DE4105237A1 - Stoffauflauf - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Stoffauflauf für eine Maschine zur Herstellung von Faserstoffbahnen aus einer Stoffsuspension, insbesondere zur Herstellung von Papierbahnen, mit dem im Ober­ begriff des Anspruches 1 angegebenen Merkmalen. Ein derartiger Stoffauflauf ist Gegenstand der Patentanmeldung P 39 27 401 (Akte P 4644), veröffentlicht als G 89 09 939.

Ein wesentliches Element dieses Stoffauflaufs ist die den Aus­ laufkanal begrenzende und bewegliche Kanalwand, die durch einen kastenförmigen Kanalwandträger versteift ist. Um dem im Aus­ laufkanal herrschenden Suspensionsdruck und der daraus resul­ tierenden Durchbiegung des Kanalwandträgers entgegenzuwirken, ist zusätzlich ein Stützträger vorgesehen. Zwischen dem Kanal­ wandträger und dem Stützträger ist ein Druckpolster angeordnet, das dem Suspensionsdruck entgegenwirkt.

In der genannten Veröffentlichung sind Maßnahmen beschrieben, durch die vermieden wird, daß durch die Stützkraft der Hubein­ richtung ein Biegemoment in die bewegliche Kanalwand eingelei­ tet wird. Zu diesem Zweck ist dort u. a. folgendes vorgeschla­ gen: An jedem Ende der beweglichen Kanalwand greift die Hubein­ richtung unmittelbar an der Kanalwand an, wobei die Wirkungs­ linie der Hubeinrichtung derart angeordnet ist, daß sie durch den Endpunkt der Kanalbreite verläuft. Mit anderen Worten: Der Abstand zwischen den Wirkungslinien der beiden auf Führer- und Triebseite des Stoffauflaufes angeordneten Hubeinrichtungen ist gleich der Kanalbreite.

Die Realisierung dieses Vorschlages macht jedoch beträchtliche Schwierigkeiten, weil sich das genannte Druckpolster im wesent­ lichen über die gesamte Länge des Kanalwandträgers und des Stützträgers erstrecken muß; d. h., die Länge des Druckpolsters muß zumindest angenähert gleich der Kanalbreite sein. Sodann muß berücksichtigt werden, daß an jedem Ende des Kanalwandträ­ gers, wie bisher, eine biegeweiche Verbindung zwischen dem Ka­ nalwandträger und dem Stützträger vorgesehen werden muß, und daß - in einer Vorderansicht gesehen - die Mittelachse der bie­ geweichen Verbindung durch den Endpunkt der Kanalbreite verlau­ fen muß. Dies alles sind Voraussetzungen dafür, daß der Kanal­ wandträger durchbiegungsfrei und somit die lichte Weite des Austrittsspaltes in Maschinenquerrichtung konstantgehalten werden kann. Daraus folgt nun aber, daß - an jedem Kanalwand­ träger-Ende - die Hubeinrichtung sich nicht unmittelbar entlang ihrer Wirkungslinie erstrecken kann, wenn diese durch den End­ punkt der Kanalbreite verläuft. Denn sonst würde sie zumindest mit dem Druckpolster kollidieren.

In der eingangs genannten Veröffentlichung ist auch eine Bau­ weise beschrieben, bei der die Wirkungslinie der Hubeinrichtung außerhalb der Kanalbreite angeordnet ist. Dort ist jedoch die Hubeinrichtung nicht am Kanalwandträger, sondern am Stützträger angekoppelt. Wohl kann man hierdurch die Stützkraft der Hubein­ richtung frei von Biegemomenten in die bewegliche Kanalwand einleiten; dies erfordert jedoch eine komplizierte und teuere Ausgestaltung der biegeweichen Verbindung, die den Kanalwand­ träger mit dem Stützträger verbindet. Denn den Fall des Druck- Ausfalles im Druckpolster muß die biegeweiche Verbindung für die Übertragung hoher Druckkräfte geeignet sein.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den bekannten Stoff­ auflauf dahingehend zu verbessern, daß es mit einfacheren Mitteln als bisher gelingt, die Stützkräfte der Hubeinrichtung in den Kanalwandträger einzuleiten, ohne daß hierbei im Kanal­ wandträger Biegemomente erzeugt werden.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des An­ spruchs 1 gelöst, also im Prinzip dadurch, daß der Kanalwand­ träger - als Angriffspunkt für die Hubeinrichtung - zwei Kugel­ gelenke (oder ähnliche zwei Freiheitsgrade aufweisende Gelenke) erhält, deren Mittelpunkte in Vertikalebenen liegen, die durch die Endpunkte der Kanalbreite bestimmt sind. Oder mit anderen Worten: Der Abstand zwischen den beiden Kugelgelenkmittelpunk­ ten, die auf Führer- und Triebseite des Stoffauflaufs liegen, ist zumindest angenähert gleich der Kanalbreite.

