WO2010046312A2

WO2010046312A2 - Zweischichtenstoffauflauf für eine maschine zur herstellung einer zweischichtigen faserstoffbahn

Info

Publication number: WO2010046312A2
Application number: PCT/EP2009/063549
Authority: WO
Inventors: Markus Häußler; Konstantin Fenkl; Wolfgang Ruf; Mathias Schwaner; Jürgen Prössl
Original assignee: Voith Patent Gmbh
Priority date: 2008-10-24
Filing date: 2009-10-16
Publication date: 2010-04-29
Also published as: US20110259540A1; EP2352879A2; DE102008043145A1; WO2010046312A3; CN102257214A

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Zweischichtenstoffauflauf (1) für eine Maschine zur Herstellung einer zweischichtigen Faserstoffbahn (3), insbesondere einer zweischichtigen Papier- oder Kartonbahn, aus zwei Faserstoffsuspensionen (4.1, 4.2), mit einer Stoffauflaufdüse (2), die zwei sich über die Breite (B) erstreckende, innenseitig durch einen Trennkeil (5) voneinander getrennte, während des Betriebs des Zweischichtenstoffauflaufs (1) jeweils eine Faserstoffsuspension (4.1, 4.2) als Faserstoffsuspensionsstrom (6.1, 6.2) führende und aufeinander zulaufende Düsenräume (7.1, 7.2) aufweist, welche stromaufwärts jeweils eine Zuführeinrichtung (8.1, 8.2), stromabwärts jeweils einen sich über die Breite (B) erstreckenden Austrittsspalt (9.1, 9.2) mit einer Spaltweite (s9.1, s9.2) und außenseitig jeweils eine Außenwand (10.1, 10.2) aufweisen, wobei der Trennkeil (5) zwei während des Betriebs des Zweischichtenstoffauflaufs (1) von dem jeweiligen Faserstoffsuspensionsstrom (6.1, 6.2) berührte Trennkeiloberflächen (5.0, 5.U) aufweist. Der erfindungsgemäße Zweischichtenstoffauflauf (1) ist dadurch gekennzeichnet, dass der Trennkeil (5) aus zwei jeweils einen Trennkeilwinkel (α, ß) aufweisenden Trennkeilbereichen, einem stromaufwärtigen Trennkeilanfangsbereich (5.1) und einem stromabwärtigen Trennkeilendbereich (5.2), besteht, dass die beiden Trennkeilwinkel (α, ß) der beiden Trennkeilbereiche (5.1, 5.2) unterschiedliche Winkelwerte annehmen, wobei der Trennkeilanfangswinkel (α) des stromaufwärtigen Trennkeilanfangsbereichs (5.1) einen größeren Winkelwert als der Trennkeilendwinkel (ß) des stromabwärtigen Trennkeilendbereichs (5.2) annimmt, und dass zwischen wenigstens einer Trennkeiloberfläche (5.0; 5.0, 5.U) des Trennkeils (5) ein nicht planer Übergangsbereich (12.0; 12.0, 12.U) zwischen den beiden Trennkeilbereichen (5.1, 5.2) des Trennkeils (5) vorgesehen ist.

Description

Zweischichtenstoffauflauf für eine Maschine zur Herstellung einer zweischichtigen Faserstoffbahn

Die Erfindung betrifft einen Zweischichtenstoffauflauf für eine Maschine zur Herstellung einer zweischichtigen Faserstoffbahn, insbesondere einer zweischichtigen Papier- oder Kartonbahn, aus zwei Faserstoffsuspensionen, mit einer Stoffauflaufdüse, die zwei sich über die Breite erstreckende, innenseitig durch einen Trennkeil voneinander getrennte, während des Betriebs des Zweischichtenstoffauflaufs jeweils eine Faserstoffsuspension als Faserstoffsuspensionsstrom führende und aufeinander zulaufende Düsenräume aufweist, welche stromaufwärts jeweils eine Zuführeinrichtung, stromabwärts jeweils einen sich über die Breite erstreckenden Austrittsspalt mit einer Spaltweite und außenseitig jeweils eine Außenwand aufweisen, wobei der Trennkeil zwei während des Betriebs des Zweischichtenstoffauflaufs von dem jeweiligen Faserstoffsuspensionsstrom berührte Trennkeiloberflächen aufweist.

Bei den beiden Faserstoffsuspensionen wird es sich in der Regel um Suspensionen mit verschiedenen Faserstoffen handeln; es kann sich aber auch um Suspensionen mit gleichen Faserstoffen handeln, wobei jedoch unterschiedliche physikalische Eigenschaften vorliegen. Eine physikalische Eigenschaft können beispielsweise unterschiedliche Drücke zur Einstellung unterschiedlicher Strömungsgeschwindigkeiten im jeweiligen

Faserstoffsuspensionsstrom sein.

Ein derartiger Zweischichtenstoffauflauf ist beispielsweise aus der deutschen Patentschrift DE 43 23 050 C1 bekannt. Der offenbarte Zweischichtenstoffauflauf weist zur Trennung zweier benachbarter Faserstoffsuspensionsströme in der Stoffauflaufdüse einen sich kontinuierlich verjüngenden Trennkeil auf, der mittels einer stromaufwärtig angebrachten Gelenkeinheit gelenkig in der Stoffauflaufdüse angeordnet ist.

