DE3728387A1 - Expandierkoerper - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Expandierkörper, der sich quer über die Breite einer Maschine (z. B. einer Papierherstel­ lungs- oder Verarbeitungsmaschine oder einer ähnlichen Ma­ schine) erstreckt und dort zur Positionsänderung einer Leiste, einer Blende oder eines ähnlichen Maschinenelementes dient. Die Wände des Expandierkörpers sind hierzu aus einem elastischen Werkstoff gebildet; sie begrenzen einen Innenraum, der durch ein Druckmittel beaufschlagbar ist, so daß sich wenigstens ein Teil der Wände ausdehnt.

Ein derartiger Expandierkörper wurde in der noch nicht veröf­ fentlichten Patentanmeldung P 37 10 058.0-27 vorgeschlagen. Er ist am Auslaufspalt eines Stoffauflaufes angeordnet und trägt eine blendenartige Leiste, die zwecks Veränderung der lichten Weite des Austrittsspaltes quer zur Stoffströmung verschiebbar ist. Dies erfolgt dadurch, daß der Innenraum des Expandierkör­ pers durch ein Druckmedium mit veränderbarem Druck beaufschlag­ bar ist. In einem Querschnitt gesehen hat der Expandierkörper vier Wände, die den Innenraum begrenzen. Zwei einander gegen­ überliegende Wände erstrecken sich in der Bewegungsrichtung der Blende parallel zueinander, sie dehnen sich unter dem variier­ baren Innendruck mehr oder weniger aus. Dabei ist ungünstig, daß für diese beiden Wände zwei zueinander parallele und den Expandierkörper stützende Gleitflächen vorgesehen werden müssen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den vorgeschlagenen Expandierkörper dahingehend weiter auszugestalten, daß er viel­ seitiger als bisher anwendbar ist, ohne daß zur Abstützung des Expandierkörpers zwei zueinander parallele Gleitflächen vorge­ sehen werden müssen.

Diese Aufgabe wird durch den kennzeichnenden Teil des An­ spruches 1 gelöst. Dieser besagt mit anderen Worten: Der vor­ zugsweise kastenförmige Expandierkörper hat, im Querschnitt gesehen, eine hoch-dehnbare Wand, während die Dehnbarkeit zu­ mindest eines Teiles der übrigen Wände verhältnismäßig gering ist, so daß weniger Wände als bisher von außen durch ein metal­ lisches Bauelement gestützt oder geführt werden müssen. Das Fehlen einer äußeren Abstützung kann man z. B. dadurch kompen­ sieren, daß im Betrieb auf beiden Seiten der betreffenden Wand nur relativ geringe Druckunterschiede bestehen. Oder ein von außen nicht gestützter und verhältnismäßig wenig dehnbarer Wandbereich wird beispielsweise durch eine Bewehrung verstärkt. Er kann hierdurch als ein selbsttragendes Bauelement eingesetzt werden, ohne daß es einer metallischen Stütz- oder Führungs­ fläche bedarf.

Zur Erzeugung einer bestimmten und möglichst genau reproduzier­ baren Positionsänderung des betreffenden Bauteils, z. B. des an den Expandierkörper gekoppelten Maschinenelements, wird gemäß einem wichtigen Teilgedanken der Erfindung (Anspruch 2) folgen­ des vorgesehen: Die hoch-dehnbare Wand ist einerseits an eine von außen abgestützte Wand und andererseits - vorzugsweise un­ gefähr rechtwinklig - an eine bewegliche, vorzugsweise schwenk­ bare Wand angeschlossen. Diese bewegliche Wand kann selbst das genannte Bauteil sein, dessen Position bestimmt oder verändert werden soll. An diese vorzugsweise schwenkbare Wand kann aber auch ein anderes zu verstellendes Maschinenelement (Leiste, Blende od. dgl.) gekoppelt sein.

Die in den weiteren Unteransprüchen beschriebenen vorteilhaften Ausgestaltungen und Anwendungen des erfindungsgemäßen Expan­ dierkörpers sowie Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung beschrieben.

Die Fig. 1 zeigt die Anwendung eines erfindungsgemäßen Expan­ dierkörpers in einem Papiermaschinen-Stoffauflauf.

Die Fig. 2 zeigt den Expandierkörper der Fig. 1 in vergrößer­ tem Maßstab, in einem Querschnitt.