Vorzugsweise soll - an jedem Kanalwandträger-Ende - die Wir­ kungslinie der Stützkraft der Hubeinrichtung wiederum durch den Endpunkt der Kanalbreite verlaufen. Hierzu ist gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, daß die Hub­ einrichtung - in einer Vorderansicht auf den Stoffauflauf ge­ sehen - einen C-förmigen Spindelkopf aufweist, der an die Stirnwand des Kanalwandträgers mittels des Kugelgelenkes ange­ koppelt ist (Anspruch 2). Der C-förmige Spindelkopf kann hier­ bei als eine räumliche Umgehung um das Ende des Stützträgers und um den Endbereich des Druckpolsters angesehen werden.

Denkbar wäre allerdings auch die Verwendung eines L-förmigen Spindelkopfes, wobei die Wirkungslinie der Hubeinrichtung etwas außerhalb der Kanalbreite liegen würde. Hierbei müßte aber das Entstehen einer Querkraft in der Hubeinrichtung in Kauf genom­ men werden.

Damit der C-förmige Spindelkopf möglichst kurz ausgebildet werden kann, wird gemäß einem weiteren Gedanken der Erfindung jedes Ende des Stützträgers von oben her (d. h. an seiner dem Druckpolster abgewandten Seite) abgesetzt oder abgeschrägt (An­ spruch 3). Eine andere Möglichkeit besteht darin, den Stütz­ träger, wie an sich bekannt, im Inneren des Kanalwandträgers anzuordnen (Anspruch 4).

Gemäß einem von Anspruch 2 abweichenden weiteren Erfindungsge­ danken (Anspruch 5) wird eine Biegeachse vorgesehen, die sich durch das Innere des Kanalwandträgers erstreckt und in dessen beiden Stirnwänden in den genannten Kugelgelenken gelagert ist. Die Hubeinrichtung wird in diesem Fall an die außerhalb des Ka­ nalwandträgers befindlichen Enden der Biegeachse angekoppelt. Hierbei wird also, an jedem Kanalwandträger-Ende, die Hubein­ richtung (wie an sich bekannt) etwas außerhalb der Kanalbreite angeordnet. Das hierdurch entstehende Biegemoment wird nun aber vollkommen von der Biegeachse aufgenommen, und es wird - wie bei dem zuerst beschriebenen Erfindungsgedanken - vermieden, daß die Hubeinrichtung ein Biegemoment in die bewegliche Kanal­ wand einleitet.

Die biegeweiche Verbindung kann man - dank der Erfindung - allein durch Schrauben realisieren, die im Betrieb im wesent­ lichen nur unter Zugspannung stehen. Denn bei Ausfall des Druckpolster-Druckes müssen die Schrauben nur das Eigengewicht des Stützträgers übertragen, wobei sie unter geringer Druck­ spannung stehen. Dies gilt für alle Ausführungsformen der vor­ liegenden Erfindung. Zweckmäßig werden an jedem Kanalwandträ­ ger-Ende zwei Schrauben oder Bolzen (vorzugsweise Dehnschrau­ ben) vorgesehen, die zu beiden Seiten des Druckpolsters ange­ ordnet sind, also mit diesem nicht kollidieren (Anspruch 6).

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung beschrieben.

Die Fig. 1 zeigt das Austrittsende eines Stoffauflaufs, teils im Längsschnitt, teils in Seitenansicht.

