DE4037774C1 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum gelenkigen Verbinden eines beweglichen Stromführungselements für eine Fluidströmung mit einem dieses tra­ genden Stützelement, im einzelnen mit den Merkmalen a) und b), die im Oberbegriff des Anspruches 1 angegeben sind.

Derartige Anordnungen kommen in vielen verschiedenen Gebieten der Strömungstechnik vor. Als Beispiele seien genannt:

• 1. Papiermaschinen-Stoffauflauf, in dessen Strömungskanal eine bewegliche Trennlamelle angeordnet ist, oder dessen Strö­ mungskanal durch eine bewegliche Regulierklappe begrenzt ist.
• 2. Tragflügel von Flugzeugen mit beweglichen Vorder- oder Hin­ terkantenklappen.
• 3. Ruder oder verstellbare Tragflügel von Wasserfahrzeugen.

Aus der US 46 17 091 ist ein Papiermaschinen-Stoffauflauf bekannt, in dessen Strömungskanal bewegliche Trennlamellen an­ geordnet sind. Jede Trennlamelle hat an ihrem stromaufwärtigen Ende einen Wulst (mit überwiegend kreisförmigem Querschnitt), mit dem die Trennlamelle in einer Schwalbenschwanz-Nut schwenk­ bar gelagert ist. Diese Schwalbenschwanz-Nut ist auf der strom­ abwärtigen Seite einer gelochten Platte, auch Strömungsgitter genannt, vorgesehen. Eine derartige gelenkige Verbindung hat den Nachteil, daß Spalte oder Schlitze vorhanden sind, in denen sich Schmutz oder Faserreste ansetzen können. Es besteht die Gefahr, daß Faseransammelungen sich von Zeit zu Zeit lösen und als Batzen auf die sich bildende Papierbahn gelangen und somit die Papierqualität verschlechtern. Außerdem besteht die Gefahr erhöhter Reibung und vorzeitiger Abnützung des Gelenkelements.

Gemäß US 41 33 715 ist die Trennlamelle unterteilt in einen stromaufwärtigen hochelastischen Teil und in einen stromabwär­ tigen weniger elastischen Teil. Die beiden Teile sind wiederum durch ein Gelenk miteinander verbunden, das die gleichen Nach­ teile aufweist wie das zuerst erwähnte. Ein zusätzlicher Nach­ teil dieses Gelenks besteht darin, daß es in den beiderseitigen Stromführungsflächen eine Unstetigkeit bildet, welche die Strö­ mung stört.

Aus der DE 37 31 980 C1 ist eine Jalousie bekannt, die zum be­ darfsweisen Öffnen oder Schließen eines Strömungskanals dient. Die Jalousie hat zwei Reihen von Gitterstäben, die relativ zu­ einander verschiebbar sind. Je zwei ein Paar bildende Gitter­ stäbe sind miteinander verbunden durch einen Doppelflügel, wo­ bei jede Hälfte des Doppelflügels mittels eines Wulstes in einer entsprechenden Ausnehmung des betreffenden Gitterstabes befestigt ist. Auch hier ist an jeder Befestigungsstelle ein Spalt vorhanden, in dem sich Schmutz ansammeln kann und der für die Stromführungsfläche eine Unstetigkeit bildet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung der angegebenen Art zum gelenkigen Verbinden eines beweglichen Stromführungselements mit einem Stützelement zu schaffen, bei der Spalte oder Schlit­ ze (die zu Schmutzansammelungen führen können) vermieden wer­ den. Außerdem soll die Anordnung derart gestaltet werden, daß ein ungestörter Verlauf der Strömung gewährleistet ist.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale c), d) und e) des Anspruches 1 gelöst. Diese besagen mit anderen Wor­ ten folgendes: Betrachtet man die gelenkige Verbindung in einer Ansicht auf die Stromführungsfläche, so ist das Gelenkelement überhaupt nicht erkennbar; denn es ist sozusagen hinter dem (gemäß der Erfindung vorgesehenen) weichen und elastischen Füllstück "versteckt". Damit der für das elastische Füllstück nötige Raum geschaffen wird, ist das Gelenkelement in einem Ab­ stand hinter der Stromführungsfläche angeordnet, wobei Stütz­ element und Stromführungselement einander zugewandte Stirn­ flächen bilden, die voneinander einen gewissen Abstand haben und somit einen Zwischenraum begrenzen, der durch das genannte elastische Füllstück ausgefüllt wird. Das elastische Füllstück wird vorzugsweise dadurch gebildet, daß ein zunächst flüssiger oder teigförmiger Stoff in den Zwischenraum eingegossen wird, wonach dieser Stoff aushärtet, jedoch nach dem Aushärten weich und elastisch bleibt. Bei dieser oder bei ähnlichen Methoden zum Einbringen des elastischen Füllstückes bereitet es keine Schwierigkeiten, die Außenseite des Füllstückes derartig zu tormen, daß ein stetiger und somit strömungsgünstiger Verlauf der Stromführungsfläche vom Stützelement über das Füllstück zum Stromführungselement hergestellt werden kann.