Die überwiegende Zahl von Zweischichtenstoffaufläufen wird heutzutage im Bereich der Verpackungsmaschinen zur Herstellung von Testliner eingesetzt. Die zunehmenden Herstellungsgeschwindigkeiten sowie die steigenden Rohstoff- und Energiekosten erfordern verstärkt die Herstellung von zweischichtigen Produkten mit geringeren Flächengewichten. Die Zweischichtenstoffaufläufe werden hierzu mit immer kleineren Spaltweiten bzw. Faserstoffsuspensionsstrahldicken betrieben. Hierdurch steigen jedoch die Anforderungen sowohl an die Strahlstabilität als auch an die Turbulenzqualität des jeweiligen aus der Stoffauflaufdüse des Zweischichtenstoffauflaufs kommenden Faserstoffsuspensionsstrahls zum Zwecke der Verringerung der Mischungszone innerhalb des Faserstoffsuspensionsstrahls in seiner Höhenrichtung (z-Richtung).

Es ist also Aufgabe der Erfindung, einen Zweischichtenstoffauflauf der eingangs genannten Art derart zu verbessern, dass sowohl eine hochwertige Schichtenreinheit in der Höhenrichtung als auch eine gute optische Abdeckungsqualität der beiden Faserstoffsuspensionsschichten bei einer mit ihm hergestellten Faserstoffbahn erreicht wird. Dabei soll insbesondere auch die Herstellung einer zweischichtigen Faserstoffbahn mit einem Flächengewicht in einem Bereich von 20 bis 60 g/m² pro Faserstoffsuspensionsschicht bei einer Herstellungsgeschwindigkeit von über 900 m/min möglich sein.

Diese Aufgabe wird bei einem Zweischichtenstoffauflauf der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Trennkeil aus zwei jeweils einen Trennkeilwinkel aufweisenden Trennkeilbereichen, einem stromaufwärtigen Trennkeilanfangsbereich und einem stromabwärtigen Trennkeilendbereich, besteht, dass die beiden Trennkeilwinkel der beiden Trennkeilbereiche unterschiedliche Winkelwerte annehmen, wobei der Trennkeilanfangswinkel des stromaufwärtigen Trennkeilanfangsbereichs einen größeren Winkelwert als der Trennkeilendwinkel des stromabwärtigen Trennkeilendbereichs annimmt, und dass zwischen wenigstens einer Trennkeiloberfläche des Trennkeils ein nicht planer Übergangsbereich zwischen den beiden Trennkeilbereichen des Trennkeils vorgesehen ist.

Die erfindungsgemäße Aufgabe wird auf diese Weise vollkommen gelöst.

Der Trennkeil des erfindungsgemäßen Zweischichtenstoffauflaufs erbringt den Vorteil, dass sich die Schichtenreinheit in der Höhenrichtung gegenüber bekannten Mehrschichtenstoffaufläufen merklich verbessern lässt. Dies ist primär dadurch begründet, dass der Auftreffwinkel der beiden Faserstoffsuspensionsströme bei ihrer Zusammenführung am Trennkeilende deutlich reduziert ist. Damit verbunden ist eine Reduktion der sich in den Faserstoffsuspensionsströmen ausbildenden Turbulenzen mit einer einhergehenden Verbesserung der Schichtenreinheit in der Höhenrichtung.

Die sich in den beiden Faserstoffsuspensionsströmen ausbildenden Turbulenzen beeinflussen in einem wesentlichen Maße auch die Abdeckungsqualitäten der beiden Faserstoffsuspensionsschichten. Werden nun die Turbulenzen reduziert, so verringern sich auch die Mischungszonen innerhalb des

Faserstoffsuspensionsstrahls in seiner Höhenrichtung (z-Richtung). Und diese verringerten Mischungszonen tragen wiederum wesentlich zu verbesserten Abdeckungsqualitäten der beiden Faserstoffsuspensionsschichten bei.

Somit wird bei einer zweischichtigen Faserstoffbahn, welche mittels des erfindungsgemäßen Zweischichtenstoffauflaufs hergestellt wurde, sowohl eine hochwertige Schichtenreinheit in der Höhenrichtung als auch eine gute optische Abdeckungsqualität der beiden Faserstoffsuspensionsschichten erreicht. Der Trennkeil kann hierbei aus einem Edelstahl oder dergleichen bestehen und eine Mindeststeifigkeit sowohl in Längsrichtung als auch in Querrichtung aufweisen, die bereichsweise zumindest einen Wert > 40 N/mm annimmt. Überdies ist der Trennkeil bevorzugt mittels einer stromaufwärtig angebrachten Trennkeilaufnahme starr, also nicht gelenkig und somit nicht frei beweglich in der Stoffauflaufdüse angeordnet. Durch die stromaufwärtige Trennkeilaufnahme verläuft definitionsgemäß eine in ihrer Längsrichtung vorzugsweise mittig ausgerichtete Gerade.

Und es ist auch die Möglichkeit gegeben, wenigstens einen Düsenraum der Stoffauflaufdüse des erfindungsgemäßen Zweischichtenstoffauflaufs mit mindestens einer sich in Strömungsrichtung des Faserstoffsuspensionsstroms erstreckenden Lamelle zu versehen. Die Lamelle kann dabei aus einem Kunststoff, vorzugsweise aus einem Hochleistungspolymer wie insbesondere PPSU, PPS, PEI, PTFE, PA, POM oder dergleichen bestehen. Und je nach Anwendungsfall kann die bis in den Bereich des Düsenendes reichende Lamelle in ihrem strukturlosen Endbereich - in Strömungsrichtung des Faserstoffsuspensionsstroms gesehen - ein stumpfes Lamellenende mit einer Höhe von kleiner 0,4 mm, vorzugsweise von kleiner 0,3 mm, oder in ihrem strukturierten Endbereich - in Strömungsrichtung des

Faserstoffsuspensionsstroms gesehen - ein stumpfes Lamellenende mit einer Höhe von größer 0,5 mm aufweisen. Der strukturierte Endbereich kann in weiterer Gestaltung die Struktur von Nuten mit rechteckiger und/oder keilförmiger und/oder parabelförmiger und/oder runder Form mit konstanter und/oder unterschiedlicher Tiefe aufweisen.