Die Fig. 2 zeigt eine Vorderansicht, in Richtung des Pfei­ les III der Fig. 1, teils im Schnitt nach Linie II-II der Fig. 1.

Die Fig. 3 zeigt einen Ausschnitt aus Fig. 2, in einer An­ sicht in Richtung des Pfeiles III der Fig. 1.

Die Fig. 4 zeigt den Kreuzkopf eines Kreuzgelenks.

Die Fig. 5 zeigt einen schematischen Schnitt durch einen anderen Stoffauflauf.

Der in den Fig. 1 bis 3 dargestellte Stoffauflauf dient in bekannter Weise zum Zuführen eines maschinenbreiten Stoffsus­ pensionsstrahles auf das endlose Siebband 9 einer Papierher­ stellungsmaschine. Das Siebband 9 läuft unter anderem über eine am Stoffauflauf angeordnete Brustwalze 8 und über einen Sieb­ tisch 7. Zum Bilden des Stoffsuspensionsstrahles hat der Stoff­ auflauf einen düsenartigen Auslaufkanal 4, der begrenzt ist durch eine untere feststehende Kanalwand 22 und durch eine obere Kanalwand 25, 26. Der stromaufwärtige Teil 25 der oberen Kanalwand ist im dargestellten Beispiel ebenfalls feststehend; d. h., er ist Bestandteil des feststehenden Stoffauflauf-Gehäuses 24. Der stromabwärtige Teil 26 der oberen Kanalwand ist beweg­ lich, um hierdurch die lichte Weite des Austrittspaltes 23 va­ rieren zu können. Diese Beweglichkeit wird vorzugsweise da­ durch realisiert, daß der stromabwärtige Teil 26 mittels eines Scharnieres 27 am stromaufwärtigen Teil 25 befestigt ist. Die "Länge" des Austrittsspaltes 23, das ist die sogenannte Kanal­ breite, ist in Fig. 2 mit KB bezeichnet.

Um die bewegliche Kanalwand 26 zu versteifen, ist auf ihrer Oberseite ein z. B. kastenförmiger Kanalwandträger 16 aufgesetzt und starr (z. B. durch Schweißen) mit ihr verbunden. Oberhalb des Kanalwandträgers 16 ist ein z. B. ebenfalls kastenförmiger Stützträger 31 angeordnet. Beide Träger 16 und 31 erstrecken sich über die gesamte Maschinenbreite; sie sind nur an ihren beiden Enden (d. h. auf Führerseite und auf Triebseite der Pa­ piermaschine) mit Hilfe von biegeweichen Verbindungselementen, z. B. Dehn-Schrauben 30, verbunden (siehe Fig. 1 und 3). Ein Verschwenken der Kanalwand 26 (mit Kanalwandträger 16 und Stützträger 31) um die Achse des Scharnieres 27 erfolgt mittels einer weiter unten beschriebenen Hubeinrichtung 13.

Zwischen dem Kanalwandträger 16 und dem Stützträger 31 ist ein Druckpolster 32 angeordnet, beispielweise in Form eines mit einer Druckflüssigkeit beaufschlagbaren Schlauches, der sich gemäß Fig. 2 über die gesamte Kanalbreite KB erstreckt. Der in dem Druckpolster 32 herrschende Druck ist (mit Hilfe von nicht dargestellten Steuerungselementen) veränderbar. Er kann bei­ spielsweise unter Berücksichtigung des im Auslaufkanal 4 herr­ schenden Flüssigkeitsdruckes und unter Berücksichtigung des Eigengewichtes der beweglichen Kanalwand 26 und des Kanalwand­ trägers 16 so bemessen werden, daß die bewegliche Kanalwand 26 vollkommen durchbiegungsfrei ist. Hierbei wird der Stützträger 31 ein wenig nach oben durchgebogen. Zweckmäßig ist hierbei eine Regelung des Flüssigkeitsdruckes in Abhängigkeit von einer kontinuierlichen Messung der Durchbiegung des Kanalwandträgers 16 (wie an sich bekannt).

