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    公开号:WO1986006117A1
    申请号:PCT/DE1986/000158
    申请日:1986-04-11
    公开日:1986-10-23
    发明作者:Karl-Dieter Fuchs
    申请人:Feldmühle Aktiengesellschaft；
    IPC主号:D21F1-00
    专利说明:
    [0001] Streichleiste für eine Papiermaschine
    [0002] Die Erfindung betrifft eine Streichleiste für eine Papiermaschine zum Entwässern des auf dem Sieb der Papiermaschine befindlichen Faserbreies, die eine im wesentlichen parallel zum Sieb verlaufende, das Sieb abstützende Tragfläche aufweist, an die sich minde¬ stens eine der Entwässerung durch Vakuum dienende von der abstützenden Tragfläche abgesetzte Entwäs¬ serungsfläche anschließt.
    [0003] Streichleisten, die auch als Foils bezeichnet wer¬ den, sind seit langer Zeit bai Papiermaschinen üb¬ liche Bauteile, die sich gegenüber Registerwalzen durch sehr große Entwässerungsleistung auszeichnen, d. h. , daß bei Papiermaschinen durch den Einsatz von Foils die Formationslänge des Naßteils der Papier¬ maschine erheblich reduziert werden konnte. In ande¬ ren Fällen war es möglich, durch Einbau von Foils die Papiermaschinengeschwindigkeit zu erhöhen, ohne die Formationslänge des Naßteils zu verändern. Hohe Entwässerungsgeschwindigkeiten führen aber zu erheblichen Problemen bei der Blattbildung, d. h. , daß bei üblichen Konsistenzen der FaserstoffSuspen¬ sion die Faserstoffe und Füllstoffe dazu neigen, grob zu flocken. Um diese Flockung zu reduzieren und möglichst auszuschalten, sind Hochturbulenzstoffauf¬ läufe entwickelt worden, die dafür sorgen, daß eine gut verteilte Faserstoffsuspension mit einer gleich¬ mäßigen Mikroturbulenz auf das Sieb der Papier¬ maschine gelangt.
    [0004] Diese Turbulenz des Stoffes baut sich beim Auslaufen auf das Papiermaschinensieb nach relativ kurzer Zeit wieder ab, wobei unter dem Begriff kurze Zeit ein Bereich von wenigen Millisekunden zu verstehen ist, d. h. , daß bei Maschinen nach 20 bis 100 cm Siebweg keine Mikroturbulenz in der FaserstoffSuspension mehr vorhanden ist, die das Ausflocken von Füllstoff und von Fasern verhindert. Die Turbulenz als solche kann man als eine Anhäufung von kleinen Wirbelbil¬ dungen auffassen, wobei die Lebensdauer eines Wir¬ bels um so kleiner ist, je kleiner der Wirbel ist.
    [0005] Die Erzeugung großer Wirbel ist unerwünscht, da da¬ durch, bedingt durch die Zentrifugalkräfte, eine Entmischung eintritt, was wiederum zu einer Ver¬ schlechterung der Blattbildung führt. Die durch den Hochturbulenzstoffauflauf erreichte Mikroturbulenz der FaserstoffSuspension wird auf dem Sieb, wie diese Überlegungen zeigen, bereits im wesentlichen abgebaut, bevor sie die erste Streichleiste, z. B. Siebtischleiste oder Foilleiste, erreicht hat. Mit der DE-A 23 37 676 wurde deshalb bereits vorge¬ schlagen, eine Streichleiste mit einer Mulde inner¬ halb des Tragbereiches zu versehen, die einen Rühr¬ kanal bilden soll. Die dadurch erzielte Wirkung ist jedoch nur sehr gering, da sich die einmal mit Was¬ ser gefüllte Mulde im wesentlichen neutral verhält und das Sieb, das beidseitig auf dem Tragbereich der Foilleiste aufliegt, die Mulde, nachdem sie einmal mit Wasser gefüllt ist, abdichtet. Ein minimales durch die Siebgeschwindigkeit verursachtes Mitreißen von Wasser aus der Mulde reicht nicht aus, um eine Mikroturbulenz auf dem Sieb zu schaffen, die sich bis in den Bereich der Entwässerungsfläche des Foils erstreckt.