Die Fig. 3 zeigt einen Teillängsschnitt nach Linie III der Fig. 2.

Die Fig. 4 zeigt eine Einzelheit einer gegenüber Fig. 1 abge­ wandelten Bauform.

Die Fig. 5 zeigt die Anwendung eines erfindungsgemäßen Expan­ dierkörpers in einer stationären Stützvorrichtung für ein Pa­ piermaschinen-Siebband, dargestellt im Querschnitt.

Die Fig. 6 zeigt einen verkleinerten Teillängsschnitt entlang der Linie VI der Fig. 5.

Die Fig. 7 zeigt einen Längsschnitt durch ein gegenüber den Fig. 5 und 6 abgewandeltes Ausführungsbeispiel.

Die Fig. 1 zeigt den Bereich um die Auslaufdüse eines Stoff­ auflaufes, der insgesamt mit 10 bezeichnet ist. Er hat eine starre, ungefähr waagerecht verlaufende untere Stromführungs­ wand 11 und eine obere bewegliche Stromführungswand 12. Diese beiden maschinenbreiten und zueinander konvergierenden Strom­ führungswände 11 und 12 begrenzen einen maschinenbreiten, dü­ senartigen Auslaufkanal 14 für eine Fasersuspension, die als maschinenbreiter Stoffstrom (Fließrichtung 15) durch den Aus­ trittsspalt 16 in bekannter Weise auf ein Papiermaschinen-Sieb­ band strömt, um dort eine Papierbahn zu bilden. Die obere, be­ wegliche und durch einen kastenförmigen Träger 17 versteifte Stromführungswand 12 ist mittels eines Gelenkes 18 am Gehäuse 19 des Stoffauflaufes 10 schwenkbar gelagert. Der Träger 17 ist außerdem über eine Hubeinrichtung (Spindel 21 und Getriebe 20) mit dem Gehäuse 19 verbunden. Mit Hilfe dieser Hubeinrichung kann die lichte Weite des Austrittsspaltes 16 grob eingestellt werden.

Das stromabwärtige Endstück 22 der oberen, beweglichen Strom­ führungswand 12 ist ein kastenförmiger Expandierkörper, der sich entlang dem Austrittsspalt 16 quer über die ganze Maschi­ nenbreite erstreckt. Er ist mittels einer Spannleiste 23 in eine entsprechende Ausnehmung, die gemeinsam von der Stromfüh­ rungswand und dem Träger 17 begrenzt ist, eingespannt. Der aus einem hochelastischen Werkstoff, z. B. Kunststoff, hergestellte Expandierkörper hat, im Querschnitt gemäß Fig. 2 gesehen, die Form eines hohlen Balkens mit einer oberen Wand 24, einer hin­ teren Wand 25, einer unteren Wand 26 und einer vorderen Wand 27. Mit den Wänden 24 und 25 ruht der Expandierkörper 22 an den schon erwähnten Teilen 12 und 17. Ein Vorsprung 24 a ermöglicht die sichere Befestigung mittels der genannten Spannleiste 23. Die untere Wand 26 bildet eine kontinuierliche Verlängerung der Stromführungswand 12. Die hierzu quer angeordnete, d. h. von oben nach unten verlaufende Vorderwand 27 hat eine höhere Dehn­ barkeit als die übrigen Wände 24 bis 26 oder zumindest als die schwenkbare untere Wand 26. Diese höhere Dehnbarkeit kann er­ zielt werden durch eine höhere Elastizität und/oder durch eine gegenüber den anderen Wänden verringerte Wanddicke. Die höhere Elastizität der Vorderwand 27 kann beispielsweise dadurch ge­ wonnen werden, daß man die anderen Wände 24, 25 und 26 mittels einer Armierung (symbolisch dargestellt durch eine Wellenlinie 28) versteift und in der Vorderwand 27 eine derartige Armierung wegläßt. Es kann aber auch ausreichen, nur die hintere Wand 25 und die untere Wand 26 (z. B. mittels einer Armierung) weniger dehnbar als die übrigen Wände 24 und 27 zu machen; d. h. in der oberen Wand 24 (die von allen Seiten her fest eingespannt ist) könnte die Armierung 28 weggelassen werden. Die hintere Wand 25 muß besonders steif (d. h. wenig dehnbar) sein, damit sich an der Stoßstelle zwischen den Wänden 12 und 26 kein Absatz bildet.