Der erfindungsgemäße Zweischichtenstoffauflauf kann überdies mit einer sektionierten Stoffdichteregelung (Verdünnungswasser-Technologie,

„ModuleJet"), wie sie beispielsweise aus der Druckschrift DE 40 19 593 C2 bekannt ist, versehen sein. In einer ersten bevorzugten Ausführungsform ist an beiden Trennkeiloberflächen des Trennkeils jeweils ein nicht planer Übergangsbereich zwischen den beiden Trennkeilbereichen des Trennkeils vorgesehen. Somit kann ein merklich reduzierter Auftreffwinkel der beiden Faserstoffsuspensionsströme bei ihrer Zusammenführung am Trennkeilende erreicht werden, wobei dieser merklich reduzierte Auftreffwinkel sodann von beiden Trennkeiloberflächen des Trennkeils getragen wird.

Dabei kann zumindest der stromaufwärtige Trennkeilanfangsbereich des Trennkeils symmetrisch zu einer durch die stromaufwärtige Trennkeilaufnahme verlaufenden Geraden ausgerichtet sein. Ist in diesem Fall der stromabwärtige

Trennkeilendbereich des Trennkeils asymmetrisch zu einer durch die stromaufwärtige Trennkeilaufnahme verlaufenden Geraden ausgerichtet, so liegt die Trennkeilspitze des Trennkeils dann nicht auf der durch die stromaufwärtige Trennkeilaufnahme verlaufenden Geraden.

Jedoch kann auch sowohl der stromaufwärtige Trennkeilanfangsbereich des Trennkeils als auch der stromabwärtige Trennkeilendbereich des Trennkeils symmetrisch zu einer durch die stromaufwärtige Trennkeilaufnahme verlaufenden Geraden ausgerichtet sein, so dass die Trennkeilspitze des Trennkeils auf der durch die stromaufwärtige Trennkeilaufnahme verlaufenden Geraden liegt. Der Trennkeil ist in diesem Fall dann symmetrisch zu der durch die stromaufwärtige Trennkeilaufnahme verlaufenden Geraden ausgeführt.

Und in einer zweiten bevorzugten Ausführungsform ist an einer Trennkeiloberfläche des Trennkeils ein nicht planer Übergangsbereich zwischen den beiden Trennkeilbereichen des Trennkeils vorgesehen und an der anderen Trennkeiloberfläche des Trennkeils ist ein planer Übergangsbereich zwischen den beiden Trennkeilbereichen des Trennkeils vorgesehen. Der Trennkeil bildet also auf einer Seite eine plane Fläche aus, so dass der merklich reduzierte Auftreffwinkel der beiden Faserstoffsuspensionsströme bei ihrer Zusammenführung am Trennkeilende von der anderen Seite des Trennkeils getragen werden muss.

Jedoch kann auch sowohl der stromaufwärtige Trennkeilanfangsbereich des Trennkeils als auch der stromabwärtige Trennkeilendbereich des Trennkeils asymmetrisch zu einer durch die stromaufwärtige Trennkeilaufnahme verlaufenden Geraden ausgerichtet sein. In diesem Fall könnte die Trennkeilspitze des Trennkeils dann auf der durch die stromaufwärtige Trennkeilaufnahme verlaufenden Geraden liegen.

Damit die beiden in Faserstoffsuspensionsströmen geführten Faserstoffsuspensionen eine prozesstechnisch optimale Zusammenführung erfahren, weist der Trennkeilendwinkel des stromabwärtigen Trennkeilendbereichs einen Winkelwert im Bereich von 1 ,5 bis 8°, vorzugsweise von 2,5 bis 4,5°, auf. Zudem vermeiden diese Winkelbereiche eine nachteilige Vermischung der beiden benachbarten Faserstoffsuspensionen. Der Trennkeilanfangswinkel des stromaufwärtigen Trennkeilanfangsbereichs weist hierbei bevorzugt einen Winkelwert im Bereich von 8 bis 20°, vorzugsweise von 10 bis 15°, auf, so dass eine ausreichende Steifigkeit des Trennkeils sowohl in Längsrichtung als auch in Querrichtung gegeben ist.

Weiterhin ist es im Hinblick auf eine ausreichende Führungslänge für die beiden Faserstoffsuspensionsströme von Vorteil, wenn der stromabwärtige Trennkeilendbereich des Trennkeils eine stromabwärtige Trennkeilendlänge im Bereich von 10 bis 100 mm, vorzugsweise von 15 bis 75 mm, insbesondere von 25 bis 50 mm, aufweist und/oder der stromabwärtige Trennkeilendbereich des Trennkeils über den Austrittsspalt der Stoffauflaufdüse hinausragt, vorzugsweise in einem Bereich von 10 bis 25 mm.

Ferner kann der jeweilige nicht plane Übergangsbereich an der Trennkeiloberfläche zwischen den beiden Trennkeilbereichen des Trennkeils geometrisch eckig oder rund mit einem Rundungsradius im Bereich von 20 bis 1000 mm, vorzugsweise von 100 bis 500 mm, insbesondere von 150 bis 250 mm, gestaltet sein.

