[0001] Die Erfindung betrifft einen Stoffauflauf für eine Maschine zur Herstellung einer
Faserstoffbahn, insbesondere einer Papier- oder Kartonbahn, mit mindestens einer Verteileinrichtung
zum Verteilen einer Faserstoffsuspension in Teilströmen über die Maschinenbreite hinweg,
der in Maschinenlaufrichtung ein Turbulenzerzeuger mit mehreren in Zeilen und Spalten
angeordneten Turbulenzkanälen und eine Stoffauflaufdüse nachgeschaltet ist, die mit
einem einen Faserstoffsuspensionsstrahl liefernden Austrittsspalt versehen ist, wobei
zudem beidseitig eine jeweils randseitig angeordnete und auf die jeweilige randseitige
Spalte an Turbulenzkanälen wirkende Einrichtung zumindest zur Beeinflussung, vorzugsweise
zur Regelung der Faserorientierung vorgesehen ist.
[0002] Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Herstellung einer Faserstoffbahn
gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 20.
[0003] Ein derartiger Stoffauflauf ist beispielsweise aus den europäischen Patentschriften
EP 0 353 255 B1, EP 0 857 816 B1 und EP 0 595 325 B1 bekannt.
[0004] In der Ausführung der europäischen Patentschrift EP 0 353 255 B1 ist die im Bereich
einer Austrittsspaltkammer angeordnete Einrichtung eine Einspritzeinrichtung zum Einspritzen
eines Sekundärstroms in einen Primärstrom unter einem Winkel relativ zu der Strömungsrichtung
des Primärstroms, so dass der Sekundärstrom seitlich in der Kammer in den Primärstrom
strömt, um dadurch die Orientierung der Fasern innerhalb des Primärstroms längs der
lateralen Seitenränder des Stoffes zu steuern.
[0005] Weiterhin ist in der Ausführung der europäischen Patentschrift EP 0 857 816 B1 die
Einrichtung eine Randzuführanordnung als ein integraler Teil eines bekannten Verdünnungsprofiliersystems.
Die beidseitig eines Turbulenzerzeugers angeordneten Randzuführanordnungen weisen
Kanäle auf, durch die es möglich ist, dass Randströmungen von dem Einlasskopfstück
des Verdünnungsprofiliersystems zu beiden Seitenbereichen des Stoffauflaufs treten,
wobei die Randströmungen Geschwindigkeiten und/oder Geschwindigkeitsverhältnisse zueinander
haben, die eingestellt und/oder reguliert werden können, und wobei durch die Randströmungen
eine gesteuerte Quergeschwindigkeitskomponente in dem Faserstoffsuspensionsstrahl
erzeugt wird, um so das Faserausrichtprofil in der Querrichtung zu steuern. Die durch
die Randzuführanordnungen eingebrachte Randzufuhrflüssigkeit ist vorzugsweise Siebwasser.
[0006] Die beiden genannten Ausführungen ermöglichen insgesamt ein so genanntes ,,Edge Control",
das heißt eine Beeinflussung zumindest eines der beiden Randbereiche der Faserstoffbahn.
Jedoch haftet ihnen der gravierende Nachteil an, dass sie jeweils lediglich eine Beeinflussung
der Strahlrichtung über die gesamte Höhe der Stoffauflaufdüse ermöglichen. Zudem ist
bei Verwendung von Lamellen keine Beeinflussung der Strahlrichtung pro Zeile möglich,
wodurch wiederum einem möglichen Diagonal-Curl infolge unterschiedlicher Spannungen
in den Außenlagen nicht entgegengewirkt werden kann.
[0007] Die Ausführung der europäischen Patentschrift EP 0 595 325 B1 umfasst ein aus einem
einstückigen Block bestehendes Mittel zum Regulieren der Durchflussmenge durch einen
Satz lotrecht ausgerichteter Rohre eines Turbulenzerzeugers. Der Block umfasst eine
Anzahl von Durchgangslöchern, welche in ihrem Durchmesser und Mittenabstand dem Innendurchmesser
und Mittenabstand der lotrecht ausgerichteten Rohre entsprechen und fluchtend mit
den Durchgangswegen der lotrecht ausgerichteten Rohre angeordnet sind. Durch ein Drehen
einer im Block speziell angeordneten Welle (Spindel) kann der Volumenstrom durch den
Satz lotrecht ausgerichteter Rohre simultan eingestellt beziehungsweise reguliert
werden.
