DE19923404A1

DE19923404A1 - Stoffauflaufdüse

Info

Publication number: DE19923404A1
Application number: DE1999123404
Authority: DE
Inventors: Helmut Sterz; Wolfgang Mayer; Ralf Rziha; Uwe Widmann
Original assignee: Voith Sulzer Papiertechnik Patent GmbH
Current assignee: Voith Patent GmbH
Priority date: 1999-05-21
Filing date: 1999-05-21
Publication date: 2000-11-23

Abstract

Eine Stoffauflaufdüse 10 umfaßt einen in einem maschinenbreiten Stoffaustrittsspalt 12 endenden Düsenkanal 14, der durch zwei einander gegenüberliegende maschinenbreite Stromführungswände 16, 18 begrenzt ist. Wenigstens eine der beiden maschinenbreiten Stromführungswände 16, 18 umfaßt einen relativ flexiblen, sich in den Spaltbereich erstreckenden Wandabschnitt 20, dem der Einhaltung einer vorgebbaren Spaltweite dienende Durchbiegungsausgleichsmittel zugeordnet sind, die eine den flexiblen Wandabschnitt 20 beaufschlagende, von dem im Düsenkanal 14 vorherrschenden Innendruck P1 abhängige äußere Kraft F1 erzeugen und/oder wenigstens ein Stützelement umfassen, über das der flexible Wandabschnitt 20 so an einem relativ starren Grundkörper 24 der jeweiligen maschinenbreiten Sromführungswand 16, 18 abgestützt ist, daß in Strömungsrichtung S vor und hinter dem Stützelement auftretende Durchbiegungen des flexiblen Wandabschnitts 20 im Spaltbereich zumindest im wesentlichen kompensiert werden.

Description

Die Erfindung betrifft eine Stoffauflaufdüse mit einem in einen maschi nenbreiten Stoffaustrittsspalt endenden Düsenkanal, der durch zwei ein ander gegenüberliegende maschinenbreite Stromführungswände begrenzt ist.

Bei hohen Strahlgeschwindigkeiten treten hohe Drücke in der Stoffauf laufdüse auf. Gleichzeitig soll die Düse möglichst schlank gehalten wer den, um entsprechend weit in den insbesondere zwischen einer Formier walze und einer Brustwalze gebildeten Walzengap hineinzureichen und damit die Strahllänge zu verkürzen. Dies ist mit den bisher üblichen Kon zepten nur bedingt erreichbar, da schlanke Düsen den Nachteil besitzen, daß sie sich aufgrund der hohen Innendrücke leicht verformen. Damit be steht insbesondere auch die Gefahr, daß sich der Austrittsspalt bzw. die Lippenöffnung infolge einer Strahlgeschwindigkeitserhöhung, die zu einer Druckerhöhung in der Düse führt, vergrößert. Üblicherweise wird die ent sprechende Aufweitung gemessen und durch Nachfahren der Oberlippe wieder kompensiert. Bei einem schlagartigen Druckabfall in der Düse be steht nun aber die Gefahr, daß die nachgeführte Strahlführungslippe in die gegenüberliegende Strahlführungslippe einschlägt und dadurch die Düse insgesamt gefährdet wird.

Bei einer aus der DE 36 44 983 A1 bekannten Stoffauflaufdüse der ein gangs genannten Art ist gegenüber einer starren Stromführungswand eine bewegliche Stromführungswand vorgesehen. Zur Grobeinstellung der Spaltweite greifen zwei Hubeinrichtungen an der beweglichen Stromfüh rungswand an. Der im Bereich des Stoffaustrittsspaltes vorgesehene vor dere Endabschnitt der beweglichen Stromführungswand ist relativ zum restlichen Teil der Wand nachgiebig ausgebildet. Dieser nachgiebige End abschnitt der Wand ist unmittelbar vordem Stoffaustrittsspalt durch zahlreiche über die Maschinenbreite verteilte Verstellspindeln beauf schlagbar.