Während des Betriebes ist der Innenraum 29 dauernd mit einem Druckmedium, z. B. Wasser, gefüllt. Durch Variieren des Druckes längt sich die Vorderwand 27 mehr oder weniger, so daß sich der stromabwärtige Teil der unteren Wand 26 mehr oder weniger nach unten neigt, z. B. in eine Position, die in Fig. 2 mit strich­ punktieren Linien angedeutet ist. Hierdurch kann die lichte Weite des Austrittsspaltes 16 sehr feinfühlig verändert werden.

Wie aus Fig. 3 ersichtlich ist, hat der Expandierkörper eine Vielzahl von Querwänden 30, durch die der Innenraum in mehrere Teilräume 29 a, 29 b, 29 c, ... unterteilt ist. In jeden dieser Teilräume mündet eine eigene Druckflüssigkeits-Zuführleitung 31 a, 31 b, ... mit je einem Steuerventil 32 (wie in Fig. 1 symbolisch dargestellt). Somit kann die lichte Weite des Aus­ trittsspaltes durch Einstellen unterschiedlicher Drücke in den Teilräumen 29 a, 29 b, ... an einigen Stellen über die Maschinen­ breite mehr und an anderen Stellen weniger verringert werden. Dies wird als "örtliche Feinjustierung" bezeichnet.

Gemäß den Fig. 1 und 2 verläuft die von der Strömung berühr­ te Außenseite der unteren Wand 26 im wesentlichen eben bis zu dem lippenartigen Ende 26 a. Abweichend hiervon kann gemäß Fig. 4 am stromabwärtigen Ende der unteren Wand 26 eine blendenarti­ ge Leiste 26 b angeformt sein. Bekannte Stoffaufläufe haben eine relativ zur Stromführungswand verschiebbare Blende, um den so­ genannten Blenden-Vorstand h (Fig. 4) variieren zu können. Hierzu sind bekanntlich eine große Zahl von Verstell-Spindeln vorhanden, gleichmäßig über die Länge der Blende verteilt. Die­ se dienen zur "örtlichen Feinjustierung" (wobei nur eine oder wenige der Spindeln betätigt wird) oder zu einer gleichmäßigen Veränderung des Blendenvorstandes h über die ganze Maschinen­ breite, wozu alle Spindeln gleichzeitig betätigt werden. Gemäß der Erfindung erfolgt die "örtliche Feinjustierung" wie oben beschrieben ohne Veränderung des Blenden-Vorstandes h. Eine gleichmäßige Veränderung des Blenden-Vorstandes h kann hier dadurch erfolgen, daß der Expandierkörper durch einen anderen mit unterschiedlichem Maß h ausgetauscht wird.

Die Fig. 5 zeigt eine stationäre Stützvorrichtung 40, auch "Foil" genannt, für das umlaufende Entwässerungssiebband 41 einer Papiermaschine (Laufrichtung des Siebbandes mit S be­ zeichnet). Bisherige Ausführungen derartiger Stützvorrichtungen sind beschrieben in der noch nicht veröffentlichten Patentan­ meldung P 36 28 282.0 und in den dort zitierten Veröffent­ lichungen. Das wesentliche Element eines derartigen Foils ist eine sogenannte Kopfleiste 42. Diese hat eine die Unterseite des Siebbandes 41 berührende, schaberähnliche Vorderkante 39 und eine Entwässerungsfläche 38, die mit der Laufrichtung des Siebbandes einen veränderbaren Neigungswinkel a einschließt. Die sich quer zur Sieblaufrichtung über die ganze Maschinen­ breite erstreckende Kopfleiste 42 umfaßt beispielsweise einen Grundkörper 42 a und eine Reihe von darauf befestigten harten Keramikplättchen 42 b (siehe auch Fig. 7).

Die Kopfleiste 42 ruht unter Zwischenschaltung eines Expandier­ körpers 43 auf einer Fußleiste 44. Beide Elemente, der Expan­ dierkörper 43 und die Fußleiste 44 erstrecken sich ebenfalls quer über die gesamte Maschinenbreite. Zur Verbindung der Kopf­ leiste 42 mit dem Expandierkörper 43 und des Expandierkörpers mit der Fußleiste 44 können beispielsweise die dargestellten Klemmleisten 45 bzw. 46 und die dazugehörenden Schrauben dienen.