[0008] Auch dieser genannten Ausführung haftet wiederum der Nachteil an, dass sie erneut
eine Beeinflussung der Strahlrichtung nur über die gesamte Höhe der Stoffauflaufdüse
ermöglicht. Bei Verwendung von Lamellen ist wiederum keine Beeinflussung der Strahlrichtung
pro Zeile möglich, so dass einem möglichen Diagonal-Curl zudem nicht entgegengewirkt
werden kann.
[0009] Insgesamt ist also bei den bekannten Ausführungen keine ideale Faserablage quer zur
Maschinenlaufrichtung pro Zeile des Turbulenzerzeugers möglich. Die ist insbesondere
bei Fein- und Kopierpapieren kritisch, beispielsweise im Hinblick auf ihre Stapelbarkeit
und dergleichen. Die Entstehung des in der Praxis negativ erscheinenden Diagonal-Curls
wird somit begünstigt, ja sogar gefördert.
[0010] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen verbesserten Stoffauflauf samt Verfahren
der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem neben den genannten bisherigen Nachteilen
des Stands der Technik insbesondere die Entstehung des Diagonal-Curls, insbesondere
bei Duplex-Kopierpapieren, vermieden wird. Dabei soll der Stoffauflauf im Aufbau zudem
möglichst einfach gehalten werden.
[0011] Diese Aufgabe wird bei einem Stoffauflauf erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die
jeweilige randseitige Einrichtung zumindest ein vorzugsweise regelbares Zuführsystem
für mindestens ein Fluid umfasst, welches das mindestens eine Fluid vorzugsweise ausschließlich
einem randseitigen Turbulenzkanal zuführt.
[0012] Die erfindungsgemäße Aufgabe wird auf diese Weise vollkommen gelöst.
[0013] Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Stoffauflaufs wird für mindestens eine,
vorzugsweise für jede Zeile des Turbulenzerzeugers die Möglichkeit eines "Edge Control"
geschaffen. Die Strahlrichtung des aus der Zeile des Turbulenzerzeugers beziehungsweise
aus dem Austrittsspalt der Stoffauflaufdüse austretenden Faserstoffsuspensionsstrahls
kann also gezielt beeinflusst werden. Somit wird die Erzeugung einer exakten Faserablage
quer zur Maschinenlaufrichtung pro Zeile des Turbulenzerzeugers ermöglicht. Als Ergebnis
kann unter anderem die Entstehung des Diagonal-Curls weitestgehend vermieden werden.
Überdies kann der erfindungsgemäße Stoffauflauf bei der Herstellung jeder bekannten
Papier- oder Kartonsorte seine Verwendung finden. Auch kann er als ein dem Fachmann
bekannter Mehrschichten-Stoffauflauf ausgebildet sein, wie er beispielsweise aus der
deutschen Offenlegungsschrift DE 44 35 860 A1 bekannt ist.
[0014] In bevorzugter Ausführung ist vorgesehen, dass die jeweilige randseitige Einrichtung
wenigstens zwei vorzugsweise regelbare Zuführsysteme für jeweils mindestens ein Fluid
umfasst, welche das jeweilige mindestens eine Fluid wenigstens dem untersten und obersten
randseitigen Turbulenzkanal zuführen. Hierdurch wird erreicht, dass zumindest die
insbesondere für den Diagonal-Curl kritischen Außenlagen der herzustellenden Faserstoffbahn
wegen ihrer Empfindlichkeit gezielt beeinflusst werden können, beispielsweise durch
Beeinflussung der jeweiligen Faserorientierung.
[0015] Allgemein kann die jeweilige randseitige Einrichtung mehrere vorzugsweise regelbare
Zuführsysteme für jeweils mindestens ein Fluid umfassen, welche das jeweilige mindestens
eine Fluid vorzugsweise ausschließlich jeweils einem randseitigen Turbulenzkanal zuführen.
In eventuell aufwändigster Ausführung ist für jeden randseitigen Turbulenzkanal ein
vorzugsweise regelbares Zuführsystem für mindestens ein Fluid vorgesehen. Hierbei
entsteht die Möglichkeit der genauesten Erzeugung einer exakten geschichteten Faserablage
infolge einer bestmöglichen Beeinflussung der Strahlrichtung.
[0016] Im Hinblick auf eine kostengünstige Lösung kann auch vorgesehen sein, dass die jeweilige
randseitige Einrichtung zumindest ein vorzugsweise regelbares Zuführsystem für mindestens
ein Fluid umfasst, welches das mindestens eine Fluid mindestens zwei randseitigen
Turbulenzkanälen zuführt. Die Anwendung dieser Ausführung eignet sich insbesondere
bei Vorhandensein symmetrischer Eigenschaften.