Die Erfindung ist anwendbar auf verschiedenen Gebieten der Technik, von denen einige eingangs beispielhaft erwähnt sind.

Die Anordnung kann so getroffen sein, daß das Stützelement und das Stromführungselement auf nur einer Seite eine Stromfüh­ rungsfläche aufweisen, beispielsweise wenn sie eine äußere Stromführungswand eines Papiermaschinen-Stoffauflaufs bilden.

In diesem Fall besteht ein Vorteil der erfindungsgemäßen Ge­ lenkverbindung darin, daß sie absolut flüssigkeitsdicht ist.

Die Erfindung ist jedoch in erster Linie dann anwendbar, wenn das Stützelement und das Stromführungselement inner­ halb eines strömenden Mediums angeordnet sind, so daß sie beidseitig Stromführungsflächen bilden.

Die Unteransprüche betreffen Ausgestaltungen der Erfindung. Diese und einige Ausführungsbeispiele werden nachfolgend anhand der Zeichnung beschrieben.

Die Fig. 1 ist ein Teillängsschnitt durch eine Anordnung zum gelenkigen Verbinden einer beweglichen Trennlamelle eines Pa­ piermaschinen-Stoffauflaufs mit einem stationären Bauteil des­ selben.

Die Fig. 2 ist eine Teilansicht in Richtung des Pfeiles II der Fig. 1.

Die Fig. 3 und 4 sind Teillängsschnitte durch gegenüber der Fig. 1 abgewandelte Anordnungen.

Die Fig. 5 bis 8 sind ebenfalls Teillängsschnitte und zeigen von den Fig. 1 bis 4 abweichende Ausführungen des Gelenk­ elements.

Die Fig. 9 ist eine Ansicht in Richtung des Pfeiles IX der Fi­ gur 8.

Die Fig. 10 ist ein schematischer Teillängsschnitt durch einen Stoffauflauf mit beweglicher Regulierklappe.

In Fig. 1 ist eine bewegliche Trennlamelle 10 in einer Halte­ leiste 11 befestigt, die zusammen mit der Trennlamelle beweg­ lich ist. Die Trennlamelle 10 und die Halteleiste 11 bilden al­ so gemeinsam ein bewegliches Stromführungselement. Weiter er­ kennt man in Fig. 1 eine Leiste 12 mit ungefähr C-förmigem Querschnitt. Diese Leiste 12 ist starr an einem stationären Bauteil 13 des Stoffauflaufs befestigt und bildet ein das Stromführungselement 10, 11 tragendes Stützelement. Im Betrieb strömt Papierstoff aus den Turbulenzrohren 21 und entlang den Stromführungsflächen 18, 19. Die übrigen bekannten Elemente des Stoffauflaufs sind weggelassen. Es versteht sich, daß sich je­ des der genannten Bauteile 10 bis 13 (senkrecht zur Zeichen­ ebene) quer durch den Innenraum des Stoffauflaufs erstreckt, also quer zur Maschinenrichtung der Papiermaschine.

Das Stromführungselement 10, 11 ist mittels eines Gelenk­ elements 14 beweglich an das Stützelement 12 gekoppelt. Das Ge­ lenkelement 14 ist als ein über Kreuz geschnürter Faden oder Seil ausgebildet. Zu diesem Zweck hat die bewegliche Halte­ leiste 11 im Bereich ihrer Mittelebene eine Rippe 11a. Ebenso hat die Profilleiste 12 eine Rippe 12a. In beiden Rippen sind Bohrungen 15 vorgesehen, durch die der Faden 14 hindurchgeführt ist; siehe auch Fig. 2.

Aufgrund der vorbeschriebenen Bauweise ergibt es sich, daß das Gelenkelement 14 in einem Abstand hinter beiden Stromführungs­ flächen 18 und 19 angeordnet ist, außerdem daß sowohl das Stützelement 12 als auch das Stromführungselement 10, 11 einan­ der zugewandte und einen Zwischenraum begrenzende Stirnflächen 16 und 17 aufweisen, und zwar zu beiden Seiten des Gelenkele­ ments 14. Beide Zwischenräume sind durch ein Füllstück 20 aus­ gefüllt, das aus einem weichen und elastischen Material gebil­ det ist (vorzugsweise durch Eingießen in flüssigem Zustand und anschließendes Aushärten). Jede der beiden Außenseiten des Füllstückes 20 bildet einen Teil der Stromführungsfläche 18 bzw. 19. Dabei wurde darauf geachtet, daß die Stromführungs­ fläche stetig vom Stützelement 12 über das Füllstück 20 zum Stromführungselement 10, 11 verläuft. In Fig. 2 ist das Füll­ stück 20 weggelassen.