Damit auch thermische Verformungen der beweglichen Kanalwand 26 ausgeschlossen werden können, sind innerhalb des Kanalwandträ­ gers Temperierkanäle 38 und 39 vorgesehen. Ein unterer Tempe­ rierkanal 38 ist unmittelbar auf der Oberseite der beweglichen Kanalwand 26 vorgesehen. Ein oberer Temperierkanal 39 (Fig. 2) erstreckt sich entlang der Unterseite der oberen Längswand. Mit Hilfe von nicht dargestellten Leitungen und Temperatur-Steuer­ einrichtungen wird dafür gesorgt, daß durch beide Kanäle 38 und 39 Flüssigkeit von im wesentlichen gleicher Temperatur hin­ durchströmt, die vorzugsweise gleich der Stoffsuspensions-Tem­ peratur ist. Hierdurch kann der Kanalwandträger 16 einschließ­ lich der beweglichen Kanalwand 26 isotherm gehalten werden.

Zu der schon erwähnten Hubeinrichtung 13 gehören eine Spindel 13′ und ein Getriebe 13′′, das die Spindel 13′ in Längsrichtung verstellen kann (mit Hilfe eines nicht dargestellten Motors). Das Getriebe 13′′ ist schwenkbar gelagert in einem Gabelkopf 29, der Teil einer Konsole 28 ist. Diese Konsole 28 liegt in der Ebene der Seitenwand 21 des stationären Stoffauflauf-Gehäuses 24. Somit wird die aus der Stützkraft S der Spindel 13′ resul­ tierende Reaktionskraft unmittelbar, d. h., ohne daß ein Biegemo­ ment entsteht, in die Seitenwand 21 eingeleitet.

In der Stirnwand 17 des Kanalwandträgers 16 ist ein Verstär­ kungsstück 18 eingeschweißt, worin ein Kugelgelenk 19 angeord­ net ist. Darin ist ein C-förmiger und starr mit der Spindel 13′ verbundener Spindelkopf 14 schwenkbar gelagert. Man beachte, daß die Achse der Spindel 13′ und der Mittelpunkt (M) des Ku­ gelgelenks 19 in einer senkrechten Ebene liegen, die durch den Endpunkt der Kanalbreite KB bestimmt ist. Somit wird die Stütz­ kraft S auf den Kanalwandträger 16 übertragen, ohne daß hierbei ein Biegemoment in den Kanalwandträger 16 eingeleitet wird. In dem dargestellten Beispiel ist der untere Schenkel des C-förmi­ gen Spindelkopfes 14 durch einen starr eingesetzten Tragzapfen 15 gebildet. Dieser hat an seinem äußeren Ende einen Kugelkopf, der Teil des Kugelgelenkes 19 ist. Es sind jedoch auch hiervon abweichende Konstruktionen denkbar. Wichtig ist nur, daß das Gelenk 19 ein Kugelgelenk ist (oder ein ähnliches Gelenk, das wie ein Kugelgelenk zwei Freiheitsgrade aufweist), damit eine etwaige Verformung des C-förmigen Spindelkopfes 14 (unter der Stützkraft S) nicht zu einem Verklemmen des Gelenks 19 führt oder im Kanalwandträger ein Biegemoment erzeugt.

Denkbar ist z. B., daß anstelle des Kugelgelenks 19 ein Kreuz­ gelenk verwendet wird mit einem in Fig. 4 dargestellten Kreuz­ kopf 35. Dieser hat zwei zueinander koaxiale Zapfen 36 und dazu im rechten Winkel eine Bohrung 37. Zapfenachse und Bohrungs­ achse verlaufen beide vorzugsweise horizontal und kreuzen sich im Gelenk-Mittelpunkt M, der wiederum in der durch den Endpunkt der Kanalbreite KB verlaufenden Ebene liegen muß. Die Zapfen 36 ruhen in (nicht dargestellten) Lagern, die an der Außenseite der Stirnwand 17 des Kanalwandträgers 16 befestigt sind. Die Bohrung 37 nimmt den Tragzapfen des Spindelkopfes 14 auf; nun­ mehr ist der Tragzapfen jedoch zylindrisch, nicht kugelig.