[0017] Das vorzugsweise regelbare Zuführsystem umfasst bevorzugt zumindest eine Zuführleitung,
die mit einem vorzugsweise verstellbaren Stellglied versehen ist. Das Stellglied kann
beispielsweise eine verstellbare Drossel, insbesondere ein Regelventil, sein.
[0018] Ferner ist das mindestens eine Fluid bevorzugt die dem Stoffauflauf zugeführte hochkonsistente
Faserstoffsuspension, ein niederkonsistentes Fluid, insbesondere Siebwasser oder Klarwasser,
oder ein Mischfluid, das eine vorzugsweise einstellbare, insbesondere regelbare Mischkonsistenz
aufweist. Sollte es sich beim dem Fluid um die dem Stoffauflauf zugeführte hochkonsistente
Faserstoffsuspension handeln, so ist das vorzugsweise regelbare Zuführsystem in bevorzugter
Weise direkt mit der Verteileinrichtung zum Verteilen der Faserstoffsuspension in
Teilströmen über die Maschinenbreite hinweg verbunden. Ist hingegen die Zuführung
des eine vorzugsweise einstellbare, insbesondere regelbare Mischkonsistenz aufweisenden
Mischfluids vorgesehen, so ist bevorzugt zumindest ein Fluid die dem Stoffauflauf
zugeführte hochkonsistente Faserstoffsuspension und ein weiteres Fluid ein niederkonsistentes
Fluid, insbesondere Siebwasser oder Klarwasser. Insgesamt müssen die den randseitigen
Turbulenzkanälen zugeführten Fluide weder dieselbe Beschaffenheiten noch dieselben
Konsistenzen aufweisen
[0019] Damit im Strömungsraum der Stoffauflaufdüse eine geschichtete Strömung herrscht,
ist er bevorzugt durch mindestens eine mit dem Turbulenzerzeuger mittels wenigstens
einer Lamellenhalterung verbundene Lamelle unterteilt. Die Lamellenhalterung ist hierbei
im Idealfall zwischen zwei Zeilen von Turbulenzkanälen am Turbulenzerzeuger angeordnet.
Zum Zwecke der größtmöglichen Schichtung der Strömung im Strömungsraum der Stoffauflaufdüse
kann zwischen allen benachbarten Zeilen von Turbulenzkanälen je eine Lamellenhalterung
angeordnet sein, die jeweils eine Lamelle trägt. Die mindestens eine Lamelle ermöglicht
überdies die geschichtete Ablage der in der Faserstoffsuspension enthaltenen Fasern
in der z-Richtung des Stoffauflaufs. Dabei kann die Faserablage in den einzelnen Schichten,
insbesondere in den äußeren Schichten, unterschiedlich sein.
[0020] Um eine ausreichende, insbesondere gute bis sehr gute Abdeckung, Lagen- bzw. Schichtenreinheit,
Flockulationsfreiheit und/oder Flächengewichtsqualität der Faserstoffbahn zu erhalten,
weist die Lamelle eine Mindeststeifigkeit sowohl in Längs- als auch in Querrichtung
auf, wobei sich die Mindeststeifigkeit natürlich auch nur auf einen bestimmten Bereich
bzw. eine bestimmte Lamellenlänge beschränken kann. Die Lamelle kann beispielsweise
wenigstens aus den Werkstoffen PPSU oder PC bestehen und eine Lamellendicke im Bereich
von 2 bis 6 mm, vorzugsweise im Bereich von 3 bis 5 mm, insbesondere von 3,5 bis 4,5
mm, aufweisen. Ganz allgemein kann die Lamelle, insbesondere in Ausgestaltung eines
Trennelements für einen Mehrschichtenstoffauflauf, wenigstens den Ausführungen (Steifigkeit,
Längenverhältnisse, etc.) des in der europäischen Patentschrift EP 0 939 842 B1 offenbarten
Trennflügels entsprechen.
[0021] Die Turbulenzkanäle des Turbulenzerzeugers können zumindest teilweise durch Turbulenzrohre
gebildet sein. Der Turbulenzerzeuger kann insbesondere als ein Turbulenzeinsatz ausgebildet
sein.
[0022] Um den Druckverlust im Turbulenzerzeuger zu reduzieren und damit die angestrebte
Wirkung zu erhöhen, besitzen die in den Randzonen vorgesehenen Turbulenzkanäle des
Turbulenzerzeugers zweckmäßigerweise einen größeren Durchtrittsquerschnitt als die
restlichen Turbulenzkanäle.