Die beiden aus der Stoffauflaufdüse als gemeinsamer Faserstoffsuspensionsstrahl austretenden Faserstoffsuspensionsströme können überdies unterschiedliche Strahlgeschwindigkeiten aufweisen. So kann beispielsweise der mindestens eine Unterschied in den beiden Strahlgeschwindigkeiten einen Wert im Bereich von 10 bis 60 m/min, vorzugsweise von 15 bis 25 m/min, annehmen. Dadurch vermindert sich wesentlich die Ausbreitung des Mischungskegels in dem Faserstoffsuspensionsstrahl zu der relevanten Faserstoffsuspensionsschicht. Diese Anforderungen können in bekannter Weise auch abhängig vom Formerkonzept sein.

Weiters kann es im Hinblick auf eine Regelung sowohl des Faserorientierungsquerprofils als auch des Flächengewichtsquerprofils der zweischichtigen Faserstoffbahn von Vorteil sein, wenn der

Zweischichtenstoffauflauf in weiterer Ausgestaltung mit einer aus einer Vielzahl an Druckschriften bekannten Verdünnungswasser-Regelung versehen ist. Hierzu ist wenigstens einer Faserstoffsuspension ein geregelter Zuführstrom, insbesondere ein Verdünnungswasserstrom, bei Erzeugung eines Mischstroms mit einer Mischkonzentration zuführbar. Der erfindungsgemäße Zweischichtenstoffauflauf lässt sich in hervorragender Weise auch in einer Maschine zur Herstellung einer zweischichtigen Faserstoffbahn, insbesondere einer zweischichtigen Papier- oder Kartonbahn, aus zwei Faserstoffsuspensionen verwenden.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung mehrerer bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnung.

Es zeigen

Figur 1 eine schematische Längsschnittdarstellung einer Ausführungsform einer Stoffauflaufdüse eines erfindungsgemäßen Zweischichtenstoffauflaufs; und Figuren 2 und 3 schematische Seitendarstellungen zweier weiterer

Ausführungsformen von Trennkeilen von erfindungsgemäßen Zweischichtenstoffaufläufen.

Die Figur 1 zeigt eine schematische Längsschnittdarstellung einer Ausführungsform einer Stoffauflaufdüse 2 eines Zweischichtenstoffauflaufs 1. Der dargestellte Zweischichtenstoffauflauf 1 ist ein Bestandteil einer nicht näher dargestellten Maschine zur Herstellung einer zweischichtigen Faserstoffbahn 3, insbesondere einer zweischichtigen Papier- oder Kartonbahn, aus zwei Faserstoffsuspensionen 4.1 , 4.2.

Bei den Faserstoffsuspensionen 4.1 , 4.2 wird es sich in der Regel um Suspensionen mit verschiedenen Faserstoffen handeln; es kann sich aber auch um Suspensionen mit gleichen Faserstoffen handeln, wobei jedoch unterschiedliche physikalische Eigenschaften vorliegen. Die Stoffauflaufdüse 2 weist zwei sich über die Breite B (Pfeil) erstreckende, innenseitig durch einen Trennkeil 5 voneinander getrennte, während des Betriebs des Zweischichtenstoffauflaufs 1 jeweils eine Faserstoffsuspension 4.1 , 4.2 als Faserstoffsuspensionsstrom 6.1 (Pfeil), 6.2 (Pfeil) führende und aufeinander zulaufende Düsenräume 7.1 , 7.2 auf. Die beiden Düsenräume 7.1 , 7.2 besitzen dabei gleiche Querschnittsverläufe. Ferner weist der jeweilige Düsenraum 7.1 , 7.2 stromaufwärts jeweils eine nicht näher dargestellte Zuführeinrichtung 8.1 , 8.2, stromabwärts jeweils einen sich über die Breite B (Pfeil) erstreckenden Austrittsspalt 9.1 , 9.2 mit einer Spaltweite s9.1 , s9.2 und außenseitig jeweils eine Außenwand 10.1 , 10.2 auf.

Die Spaltweiten s9.1 , s9.2 der Austrittsspalte 9.1 , 9.2 sind in der dargestellten Ausführungsform gleich groß; sie können jedoch auch verschieden groß sein. Die jeweilige nicht näher dargestellte Zuführeinrichtung 8.1 , 8.2 ist in der dargestellten Ausführungsform ein der Stoffauflaufdüse 2 unmittelbar vorgeordneter Turbulenzerzeuger; sie kann der Stoffauflaufdüse jedoch auch mittelbar vorgeordnet sein und/oder sie eine vorzugsweise maschinenbreite Zwischenkammer oder ein Rohrgitter umfassen. Diese Einheiten sind dem Fachmann bekannt.

Der Trennkeil 5 besteht aus einem Edelstahl oder dergleichen und weist eine Mindeststeif ig keit sowohl in Längsrichtung als auch in Querrichtung auf, die bereichsweise zumindest einen Wert > 40 N/mm annimmt. Überdies ist der Trennkeil 5 in vorliegender Ausführungsform mittels einer stromaufwärtig angebrachten Trennkeilaufnahme 11 starr, also nicht gelenkig und somit nicht frei beweglich in der Stoffauflaufdüse 2 angeordnet. Durch die stromaufwärtige Trennkeilaufnahme 11 verläuft dabei definitionsgemäß eine in ihrer Längsrichtung vorzugsweise mittig ausgerichtete Gerade G.

