DE4440079A1 - Mehrschichten-Stoffauflauf - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Mehrschichten-Stoffauflauf mit den im Oberbegriff des Anspruches 1 angegebenen Merkmalen.

Diese sind bekannt aus DE 43 29 810 A1 (Akte PA 05205).

Die in einem Mehrschichten-Stoffauflauf befindliche Lamelle hat die Aufgabe, die beiden Stoffströmungen so getrennt zu halten, daß keine Vermischung der unterschiedlichen Strömun­ gen zustande kommt, bis schließlich die Strömungen in mög­ lichst ungestörter Form zu einer einzigen Strömung vereinigt werden, wobei gleichzeitig möglichst keine Störungen in diesem Strömungsverlauf auftreten dürfen. Besonders zu beachten ist hierbei das Ende der Lamelle, da dieser Bereich sehr häufig den Ursprung von Strömungsstörungen bildet. Zur Vermeidung dieser Strömungsstörung wurden verschiedene Ansätze unternom­ men. Unter anderem wurde gemäß DE 43 23 050 A1 (Akte PA 05351) der Anmelderin vorgeschlagen, die Lamelle so zu gestalten, daß sich eine erhöhte Konvergenz im Strömungskanal ergibt, so daß durch Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit in diesem Bereich sich eine Verminderung der Störungen aufgrund von Reibungs­ turbulenz ergibt.

Bezüglich der konstruktiven Gestaltung des Endes der Lamelle war man bisher der Ansicht, daß das Ende der Lamelle aus Grün­ den der Fertigungstechnik, Kosten und Betriebssicherheit nicht sehr scharf gemacht werden kann. Ein stumpfes Lamellen-Ende hat aber wiederum zur Folge, daß Turbulenzen bzw. periodische Ablösungen von Turbulenzen entstehen, und daß in der Folge sich Schwingungen auf das Lamellenende bzw. auf die gesamte Lamelle übertragen. Hierdurch entstehen Störungen bei der Formation der Papierbahn und/oder unerwünschte örtliche Ver­ mischungen benachbarter Stoffströme. Die Folge ist, daß in dem fertigen Mehrlagen-Papier die Lagen sich an manchen Stellen nicht mehr deutlich voneinander unterscheiden, z. B. hinsicht­ lich unterschiedlicher Farben.

Man hat versucht, diese Nachteile dadurch zu vermeiden, daß gemäß DE ′810 an einem im wesentlichen stumpfen Lamellen-Ende Schlitze oder Nuten vorgesehen werden oder daß eine über das Lamellen-Ende hinausragende dünne Folie angeordnet wird. Diese Maßnahmen haben jedoch noch nicht voll befriedigt.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, das Lamel­ len-Ende eines Mehrschichten-Stoffauflaufes derart zu gestal­ ten, daß die nachfolgend angegebenen Forderungen möglichst weitgehend erfüllt sind:

• 1. Das Lamellen-Ende soll über die gesamte Maschinenbreite eine möglichst gleichmäßige Form aufweisen, so daß die lichte Höhe jedes der durch die Lamelle getrennten Strö­ mungskanäle über die Maschinenbreite möglichst exakt konstant ist.
• 2. Zur Vermeidung von Wirbelablösungen am Lamellen-Ende soll dieses sich möglichst schlank verjüngen und eine relativ scharfe, schneidenartige Kante aufweisen.
• 3. Die genannte, relativ scharfe Kante soll möglichst unemp­ findlich gegen mechanische Beschädigungen sein und/oder nach einer eventuellen Beschädigung nach-bearbeitbar sein (z. B. durch Schleifen). Dies ist besonders dann wichtig, wenn die Lamelle über den Austrittsspalt aus dem Stoffauf­ lauf herausragt.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung mit den im Anspruch 1 oder mit den in Anspruch 6 angegebenen Maßnahmen gelöst. Bei­ den Lösungen ist gemeinsam, daß die aus einem Hartwerkstoff gebildete Spitze der Lamelle - entgegen den bisherigen Vor­ stellungen - mit einer relativ scharfen, schneidenartigen Spitz-Kante versehen ist. Man hat nämlich erkannt, daß es mehrere (in den Ansprüchen einzeln angegebene) Möglichkeiten gibt, die an dem Hauptteil der Lamelle befestigte Spitze derart aus zu­ bilden, daß sie - nach sicherem Befestigen am Hauptteil - durch mechanisches Bearbeiten mit einer scharfen Spitz-Kante versehen werden kann.

