DE3841860A1 - Unterlippe am stoffauflauf einer papiermaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Lippe zur unteren Begrenzung des Austrittsspaltes am Stoffauflauf einer Papiermaschine, kurz: eine Unterlippe.

Bei Verwendung der Unterlippe dieser Art an einem Rundsieb- bzw. Saugformer einer Papiermaschine ist die Unterlippe bisher aus Gummi oder Kunststoff hergestellt und hat die Form einer elastisch biegsamen Platte. Sie liegt beim Betrieb auf der Walze des Formers auf und schließt an einer Seite den Austrittsspalt des Stoffauflaufes ab, der an der Gegenseite von einer einstellbaren Oberlippe begrenzt ist. Im Bereich des Austrittsspaltes ist die Lippe normalerweise ca. 3 bis 5 mm dicke, wobei die Spaltöffnung, d. h. die lichte Weite des Austrittsspaltes im Betrieb normalerweise ca. 5 bis 20 mm beträgt. Um das Flächengewichtsquerprofil der zu formierenden Papierbahn üblicherweise bis zu 10% an verschiedenen Abschnitten des Austrittsspaltes verstellen zu können, muß die lichte Weite des Austrittsspaltes lokal um bis ca. 1 mm verstellbar sein. Dies ist bisher nicht immer im gewünschten Umfang möglich, da die lichte Spaltweite nur über die Verstellung der Oberlippe des Stoffauflaufes veränderbar ist. Die bisher bekannte Konstruktion der Oberlippe erlaubt jedoch eine Verstellung zwischen benachbarten Spindeln nur um ca. 0,2 mm, weil z. B. die Verformbarkeit der Oberlippe begrenzt ist. Dadurch ist die Operationsmöglichkeit am Austrittsspalt so eingeschränkt, daß man der Forderung nach einer gegebenenfalls gewünschten Flächengewichtsquerprofilverstellung nicht nachkommen kann.

Die gleichen Probleme ergeben sich bei Anwendung einer Unterlippe bisheriger Art an einer Langsiebmaschine. In dem Fall ist die Unterlippe in einen Tisch integriert, der den Stoffauflauf der Laugsieb-Papiermaschine trägt. Sie hat die Form einer Platte, die im Bereich des Austrittsspaltes angeordnet ist und schließt den Austrittsspalt an seiner unteren Seite ab, der andererseits von einer einstellbaren Oberlippe des Stoffauflaufs begrenzt ist.

Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, die Verstellmöglichkeiten am Austrittsspalt eines Stoffauflaufs einer Papiermaschine zu erweitern, gleichwohl ob vor einem Rundsieb- bzw. Saugformer oder ob bei einer Langsiebpapiermaschine, wobei der Austrittsspalt zwischen einer in einem relativ beschränkten Umfang verstellbaren Oberlippe und einer Unterlippe des Stoffauflaufes gebildet wird.

Diese Aufgabe wird an einem Austrittsspalt der oben angegebenen Art durch Maßnahmen, die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs aufgeführt sind, erfüllt.

Es ist nun möglich, die relative Höhe der Unterlippe lokal auch um ca. 1 mm zu ändern, wodurch die lichte Weite des Austrittsspaltes in dem gegebenenfalls notwendigen Umfang zusätzlich zu der Änderung durch Verstellen der Oberlippe eingestellt werden kann, was der Forderung auch von ca. 10% Flächengewichtsquerprofilveränderung nachkommt.

In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Lippe angegeben.

Im weiteren wird der Erfindungsgegenstand näher beschrieben und erklärt. Die Beschreibung bezieht sich auf Zeichnungen, in welcher schematisch zeigt

Fig. 1 schematisch im Schnitt einen Stoffauflauf einer Papiermaschine mit einer unteren Lippe und einer verstellbaren Oberlippe,

Fig. 2 ein Ausführungsbeispiel im quer zur Stoffströmungsrichtung gelegten Schnitt,

Fig. 3 einen Schnitt gemäß Linie A-A in Fig. 2, also in Strömungsrichtung gelegt,

Fig. 4 und Fig. 5 weitere Ausführungsbeispiele,

Fig. 6 einen den Stoffauflauf tragenden Tisch in Ansicht von vorne, und

Fig. 7 bis Fig. 10 übrige Ausführungsbeispiele jeweils im Schnitt.