Überdies besteht der Trennkeil 5 aus zwei jeweils einen Trennkeilwinkel α, ß aufweisenden Trennkeilbereichen, einem stromaufwärtigen Trennkeilanfangsbereich 5.1 und einem stromabwärtigen Trennkeilendbereich 5.2. Die beiden Trennkeilwinkel α, ß der beiden Trennkeilbereiche 5.1 , 5.2 nehmen unterschiedliche Winkelwerte an, wobei der Trennkeilanfangswinkel α des stromaufwärtigen Trennkeilanfangsbereichs 5.1 einen größeren Winkelwert als der Trennkeilendwinkel ß des stromabwärtigen Trennkeilendbereichs 5.2 annimmt. Zudem ist zwischen wenigstens einer Trennkeiloberfläche 5.0 des Trennkeils 5 ein nicht planer Übergangsbereich 12.0 zwischen den beiden Trennkeilbereichen 5.1 , 5.2, des Trennkeils 5 vorgesehen.

In der in der Figur 1 dargestellten Ausführungsform ist an beiden Trennkeiloberflächen 5.O, 5.U des Trennkeils 5 jeweils ein nicht planer Übergangsbereich 12.0, 12.U zwischen den beiden Trennkeilbereichen 5.1 , 5.2 des Trennkeils 5 vorgesehen. Auch ist sowohl der stromaufwärtige Trennkeilanfangsbereich 5.1 des Trennkeils 5 als auch der stromabwärtige Trennkeilendbereich 5.2 des Trennkeils 5 symmetrisch zu einer durch die stromaufwärtige Trennkeilaufnahme 11 verlaufenden Geraden G ausgerichtet, so dass die Trennkeilspitze 13 des Trennkeils 5 auf der durch die stromaufwärtige Trennkeilaufnahme 11 verlaufenden Geraden G liegt.

In einer weiteren, jedoch nicht dargestellten Ausführungsform kann auch nur der stromaufwärtige Trennkeilanfangsbereich des Trennkeils symmetrisch zu einer durch die stromaufwärtige Trennkeilaufnahme verlaufenden Geraden ausgerichtet sein. Ist dabei überdies der stromabwärtige Trennkeilendbereich des Trennkeils asymmetrisch zu der durch die stromaufwärtige Trennkeilaufnahme verlaufenden Geraden ausgerichtet, so liegt die Trennkeilspitze des Trennkeils nicht auf der durch die stromaufwärtige Trennkeilaufnahme verlaufenden Geraden.

Weiterhin weist der Trennkeilanfangswinkel α des stromaufwärtigen

Trennkeilanfangsbereichs 5.1 einen Winkelwert im Bereich von 8 bis 20°, vorzugsweise von 10 bis 15°, auf. Der Trennkeilendwinkel ß des stromabwärtigen

Trennkeilendbereichs 5.2 weist hingegen einen Winkelwert im Bereich von 1 ,5 bis 8°, vorzugsweise von 2,5 bis 4,5°, auf, so dass er kleiner als der Trennkeilanfangswinkel α des stromaufwärtigen Trennkeilanfangsbereichs 5.1 ist.

Auch weist der stromabwärtige Trennkeilendbereich 5.2 des Trennkeils 5 eine stromabwärtige Trennkeilendlänge I5.2 im Bereich von 10 bis 100 mm, vorzugsweise von 15 bis 75 mm, insbesondere von 25 bis 50 mm, auf und er ragt über den Austrittsspalt 9 der Stoffauflaufdüse 2 hinaus, vorzugsweise in einem Bereich von 10 bis 25 mm. Der jeweilige nicht plane Übergangsbereich 12.O, 12.U an der entsprechenden Trennkeiloberfläche 5.O, 5.U zwischen den beiden Trennkeilbereichen 5.1 , 5.2 des Trennkeils 5 ist rund mit einem Rundungsradius R5.O, R5.U im Bereich von 20 bis 1000 mm, vorzugsweise von 100 bis 500 mm, insbesondere von 150 bis 250 mm, gestaltet. Der einzelne nicht plane Übergangsbereich an der Trennkeiloberfläche zwischen den beiden Trennkeilbereichen des Trennkeils könnte auch geometrisch eckig gestaltet sein.

Überdies kann, wie dies gestrichelt in der Figur 1 angedeutet ist, wenigstens ein Düsenraum 7.1 , 7.2 der Stoffauflaufdüse 2 des Zweischichtenstoffauflaufs 1 mit mindestens einer sich in Strömungsrichtung S (Pfeil) des Faserstoffsuspensionsstroms 6.1 (Pfeil), 6.2 (Pfeil) erstreckenden Lamelle 15 versehen sein. Die Lamelle 15 kann dabei aus einem Kunststoff, vorzugsweise aus einem Hochleistungspolymer wie insbesondere PPSU, PPS, PEI, PTFE, PA, POM oder dergleichen bestehen. Und je nach Anwendungsfall kann die bis in den Bereich des Düsenendes reichende Lamelle 15 in ihrem strukturlosen Endbereich 16 - in Strömungsrichtung S (Pfeil) des Faserstoffsuspensionsstroms 6.1 (Pfeil), 6.2 (Pfeil) gesehen - ein stumpfes Lamellenende 17 mit einer Höhe von kleiner 0,4 mm, vorzugsweise von kleiner 0,3 mm, oder in ihrem strukturierten Endbereich 16 - in Strömungsrichtung S (Pfeil) des Faserstoffsuspensionsstroms 6.1 (Pfeil), 6.2 (Pfeil) gesehen - ein stumpfes Lamellenende 17 mit einer Höhe von größer 0,5 mm aufweisen. Der strukturierte Endbereich 16 kann in weiterer Gestaltung die Struktur von Nuten mit rechteckiger und/oder keilförmiger und/oder parabelförmiger und/oder runder Form mit konstanter und/oder unterschiedlicher Tiefe aufweisen. In vorliegender und gestrichelt angedeuteter Ausführungsmöglichkeit sind in jedem Düsenraum 7.1 , 7.2 zwei Lamellen 15 angeordnet, die rein exemplarisch und somit nicht einschränkend gleiche Lamellenlängen (Düsenraum 7.1 ) und unterschiedliche Lamellenlängen (Düsenraum 7.2) aufweisen.