Eine aus der DE 37 10 735 A1 bekannte Stoffauflaufdüse ist am Stoffaustrittsspalt mit einem kreiszylindrischen Stab versehen, der in ei nem quer zum Spalt verstellbaren Lager drehbar gelagert ist und mit ei nem Teil seines Umfangs den Stoffaustrittsspalt begrenzt. Damit soll eine Selbstreinigung der Spaltbegrenzung erreicht werden.

Bei einer aus der US-A-5 009 748 bekannten Stoffauflaufdüse ist eine Stromführungswand durch mehrere über die Maschinenbreite verteilte Stangen beaufschlagt, um ein jeweils gewünschtes Quergewichtsprofil zu erhalten. Dabei werden die über die Stangen auf die Stromführungswand ausgeübten Kräfte gemessen und die erhaltenen Meßwerte einem Steuer system zugeführt. Zur Feinjustierung der Spaltweite werden die Stangen computergesteuert entsprechend erhitzt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Stoffauflaufdüse der ein gangs genannten Art zu schaffen, bei der die Gefahr einer Vergrößerung des Stoffaustrittsspaltes infolge einer Strahlgeschwindigkeitserhöhung auf ein Minimum reduziert ist. Zudem soll die Möglichkeit bestehen, den Stoffaustrittsspalt quer zur Maschine zu beeinflussen.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß wenigstens eine der beiden maschinenbreiten Stromführungswände einen relativ fle xiblen, sich in den Spaltbereich erstreckenden Wandabschnitt umfaßt, dem der Einhaltung einer vorgebbaren Spaltweite dienende Durchbie gungsausgleichsmittel zugeordnet sind, die eine den flexiblen Wandab schnitt beaufschlagende, von dem im Düsenkanal vorherrschenden In nendruck abhängige äußere Kraft erzeugen und/oder wenigstens ein Stützelement umfassen, über das der flexible Wandabschnitt so an einem relativ starren Grundkörper der jeweiligen maschinenbreiten Stromfüh rungswand abgestützt ist, daß in Strömungsrichtung vor und hinter dem Stützelement auftretende Durchbiegungen des flexiblen Wandabschnitts im Spaltbereich zumindest im wesentlichen kompensiert werden. Somit können an der einen oder an der anderen, oder auch an beiden Stromfüh rungswänden Durchbiegungsausgleichsmittel vorgesehen sein. Der Dü senkanal kann über die Maschinenbreite sektioniert sein.

Aufgrund dieser Ausbildung ist eine Vergrößerung des Düsenspaltes infol ge einer Strahlgeschwindigkeitserhöhung praktisch ausgeschlossen. Mit der wahlweise vorgesehenen Sektionierung des Düsenkanals über die Ma schinenbreite ist insbesondere auch eine Beeinflussung des Stoffaustritts spaltes über die Maschinenbreite möglich. Entsprechend kann auch die äußere Kraft sektionsweise erzeugt werden.

Bei einer zweckmäßigen praktischen Ausführungsform ist der flexible Wandabschnitt an seinem von dem Stoffaustrittsspalt abgewandten Ende an einem Grundkörper der jeweiligen maschinenbreiten Stromführungs wand angebracht.

Bei einer zweckmäßigen praktischen Ausführungsform ist zur Erzeugung der äußeren Kraft ein zwischen dem flexiblen Wandabschnitt und dem Grundkörper liegender, dem Austrittsspalt benachbarter Bereich mit Druck beaufschlagbar.

Dabei kann der flexible Wandabschnitt insbesondere über wenigstens eine zwischen diesem und dem Grundkörper angeordnete Membran beauf schlagbar sein, die randseitig so an dem Körper angebracht und gegen über diesem abgedichtet ist, daß sie durch ein in den Bereich zwischen der Membran und dem Grundkörper eingeführtes Druckfluid entspre chend beaufschlagbar ist.

Von Vorteil ist auch, wenn der die äußere Kraft erzeugende Druck über wenigstens einen Regelkreis oder dergleichen in Abhängigkeit von dem im Düsenkanal vorherrschenden Innendruck erzeugt ist.