[0023] Weiterhin ist in bevorzugter Ausführung den im mittleren Bereich des Turbulenzerzeugers
angeordneten Turbulenzkanälen in Maschinenlaufrichtung eine quer zur Maschinenlaufrichtung
unterteilte Verdünnungseinrichtung, insbesondere Siebwasserdosierungseinrichtung,
vorgeordnet. Damit wird unter anderem eine sektionierte Stoffdichteregelung im mittleren
und sogleich größten Bereich der herzustellenden Faserstoffbahn ermöglicht.
[0024] Die Stoffauflaufdüse kann überdies eine obere Düsenwand aufweisen, an der auslaufseitig
eine mittels mehrerer Elemente verschiebbare und sich über die Maschinenbreite erstreckende
Blende angeordnet ist. Dadurch wird eine weitere kostengünstige, aber wirksame Möglichkeit
zur Beeinflussung der Strahlrichtung geschaffen.
[0025] Wie bereits dargelegt, ist es für den Fachmann selbstverständlich, dass der erfindungsgemäße
Stoffauflauf für eine Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn, insbesondere
einer Papier- oder Kartonbahn, auch als bekannter Mehrschichtenstoffauflauf ausgebildet
sein kann. Ein derartiger Mehrschichtenstoffauflauf ist beispielsweise aus den beiden
Druckschriften WO 94/20678 A1 und EP 0 939 842 B1 bekannt. Die Turbulenzerzeuger für
die einzelnen Schichten können dabei zueinander benachbart oder beabstandet angeordnet
sein. Zudem können die Turbulenzerzeuger für die einzelnen Schichten zueinander parallel
oder gepfeilt ausgerichtet sein. In zumindest einer möglichen Ausgestaltung umfasst
die jeweilige randseitige Einrichtung wenigstens eines Turbulenzerzeugers zumindest
ein vorzugsweise regelbares und erfindungsgemäßes Zuführsystem für mindestens ein
Fluid, welches das mindestens eine Fluid vorzugsweise ausschließlich einem randseitigen
Turbulenzkanal zuführt. Das mindestens eine Trennelement des Mehrschichtenstoffauflaufs
kann wenigstens den Ausführungen (Steifigkeit, Längenverhältnisse, etc.) des in der
europäischen Patentschrift EP 0 939 842 B1 offenbarten Trennflügels entsprechen.
[0026] Die erfindungsgemäße Aufgabe wird verfahrensmäßig dadurch gelöst, dass die jeweilige
randseitige Einrichtung zumindest ein vorzugsweise regelbares Zuführsystem für mindestens
ein Fluid umfasst, welches das mindestens eine Fluid vorzugsweise ausschließlich einem
randseitigen Turbulenzkanal zuführt.
[0027] Zudem betrifft die Erfindung ein Papier oder einen Karton, das beziehungsweise der
unter Verwendung des erfindungsgemäßen Stoffauflaufs hergestellt wurde.
[0028] Die erfindungsgemäße Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn, insbesondere
Papier- und/oder Kartonbahn, zeichnet sich dadurch aus, dass sie mit einem erfindungsgemäßen
Stoffauflauf versehen ist. Dabei kann insbesondere ein Faserorientierungs-Regelsystem
vorgesehen sein, das eine am Maschinenende vorgesehene Einrichtung zur Messung des
Faserorientierungs-Querprofils der Faserstoffbahn, eine die erhaltenen Messsignale
weiterverarbeitende Recheneinheit und die Stellglieder des Stoffauflaufs umfasst.
[0029] Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung
bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnung.
[0030] Es zeigen
- Figur 1
- eine schematische Seitenansicht eines Stoffauflaufs einer Maschine zur Herstellung
einer Faserstoffbahn;
- Figur 2
- einen schematischen Querschnitt durch den Stoffauflauf gemäß der Schnittlinie A-A
der Figur 1;
- Figuren 3 bis 5
- drei schematische Darstellungen von randseitigen Turbulenzkanälen entgegen der Maschinenlaufrichtung;
und
- Figur 6
- eine Draufsicht auf ein Faserstoffblatt mit einem Diagonal-Curl.
[0031] Die Figur 1 zeigt eine schematische Seitenansicht eines Stoffauflaufs 1 einer Maschine
zur Herstellung einer Faserstoffbahn, insbesondere einer Papier- oder Kartonbahn.
Selbstverständlich kann es sich bei der Faserstoffbahn auch um eine Tissue- oder Vliesbahn
handeln.