Der erfindungsgemäße Zweischichtenstoffauflauf 1 kann in nicht dargestellter, dem Fachmann jedoch bekannter Weise auch mit einer sektionierten Stoffdichteregelung (Verdünnungswasser-Technologie, „ModuleJet") versehen sein. Eine derartige Stoffdichteregelung für einen Stoffauflauf ist beispielsweise aus der Druckschrift DE 40 19 593 C2 bekannt ist.

Die beiden Figuren 2 und 3 zeigen schematische Seitendarstellungen zweier weiterer Ausführungsformen von Trennkeilen 5 von erfindungsgemäßen Zweischichtenstoffaufläufen.

An beiden Trennkeilen ist nur an einer Trennkeiloberfläche 5.0 des Trennkeils 5 ein nicht planer Übergangsbereich 12.0 zwischen den beiden Trennkeilbereichen 5.1 , 5.2 des Trennkeils 5 vorgesehen. An der anderen Trennkeiloberfläche 5.U des Trennkeils 5 ist ein planer Übergangsbereich 12.U, also keine Geometrieänderung zwischen den beiden Trennkeilbereichen 5.1 , 5.2, des Trennkeils 5 vorgesehen.

In der in der Figur 2 dargestellten Ausführungsform ist der stromaufwärtige Trennkeilanfangsbereich 5.1 des Trennkeils 5 symmetrisch zu einer durch die stromaufwärtige Trennkeilaufnahme 11 verlaufenden Geraden G ausgerichtet, wobei die Gerade G wie bereits vorstehend definiert wurde. Da jedoch der stromabwärtige Trennkeilendbereich 5.2 des Trennkeils 5 asymmetrisch zu der durch die stromaufwärtige Trennkeilaufnahme 11 verlaufenden Geraden G ausgerichtet ist, liegt die Trennkeilspitze 13 des Trennkeils 5 nicht auf der durch die stromaufwärtige Trennkeilaufnahme 11 verlaufenden Geraden G. Und in der in der Figur 3 dargestellten Ausführungsform ist sowohl der stromaufwärtige Trennkeilanfangsbereich 5.1 des Trennkeils 5 als auch der stromabwärtige Trennkeilendbereich 5.2 des Trennkeils 5 asymmetrisch zu einer durch die stromaufwärtige Trennkeilaufnahme verlaufenden Geraden G ausgerichtet, wobei die Gerade G wie bereits vorstehend definiert wurde. Jedoch ist bei dieser Ausführungsform vorgesehen, dass die Trennkeilspitze 13 des Trennkeils 5 auf der durch die stromaufwärtige Trennkeilaufnahme 11 verlaufenden Geraden G liegt. Sie könnte jedoch auch daneben liegen.

In beiden Ausführungsformen der Figuren 2 und 3 weist der jeweilige Trennkeilanfangswinkel α des stromaufwärtigen Trennkeilanfangsbereichs 5.1 wiederum einen Winkelwert im Bereich von 8 bis 20°, vorzugsweise von 10 bis 15°, auf. Der jeweilige Trennkeilendwinkel ß des stromabwärtigen Trennkeilendbereichs 5.2 weist erneut einen Winkelwert im Bereich von 1 ,5 bis 8°, vorzugsweise von 2,5 bis 4,5°, auf, so dass er kleiner als der Trennkeilanfangswinkel α des stromaufwärtigen Trennkeilanfangsbereichs 5.1 ist. Und der stromabwärtige Trennkeilendbereich 5.2 des jeweiligen Trennkeils 5 weist eine stromabwärtige Trennkeilendlänge I5.2 im Bereich von 10 bis 100 mm, vorzugsweise von 15 bis 75 mm, insbesondere von 25 bis 50 mm, auf.

Im Gegensatz zu der in der Figur 1 dargestellten Ausführungsform des Trennkeils 5 ist der jeweils in den beiden Figuren 2 und 3 dargestellte nicht plane Übergangsbereich 12.0 an der Trennkeiloberfläche 5.0 zwischen den beiden Trennkeilbereichen 5.1 , 5.2 des einzelnen Trennkeils 5 geometrisch eckig gestaltet. Der Übergang verläuft in Querrichtung des Trennkeils 5 also entlang einer Linie L. Der jeweilige nicht plane Übergangsbereich könnte auch rund mit einem entsprechenden Rundungsradius gestaltet sein.

Ferner weisen bei alle drei dargestellten Ausführungsformen des Zweischichtenstoffauflaufs 1 , wie in der Ausführungsform der Figur 1 dargestellt, die aus der Stoffauflaufdüse 2 als gemeinsamer Faserstoffsuspensionsstrahl 14 austretenden Faserstoffsuspensionsströme 6.1 , 6.2 können unterschiedliche Strahlgeschwindigkeiten v6.1 (Pfeil), v6.2 (Pfeil) aufweisen. Dabei nimmt der Unterschied in den Strahlgeschwindigkeiten v6.1 (Pfeil), v6.2 (Pfeil) insbesondere einen Wert im Bereich von 10 bis 60 m/min, vorzugsweise von 15 bis 25 m/min, an.

Und letztlich kann wenigstens einer Faserstoffsuspension ein geregelter Zuführstrom, insbesondere ein Verdünnungswasserstrom bei Erzeugung eines Mischstroms mit einer Mischkonzentration zuführbar sein. Dies ermöglicht eine Regelung sowohl des Faserorientierungsquerprofils als auch des Flächengewichtsquerprofils der zweischichtigen Faserstoffbahn.

