergegebenen, anderen Endabschnitt mit Ab­ stand zum Stoffkanal 14 an der beweglichen Stromführungswand 12 ab, wo sie mit entsprechenden Einrichtungen zur Erzeugung einer Bewegung entsprechend dem Doppelpfeil 39 in Fig. 1 ausgestattet sind. (Derartige Antriebseinrichtungen für die Verstellelemente 38 und deren Anordnung an der beweglichen Stromführungswand 12 sind aus der eingangs erwähnten Ep-A-01 46 483 bekannt.)

Die lichte Weite des Stoffaustrittsspaltes 15 ist, wie bereits vorausgehend erwähnt, durch Schwenken der Stromführungswand 12 voreinstellbar. Die Feineinstellung der Spaltweite wird dagegen mit der Einrichtung 19 zur Einstellung des Flächengewichts-Quer­ profils vorgenommen. Hierzu wird in Abhängigkeit von an der er­ zeugten Papierbahn abgenommenen Meßwerten mittels des entspre­ chenden Verstellelements 38 die Halteleiste 29 im zugeordneten Bereich entlang der Stirnseite 32 der Stromführungswand 12 ver­ schoben und der Stab 20 mehr oder weniger weit relativ zur fest­ stehenden Stromführungswand 11 bewegt. Diese Einstellung erfolgt in der Praxis in von Verstellelement zu Verstellelement unter­ schiedlichem Maß. Dabei erleidet die Halteleiste 29 quer zum Stoffaustrittsspalt 15 eine über die Maschinenbreite unter­ schiedliche Verformung. Um die Verformungskräfte zu verringern, kann die Halteleiste 29 im Bereich zwischen zwei benachbarten Verstellelementen 38 in ihrer quer zum Stoffaustrittsspalt 15 verlaufenden Ausdehnung verringert werden. Die Verformung der Halteleiste 29 wird auf das Lager 21 sowie den Stab 20 übertra­ gen, so daß dieser weitgehend die gleiche Verformung annimmt und die lichte Weite des Stoffaustrittsspaltes 15 im gewünschten Maß korrigiert.

Bei dem in Fig. 3 dargestellten zweiten Ausführungsbeispiel eines Stoffauflaufs 40 hat die bewegliche Stromführungswand 41 einen sich gegen den Stoffaustrittsspalt 42 erstreckenden, elastisch nachgiebigen Endabschnitt 43. Dieser ist am Stoffaus­ trittsspalt 42 mit einer Einrichtung 44 zur Einstellung des Flächengewichts-Querprofils ausgestattet. Prinzipiell entspricht diese Einrichtung 44 derjenigen nach dem ersten Ausführungsbei­ spiel. Der Endabschnitt 43 der Stromführungswand 41 ist spalt­ seitig mit einer gegen die feststehende Stromführungswand 45 offenen Nut 46 versehen. In dieser sitzt formschlüssig ein elastisches Lager 47 mit einem den Stoffaustrittsspalt 42 be­ grenzenden, angetriebenen Stab 48 in Form eines Rohres. An der spaltabgewandten Seite des Endabschnitts 43 der Wand 41 greifen im Bereich des Lagers 47 über die Maschinenbreite verteilt an­ geordnete Verstellelemente 49 an. Bei dieser Ausführungsform wird eine Feineinstellung der lichten Weite des Stoffaustritts­ spaltes 42 durch eine Verformung des nachgiebigen Endabschnitts 43 der beweglichen Stromführungswand 41 mit den Verstellelemen­ ten 49 vorgenommen und über das Lager 47 auf den Stab 48 über­ tragen. Dieser läßt sich wegen seiner Ausbildung als Rohr mit geringeren Kräften verformen als der Stab 20 nach dem ersten Ausführungsbeispiel.

Der Stab 20 (Fig. 1 und 2) oder 48 (Fig. 3) hat eine glatte Umfangsfläche. Zur Erzeugung einer Mikroturbulenz im Stoffstrahl 18 kann der Stab auch umfangsseitig profiliert sein. Beispiels­ weise können in einem Stab 50 Ringnuten 51 dreieckförmigen Quer­ schnitts in gewissem gegenseitigen Abstand eingearbeitet sein (Fig. 4). Eine davon abweichende Gestaltung kann darin beste­ hen, daß ein Stab 60 umfangsseitig mit einer im Querschnitt halbkreisförmigen Wendelnut 61 entsprechender Steigung versehen ist (Fig. 5).

Abweichend von den bisher beschriebenen Ausführungsbeispielen kann unter Berücksichtigung des im Bereich des Stoffauflaufs zur Verfügung stehenden Raumes jede der beiden, den Stoffkanal be­ grenzenden Stromführungswände mit einer Einrichtung zur Einstel­ lung des Flächengewichts-Querprofils ausgestattet sein, welche zur Begrenzung des Stoffaustrittsspaltes jeweils einen drehbar gelagerten Stab aufweist

Claims (8)

1. Stoffauflauf für eine Papiermaschine od. dgl., mit den fol­ genden Merkmalen:

• a) ein düsenartiger, maschinenbreiter Stoffkanal, der einen maschinenbreiten Stoffaustrittsspalt zur Abgabe eines Stoffstrahles bildet, ist durch zwei gegenüberliegende, maschinenbreite Stromführungswände begrenzt,
• b) wenigstens eine Stromführungswand ist am Stoffaustritts­ spalt mit einer Einrichtung zur Einstellung des Flächen­ gewichts-Querprofils der in der Maschine erzeugten Bahn ausgestattet, wobei über die Ma­ schinenbreite verteilt angeordnete Verstellelemente vorgesehen sind, welche an einem in den Stoffstrom ragenden Bauteil we­ nigstens mittelbar angreifen, das die lichte Weite des Stoffaustrittsspalts verändert,

gekennzeichnet durch die weiteren Merkmale:

• c) die Einrichtung (19) zur Einstellung des Flächengewichts-Querprofils weist als in den Stoffstrom ragendes Bauteil einen sich über die Maschinenbreite erstreckenden Stab (20) kreisförmi­ gen Querschnitts auf,
• d) der Stab (20) ist in einem quer zum Stoffaustrittsspalt (15) verstellbaren, maschinenbreiten Lager (21) drehbar gelagert und mit einem Antrieb verbunden,
• e) der Stab (20) begrenzt mit einem Teil seines Umfangs den Stoffaustrittsspalt (15).

2. Stoffauflauf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stab (20) entlang annähernd 2/3 seines Umfangs von dem aus einem elastischen Kunststoff bestehenden Lager (21) um­ griffen ist.

3. Stoffauflauf nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Lager (21) wassergeschmiert ist und wenigstens eine zum Stab (20) hin offene Tasche (27) aufweist, welche an eine Spülwasserversorgung angeschlossen ist.

4. Stoffauflauf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stab (48) als Rohr ausgebildet ist.

5. Stoffauflauf nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Stab (50; 60) umfangsseitig kreisring- oder wendel­ förmig gerillt ist.

6. Stoffauflauf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Lager (21), an dem die Verstellelemente (38) wenigstens mittelbar angreifen, an der Stromführungswand (12) ver­ schiebbar angeordnet ist.

7. Stoffauflauf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Lager (47) an einem elastisch nachgiebigen Endabschnitt (43) der Stromführungswand (41), an dem die Verstellelemente (49) angreifen, befestigt ist.