Das zwischen dem flexiblen Wandabschnitt und dem Grundkörper ange ordnete Stützelement ist vorteilhafterweise im Bereich des Stoffaustritts spaltes sowie im Abstand von diesem angeordnet.

Das Stützelement kann beispielsweise zylindrisch, vorzugsweise kreiszy lindrisch ausgeführt sein.

Dieses Stützelement erstreckt sich vorzugsweise in Richtung der Maschi nenbreite.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen un ter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert; in dieser zeigen:

Fig. 1 eine schematische Querschnittsdarstellung einer ersten Ausführungsform einer Stoffauflaufdüse mit aktivem Durchbiegungsausgleich,

Fig. 2 eine schematische Querschnittsdarstellung einer konkreteren Ausführungsform einer Stoffauflauf düse mit aktivem Durchbiegungsausgleich,

Fig. 3 eine vergrößerte Teildarstellung der Stoffauflauf düse gemäß Fig. 2,

Fig. 4 eine schematische Querschnittsdarstellung einer Ausführungsform einer Stoffauflaufdüse mit pas sivem Durchbiegungsausgleich,

Fig. 5 eine schematische Querschnittsdarstellung einer konkreteren Ausführungsform einer Stoffauflauf düse mit passivem Durchbiegungsausgleich und

Fig. 6 eine vergrößerte Teildarstellung der Stoffauflauf düse gemäß Fig. 5.

Fig. 1 zeigt in schematischer Querschnittsdarstellung eine erste Ausfüh rungsform einer Stoffauflaufdüse 10 mit aktivem Durchbiegungsaus gleich.

Wie anhand der Fig. 1 zu erkennen ist, umfaßt die Stoffauflaufdüse 10 einen in einem maschinenbreiten Stoffaustrittsspalt 12 endenden Düsen kanal 14, der durch eine erste, relativ starre maschinenbreite Stromfüh rungswand 16 und eine dieser gegenüberliegende zweite maschinenbreite Stromführungswand 18 begrenzt ist.

Die zweite maschinenbreite Stromführungswand 18 umfaßt einen relativ flexiblen, sich in den Spaltbereich erstreckenden Wandabschnitt 20. Die sem flexiblen Wandabschnitt 20 sind weiter unten anhand der Fig. 2 näher beschriebene Durchbiegungsausgleichsmittel zugeordnet, die der Einhaltung einer vorgebbaren Spaltweite dienen.

Durch die Durchbiegungsausgleichsmittel wird eine den flexiblen Wandabschnitt 20 beaufschlagende, von dem im Düsenkanal 14 vorherr schenden Innendruck P1 abhängige äußere Kraft F1 erzeugt.

Im vorliegenden Fall ist der flexible Wandabschnitt 20 an seinem von dem Stoffaustrittsspalt 12 abgewandten Ende 22 an einem Grundkörper 24 der zweiten maschinenbreiten Stromführungswand 18 angebracht.

Wie anhand der Fig. 1 zu erkennen ist, wird zur Erzeugung der äußeren Kraft F1 ein zwischen dem flexiblen Wandabschnitt 20 und dem Grund körper 24 liegender, dem Stoffaustrittsspalt 12 benachbarter Bereich mit Druck beaufschlagt.

Der Düsenkanal 14 kann über die Maschinenbreite sektioniert sein. In diesem Fall kann die äußere Kraft F1 sektionsweise erzeugt werden.

Dem Innendruck P1 wirkt die äußere Kraft F1 entgegen, wodurch der fle xible Wandabschnitt 20 derart verformt wird, daß die ursprüngliche Spaltweite wiederhergestellt wird. Diese Vorgehensweise ist auch über die Breite der Stoffauflaufdüse 10 sektioniert anwendbar, d. h. die Spaltweite kann über die Düsenbreite verändert werden. Nachdem die äußere Kraft F1 in Abhängigkeit von dem Innendruck P1 erzeugt wird, d. h. mit diesem gekoppelt ist, ist ein unerwünschtes Aufeinandertreffen der ersten Stromführungswand 16 und des flexiblen Wandabschnitts 20 praktisch ausgeschlossen.