Wie in Fig. 1 gezeigt, ist eine Lippe 1 am Stoffauflauf 2, bzw. an seinem Düsenraum 3 an seiner unteren Wand 4 befestigt. Die Oberlippe 5 am Düsenraum ist mittels einer mehrere Verstellspindeln aufweisenden Vorrichtung 6 im wesentlichen vertikal verstellbar, wobei die lichte Weite des Austrittsspaltes 7 wegen einer zu vermeidenden bleibenden Verformung der Lippe nur in einem relativ beschränkten Umfang verstellbar ist. In den Düsenraum 3 mündet ein Stufendiffusor 8. Die Fig. 1 zeigt einen Stoffauflauf vor einem Rundsieb-, bzw. Saugformer. In diesem Falle stützt sich die untere Fläche der Lippe 1 beim Betrieb auf den Mantel 9 der Walze 10 des Formers ab.

Die erfindungsgemäße Lippe 1 ist in einer Ausführungsform aus einem flexiblen Material, vorzugsweise aus Gummi. Wie es z. B. in Fig. 2 an einem Längsschnitt der Lippe vereinfachungshalber verkürzt dargestellt ist, ist die Lippe 1 über die ganze Breite des Austrittsspaltes 7, d. h. entlang ihrer ganzen Länge, im Bereich des Austrittsspaltes 7 in nebeneinander liegende Abschnitte 11 aufgeteilt. Ferner sind an den Abschnitten 11 Mittel zum Einstellen der relativen Höhe jedes der Abschnitte 11 sichtbar. Durch das Einstellen der Höhe der einzelnen Abschnitte 11 ist die lichte Weite des Austrittsspaltes 7 im Bereich jedes der Abschnitte 11 einstellbar. Die lichte Weite des Austrittsspaltes 7 ist also nicht nur durch das Verstellen der Oberlippe 5, sondern zusätzlich durch Änderung der Höhe der einzelnen Abschnitte 11 zonenweise verstellbar. Dadurch läßt sich das Flächengewichtsquerprofil der zu formenden Papierbahn lokal über die ganze Breite des Austrittsspaltes 7 entsprechend dem Bedarf steuern. Damit hat man einen wesentlich höheren Profilverstellbereich als bisher über die reine Verstellung der Oberlippe 5.

In den Ausführungsbeispielen, die besonders in Fig. 2 bis 5 und 7 gezeigt sind, weist jeder Abschnitt 11 eine Zelle auf mit einem geschlossenen Raum zwischen Zellenwänden 12, einer unteren Wand 13 und einer oberen Wand 14. In diesem Raum sind die Mittel zum Verstellen der Höhe des Abschnitts 11 enthalten.

Im Falle des Ausführungsbeispieles gemäß den Fig. 2 und 3 sind die in den Abschnitten 11 eingebauten Mittel plattenförmige Bimetallelemente 15, die durch Erwärmen beispielsweise über Heizkörper 16 quer zur Längsrichtung der Lippe 1 verbogen werden können. Dadurch wird die obere Wand 14 gehoben, wodurch die Höhe des Abschnitts 11 verändert wird. Dieser veränderte Zustand eines Abschnitts 11 ist besonders anschaulich in Fig. 1 im Querschnitt gezeigt. Um dieses zu erzielen, ist die untere Wand 13 im Betrieb ortsfest abgestützt, z. B. wie in Fig. 1 gezeigt, an dem Mantel 9 der Walze 10 und ist aus einem relativ harten, elastisch schwer und nur wenig verformbaren Gummimaterial. Mit Vorteil kann sie noch mit einem Drahtgeflecht (nicht gezeichnet) armiert sein. Die obere Wand 14 ist aus einem zwar harten, jedoch elastischen, leichter verformbaren Gummimaterial, so daß ihre Formen der Verbiegung des Bimetallelementes 15 folgen kann. Die Zellenwände 12 sind aus einem sehr weichen, gut dehnbaren elastischen Gummimaterial, das den Höhenänderungen der Zelle 11, ohne diese zu behindern, folgen kann.