    [0006] Der vorliegenden Erfindung liegt damit die Aufgabe zugrunde, eine Streichleiste für eine Papiermaschine zu schaffen, die es ermöglicht, die Mikroturbulenz auf dem Sieb in der Faserstoffsuspension aufrecht zu erhalten bzw. die Mikroturbulenz zu steuern und neu anzuregen.
    [0007] Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Streichleiste für eine Papiermaschine zum Entwässern des auf dem Sieb der Papiermaschine befindlichen Faserbreies, die eine im wesentlichen parallel zum Sieb ver¬ laufende, das Sieb abstützende Tragfläche aufweist, an die sich mindestens eine der Entwässerung durch Vakuum dienende, von der abstützenden Tragfläche ab¬ gesetzte Entwässerungsfläche anschließt, die das kennzeichnende Merkmal aufweist, daß die Entwäs¬ serungsfläche mindestens eine Rinne aufweist, die sich entlang der Hüllinie der Entwässerungsfläche unter einem Winkel von 90 bis 5 Grad zur Lauf¬ richtung des Siebes erstreckt.
    [0008] Das Absetzen der Entwässerungsfläche von der Trag¬ fläche eines Foils ist aus der DE-A 24 18 851 be¬ kannt. Durch die zwischen Tragfläche und Entwäs¬ serungsfläche gebildete Stufe kann ein Vakuum auf das Sieb einwirken, wobei dieses Vakuum regelbar ist. Die Entwässerungsleistung ist damit steuerbar. Die auf Mikroturbulenzen beruhende gute Blattbildung kann jedoch durch die Steuerung des Vakuums prak¬ tisch nicht beeinflußt werden. Erst durch das Anord¬ nen einer Rinne im Bereich der Entwässerungsfläche, wobei diese Rinne nicht vom Sieb abgedeckt wird, er¬ gibt sich eine Änderung in der Strömung, d. h., daß ein Teil des durch das Sieb hindurch gesaugten Was¬ sers durch die Strömung wieder zurückgetrieben wird, das Sieb erneut passiert und die auf dem Sieb be¬ findliche FaserstoffSuspension in Bewegung versetzt, d. h. Fasern und Füllstoffpartikel nach oben bewegt und damit eine Mikroturbulenz schafft. Durch die Zug- und Druckstöße, vorzugsweise jedoch durch die Druckstöße, sollen in der FaserstoffSuspension tur¬ bulente Kräfte erzeugt werden, wie sie von den Vorderkanten von Streichleisten bekannt sind. Die Größe der Druckkräfte oder Zugkräfte soll dabei die spektrale Verteilung und damit die Wirbelgröße in der FaserstoffSuspension bestimmen. Unter Rinne im Sinne der vorliegenden Anmeldung ist eine sich zumindestens über einen Teil des Profils der Entwässerungsfläche erstreckende Ausnehmung zu verstehen, die als solche einen beliebigen Querschnitt aufweisen kann. Vorteilhaft weist die Rinne jedoch ein dreieckiges oder trapezförmiges Profil auf, es sind jedoch auch andere Polygone denkbar. Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist der Querschnitt der Rinne Wellenform auf, d. h. die Rinne ist durch Radien begrenzt. Die Rinnentiefe liegt dabei zweckmäßig zwischen 2,5 und 70 % der Foildicke in diesem Bereich, also im Bereich der Entwässerungsfläche.