Der Expandierkörper 43 ist wiederum als ein hohler Balken aus­ gebildet und aus einem elastischen Material geformt, vorzugs­ weise aus einem Kunststoff. Im dargestellten Beispiel hat der Expandierkörper eine obere Wand 50 und eine untere Wand 51, die mittels einer Vorderwand 52, einer Mittelwand 53 und einer Rückwand 54 verbunden sind. Der zwischen Mittelwand 53 und Rückwand 54 befindliche Innenraum 55 ist, wie aus Fig. 6 er­ sichtlich, an seinen beiden Enden nach außen hin offen und durch einen Schlauch 60 ausgekleidet. Der Schlauch 60 ragt an beiden Enden ein kleines Stück weit über den Expandierkörper 53 hinaus und ist dort mittels Klammern 61 bzw. 62 verschlossen. An die eine Klammer 62 ist eine Druckmittelleitung 63 mit einem Steuerventil 64 anschließbar.

Die Rückwand 54 des Expandierkörpers 43 hat eine höhere Dehn­ barkeit (z. B. aufgrund einer geringeren Wanddicke) als die übrigen Wände. Durch Zuführen eines Druckmittels in den Innen­ raum 55, genauer gesagt in das Innere des Schlauches 60, längt sich die Rückwand 54 in Richtung zum Siebband 41 hin. Durch Erhöhen des Flüssigkeitsdruckes kann also der Neigungswinkel a verringert werden. Der Vorteil der beschriebenen Bauweise ge­ genüber den bekannten Konstruktionen, liegt hauptsächlich darin, daß viel weniger Einzelteile als bisher benötigt werden. Zur Verstellung des Neigungswinkels a sind keine mechanisch aufeinander gleitenden Bauelemente erforderlich. Verglichen mit der bekannten Bauart gemäß US-PS 34 97 420 besteht ein wesent­ licher Vorteil darin, daß die vom Siebband berührte oberste Schicht der Kopfleiste wie aus anderen Veröffentlichungen be­ kannt durch eine verschleißfeste Keramik-Plattierung 42 b ge­ bildet werden kann.

Dadurch, daß der Innenraum 55 an seinen Enden nicht durch Quer­ wände verschlossen und statt dessen durch den Schlauch 60 ausge­ kleidet ist, kann die obere Wand 50 (durch eine Druckänderung im Schlauch) über ihre Länge vollkommen gleichmäßig verschwenkt werden (gleicher Schwenkwinkel über die ganze Maschinenbreite).

Eine Veränderung des Neigungswinkels a soll eine möglichst ge­ ringe Höhenverlagerung der Vorderkante 39 zur Folge haben. Des­ halb hat die Vorderwand 52 eine möglichst geringe Dehnbarkeit (z. B. durch Einbau einer steifen Armierung 52 a); die Dehnbar­ keit der Mittelwand 53 wird man vorzugsweise auf einen mittle­ ren Wert (zwischen den Dehnbarkeitswerten der Vorderwand 52 und der Rückwand 54) einstellen.

Die in Fig. 7 dargestellte Bauform weicht von Fig. 5 und 6 durch die folgenden Merkmale ab: Der durch die Rückwand 54 (Fig. 5) begrenzte Innenraum des Expandierkörpers, in Fig. 7 mit 43′ bezeichnet, ist durch mehrere Querwände 70 in Teilräume 55 a, 55 b ... unterteilt, die quer über die Maschinenbreite an­ einandergereiht sind. Ähnlich wie in Fig. 3 ist jeder Teilraum durch einen wählbaren Flüssigkeitsdruck beaufschlagbar. Es wird somit möglich, den Neigungswinkel a in den verschiedenen Zonen auf Werte einzustellen, die geringfügig voneinander abweichen. Es hat sich gezeigt, daß dies möglich ist, dank der Tatsache, daß die oberste Schicht der Kopfleiste 42 aus verhältnismäßig kleinen Keramikstücken 42 b zusammengesetzt ist. Gemäß Fig. 7 ist die Länge jedes der Keramikstücke 42 b ungefähr gleich dem Abstand von Querwand 70 zu Querwand 70. Dies ist jedoch kein unbedingtes Erfordernis.