[0032] Der Stoffauflauf 1 weist eine Verteileinrichtung 2 zum Verteilen einer Faserstoffsuspension
3 in Teilströmen T
1 bis T
N über die Maschinenbreite M (Pfeil) hinweg auf. Der Verteileinrichtung 2 ist in Maschinenlaufrichtung
L (Pfeil) ein Turbulenzerzeuger 4 mit mehreren in Zeilen Z
1 bis Z
4 und Spalten S
1 bis S
11 angeordneten Turbulenzkanälen 5 und eine Stoffauflaufdüse 6 nachgeschaltet. Der Stoffauflauf
1 gemäß der Figur 1 weist lediglich beispielhaft 4 Zeilen und 11 Spalten auf; weitere
Ausgestaltungen mit anderen Werten sind jederzeit möglich. Überdies ist die Verteileinrichtung
2 gemäß der Figur 1 als ein Querverteilrohr ausgeführt; sie kann in weiterer Ausgestaltung
jedoch auch als Rundverteiler mit einer Vielzahl an Schläuchen ausgeführt sein. Die
Stoffauflaufdüse 6 ist mit einem einen Faserstoffsuspensionsstrahl 8 (Pfeil) liefernden
Austrittsspalt 7 versehen.
[0033] Weiterhin ist beidseitig des Stoffauflaufs 1 eine jeweils randseitig angeordnete
und auf die jeweilige randseitige Spalte S
1, S
11 an Turbulenzkanälen 5.1 wirkende Einrichtung 9.1, 9.2 zumindest zur Beeinflussung,
vorzugsweise zur Regelung der Faserorientierung vorgesehen. Die jeweilige randseitige
Einrichtung 9.1, 9.2 umfasst zumindest ein vorzugsweise regelbares Zuführsystem 10
für mindestens ein Fluid 11, welches das mindestens eine Fluid 11 vorzugsweise ausschließlich
einem randseitigen Turbulenzkanal 5.1 zuführt.
[0034] In der Ausführung des Stoffauflaufs 1 gemäß der Figur 1 ist vorgesehen, dass für
jeden randseitigen Turbulenzkanal 5.1 ein vorzugsweise regelbares Zuführsystem 10
für mindestens ein Fluid 11 vorgesehen ist. Das vorzugsweise regelbare Zuführsystem
10 umfasst für jeden randseitigen Turbulenzkanal 5.1 je eine Zuführleitung 12, die
mit einem vorzugsweise verstellbaren Stellglied 13 versehen ist. Das einzelne Stellglied
13 ist bevorzugt durch eine verstellbare Drossel 14 ausgebildet.
[0035] Ferner ist in der Ausführung gemäß der Figur 1 ersichtlich, dass das Fluid 11 die
dem Stoffauflauf 1 zugeführte hochkonsistente Faserstoffsuspension 3 ist. Das Fluid
11 wird also vorzugsweise direkt der Verteileinrichtung 2 zum Verteilen der Faserstoffsuspension
3 in Teilströmen T
1 bis T
N über die Maschinenbreite M hinweg durch die Zuführleitungen 12 des Zuführsystems
10 entnommen. Das vorzugsweise regelbare Zuführsystem 10 für die hochkonsistente Faserstoffsuspension
3 ist also vorzugsweise direkt mit der Verteileinrichtung 2 verbunden.
[0036] In weiterer Ausgestaltung kann das mindestens eine Fluid auch ein niederkonsistentes
Fluid, insbesondere Siebwasser oder Klarwasser, sein. In diesem Fall kann das Fluid
beispielsweise durch die Zuführleitungen des Zuführsystems vorzugsweise direkt aus
dem Siebwasserbehälter der Maschine entnommen werden.
[0037] Natürlich kann auch die Zuführung eines eine vorzugsweise einstellbare, vorzugsweise
regelbare Mischkonsistenz aufweisenden Mischfluids vorgesehen sein, wobei zumindest
ein Fluid die dem Stoffauflauf zugeführte hochkonsistente Faserstoffsuspension und
ein weiteres Fluid ein niederkonsistentes Fluid, insbesondere Siebwasser oder Klarwasser,
sein kann.
[0038] Allgemein können dem jeweils zugeführten Fluid auch spezielle Chemikalien, insbesondere
die Schrumpfung hemmende Chemikalien, zugesetzt werden.