    [0009] Die Wellenform des Querschnitts der Rinne ergibt gleich zwei Vorteile. Zum einen ergibt sich durch die Wellenform ein sanfter Übergang in der Quer¬ schnittsänderung der Foilleiste, was bei der Her¬ stellung von keramischen Foilleisten ein ganz wesentlicher Punkt ist, da schroffe Querschnitts¬ änderungen sowohl bei der Herstellung, bereits also . beim Verpressen des Keramikpulvers und im nach¬ folgenden Schritt beim Sintern, zu ungleichmäßiger Materialverteilung und damit leicht zu Spannungs¬ rissen führen, andererseits aber auch beim fertig bearbeiteten Teil Temperaturänderungen, gerade im Bereich der schroffen Querschnittsänderung, zu Spannungsrissen führen können.
    [0010] Die Tragfläche des Foils ist, wie allgemein üblich, poliert, d. h. sie weist einen mittleren Rauhwert Ra auf, der zwischen 0,1 und 0,2 um liegt, vorzugsweise jedoch sogar unter 0,1 um liegen sollte. Die sich anschließende Entwässerungsfläche wird nicht poliert, sondern ist gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung nur grob überschliffen, so daß sich R CL-Werte zwischen 0,5 und 10,0 um ergeben. Die dadurch entstehende rauhe Oberflächenstruktur läßt bereits im Grenzschichtbereich eine gewisse feine Mikroturbulenz in der FaserstoffSuspension entstehen, wenn das Sieb der Papiermaschine mit Geschwindigkeiten von mehr als 150 m/Minute läuft.
    [0011] Die Radien der Wellen, die den Querschnitt der Rinne bilden, sind gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung unterschiedlich, wobei der Radius r der Wellenkämme kleiner als der Radius R der Wellen¬ täler ist. Zweckmäßig liegt dabei der Radius r der Wellenkämme zwischen 0,05 und 20 mm und der Radius R der Wellentäler zwischen 0,1 und 50 mm. Derzeit ist noch nicht voll geklärt, worauf zurückzuführen ist, daß durch die Wahl eines kleineren Radius r für den Wellenkamm eine bessere Mikroturbulenz erreicht wird als bei umgekehrter Anordnung. Vermutlich ergibt sich die Turbulenzbildung aufgrund der Gesetze der Strömungslehre beim umströmten Tragflügel, d. h. Aufrollen der Strömung hinter dem Tragflügel. Die Ergebnisse zeigen jedoch, daß die Blattbildung da¬ durch verbessert wird.
    [0012] Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung nimmt der Abstand zwischen den einzelnen Rinnen in Sieblaufrichtung zu, wobei vorteilhaft auch die Radien des Wellenkammes und des Wellentales in Sieb¬ laufrichtung in ihrer Größe zunehmen. Faßt man, wie bereits angeführt, die Turbulenz als eine Anhäufung von Wirbelbildungen auf, so ist die Standzeit eines Wirbels um so kleiner, je kleiner der Wirbel ist. Durch Vergrößerung dieser Wirbel im Endbereich der Entwässerungsfläche bleibt eine gewisse Mikroturbu¬ lenz auf dem Sieb auch zwischen dem Ende der Entwäs¬ serungsfläche und dem Beginn der nachfolgenden Trag¬ fläche des folgenden Foils erhalten. Die Tiefe der Rinnen und ihr Abstand voneinander ist also vom Ab¬ stand der Foilleisten voneinander abhängig. Die Radien müssen also um so größer sein, je größer der Abstand zwischen den einzelnen Streichleisten ist.