In den Fig. 2 und 3 ist eine konkretere Ausführungsform einer Stoffauflaufdüse 10 mit aktivem Durchbiegungsausgleich dargestellt. Dabei ist der flexible Wandabschnitt 20 über wenigstens eine zwischen diesem und dem Grundkörper 24 angeordnete Membran 26 beaufschlag bar. Diese Membran 26 ist randseitig so an dem Grundkörper 24 ange bracht und gegenüber diesem abgedichtet, daß sie durch ein in den Be reich zwischen der Membran 26 und dem Grundkörper 24 eingeführtes Druckfluid entsprechend beaufschlagbar ist. Das Druckfluid wird über einen im Grundkörper 24 ausgebildeten Fluidkanal 28 zugeführt.

Wie insbesondere anhand der Fig. 3 zu erkennen ist, ist die Membran 26 über wenigstens einen Membranhalter 30 an dem Grundkörper 24 ange bracht.

Wie insbesondere der Fig. 2 entnommen werden kann, ragt die Stoffauf laufdüse 10 in einen beispielsweise zwischen einer Formierwalze und einer Brustwalze gebildeten Walzenspalt 32 hinein.

Der die äußere Kraft F1 erzeugende Druck kann z. B. über wenigstens ei nen Regelkreis in Abhängigkeit von dem im Düsenkanal 14 vorherrschen den Innendruck P1 erzeugt werden (vgl. auch Fig. 1).

Im übrigen besitzt diese in den Fig. 2 und 3 dargestellte Stoffauflauf düse 10 zumindest im wesentlichen den gleichen Aufbau wie die gemäß Fig. 1. Einander entsprechenden Teilen sind gleiche Bezugszeichen zu geordnet.

Fig. 4 zeigt eine schematische Querschnittsdarstellung einer Stoffauf laufdüse 10 mit passivem Durchbiegungsausgleich. Eine konkretere Aus führungsform einer solchen Stoffauflaufdüse 10 mit passivem Durchbie gungsausgleich ist in den Fig. 5 und 6 dargestellt.

Gemäß dieser sich aus den Fig. 4 bis 6 ergebenden Ausführungsform umfassen die Durchbiegungsausgleichsmittel wenigstens ein Stützelement 34, über das der flexible Wandabschnitt 20 so an dem relativ starren Grundkörper 24 der zweiten maschinenbreiten Stromführungswand 18 abgestützt ist, daß in Strömungsrichtung S vor und hinter dem Stützele ment 34 auftretende Durchbiegungen des flexiblen Wandabschnitts 20 im Spaltbereich zumindest im wesentlichen kompensiert werden.

Die Geometrieverhältnisse zwischen dem Grundkörper 24, dem flexiblen Wandabschnitt 20 und dem Stützelement 34 sind demnach so gewählt, daß der Innendruck P1 den flexiblen Wandabschnitt 20 so verformt, daß sich die Düsenspaltweite praktisch nicht ändert. Dabei ist das zwischen dem flexiblen Wandabschnitt 20 und dem Grundkörper 24 angeordnete Stützelement 34 im Bereich des Stoffaustrittsspaltes 12 sowie im Abstand von diesem angeordnet.

Das Stützelement 34 kann insbesondere zylindrisch, vorzugsweise kreis zylindrisch ausgeführt sein und sich in Richtung der Maschinenbreite er strecken.

Im übrigen besitzt die in den Fig. 4 bis 6 dargestellte Stoffauflaufdüse 10 zumindest im wesentlichen den gleichen Aufbau wie die gemäß den Fig. 1 bis 3. Einander entsprechende Teile sind mit den gleichen Be zugszeichen versehen. In den Fig. 1 und 4 ist mit P0 zudem der Um gebungsdruck angegeben.