In einem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4 ist der Raum zwischen den Wänden 12, 13 und 14 beim Betrieb mit einem Fluid ausgefüllt, das dort eingeschlossen ist. Durch Aufwärmen dieser Flüssigkeit oder dieses Gases mittels eines Heizkörpers 16 vergrößert sich das Volumen des Fluids, womit die Höhe des Abschnitts 11 verändert wird.

Dieser oben beschriebene freigelassene Raum zwischen den Wänden 12, 13 und 14 kann auch mit Vorteil mit einem Fluid, z. B. Öl, unter von außen aufgebrachtem Druck beaufschlagbar sein. Durch Ändern des Druckes des Öls wird die Höhe der Zelle 11 verändert.

Um eine Verbeulung, also eine blasenförmige Formveränderung der oberen Wand 14 zu vermeiden, weist diese - wie es in Fig. 4 gezeigt ist - eine eingegossene Metallplatte 17 auf.

Es kann auch der Durchfluß eines Fluides durch den Raum unter Druck vorgesehen sein, wobei das Fluid vorteilhaft als Wärmeträger zum Aufwärmen bzw. Abkühlen des Abschnitts 11 zur zonenweisen Konturänderung der Lippe 1 dienen kann.

Wie aus Fig. 7 erkennbar, kann in dem Raum mindestens ein mit einem Fluid auffüllbarer Schlauch 27 angeordnet sein, bzw. kann der Raum mittels eines Schlauches geeigneten Querprofils gebildet sein.

Nach dem Ausführungsbeispiel, das in Fig. 5 gezeigt ist, kann die Höhenverstellung der Zelle 11 mit einem System von keilförmigen Platten 18, 19 und 18 erzielt werden. In dem Raum zwischen den Wänden 12, 13 und 14 sind unverschiebbare keilförmige Platten 18 vorgesehen, die an der unteren Wand 13, bzw. an der oberen Wand 14 anliegen. Zwischen den Platten 18 ist eine keilförmige Platte 19 verschiebbar angeordnet. Durch Verschieben einer Platte 19 relativ zu den Platten 18 ist die relative Höhe jeweils im Bereich des Abschnitts 11 veränderbar.

Die Anzahl der Abschnitte 11 kann beliebig - je nach vertretbarem Aufwand und gegebener Notwendigkeit - gewählt werden. Die Höhe des einzelnen Abschnitts wird durch Verstellen der Höhe am benachbarten Abschnitt nicht beeinflußt. Wegen der Steuerbarkeit der erfindungsgemäßen Lippe kann es möglich und vorteilhaft sein, die bisherige Konstruktion der mechanisch hoch belasteten Oberlippe 5 zu verbilligen, da möglicherweise auf ihre Verstellbarkeit mittels Spindeln verzichtet werden kann.

Die einzelnen Zellen lassen sich leicht mit einer automatischen Flächengewichtsquerprofilregelung koppeln. Bei den angewandten Verformungsmitteln, die in den Bereichen des Abschnittes 11 angeordnet sind, genügen beim Rundsieb- bzw. Saugformer geringe Kräfte, da die Verformung nur gegen den statischen Druck in dem Austrittsspalt des Stoffauflaufes erfolgt.

Die beschriebene erfindungsgemäße Unterlippe ist auch bei einem Stoffauflauf vor einem Langsiebformer einsetzbar. In dem Falle kann die harte, wenig und schwer verformbare, gegebenenfalls armierte untere Wand 13 entfallen, da diese Unterlippe anstelle einer bisherigen Unterlippe vorhanden sein würde, d. h. sie würde in den den Stoffauflauf tragenden Tisch integriert und eingebettet.

Die erfindungsgemäße Lippe ist auch bei den Stoffaufläufen anwendbar, bei denen keine Blenden zum Einstellen des Austrittsspaltes vorgesehen sind. So z. B. als Lippe eines Sekundärstoffauflaufs, wie auch bei den Stoffaufläufen der Anmelderin, die unter den geschützten Wortmarken Tisco-Stepflow- und Twintop-Stoffauflauf bekannt sind.

Die Fig. 6 bis 10 beziehen sich insbesondere auf die Fälle, in welchen die erfindungsgemäße Unterlippe 1 in einem den Stoffauflauf 2 tragenden Tisch 20 integriert ist, und die an den Abschnitten 11 zum Einstellen der relativen Höhe der Lippe 1 im Bereich der Abschnitte 11 vorgesehenen Mittel 15 bzw. 16, bzw. 18, 19, 18 bzw. 24, 26 an den bezüglichen Konstruktionsteilen 23, bzw. 24 bzw. 25 abgestützt sind.