Claims (8)

1. Expandierkörper (22; 43), der sich quer über die Breite einer Maschine zur Herstellung oder Verarbeitung von Faser­ bahnen, Folien oder dergleichen erstreckt und dort zur Po­ sitionsänderung eines Bauteils, z. B. eines an den Expan­ dierkörper gekoppelten Maschinenelementes (Leiste, Blende, oder dgl.) dient, wobei die Wände des Expandierkörpers aus einem elastischen Werkstoff gebildet sind und einen Innen­ raum (29; 55) begrenzen, der durch ein Druckmittel beauf­ schlagbar ist, so daß die Position des genannten Bauteils durch die Höhe des Druckes des Druckmittels bestimmbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Dehnbarkeit eines Teilbe­ reiches (27; 54) der Wände des Expandierkörpers höher ist als die Dehnbarkeit der übrigen Wandbereiche.

2. Expandierkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er eine hoch-dehnbare Wand (27; 54) hat, die gekoppelt ist einerseits an eine von außen abgestützte Wand (24, 51) und andererseits an eine bewegliche Wand (26; 50).

3. Expandierkörper nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß er in mehrere Abschnitte unterteilt ist, die in Maschinenquerrichtung hintereinander gereiht sind.

4. Expandierkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenraum mittels einer Vielzahl von Querwänden (30; 70) in mehrere Sektionen (29 a, 29 b ...;, 55 a, 55 b ...) unterteilt ist, wobei jede Sektion indivi­ duell durch einen veränderbaren Flüssigkeitsdruck beauf­ schlagbar ist.

5. Expandierkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß er frei ist von seitlichen Stirnwänden und daß sich der genannte Innenraum (55) zusammen mit einem den Innenraum auskleidenden Schlauch (60) quer über die ganze Maschinenbreite erstreckt.

6. Expandierkörper nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß er den Auslaufspalt (16) eines Papiermaschinen-Stoffauflaufes (10) begrenzt, indem er das stromabwärtige Endstück (22) einer Stromführungswand (12) bildet, ferner gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:

• a) dasjenige Wandstück (26) des Expandierkörpers (22), welches das genannte Endstück der Stromführungswand (12) bildet, hat eine verhältnismäßig geringe Dehnbar­ keit;
• b) ein hierzu quer angeordneter Wandbereich (27) des Ex­ pandierkörpers (22) hat eine verhältnismäßig hohe Dehnbarkeit, so daß das genannte Endstück (26) der Stromführungswand mittels einer Änderung des im Innen­ raum (29) herrschenden Druckes derart schwenkbar ist, daß sich hierdurch die lichte Weite des Austrittsspal­ tes (16) ändert.

7. Expandierkörper nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß an das Endstück (26) der Stromführungswand eine blen­ denartige Leiste (26 b) angeformt oder befestigt ist.

8. Expandierkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß er in einer stationären Stützvorrich­ tung (40) für das umlaufende Siebband einer Papiermaschine als Tragleiste (43) für eine Kopfleiste ausgebildet ist, die - wie an sich bekannt - eine Entwässerungsfläche (38) aufweist, die mit der Laufrichtung (S) des Siebbandes einen veränderbaren Neigungswinkel (a) einschließt, ferner ge­ kennzeichnet durch die folgenden Merkmale:

• a) derjenige Bereich des Expandierkörpers, welcher unter­ halb der zulaufseitigen Hälfte der Entwässerungsfläche liegt, hat eine verhältnismäßig geringe Dehnbarkeit;
• b) ein zur Laufrichtung des Siebbandes im wesentlichen senkrechter und im ablaufseitigen Teil der Stützvor­ richtung angeordneter Wandbereich des Expandierkörpers hat eine verhältnismäßig hohe Dehnbarkeit;
• c) die Kopfleiste (42) ist derart starr mit dem Expan­ dierkörper (43) verbunden, daß aufgrund der genannten hohen Dehnbarkeit des ablaufseitigen Wandbereiches (54) mittels einer Änderung des im Innenraum (55) herrschenden Druckes eine Änderung des genannten Nei­ gungswinkels (a) stattfindet.