Die in den Ansprüchen 1 bis 5 angegebene(n) Leiste bzw. Lei­ sten bzw. Leisten-Segmente können vorzugsweise aus einem harten Keramikwerkstoff hergestellt werden. Solche Keramik-Leisten sind frei von inneren Spannungen, so daß die fertige Lamelle außerordentlich formbeständig ist. Möglich ist aber auch die Verwendung von Metallen (z. B. Titan) für die Lei­ sten. In diesem Fall ist jedoch in der Regel eine mechanische Bearbeitung erforderlich, mit der Gefahr, daß in den Leisten bzw. Leisten-Segmenten innere Spannungen entstehen. Diese können zur Folge haben, daß der Spitzenbereich der fertigen Lamelle sich nicht mit der erforderlichen Genauigkeit gerade erstreckt.

Deshalb wird man in vielen Fällen die im Anspruch 6 angegebene Lösung bevorzugen. Anspruch 6 besagt mit anderen Worten fol­ gendes: Man gibt dem Endbereich des Lamellen-Hauptteiles eine zum Ende hin verjüngende Form, versieht diesen Endbereich mit einer die Spitze bildenden Beschichtung aus einem Hartwerk­ stoff (z. B. aus einem Metall-Blech) und bearbeitet danach den Endbereich derart, daß eine im wesentlichen scharfe Spitz-Kante entsteht. Diese Bearbeitung erfolgt wiederum vorzugs­ weise durch Schleifen. Ein Vorteil dieser Methode ist, daß das Beschichtungsmaterial vor dem Befestigen am Hauptteil nicht mechanisch bearbeitet werden muß.

Ein wichtiger weiterführender Erfindungsgedanke ist im An­ spruch 10 angegeben. Danach erstreckt sich eine dünne Hart­ metallschicht über das sich verjüngende Ende des Lamellen-Haupt­ teiles hinaus und erhält, wiederum vorzugsweise durch Schleifen, an seinem freien Ende eine scharfe Spitz-Kante. Diese zuletzt beschriebene Herstellungs-Methode hat sich bis jetzt in der Praxis am besten bewährt.

Verschiedene Ausführungsbeispiele werden nachfolgend anhand der Zeichnungen erläutert.

Die Fig. 1 zeigt einen schematischen Querschnitt durch einen Zwei-Schichten-Stoffauflauf.

Die Fig. 2 ist eine Ansicht auf den Austrittsspalt des Stoff­ auflaufes in Richtung des Pfeiles II der Fig. 1.

Die Fig. 3 bis 8 zeigen unterschiedliche Ausführungen des Lamellen-Endbereiches in einer gegenüber den natürlichen Ab­ messungen stark vergrößerten Darstellung, jeweils im Quer­ schnitt.

In Fig. 1 erkennt man von einem an sich bekannten Zwei- Schicht-Stoffauflauf im wesentlichen nur den Bereich der soge­ nannten Düsenkammer, die zwei maschinenbreite Stoffströme zu einem Austrittsspalt führt. Die Düsenkammer ist begrenzt durch zwei maschinenbreite Stromführungswände 1 und 1′ sowie durch zwei Seitenwände 6 und 6′, siehe Fig. 2. Die beiden Strom­ führungswände 1 und 1′ sind über je einen bekannten Turbulenz­ generator 5 mit einer mittleren stationären Trennwand 7 ver­ bunden. Am auslaufseitigen Ende der Trennwand 7 ist, bei­ spielsweise mittels eines Gelenkes 4, eine Lamelle 2 schwenk­ bar befestigt. Abweichend hiervon kann die Lamelle 2 auch starr an der Trennwand 7 befestigt sein. Die Lamelle 2 er­ streckt sich gemäß Fig. 1 von dem Gelenk 4 bis in den Bereich des Austrittsspaltes oder über diesen hinaus. Gemäß Fig. 2 erstreckt sich die Lamelle über die gesamte Maschinenbreite, also unmittelbar von der einen Seitenwand 6 bis zur anderen Seitenwand 6′. Somit hält die Lamelle 2 die zwei mit den Pfeilen 3 und 3′ angedeuteten Stoffströme bis in den Bereich des Austrittsspaltes voneinander getrennt. Abweichend von Fig. 1 und 2 können mehrere Lamellen vorgesehen werden für mehr als zwei voneinander zu trennende maschinenbreite Stoffströme.