Damit der C-förmige Spindelkopf 14 möglichst kurz gehalten werden kann, ist der Stützträger 31 folgendermaßen ausgebildet: Er hat eine untere Längswand 31a, an der das Druckpolster 32 anliegt und die sich deshalb über die gesamte Maschinenbreite erstreckt; er hat außerdem eine obere Längswand 31b, die kürzer ist als die untere Längswand 31a. Dementsprechend ist eine Stirnwand 31c beispielsweise schräg angeordnet, so daß der Spindelkopf 14 und der Stützträger 31 nicht miteinander kolli­ dieren.

Die schon erwähnten biegeweichen Verbindungselemente 30 (zur Verbindung des Stützträgers 31 mit dem Kanalwandträger 16) sind folgendermaßen ausgebildet: An jedem Kanalwandträger-Ende sind zwei Dehn-Schrauben 30 vorgesehen, die mit ihrem unteren Ende in das schon genannte Verstärkungsstück 18 eingeschraubt sind. Die beiden Dehn-Schrauben 30 sind gemäß Fig. 1 zu beiden Seiten des Kanalwandträgers 16 und somit auch zu beiden Seiten des Spindelkopfes 14 angeordnet. Gemäß Fig. 3 liegen die Achsen der Dehn-Schrauben 30 in der schon genannten Ebene, die durch den Endpunkt der Kanalbreite KB bestimmt ist.

In den Fig. 2 und 3 ist nur das eine Ende des Kanalwandträ­ gers 16 und des Stützträgers 31 mit einer Hubeinrichtung 13 sichtbar. Es versteht sich, daß das andere Ende spiegelbildlich gleich ausgebildet ist.

Im Prinzip wäre es möglich, die Erfindung auch dann zu reali­ sieren, wenn der Stützträger 31 nicht (wie dargestellt) auf der oberen Längswand des Kanalwandträgers 16, sondern, wie an sich bekannt, im Inneren des Kanalwandträgers angeordnet wäre. Be­ vorzugt wird jedoch die dargestellte Bauform trotz ihres größe­ ren Platzbedarfes, unter anderem weil eventuelle Wartungsarbei­ ten leichter durchführbar sind.

Schematisch ist angedeutet, daß das äußerste Ende der 26′ der beweglichen Kanalwand 26, wie an sich bekannt, mit Hilfe einer Vielzahl einzeln betätigbarer Spindeln 11, örtlich verformbar ist. Hierdurch (oder durch eine linealförmige und ebenfalls verformbare Blende) kann man kleinere örtliche Korrekturen der lichten Weite des Austrittspaltes 23 vornehmen.

In Fig. 1 sind die Achsen des Gabelkopfes 29 und des Gelenks 33 in der Mittelebene der Träger 16 und 31 angeordnet. Somit ver­ läuft die Wirkungslinie der Stützkraft S in der normalen Be­ triebsstellung der Kanalwand 26 durch ihre Mitte M, in der die Resultierende aus dem Suspensionsdruck an der Kanalwand 26 an­ greift. Dadurch heben sich die genannte Resultierende und die Stützkraft S vollkommen gegenseitig auf. Alternativ hierzu kön­ nen die Achsen des Gabelkopfes und des Gelenks auch in der mit 29a und 19a bezeichneten Position angeordnet werden. Hierbei verläuft die Stützkraft S in geringerer Entfernung vom Stoff­ auflaufgehäuse 24 (die Lagerkonsolen 28 sind kürzer), jedoch immer noch durch die Mitte M der Kanalwand 26, so daß am Kanal­ wandträger 16 kein Torsionsmoment angreift.

In Fig. 5 sind die gegenüber Fig. 2 unveränderten Bauteile mit den gleichen Bezugszeichen versehen wie dort. Man erkennt wieder die bewegliche Kanalwand 26, den Kanalwandträger 16, das Druckpolster 32 und den Stützträger 31, außerdem in den Stirn­ wänden 17 mit Verstärkungsstücken 18 je ein Kugelgelenk 19. Ab­ weichend von den Fig. 1 bis 3 ist eine Biegeachse 20 vorge­ sehen, die in den Kugelgelenken 19 ruht und sich durch den Ka­ nalwandträger 16 und etwas über die Stirnwände 17 hinaus er­ streckt, wo die Hubeinrichtungen 13a mittels nicht dargestell­ ter Kugelgelenke an der Biegeachse 20 angreifen.