Der Tisch 20 trägt den Stoffauflauf 2 mit der Unterlippe 1 und der Oberlippe 5, zwischen denen der Austrittsspalt 7 gebildet wird. Er weist verstellbare Stützen 23 auf, mit welchen sich die Unterlippe vertikal verstellen läßt. Um die Unterlippe 1 primär waagrecht zu halten, sind höhenverstellbare Stützstreben 21 vorgesehen, die am ortsfesten Träger 22 abgestützt sind. Diese Maßnahme ist notwendig, da über die Breite des Stoffauflaufs die Unterlippe durch Druck im Druckraum 3 des Stoffauflaufs und/oder thermische Belastung und/oder Eigengewicht gebogen sein kann. Die Stützstreben 21 können als z. B. hydraulische Stellmotoren ausgeführt sein. Es wäre auch möglich, die Länge der Stützstreben durch deren Beheizung zu ändern. Es wäre auch möglich, die Unterlippe mittels eines hydraulischen Polsters an dem Träger 22 abzustützen, wie es z. B. von solchen Konstruktionen der Vorderwand eines Stoffauflaufs bekannt ist.

Eine der erwähnten Konstruktionen ist im Detail in Fig. 7 gezeigt. Die Stützstreben 21 sind in einer Reihe angeordnete hydraulische Stellmotoren, die die Unterlippe 1, gegebenenfalls automatisiert, parallel zur Waagrechten zu haltenhaben. Es ist hier zu bemerken, daß die in der Unterlippe 1 am Abschnitt 11 zum Verstellen seiner relativen Höhe vorgesehenen aufblasbaren Schläuche 27 durch Anordnung von hydraulischen einstellbaren und zonenweise regelbaren Stützelementen mit Vorteil ersetzt werden könnten.

Im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 8 wird die Unterlippe 1 durch ein Bimetallelement 15, das über die Breite des Stoffauflaufs 2 am Tisch 20 im Bereich des Austrittsspaltes 7 angeordnet ist, gebildet. Seine obere Materialschicht I stellt die Kontur der Unterlippe 1 gegenüber dem Austrittsspalt 7 dar und wird beim Betrieb von der Stoffsuspension überströmt, deren Temperatur die Temperatur dieser Materialschicht l bestimmt. Die Temperatur der unteren Schicht II wird mittels Heizkörper 16 zonenweise, d. h. lokal an einzelnen Abschnitten 11 eingestellt.

Im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 9 wird die Kontur der Unterlippe 1 durch eine elastische verformbare Platte gebildet, die an abschnittsweise angeordneten Bimetallelementen 15 abgestützt ist. In den Bimetallelementen 15 sind Heizkörper 16 untergebracht zur zonenweisen Regelung der Temperatur an den Bimetallelementen 15.

Im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 10 wird die Kontur der Unterlippe 1 gegenüber dem Austrittsspalt 7 mittels einer elastisch verformbaren Platte gebildet, unter welcher abschnittsweise Kniehebel 26 angeordnet sind, die an der Konstruktion 25 des Tisches 20 abgestützt und mittels Verstellmotoren 28 (in der Zeichnung nur angedeutet) positionierbar sind.

Claims (13)

1. Lippe (1) zur unteren Begrenzung des Austrittsspaltes (7) am Stoffauflauf (2) einer Papiermaschine, dadurch gekennzeichnet, daß die Lippe (1) entlang ihrer Länge und damit über die Breite des Austrittsspaltes (7) im Bereich des Austrittsspaltes in Abschnitte (11) unterteilt ist, an denen Mittel angeordnet sind, die zur Einstellung der relativen Höhe der Lippe (1) an jedem der Abschnitte (11) dienen und die zonenweise Änderung der lichten Weite des Austrittsspaltes (7) im Bereich des einzelnen Abschnittes (11) bewirken können.