Die bis jetzt beschriebenen Bauteile des Stoffauflaufs werden in bekannter Weise sehr präzise gefertigt, so daß die lichte Weite a des gesamten Austrittsspaltes über die Maschinenbreite gleichmäßig ist. Falls erforderlich, ist an der Wand 1 eine örtlich verformbare Leiste vorgesehen, um die lichte Weite a des Austrittsspaltes zu vergleichmäßigen.

Es kommt nun darauf an, die Lamelle 2 und insbesondere deren spitz zulaufendes Ende, das sich im Bereich des Austrittsspal­ tes befindet, ebenfalls sehr präzise zu fertigen. Dies bedeu­ tet, daß insbesondere das spitz auslaufende Lamellenende möglichst exakt geradlinig von der einen Seitenwand 6 zur anderen Seitenwand 6′ verlaufen muß, und zwar möglich exakt parallel zu den Auslaß-Enden der Stromführungswände 1 und 1′. Denn es ist entscheidend für das Erzielen einer hohen Papier-Qualität, daß die lichten Weiten b bzw. c der beiden Teil-Austrittsspalte über die gesamte Maschinenbreite möglichst konstant sind.

Dieses Ziel wird erreicht durch verschiedene spezielle Ausge­ staltungen der Lamellen-Spitze, exemplarisch dargestellt in den Fig. 3 bis 8. In jeder dieser Figuren erkennt man das äußere Ende des vorzugsweise aus Kunststoff gefertigten Lamel­ len-Hauptteiles 8.3 bis 8.8. In allen diesen Fig. 3 bis 8 ist - zwecks Verdeutlichung der Einzelheiten - die Dicke d der Lamelle gegenüber den natürlichen Abmessungen wesentlich stärker vergrößert als die Abmessungen in Längsrichtung, bei­ spielsweise die Länge L der gemäß Fig. 3 die Spitze der La­ melle bildenden Leiste 9.3. Somit ist in Wirklichkeit der Winkel w der Spitz-Kante wesentlich kleiner als in der Zeich­ nung dargestellt. Die Spitz-Kante gleicht also eher einer messerartigen Schneide.

Gemäß den Fig. 3 bis 5 ist die Lamellen-Spitze gebildet aus einer vorgeformten ein- oder zweiteiligen Leiste 9.3, 9.4 bzw. 9.5. Gemäß Fig. 3 ist die Leiste 9.3 mittels eines angeform­ ten Steges in eine Nut des Lamellen-Hauptteiles 8.3 einge­ klebt. Die Fig. 4 zeigt ein umgekehrtes Beispiel: Hier ragt ein Steg des Lamellen-Hauptteiles 8.4 in eine Nut der die Spitze bildenden Leiste 9.4; diese kann auch zweiteilig ausge­ führt sein, ähnlich der Fig. 5.

Gemäß Fig. 6 ist an das Ende des Lamellen-Hauptteiles 8.6 einseitig ein dünnes Metall-Blech 9.6 angesetzt. Im Quer­ schnitt gesehen ragt das Metall-Blech 9.6 über das freie Ende des Lamellen-Hauptteiles 8.6 hinaus; es ist mittels mechani­ scher Bearbeitung, z. B. Schleifen, mit einer scharfen Spitz-Kante versehen. Diese kann im Falle einer Beschädigung nach­ geschliffen werden. Falls erforderlich kann das gesamte Lamel­ lenende mit einer einheitlichen Schrägfläche versehen werden, z. b. Schleifen entlang der Ebene S.

Gemäß Fig. 7 sind beide Seiten des sich verjüngenden Endes des Lamellen-Hauptteiles 8.7 mit einer harten Außenschicht 9.7 versehen und danach durch Schleifen entlang der Ebene S′ mit einer scharfen Spitz-Kante versehen.

Gemäß Fig. 8 sind wiederum beide Seiten des sich verjüngenden Endes des Lamellen-Hauptteiles 8.8 mit dünnen Metall-Blech­ streifen 9.8 und 9.8′ unterschiedlicher Breite beschichtet. Dabei ist wesentlich, daß der eine Metallstreifen 9.8′ über den anderen 9.8 hinausragt, so daß dieser allein eine durch Schleifen hergestellte scharfe Spitz-Kante bildet.