Das in Fig. 3 dargestellte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem zuvor beschriebenen im wesentlichen nur dadurch, daß das Stützelement 12A, die beiden Füllstücke 20A und die Halteleiste 11A derart geformt sind, daß sie gekrümmte Strom­ führungsflächen bilden und somit gleichzeitig zur Strömungsum­ lenkung im Papiermaschinen-Stoffauflauf dienen. Mit gestrichel­ ten Linien ist angedeutet, wie die Trennlamelle 10 im Betrieb frei in der Strömung auf und ab pendeln kann.

Das in Fig. 4 gezeigte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von den zuvor beschriebenen im wesentlichen nur dadurch, daß die beiden Stromführungsflächen 18, 19, wiederum gebildet durch das Stützelement 12B, die Füllstücke 20B und die Halteleiste 11B der Trennlamelle 10, in Strömungsrichtung zueinander kon­ vergieren. Dargestellt sind auch Nocken 22, die das Herstellen einer formschlüssigen Verbindung zwischen dem Füllstück 20B und den Elementen 11B, 12B fördern.

Die Fig. 5 bis 9 zeigen, daß es mehrere Möglichkeiten zur Ausgestaltung des Gelenkelements gibt. Gemäß Fig. 5 ist das Ge­ lenkelement durch eine Blattfeder 25 (z. B. aus Stahl oder Kunststoff) gebildet. Gemäß Fig. 6 bilden die Halteleiste 11C der Trennlamelle 10 und das Stützelement 12C ein einstückiges Bauteil 24, das an der Stelle des Gelenks eine biegeweiche Dünnstelle 26 aufweist. Diese ist dadurch gebildet, daß entwe­ der von einer Seite her oder wie dargestellt von beiden Seiten her je eine Nut eingearbeitet ist (deren Querschnitt beispiels­ weise ein Rechteck oder ein Kreisabschnitt ist). Die Nuten sind wiederum durch je ein weiches und elastisches Füllstück 20C ausgefüllt.

Die Fig. 7 zeigt eine Ausführungsform, deren Gelenkelement als ein herkömmliches Scharnier 27 ausgebildet ist. Wie bei den zu­ vor beschriebenen Ausführungsbeispielen ist auch dieses Gelenk­ element in einem Abstand hinter beiden Stromführungsflächen 18, 19 angeordnet, so daß wiederum zwei Zwischenräume entstehen, die durch je ein das Scharnier abdeckendes, weiches und elasti­ sches Füllstück 20D ausgefüllt sind.

Gemäß den Fig. 8 und 9 ist das Gelenkelement durch mehrere Federstäbe 28 gebildet, angeordnet in einer Reihe, die sich quer zur Strömungsrichtung, also quer zur Maschinenrichtung der Papiermaschine erstreckt. Jeder der Federstäbe 28 ist einer­ seits in das Stromführungselement 11E und andererseits in das Stützelement 12E eingesetzt. Wiederum haben das Stromführungs­ element und das Stützelement einander zugewandte Stirnflächen, die einen Zwischenraum begrenzen, der wiederum durch ein wei­ ches und elastisches Füllstück 20E ausgefüllt ist. Auch hier bildet das Füllstück Teile von zwei stetig verlaufenden Strom­ führungsflächen 18, 19.

In Fig. 10 erkennt man von einem Papiermaschinen-Stoffauflauf eine unbewegliche untere Stromführungswand 30 und eine aus den Teilen 31, 32 und 33 zusammengesetzte obere Stromführungswand sowie dazwischen einen Turbulenzrohr-Einsatz 34. Die Teile 31 und 32 der oberen Stromführungswand sind ebenfalls unbeweglich, während das Teil 33 als eine bewegliche Regulierklappe ausge­ bildet ist, das mittels eines Gelenkelements 14 (ähnlich Fig. 1) an das unbewegliche Teil 32 angekoppelt ist. Die Innen­ seite des Gelenkelements 14 ist wieder mittels eines Füllstücks 20 abgedeckt, so daß die Stromführungsfläche 35 stetig von den Teilen 31 und 32 über das Füllstück 20 zur Regulierklappe 33 übergeht. Abweichend von Fig. 10 könnte auch die Außenseite des Gelenkelements 14 durch ein Füllstück abgedeckt sein, z. B. um Schmutzablagerungen zu vermeiden.