[0039] Überdies weist die Stoffauflaufdüse 6 in bekannter Art einen Strömungsraum 15 auf,
der durch mindestens eine mit dem Turbulenzerzeuger 4 mittels wenigstens einer Lamellenhalterung
17 verbundene Lamelle 16 unterteilt ist. Beidseitig der Lamelle 16 bleibt natürlich
ein geringer Randspalt im Bereich von 0,1 bis 1 mm erhalten. In der Ausführung gemäß
der Figur 1 ist die Lamellenhalterung 17 zwischen zwei Zeilen von Turbulenzkanälen
5, 5.1 am Turbulenzerzeuger 4 angeordnet und zwischen allen benachbarten Zeilen von
Turbulenzkanälen 5, 5.1 ist je eine Lamellenhalterung 17 angeordnet, die jeweils eine
Lamelle 16 trägt. Die jeweilige Lamelle 16 teilt also die Stoffauflaufdüse 6 bis auf
den geringen Randspalt auf.
[0040] Die Lamellenhalterung 17 zur Halterung der jeweiligen Lamelle 16 kann beispielsweise
gemäß der Offenbarung der deutschen Offenlegungsschrift DE 199 62 709 A1 ausgeführt
sein, deren Inhalt hiermit zum Gegenstand der vorliegenden Beschreibung gemacht wird.
[0041] Die jeweiligen Lamellen 16 besitzen einen zumindest im Wesentlichen geradlinigen
Verlauf und sie können unterschiedliche Längen, Geometrien und/oder Strukturen, insbesondere
in den Lamellenendbereichen, aufweisen. Zudem bestehen sie bevorzugt aus einem CFK,
GFK, Polycarbonat wie beispielsweise Makrolon® oder Lexan® , oder Hochleistungspolymer
wie beispielsweise Polyphenylsulfon, Polyethersulfon, Polyetherimid oder Polysulfon
und/oder dergleichen.
[0042] Die Turbulenzkanäle 5, 5.1 des Turbulenzerzeugers 4 sind zumindest teilweise durch
Turbulenzrohre gebildet und der Turbulenzerzeuger 4 ist bevorzugt als ein Turbulenzeinsatz
ausgebildet.
[0043] Auch weist die Stoffauflaufdüse 6 eine obere Düsenwand 18 auf, an der auslaufseitig
eine mittels mehrerer Elemente 20 (Doppelpfeil) verschiebbare und sich über die Maschinenbreite
M (Pfeil) erstreckende Blende 19 angeordnet ist. Bei den Elementen 20 (Doppelpfeil)
kann es sich beispielsweise um bekannte Verstellspindeln zur sektionalen Verstellung
der Blende 19 handeln. Die sektionale Verstellung der Blende 19 kann weiterhin in
"grob", das heißt breiter Wirkbereich, und "fein", das heißt schmaler Wirkbereich,
unterteilt sein.
[0044] Den im mittleren Bereich S
2 bis S
10 des Turbulenzerzeugers 4 angeordneten Turbulenzkanälen 5 ist in Maschinenlaufrichtung
L (Pfeil) eine quer zur Maschinenlaufrichtung M (Pfeil) unterteilte Verdünnungseinrichtung
21 (Pfeildarstellung) vorgeordnet. Bei der Verdünnungseinrichtung 21 kann es sich
beispielsweise um ein bekanntes Siebwasserdosierungssystem handeln, wie es im Zusammenhang
mit dem auf dem Markt erhältlichen ModuleJet® -Stoffauflauf vorgesehen ist. Der ModuleJet®
-Stoffauflauf ist beispielsweise in der bereits zitierten deutschen Patentschrift
DE 40 19 593 C2 beschrieben. Wichtig ist unter anderem, dass die Verdünnungseinrichtung
21 Teilmischströme mit unterschiedlicher Konsistenz und bestimmter Mischbreite liefert.
[0045] Der in Figur 1 dargestellte Stoffauflauf 1 findet seine Verwendung bevorzugt in einer
Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn, insbesondere Papier-und/oder Kartonbahn.
Dabei kann ein bekanntes Faserorientierungs-Regelsystem vorgesehen sein, das eine
am Maschinenende vorgesehene Einrichtung zur Messung des Faserorientierungs-Querprofils
der Faserstoffbahn, eine die erhaltenen Messsignale weiterverarbeitende Recheneinheit
und die Stellglieder 13 des Stoffauflaufs 1 umfasst.
[0046] Die Figur 2 zeigt einen schematischen Querschnitt durch den Stoffauflauf 1 gemäß
der Schnittlinie A-A der Figur 1.
[0047] Der Stoffauflauf 1 weist einen Turbulenzerzeuger 4 mit mehreren in Zeilen Z
1 bis Z
4 und Spalten S
1 bis S
11 angeordneten Turbulenzkanälen 5, 5.1 auf. Die in den Randzonen S
1, S
11 vorgesehenen Turbulenzkanäle 5.1 des Turbulenzerzeugers 5 besitzen einen größeren
Durchtrittsquerschnitt D als die restlichen Turbulenzkanäle 5 der Spalten S
2 bis S
10, welche nicht explizit dargestellt sind. Zudem kann die Teilung der in den Spalten
S
1 bis S
11 angeordneten Turbulenzkanäle 5, 5.1 über die Maschinenbreite M unterschiedlich sein.