    [0013] Bei den Streichleisten, wie z. B. Foils, unter¬ scheidet man zwei völlig vonein ander unterschied¬ liche Arten, nämlich den Einzel^foil mit einer Breite zwischen 80 und 150 mm und die Multifoils mit einer Breite von 30 bis max. 65 mm. Der Abstand zwischen den einzelnen Multifoilleisten beträgt üblicherweise das 1- bis 4-fache der Leistenbreite. Beim Einzel- foil ist der Abstand zwischen zwei Foilleisten gleich oder größer 200 mm. Unter Breite des Foils im Sinne der vorliegenden Anmeldung ist dabei die Er¬ streckung des Foils in Sieblaufrichtung zu ver¬ stehen. Die Breite der Entwässerungsfläche des Foils ist üblicherweise größer als die Breite der Trag¬ fläche. Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung beträgt die Breite der Entwässerungsfläche das 3- bis 30-fache der Breite der Tragfläche. Der untere Breitenbereich ist dabei den Multifoils, der obere den Einzelfoils zuzuordnen, d. h. , daß der Einzelfoil mehr und größere Rinnen aufnehmen kann, deren Abstand voneinander zweckmäßig- gleich oder größer dem 5-fachen Radius r der Wellenkämme ist. Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfin¬ dung ist die Entwässerungsfläche gegenüber der Trag¬ fläche um einen Winkel von 5 bis 300 Minuten ge¬ neigt. Dieser Winkel wird zwischen einer die Scheitelpunkte der Rinne verbindenden Hullinie und einer sich als Verlängerung der Tragfläche der Streichleiste gedachten Linie gemessen. Diese Linie ist der theoretische Verlauf des Papiermaschinen¬ siebes, in der Praxis wird aber das Sieb von der Schwerkraft und dem sich hinter der Tragfläche auf¬ bauenden Vakuum nach unten, also in Richtung auf die Entwässerungsfläche, abgebogen, so daß das Sieb zwischen .zwei Streichleisten stets durchhängt.
    [0014] Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß sich zwischen der Tragfläche und einer über die Scheitelpunkte der Rinnen gezogenen Hullinie ein Freiraum befindet, dessen Höhe 0,1 bis 10,0 mm be¬ trägt.
    [0015] Streichleisten, deren Entwässerungsfläche gegenüber der Tragfläche um eine Stufe abgesetzt sind, sind aus der DE-PS 24 18 851 bekannt. Bei dieser Kon¬ struktion wird die Entwässerung im wesentlichen durch Anlegung eines Vakuums erreicht, d. h. , das Vakuum baut sich nicht durch die Ausgestaltung des Foils von selbst auf, vielmehr wird der Foil in diesem Fall auf einem Saugkasten angeordnet, der über geeignete Mittel, wie z. B. Vakuumpumpe oder Fallrohr, mit Vakuum beaufschlagt wird. Auch bei dieser Konstruktion wird eine auf dem Sieb vorhande- ne Mikroturbulenz kurz hinter der Tragfläche völlig abgebaut. Die Anordnung von Rinnen im Bereich der gestuften Entwässerungsfläche bringt auch bei dieser bekannten Konstruktion eine wesentliche Verbesserung der Blattbildung, wenn die im Anspruch definierte Höhe des Freiraums zwischen Sieb und Hullinie ein¬ gehalten wird.
    [0016] Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann die Hullinie eine Kurve sein, wobei sich diese Kurve zweckmäßig parallel zum Sieb oder von diesem leicht divergierend erstreckt.
    [0017] Eine zweckmäßige Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß eine Stufe zwischen der Tragfläche und der Entwässerungsfläche durch einen konvex/konkav ver¬ laufenden- Bogen gebildet wird, der in die Wellen der Rinnen übergeht.