Das Gelenkelement 14 ist vorzugsweise als ein über Kreuz ge­ schnürtes Seil oder als eine Reihe von Federstäben (wie oben beschrieben) ausgebildet. Dadurch wird erreicht, daß die Regu­ lierklappe über einen größeren Winkel-Bereich verstellbar ist als herkömmliche Regulierklappen, die über eine biegeweiche Dünnstelle mit der stromaufwärts anschließenden Stromführungs­ wand verbunden sind. Daraus ergibt sich der folgende weitere Vorteil, in Verbindung mit einer Reihe von zahlreichen, in kleinen Abständen über die Maschinenbreite verteilten Verstell­ spindeln 36 (und mit je einem Spindelantrieb 37, der starr mit dem unbeweglichen Teil 31 der oberen Stromführungswand verbun­ den ist): Die lichte Weite a des Austrittsspaltes 38 kann gleichmäßig über die Maschinenbreite verstellt werden, durch gleichzeitiges Betätigen sämtlicher Spindeln 36. (Bisher war es zu diesem Zweck erforderlich, einen großen Abschnitt der oberen Stromführungswand mittels eines Scharnier-Gelenks an das Stoff­ auflauf-Gehäuse zu koppeln und mittels zusätzlicher Hubeinrich­ tungen in die jeweils gewünschte Position zu bringen.) In Fig. 10 kann außerdem die lichte Weite a des Austrittsspaltes örtlich (d. h. in einer bestimmten schmalen Zone der Maschinen­ breite) verstellt werden, durch Betätigen einer einzelnen Spin­ del oder weniger benachbarter Spindeln 36, um das Flächenge­ wichts-Querprofil der herzustellenden Papierbahn zu korrigie­ ren. In Fig. 10 ist die lichte Spaltweite a bestimmt durch eine Blende 39, die starr an der Regulierklappe 33 befestigt ist; diese Blende 39 kann jedoch auch entfallen.

Claims (7)

1. Anordnung zum gelenkigen Verbinden eines beweglichen Strom­ führungselements (10, 11; 11A; 11B; 11C; 11E) für eine Fluidströmung mit einem dieses tragenden Stützelement (12,; 12A; 12B; 12C; 12E), mit den folgenden Merkmalen:

• a) jedes der beiden Elemente, nämlich Stützelement (12,; 12A; 12B; 12C; 12E) und Stromführungselement (10, 11; 11A; 11B; 11C; 11E), bildet auf wenigstens einer seiner beiden Außenseiten einen Teil einer Stromführungsfläche (18, 19);
• b) ein Gelenkelement (14) koppelt das Stromführungselement (10, 11; 11A; 11B; 11C; 11E) beweglich an das Stütz­ element (12; 12A; 12B; 12C; 12E);

gekennzeichnet durch die folgenden weiteren Merkmale:

• c) das Gelenkelement (14) ist in einem Abstand zu der Stromführungsfläche bzw. den Stromführungsflächen (18, 19) zwischen dem Stützelement (12; 12A; 12B; 12C; 12E) und dem Stromführungselement (10, 11; 11A; 11B; 11C; 11E) angeordnet;
• d) das Stützelement (12; 12A; 12B; 12C; 12E) und das Stromführungselement (10, 11; 11A; 11B; 11C; 11E) sind durch das dazwischenliegende Gelenkelement (14) zuein­ ander benachbart und haben einander zugewandte, einen Zwischenraum begrenzende Stirnflächen (16, 17);
• e) der durch die Stirnflächen (16, 17) begrenzte Zwischen­ raum ist durch ein das Gelenkelement (14) abdeckendes, weiches und elastisches Füllstück (20; 20A; 20B; 20C; 20D; 20E) derart ausgefüllt, daß dessen Außen­ seite(n) einen Teil der Stromführungsfläche(n) (18, 19) bildet (bilden), wodurch die Stromführungsfläche(n) stetig vom Stützelement (12; 12A; 12B; 12C; 12E) über das Füll­ stück (20; 20A, 20B; 20C; 20D; 20E) zum Stromführungs­ element (10, 11; 11A; 11B; 11C; 11E) verläuft (verlaufen).

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Gelenkelement (14) ein über Kreuz geschnürtes Seil oder Band vorgesehen ist.

3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Gelenkelement eine Blattfeder (25) oder eine Reihe von Fe­ derstäben (28), jeweils aus Metall oder Kunststoff vorgese­ hen ist.

4. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Gelenkelement ein Scharnier (27) vorgesehen ist.

5. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Gelenkelement eine biegeweiche Dünnstelle (26) vorgesehen ist, wobei das Stützelement (12C) und das Stromführungs­ element bzw. das Stützelement (12C) und eine Halteleiste (11C) für das Stromführungselement ein einstückiges, die Dünnstelle (26) enthaltendes Bauteil (24) bilden.

6. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß am Stützelement (12B) und/oder am Stromfüh­ rungselement (11B) zwischen der jeweiligen Stirnfläche (16, 17) und dem Gelenkelement (14) Rippen oder Nocken (22) vor­ gesehen sind, um eine formschlüssige Verbindung mit dem Füllstück (20B) herzustellen.