So können beispielsweise die randseitigen Teilungen größer als die mittigen Teilungen
sein.
[0048] Beidseitig des Stoffauflaufs 1 ist, wie bereits ausgeführt, eine jeweils randseitig
angeordnete und auf die jeweilige randseitige Spalte S
1, S
11 an Turbulenzkanälen 5.1 wirkende Einrichtung 9.1, 9.2 zumindest zur Beeinflussung,
vorzugsweise zur Regelung der Faserorientierung vorgesehen. Die jeweilige randseitige
Einrichtung 9.1, 9.2 umfasst zumindest ein vorzugsweise regelbares Zuführsystem 10
für mindestens ein Fluid 11, welches das mindestens eine Fluid 11 vorzugsweise ausschließlich
einem randseitigen Turbulenzkanal 5.1 zuführt.
[0049] In der Ausführung des Stoffauflaufs 1 gemäß der Figur 2 ist vorgesehen, dass für
jeden randseitigen Turbulenzkanal 5.1 ein vorzugsweise regelbares Zuführsystem 10
für mindestens ein Fluid 11 vorgesehen ist. Das vorzugsweise regelbare Zuführsystem
10 umfasst für jeden randseitigen Turbulenzkanal 5.1 je eine Zuführleitung 12, die
mit einem vorzugsweise verstellbaren Stellglied 13 versehen ist. Das einzelne Stellglied
13 ist bevorzugt durch eine verstellbare Drossel 14 ausgebildet.
[0050] Weiterhin ist eine schraffiert angedeutete Verteileinrichtung 2 zum Verteilen einer
Faserstoffsuspension 3 in Teilströmen T
1 bis T
N über die Maschinenbreite M (Doppelpfeil) hinweg vorhanden. Das Fluid 11 ist die dem
Stoffauflauf 1 zugeführte hochkonsistente Faserstoffsuspension 3. Das Fluid 11 wird
also vorzugsweise direkt der Verteileinrichtung 2 durch die Zuführleitungen 12 des
Zuführsystems 10 entnommen. Das vorzugsweise regelbare Zuführsystem 10 für die hochkonsistente
Faserstoffsuspension 3 ist also vorzugsweise direkt mit der Verteileinrichtung 2 verbunden.
[0051] Ferner ist den im mittleren Bereich S
2 bis S
10 des Turbulenzerzeugers 4 angeordneten Turbulenzkanälen 5 in Maschinenlaufrichtung
L (Pfeil) eine quer zur Maschinenlaufrichtung M (Pfeil) unterteilte Verdünnungseinrichtung
21 vorgeordnet. Bei der Verdünnungseinrichtung 21 kann es sich beispielsweise um ein
bekanntes Siebwasserdosierungssystem handeln, wie es im Zusammenhang mit dem auf dem
Markt erhältlichen ModuleJet® -Stoffauflauf vorgesehen ist. Der ModuleJet® -Stoffauflauf
ist beispielsweise in der bereits zitierten deutschen Patentschrift DE 40 19 593 C2
beschrieben. Wichtig ist unter anderem, dass die Verdünnungseinrichtung 21 Teilmischströme
mit unterschiedlicher Konsistenz und bestimmter Mischbreite liefert. Die Siebwasserstränge
22 sind als gestrichelte Pfeile dargestellt.
[0052] Die Figuren 3 bis 5 zeigen drei schematische Darstellungen von randseitigen Turbulenzkanälen
5.1 entgegen der Maschinenlaufrichtung L (Pfeil). Der jeweils ausschnittsweise dargestellte
Turbulenzerzeuger 4 umfasst sechs Zeilen Z
1 bis Z
6.
[0053] Gemäß der Ausführung der Figur 3 ist vorgesehen, dass die dazugehörige randseitige
Einrichtung 9.1 zwei vorzugsweise regelbare Zuführsysteme 10 (Pfeildarstellungen)
für jeweils mindestens ein Fluid 11 1 umfasst, welche das jeweilige mindestens eine
Fluid 11 dem untersten und obersten randseitigen Turbulenzkanal 5.1 (Z
1, Z
6) des Turbulenzerzeugers 4 zuführen.