Der jeweils in den Figuren 1 bis 3 dargestellte bzw. angedeutete Zweischichtenstoffauflauf 1 eignet sich in besonderem Maße zur Verwendung in einer Maschine zur Herstellung einer zweischichtigen Faserstoffbahn 3, insbesondere einer zweischichtigen Papier- oder Kartonbahn, aus zwei Faserstoffsuspensionen 4.1 , 4.2.

Zusammenfassend ist festzuhalten, dass durch die Erfindung ein Zweischichtenstoffauflauf der eingangs genannten Art geschaffen wird, der die Erreichung sowohl einer hochwertigen Schichtenreinheit in der Höhenrichtung als auch einer guten optischen Abdeckungsqualität der beiden Faserstoffsuspensionsschichten bei einer mit ihm hergestellten Faserstoffbahn ermöglicht. Dies wird insbesondere auch bei der Herstellung einer zweischichtigen Faserstoffbahn mit einem Flächengewicht in einem Bereich von 20 bis 60 g/m² pro Faserstoffsuspensionsschicht bei einer Herstellungsgeschwindigkeit von über 900 m/min ermöglicht. Bezugszeichenliste

1 Zweischichtenstoffauflauf

2 Stoffauflaufdüse 3 Zweischichtige Faserstoffbahn

4.1 Faserstoffsuspension

4.2 Faserstoffsuspension 5 Trennkeil

5.1 Trennkeilanfangsbereich (stromaufwärtig) 5.2 Trennkeilendbereich (stromabwärtig)

5.0 Trennkeiloberfläche 5.U Trennkeiloberfläche

6.1 Faserstoffsuspensionsstrom (Pfeil)

6.2 Faserstoffsuspensionsstrom (Pfeil 7.1 Düsenraum

7.2 Düsenraum

8.1 Zuführeinrichtung

8.2 Zuführeinrichtung 9 Austrittsspalt 9.1 Austrittsspalt

9.2 Austrittsspalt

10.1 Außenwand

10.2 Außenwand

11 Trennkeilaufnahme 12.0 Übergangsbereich

12.U Übergangsbereich

13 Trennkeilspitze

14 Faserstoffsuspensionsstrahl

15 Lamelle 16 Endbereich

17 Lamellenende B Breite (Pfeil)

G Gerade

L Linie

15.2 Trennkeilendlänge

R5.O Rundungsradius

R5.U Rundungsradius

S Strömungsrichtung (Pfeil) s9.1 Spaltweite s9.2 Spaltweite v6.1 Strahlgeschwindigkeit (Pfeil) v6.2 Strahlgeschwindigkeit (Pfeil)

α Trennkeilanfangswinkel (strc ß Trennkeilendwinkel (stromai

Claims

Zweischichtenstoff auf lauf für eine Maschine zur Herstellung einer zweischichtigen FaserstoffbahnPatentansprüche

1. Zweischichtenstoffauflauf (1 ) für eine Maschine zur Herstellung einer zweischichtigen Faserstoffbahn (3), insbesondere einer zweischichtigen Papier- oder Kartonbahn, aus zwei Faserstoffsuspensionen (4.1 , 4.2), mit einer Stoffauflaufdüse (2), die zwei sich über die Breite (B) erstreckende, innenseitig durch einen Trennkeil (5) voneinander getrennte, während des Betriebs des Zweischichtenstoffauflaufs (1 ) jeweils eine

Faserstoffsuspension (4.1 , 4.2) als Faserstoffsuspensionsstrom (6.1 , 6.2) führende und aufeinander zulaufende Düsenräume (7.1 , 7.2) aufweist, welche stromaufwärts jeweils eine Zuführeinrichtung (8.1 , 8.2), stromabwärts jeweils einen sich über die Breite (B) erstreckenden Austrittsspalt (9.1 , 9.2) mit einer Spaltweite (s9.1 , s9.2) und außenseitig jeweils eine Außenwand

(10.1 , 10.2) aufweisen, wobei der Trennkeil (5) zwei während des Betriebs des Zweischichtenstoffauflaufs (1 ) von dem jeweiligen Faserstoffsuspensionsstrom (6.1 , 6.2) berührte Trennkeiloberflächen (5.O, 5.U) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Trennkeil (5) aus zwei jeweils einen Trennkeilwinkel (α, ß) aufweisenden Trennkeilbereichen, einem stromaufwärtigen

Trennkeilanfangsbereich (5.1 ) und einem stromabwärtigen Trennkeilendbereich (5.2), besteht, dass die beiden Trennkeilwinkel (α, ß) der beiden Trennkeilbereiche (5.1 , 5.2) unterschiedliche Winkelwerte annehmen, wobei der Trennkeilanfangswinkel (α) des stromaufwärtigen Trennkeilanfangsbereichs (5.1 ) einen größeren Winkelwert als der Trennkeilendwinkel (ß) des stromabwärtigen Trennkeilendbereichs (5.2) annimmt, und dass zwischen wenigstens einer Trennkeiloberfläche (5.0; 5.0, 5.U) des Trennkeils (5) ein nicht planer Übergangsbereich (12.0; 12.0, 12.U) zwischen den beiden Trennkeilbereichen (5.1 , 5.2) des Trennkeils (5) vorgesehen ist.

2. Zweischichtenstoffauflauf (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass an beiden Trennkeiloberflächen (5.0, 5.U) des Trennkeils (5) jeweils ein nicht planer Übergangsbereich (12.0, 12.U) zwischen den beiden Trennkeilbereichen (5.1 , 5.2) des Trennkeils (5) vorgesehen ist.