Claims (6)

1. Stoffauflauf für eine Maschine zur Herstellung von Faser­ stoffbahnen aus einer Stoffsupension, insbesondere zur Her­ stellung von Papierbahnen, mit den folgenden Merkmalen:

• a) ein Auslaufkanal (4), der eine bestimmte Kanalbreite (KB) hat, ist durch zwei in Strömungsrichtung zueinan­ der konvergierende Kanalwände (22, 26) begrenzt, die im stromabwärtigen Bereich einen Austrittspalt (23) bilden;
• b) die eine Kanalwand (26) ist beweglich, vorzugsweise an ihrem stromaufwärtigen Ende schwenkbar gelagert (Schwenkachse 27), um die lichte Weite des Austritts­ spalts (23) variieren zu können mittels einer Hubein­ richtung (13), deren Stützkraft (S) dem auf die Kanal­ wand wirkenden Suspensionsdruck entgegenwirkt;
• c) die bewegliche Kanalwand (26) ist Teil eines kastenför­ migen Kanalwandträgers (16), wobei zwischen dem Kanal­ wandträger (16) und einem Stützträger (31) ein sich über die Maschinenbreite erstreckendes Druckpolster (32) angeordnet ist, das dem auf die Kanalwand (26) wirkenden Suspensionsdruck entgegenwirkt;
• d) dadurch gekennzeichnet, daß in jeder der beiden Stirn­ wände (17) des Kanalwandträgers (16) ein als Kugelge­ lenk (19) wirkendes Gelenk vorgesehen ist, dessen Mit­ telpunkt (M) - gesehen in Vorderansicht - in einer durch den Endpunkt der Kanalbreite (KB) verlaufenden Ebene liegt, und daß die Hubeinrichtung (13) in diesem Kugelgelenk (19) am Kanalwandträger (16) angreift.

2. Stoffauflauf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hubeinrichtung (13) - gesehen in Vorderansicht, (Fig. 2) - an jedem Kanalwandträger-Ende mittels eines C-förmigen Spindelkopfes an das Kugelgelenk (19) angekoppelt ist, wo­ bei die Wirkungslinie der Stützkraft (S) der Hubeinrichtung (13) im wesentlichen durch den Endpunkt der Kanalbreite (KB) verläuft.

3. Stoffauflauf nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß (in Vorderansicht) die Enden des Stützträgers (31) von oben her abgesetzt oder abgeschrägt sind.

4. Stoffauflauf nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Stützträger, wie an sich bekannt, im Inneren des Kanal­ wandträgers (16) angeordnet ist.

5. Stoffauflauf nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die fol­ genden Merkmale:

• a) eine Biegeachse (20) erstreckt sich durch das Innere des Kanalwandträgers (16) entlang dessen Länge und durch dessen beide Stirnwände (17);
• b) die Biegeachse (20) ist an jedem Ende mittels des Ku­ gelgelenks (19) in der Stirnwand (17) gelagert und außerhalb des Kanalwandträgers (16), in kleinem Abstand vom Gelenk (19), mit der Hubeinrichtung (13) verbunden.

6. Stoffauflauf nach einem der Ansprüche 1 bis 5, worin an jedem Kanalwandträger-Ende eine biegeweiche Verbindung (30) zwischen Kanalwandträger (16) und Stützträger (31) vorge­ sehen ist, wobei - gesehen in Vorderansicht - die Mittel­ achse der biegeweichen Verbindung (vorzugsweise Dehnschrau­ ben 30) durch den Endpunkt der Kanalbreite (KB) verläuft, dadurch gekennzeichnet, daß - in einer Seitenansicht - die biegeweiche Verbindung zwei Bolzen (vorzugsweise Dehn­ schrauben 30) aufweist, die zu beiden Seiten des Druckpol­ sters (32) angeordnet sind.