Grundsätzlich ist auch eine Kombination der in den Fig. 1 bis 3 dar gestellten Stoffauflaufdüse mit der gemäß den Fig. 4 bis 6 denkbar.

Bezugszeichenliste

10

Stoffauflaufdüse

12

Stoffaustrittsspalt

14

Düsenkanal

16

erste Stromführungswand

18

zweite Stromführungswand

20

flexibler Wandabschnitt

22

Ende

24

Grundkörper

26

Membran

28

Fluidkanal

30

Membranhalter

32

Walzenspalt

34

Stützelement
F1 äußere Kraft
P0 Umgebungsdruck
P1 Innendruck
S Strömungsrichtung

Claims

1. Stoffauflaufdüse (10) mit einem in einen maschinenbreiten Stoffaustrittsspalt (12) endenden Düsenkanal (14), der durch zwei einander gegenüberliegende maschinenbreite Stromführungswände (16, 18) begrenzt ist, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine der beiden maschinenbreiten Stromführungs wände (16, 18) einen relativ flexiblen, sich in den Spaltbereich er streckenden Wandabschnitt (20) umfaßt, dem der Einhaltung einer vorgebbaren Spaltweite dienende Durchbiegungsausgleichsmittel zugeordnet sind, die eine den flexiblen Wandabschnitt (20) beauf schlagende, von dem im Düsenkanal (14) vorherrschenden Innen druck (P1) abhängige äußere Kraft (F1) erzeugen und/oder wenig stens ein Stützelement (34) umfassen, über das der flexible Wandabschnitt (20) so an einem relativ starren Grundkörper (24) der jeweiligen maschinenbreiten Stromführungswand (16, 18) abge stützt ist, daß in Strömungsrichtung (S) vor und hinter dem Stütze lement (34) auftretende Durchbiegungen des flexiblen Wandab schnitts (20) im Spaltbereich zumindest im wesentlichen kompen siert werden.

2. Stoffauflaufdüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Düsenkanal (14) über die Maschinenbreite sektioniert ist.

3. Stoffauflaufdüse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Kraft (F1) sektionsweise erzeugt wird.

4. Stoffauflaufdüse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der flexible Wandabschnitt (20) an seinem von dem Stoffaus trittsspalt (12) abgewandten Ende (22) an einem Grundkörper (24) der jeweiligen maschinenbreiten Stromführungswand (18) ange bracht ist.

5. Stoffauflaufdüse nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung der äußeren Kraft (F1) ein zwischen dem flexi blen Wandabschnitt (20) und dem Grundkörper (24) liegender, dem Stoffaustrittsspalt (12) benachbarter Bereich mit Druck beauf schlagbar ist.

6. Stoffauflaufdüse nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der flexible Wandabschnitt (20) über wenigstens eine zwischen diesem und dem Grundkörper (24) angeordnete Membran (26) be aufschlagbar ist, die randseitig so an dem Grundkörper (24) ange bracht und gegenüber diesem abgedichtet ist, daß sie durch ein in den Bereich zwischen der Membran (26) und dem Grundkörper (24) eingeführtes Druckfluid entsprechend beaufschlagbar ist.

7. Stoffauflaufdüse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der die äußere Kraft (F1) erzeugende Druck über wenigstens ei nen Regelkreis in Abhängigkeit von dem im Düsenkanal (14) vor herrschenden Innendruck (P1) erzeugt ist.

8. Stoffauflaufdüse nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das zwischen dem flexiblen Wandabschnitt (20) und dem Grundkörper (24) angeordnete Stützelement (34) im Bereich des Stoffaustrittsspaltes (12) sowie im Abstand von diesem angeordnet ist.

9. Stoffauflaufdüse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Stützelement (34) zylindrisch, vorzugsweise kreiszylindrisch ausgeführt ist.

10. Stoffauflaufdüse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich das Stützelement (34) in Richtung der Maschinenbreite er streckt.