3. Zweischichtenstoffauflauf (1 ) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest der stromaufwärtige Trennkeilanfangsbereich (5.1 ) des Trennkeils (5) symmetrisch zu einer durch die stromaufwärtige Trennkeilaufnahme (11 ) verlaufenden Geraden (G) ausgerichtet ist.

4. Zweischichtenstoffauflauf (1 ) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl der stromaufwärtige Trennkeilanfangsbereich (5.1 ) des Trennkeils (5) als auch der stromabwärtige Trennkeilendbereich (5.2) des Trennkeils (5) symmetrisch zu einer durch die stromaufwärtige Trennkeilaufnahme (11 ) verlaufenden Geraden (G) ausgerichtet ist, so dass die Trennkeilspitze (13) des Trennkeils (5) auf der durch die stromaufwärtige Trennkeilaufnahme (11 ) verlaufenden Geraden (G) liegt.

5. Zweischichtenstoffauflauf (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass an einer Trennkeiloberfläche (5.O) des Trennkeils (5) ein nicht planer Übergangsbereich (12.0) zwischen den beiden Trennkeilbereichen (5.1 , 5.2) des Trennkeils (5) vorgesehen ist und dass an der anderen Trennkeiloberfläche (5.U) des Trennkeils (5) ein planer Übergangsbereich (12.U) zwischen den beiden Trennkeilbereichen (5.1 , 5.2) des Trennkeils (5) vorgesehen ist.

6. Zweischichtenstoffauflauf (1 ) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest der stromaufwärtige Trennkeilanfangsbereich (5.1 ) des

Trennkeils (5) symmetrisch zu einer durch die stromaufwärtige Trennkeilaufnahme (11 ) verlaufenden Geraden (G) ausgerichtet ist.

7. Zweischichtenstoffauflauf (1 ) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl der stromaufwärtige Trennkeilanfangsbereich (5.1 ) des Trennkeils (5) als auch der stromabwärtige Trennkeilendbereich (5.2) des Trennkeils (5) asymmetrisch zu einer durch die stromaufwärtige Trennkeilaufnahme (11 ) verlaufenden Geraden (G) ausgerichtet ist.

8. Zweischichtenstoffauflauf (1 ) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennkeilspitze (13) des Trennkeils (5) auf der durch die stromaufwärtige Trennkeilaufnahme (11 ) verlaufenden Geraden (G) liegt.

9. Zweischichtenstoffauflauf (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Trennkeilanfangswinkel (α) des stromaufwärtigen

Trennkeilanfangsbereichs (5.1 ) einen Winkelwert im Bereich von 8 bis 20°, vorzugsweise von 10 bis 15°, aufweist und dass der Trennkeilendwinkel (ß) des stromabwärtigen Trennkeilendbereichs (5.2) einen Winkelwert im Bereich von 1 ,5 bis 8°, vorzugsweise von 2,5 bis 4,5°, aufweist.

10. Zweischichtenstoffauflauf (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der stromabwärtige Trennkeilendbereich (5.2) des Trennkeils (5) eine stromabwärtige Trennkeilendlänge (I5.2) im Bereich von 10 bis 100 mm, vorzugsweise von 15 bis 75 mm, insbesondere von 25 bis 50 mm, aufweist.

11. Zweischichtenstoffauflauf (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der stromabwärtige Trennkeilendbereich (5.2) des Trennkeils (5) über den Austrittsspalt (9) der Stoffauflaufdüse (2) hinausragt, vorzugsweise in einem Bereich von 10 bis 25 mm.

12. Zweischichtenstoffauflauf (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der nicht plane Übergangsbereich (12.O, 12.U) an der Trennkeiloberfläche (5.O, 5.U) zwischen den beiden Trennkeilbereichen (5.1 , 5.2) des Trennkeils (5) geometrisch eckig gestaltet ist.

13. Zweischichtenstoffauflauf (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass der nicht plane Übergangsbereich (12.O, 12.U) an der Trennkeiloberfläche (5.O, 5.U) zwischen den beiden Trennkeilbereichen

(5.1 , 5.2) des Trennkeils (5) rund mit einem Rundungsradius (R. O, R. U) im Bereich von 20 bis 1000 mm, vorzugsweise von 100 bis 500 mm, insbesondere von 150 bis 250 mm, gestaltet ist.

14. Zweischichtenstoffauflauf (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden aus der Stoffauflaufdüse (2) als gemeinsamer Faserstoffsuspensionsstrahl (14) austretenden Faserstoffsuspensionsströme (6.1 , 6.2) unterschiedliche Strahlgeschwindigkeiten (v6.1 , v6.2) aufweisen.

15. Zweischichtenstoffauflauf (1 ) nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Unterschied in den beiden Strahlgeschwindigkeiten (v6.1 , v6.2) einen Wert im Bereich von 10 bis 60 m/min, vorzugsweise von 15 bis 25 m/min, annimmt.

16. Zweischichtenstoffauflauf (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens einer Faserstoffsuspension ein geregelter Zuführstrom, insbesondere ein Verdünnungswasserstrom, bei Erzeugung eines Mischstroms mit einer Mischkonzentration zuführbar ist.

17. Maschine zur Herstellung einer zweischichtigen Faserstoffbahn (3), insbesondere einer zweischichtigen Papier- oder Kartonbahn, aus zwei Faserstoffsuspensionen (4.1 , 4.2), dadurch gekennzeichnet, dass sie zumindest einen Zweischichtenstoffauflauf (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche umfasst.