    [0018] Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeich¬ nungen erläutert:
    [0019] die Figuren
    [0020] 1 und 2 zeigen eine Seitenansicht eines Foils nach dem Stand der Technik,
    [0021] Figur 3 einen Foil mit trapezförmigen Rinnen,
    [0022] Figur 4 einen Foil mit dreieckigen Rinnen,
    [0023] Figur 5 einen Foil mit Stufe und bogenförmig verlaufender Hullinie,
    [0024] Figur 6 einen Foil mit Stufe und gerade ver¬ laufender Hullinie,
    [0025] Figur 7 einen Foil mit Stufe und geknickt ver¬ laufender Hullinie. Figur 1 zeigt eine Streichleiste mit zwei Trag¬ flächen 3, die durch eine Rinne 7 voneinander ge¬ trennt sind. Über die Tragflächen 3 gleitet das Sieb 1, auf dem sich die FaserstoffSuspension 2 befindet. Bei dieser zum Stand der Technik gehörenden Streich¬ leiste ist man davon ausgegangen, daß aufgrund des am Beginn der Rinne 7 entstehenden Vakuums Wasser aus der FaserstoffSuspension 2 in die Rinne 7 ge¬ saugt wird, das dann durch das Sieb 1 zurückgedrückt wird und dadurch für eine Verwirbelung der Fasern 12 in der FaserstoffSuspension 2 oberhalb des Siebes 1 hinter der Rinne 7 sorgt.
    [0026] Nachdem die Rinne 7 jedoch einmal mit Wasser gefüllt •ist, kann sich unter dem Sieb 1 im Bereich der Rinne 7 nicht erneut ein Vakuum bilden, es ist vielmehr so, daß, sieht man von geringen Wasserverlusten ab, im Bereich der Rinne 7 eine beruhigte Zone entsteht. Die Rinne 7 hat damit bestenfalls eine Schmier¬ funktion, trägt aber nicht zur Bildung einer Mikro¬ turbulenz bei, wie das. in Figur 2 dargestellt ist.
    [0027] In Figur 3 ist unter wesentlicher Vergrößerung des Winkels, unter dem die Hullinie 13 verläuft, ein Foil dargestellt, dessen Rinnen 7 Trapez-Form auf¬ weisen. Die kürzere Trapez-Seite ist dabei der Trag¬ fläche 3 zugewandt und verläuft gegenüber dem Sieb unter einem steileren Winkel als die gegenüber¬ liegende Trapez-Seite, die länger ausgeführt ist und die das Wasser, das durch das sich bildende Vakuum durch das Sieb 1 hindurchtritt, zum Teil von der Entwässerungsflache 4 zurück durch das Sieb nach oben in die FaserstoffSuspension 2 lenkt und hier zur Aufwirbelung der Fasern 12 und der Pigmente 14 führt. Die Pfeile 15 geben dabei die Fließrichtung des Wassers an. Selbstverständlich tritt nicht das gesamte Wasser durch das Sieb 1 in die FaserstoffSuspension 2 zurück, der größere Teil wird vielmehr entfernt und fließt im hinteren Bereich der Entwässerungsfläche 4 nach unten ab. Ein weiterer Teil wird von der Anlaufkante 16 des folgenden Foils vom Sieb 1 abgestreift.
    [0028] Der Abstand 8 zwischen den einzelnen Rinnen, der vom tiefsten Punkt der Rinne 7 bzw. bei waagerechter Ausführung der Rinne 7 von der Mitte des Rinnen¬ bodens zur Mitte des folgenden Rinnenbogens gemessen wird, vergrößert sich in Sieblaufrichtung, ebenso nimmt die Tiefe der Rinnen zu.
    [0029] Die Entwässerungsfläche 4 ist in allen Zeichnungen über ihre volle Breite 9 als mit Rinnen 7 versehen dargestellt. Es ist jedoch auch möglich, diese Rinnen nur im rückwärtigen Bereich, also in dem Be¬ reich der Entwässerungsfläche 4 anzuordnen, der der Tragfläche 3 am weitesten abgewandt ist.
    [0030] Die Figuren 5 und 6 zeigen zwischen der Tragfläche 3 und der Hullinie 13 eine Stufe 10, die in Figur 5 S-förmig ausgeführt ist und direkt in das Wellental 6 und von da aus in den Wellenkamm 5 der ersten Rinne 7 übergeht. Durch diese Stufe 10 entsteht zwischen der Hullinie 13 und dem Sieb 1 im Bereich der Tragfläche 3 ein Freiraum 11, in dem das durch eine Vakuumpumpe oder durch Fallrohre erzeugte Vakuum angreift.