Bei allen Ausführungsbeispielen wird die gesamte Lamelle in hohem Maße gegen die Stoffsuspension chemisch beständig ge­ macht. Dadurch haben die vom Stoff berührten Außenflächen der Lamelle dauerhaft eine hohe Glätte, so daß das Hängenbleiben von Fasern oder von anderen Stoffpartikeln mit Sicherheit vermieden wird. Vorzugsweise hat die Außenfläche der Lamelle auch möglichst glatte Übergänge von dem (vorzugsweise aus Kunststoff gefertigten) Hauptteil zur Spitze. Unter Umständen kann aber an einem Übergang auch eine Stufe 10 vorgesehen werden; siehe Fig. 5.

Claims (15)

1. Mehrschichten-Stoffauflauf zum Zuführen von wenigstens zwei maschinenbreiten Faserstoffsuspensions-Strömen zur Formier-Sektion einer Papierherstellungsmaschine, mit den folgenden Merkmalen:

• a) Eine Düsenkammer ist begrenzt durch zwei maschinen­ breite Stromführungswände (1, 1′), die an einem ma­ schinenbreiten Austrittsspalt enden, und durch zwei Seitenwände (6, 6′);
• b) in der Düsenkammer ist wenigstens eine maschinenbreite Lamelle (2) vorgesehen mit der Funktion einer Trenn­ wand, welche die wenigstens zwei Fasersuspensions-Ströme bis in den Bereich des Austrittsspaltes voneinander getrennt hält;
• c) die Lamelle (2) umfaßt einen (vorzugsweise aus Kunst­ stoff gefertigten) Hauptteil (8) und eine aus einem Hartwerkstoff gebildete Spitze (9);
• d) dadurch gekennzeichnet, daß die Spitze (9.3 bis 9.5) als eine in das Hauptteil (8) integrierte und mit einer scharfen Spitz-Kante versehene Leiste ausgebildet ist.

2. Stoffauflauf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Leiste über die gesamte Maschinenbreite er­ streckt.

3. Stoffauflauf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiste über die Maschinenbreite in Leisten-Segmente unterteilt ist.

4. Stoffauflauf nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die die Spitze (9.3) bildende Leiste, im Querschnitt gesehen, einteilig ist.

5. Stoffauflauf nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die die Spitze (9.5) bildende Leiste, im Querschnitt gesehen, zweiteilig ist.

6. Stoffauflauf nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Leiste aus Metall gebildet ist.

7. Stoffauflauf nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Leiste aus einem Keramik-Werkstoff gebildet ist.

8. Mehrschichten-Stoffauflauf nach dem Oberbegriff des An­ spruches 1 (d. h. mit den Merkmalen a), b) und c) des Anspruches 1), dadurch gekennzeichnet, daß die Lamelle (2), wie an sich bekannt, sich zu ihrem Ende hin verjüngt, und daß die Spitze durch eine Beschichtung (9.6-9.8) gebildet ist, die auf wenigstens einer der beiden Seiten der Lamelle in diese integriert ist, und daß im Bereich der Beschichtung eine scharfe Spitz-Kante ausgebildet ist.

9. Stoffauflauf nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung (9.6, 9.8 und 9.8′) durch ein mit der Lamelle (z. B. durch Kleben) verbundenes Metall-Blech gebildet ist.

10. Stoffauflauf nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung durch Bedampfen auf die Lamelle aufge­ bracht ist.

11. Stoffauflauf nach einem der Ansprüche 8, 9 oder 10 mit einer beidseitigen Beschichtung der Lamelle, dadurch gekennzeichnet, daß die Spitze mittels mechanischer Be­ arbeitung (z. B. durch Schleifen, durchgeführt nach dem Beschichten) geschärft ist.

12. Stoffauflauf nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Spitze (9.8′) durch ein Metall-Blech gebildet ist, das sich auf der einen Seite des Lamellen-Hauptteiles (8.8) befindet, sich über das Ende des Lamellen-Hauptteils erstreckt und mittels mechanischer Bearbeitung (z. B. Schleifen) geschärft ist.

13. Stoffauflauf nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die andere Seite des Endes des Lamellen-Hauptteils (8.8) ebenfalls eine Beschichtung (9.8) aufweist.

14. Stoffauflauf nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Spitze (9.3, 9.4, 9.6-9.8) stufenlos, d. h. wenigstens angenähert hydraulisch glatt, in das Lamellen-Hauptteil (8.3, 8.4, 8.6-8.8) integriert ist.

15. Stoffauflauf nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenseite der Lamelle (8.5, 9.5) am Übergang vom Hauptteil zur Spitze eine Stufe 10 auf­ weist.