2. Lippe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lippe (1) aus flexiblem Material ist und daß der Abschnitt (11) eine Zelle mit einem geschlossenen Raum aufweist, der senkrecht zwischen einer unteren, ortsfest abgestützten Wand (13) und einer oberen verstellbaren Wand (14) und waagrecht zwischen begrenzenden Zellenwänden (12) vorgesehen ist zum Einbau eines beheizbaren, plattenförmigen Bimetallelementes (15), das quer zur Längsrichtung der Lippe (1), bzw. der Zelle biegbar ist, wobei die untere Wand (13) aus einem vergleichsweise sehr harten Material von hohem Elastizitätsmodul, die obere Wand (14) aus einem ebenfalls sehr harten Metall, jedoch von geringem Elastizitätsmodul, und die Zellenwände (12) aus einem sehr weichen, leicht dehnbaren elastischen Material ausgeführt sind.

3. Lippe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das elastisch leicht verformbare Material der Wände (12, 13, 14) Gummi ist.

4. Lippe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die untere Wand (13) zur Festigung mit einem Drahtgeflecht armiert ist.

5. Lippe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abschnitt (11) einen geschlossenen Raum zwischen einer unteren (13) und einer oberen Wand (14) aufweist, der mit einer Flüssigkeit auffüllbar ist, wobei zum Aufwärmen der Flüssigkeit ein Heizelement (16) in dem Raum vorgesehen ist, und wobei die obere Wand (14) aus einem relativ harten Material geringen Elastizitätsmoduls besteht und mit einer eingegossenen Metallplatte (17) versehen ist (Fig. 4).

6. Lippe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abschnitt (11) einen geschlossenen Raum zwischen einer unteren (13) und einer oberen Wand (14) aufweist, der mit einer Flüssigkeit unter Druck beaufschlagbar ist.

7. Lippe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß durch den Raum ein Durchfluß einer Flüssigkeit unter Druck vorgesehen ist, wobei die Flüssigkeit auch als Wärmeträger zum Aufwärmen bzw. Abkühlen des Abschnitts (11) dient.

8. Lippe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Raum mindestens ein befüllbarer Schlauch (27, Fig. 7) angeordnet ist oder daß der Raum mittels eines befüllbaren Schlauches gebildet wird.

9. Lippe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abschnitt (11) einen Raum zwischen einer unteren (13) und einer oberen Wand (14) aufweist, in welchem ein System von keilförmigen Platten (18, 19, 18) eingebaut ist, wobei zwischen unverschiebbar befestigten Platten (18), die an der unteren (13) bzw. der oberen Wand (14) anliegen, eine verschiebbar angeordnete Platte (19) vorgesehen ist, durch deren Verschieben die Höhe der Lippe im Bereich des Abschnitts (11) einstellbar ist.

10. Lippe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lippe (1) in einem den Stoffauflauf (2) tragenden Tisch (20, Fig. 6) integriert ist, und daß die an den Abschnitten (11) zum Einstellen der relativen Höhe der Lippe (1) im Bereich des Abschnitts vorgesehenen Mittel (15, 16, 18, 19, 26, 27) an den entsprechenden Konstruktionsteilen (23, 24, 25) des Tisches (20) abgestützt sind (Fig. 8, 9, 10).

11. Lippe nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Lippe (1) aus einem Bimetallelement (15, Fig. 8) besteht, das über die Breite des Stoffauflaufs (2) im Bereich des Austrittsspaltes (7) angeordnet ist, dessen obere Metallschicht (I) die Kontur der Lippe gegenüber dem Austrittsspalt (7) bildet und im Betrieb von der Stoffsuspension überströmt wird, wobei dessen untere Materialschicht (II) abschnittsweise mit Heizkörpern (16) versehen, ist zum zonenweisen Beheizen dieser Materialschicht (II).

12. Lippe nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Lippe (1) durch eine elastisch verformbare Platte gebildet wird, die an abschnittsweise angeordneten Bimetallelementen (15, Fig. 9) abgestützt ist und daß in den Bimetallelementen Heizkörper (16) untergebracht sind zum zonenweisen Einstellen und Regeln der Differenztemperatur zwischen den Materialschichten der Bimetallelemente.

13. Lippe nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Lippe (1) durch eine elastisch verformbare Platte gebildet wird, die an abschnittsweise angeordneten Kniehebeln (26, Fig. 10) abgestützt ist, die mittels Verstellmotoren (28) bewegbar sind.