    [0031] Zur Befestigung sind die Streichleisten mit T-Nuten 17, Schwalbenschwanz-Nuten 18, T-Schienen 19 oder Schwalbenschwanz-Schienen 20 ausgerüstet.
    权利要求:
    ClaimsPatentansprüche
    Streichleiste für eine Papiermaschine zum Ent¬ wässern des auf dem Sieb der Papiermaschine be¬ findlichen Faserbreies, die eine im wesentlichen parallel zum Sieb verlaufende, das Sieb ab¬ stützende. Tragfläche aufweist, an die sich mindestens eine der Entwässerung durch Vakuum dienende Entwässerungsfläche anschließt, dadurch gekennzeichnet, daß die Entwässerungsfläche (4) mindestens eine Rinne (7) aufweist, die sich entlang der Hullinie (13) der Entwässerungs¬ fläche (4) unter einem Winkel von 90 bis 5 Grad zur Laufrichtung des Siebes (1) erstreckt.
    Streichleiste nach Anspruch 1 , dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die Entwässerungsfläche (4) durch grobes Überschleifen auf R -Werte zwischen 1,0 und 10,0 um gebracht ist.
    Streichleiste nach Anspruch 1 und 2, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß der Querschnitt der Rinnen (7) Wellenform aufweist.
    4. Streichleiste nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Radius r der Wellenkämme (5) kleiner als der Radius R der Wellentäler (6) ist.
    5. Streichleiste nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Wellenkämme (5) einen Radius r zwischen 0,5 und 20 mm und die Wellentäler (6) einen Radius R zwischen 1,0 und 50 mm aufweisen.
    6. Streichleiste nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand (8) zwischen zwei Rinnen (7) gleich oder größer -dem fünffachen Radius r der Wellenkämme (5) ist.
    7. Streichleiste nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand (8) zwischen den einzelnen Rinnen (7) in Sieblauf¬ richtung zunimmt.
    8. Streichleiste nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Radien r, R des Wellenkammes (5) und/oder des Wellentales (6) in Sieblaufrichtung in ihrer Größe zunehmen.
    9. Streichleiste nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite (9) der Entwässerungsfläche (4) das drei- bis zwanzig¬ fache der Breite (9') der Tragfläche (3) be¬ trägt.
    10. Streichleiste nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Entwässerungs- flache (4) gegenüber der Tragfläche (3) um einen Winkel von 5 bis 360 Minuten geneigt ist.
    11. Streichleiste nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß sich zwischen der Tragfläche (3) und einer über die Scheitelpunkte (12) der Rinnen (7) gezogenen Hullinie (13), ein Freiraum (11) befindet, dessen Höhe 0,1 bis 10 mm beträgt.
    12. Streichleiste nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Hullinie ('13) eine Kurve ist.
    13. Streichleiste nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß eine Stufe (10) zwischen der Tragfläche (3) und der Entwässe¬ rungsfläche (4) durch einen konvex-konkav ver¬ laufenden Bogen (15) gebildet wird, der in die Wellen der Rinnen (7) übergeht.
    14. Streichleiste nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Tiefe der Rinnen (7) 2,5 % bis 70 % der Dicke der Streichleiste im Bereich der Entwässerungsfläche (4) beträgt.
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    法律状态:
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    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
    DEP3513320.1||1985-04-13||
    DE19853513320|DE3513320A1|1985-04-13|1985-04-13|Streichleiste fuer eine papiermaschine|AT86902327T| AT47610T|1985-04-13|1986-04-11|Streichleiste fuer eine papiermaschine.|
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    FI874118A| FI85040C|1985-04-13|1987-09-21|Draeneringslist foer pappersmaskin.|
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