[0054] Hingegen ist in den Ausführungen gemäß den Figuren 4 und 5 vorgesehen, dass die dazugehörige
randseitige Einrichtung 9.1 zwei vorzugsweise regelbare Zuführsysteme 10 (Pfeildarstellungen)
für jeweils ein Fluid 11 umfasst, welche das jeweilige Fluid 11 ausschließlich jeweils
einem randseitigen Turbulenzkanal 5.1 zuführen. Weiterhin umfasst die dazugehörige
randseitige Einrichtung 9.1 aber auch ein vorzugsweise regelbares Zuführsystem 10
für ein Fluid 11, welches das Fluid gleichzeitig zwei randseitigen Turbulenzkanälen
5.1 zuführt, beispielsweise in der Figur 4 den beiden mittleren Turbulenzkanälen 5.1
(Z
3, Z
4) und in der Figur 5 den mittleren Turbulenzkanälen 5.1 (Z
2, Z
3) (Z
4, Z
5) in paarweiser Ausführung. Somit besteht die Möglichkeit der Kombination von verschiedensten
Zuführungsmöglichkeiten.
[0055] Die Turbulenzkanäle 5.1 der Figuren 3 und 4, die nicht an die jeweilige Einrichtung
9.1 angeschlossen sind, werden in bekannter Weise direkt von der Verteileinrichtung
mit Faserstoffsuspension versorgt. Gegebenenfalls kann noch eine bereits beschriebene
Verdünnungseinrichtung vorgesehen sein.
[0056] Abschließend zeigt die Figur 6 eine Draufsicht auf ein Faserstoffblatt 23, insbesondere
Papier- oder Kartonblatt, mit einem durch Pfeile dargestellten Diagonal-Curl DC. Dieser
Diagonal-Curl entsteht vorwiegend aufgrund unterschiedlicher Spannungen in den Außenlagen
des Faserstoffblatts 23, die wiederum aus unterschiedlichen Faserablagen in den einzelnen
Schichten des Faserstoffblatts 23 resultieren.
[0057] Das erfindungsgemäße Papierblatt zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass es
in seiner z-Richtung (Höhenrichtung) und über seine Breite hinweg unterschiedliche
Faserorientierungen aufweisen kann, so dass letztendlich ein planes oder annährend
planes Papierblatt ohne Curl-Neigungen entsteht. Die einzelnen Faserorientierungen
weisen dabei mehr oder weniger von der durchschnittlichen Faserorientierung ab. Gleiches
gilt natürlich auch für ein Kartonblatt.
[0058] Zusammenfassend ist festzuhalten, dass durch die Erfindung ein Stoffauflauf samt
Verfahren der eingangs genannten Art geschaffen wird, der neben den bisherigen Nachteilen
des Stands der Technik insbesondere die Entstehung des Diagonal-Curls, insbesondere
bei Duplex-Kopierpapieren, vermeidet.
Bezugszeichenliste
[0059]
- 1
- Stoffauflauf
- 2
- Verteileinrichtung
- 3
- Faserstoffsuspension
- 4
- Turbulenzerzeuger
- 5
- Turbulenzkanal
- 5.1
- Randseitiger Turbulenzkanal
- 6
- Stoffauflaufdüse
- 7
- Austrittsspalt
- 8
- Faserstoffsuspensionsstrahl (Pfeil)
- 9.1, 9.2
- Einrichtung
- 10
- Zuführsystem
- 11
- Fluid
- 12
- Zuführleitung
- 13
- Stellglied
- 14
- Drossel
- 15
- Strömungsraum
- 16
- Lamelle
- 17
- Lamellenhalterung
- 18
- Obere Düsenwand
- 19
- Blende
- 20
- Element (Doppelpfeil)
- 21
- Verdünnungseinrichtung
- 22
- Siebwasserstrang
- 23
- Faserstoffblatt
- A-A
- Schnittlinie
- D
- Durchtrittsquerschnitt
- DC
- Diagonal-Curl (Pfeil)
- L
- Maschinenlaufrichtung (Pfeil)
- M
- Maschinenbreite (Pfeil)
- S1 bis S11
- Spalte
- T1 bis TN
- Teilstrom
- Z1 bis Z4
- Zeile
- Z1 bis Z6
- Zeile
1. Stoffauflauf (1) für eine Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn, insbesondere
einer Papier- oder Kartonbahn, mit mindestens einer Verteileinrichtung (2) zum Verteilen
einer Faserstoffsuspension (3) in Teilströmen (T1 bis TN) über die Maschinenbreite (M) hinweg, der in Maschinenlaufrichtung (L) ein Turbulenzerzeuger
(4) mit mehreren in Zeilen (Z1 bis Z4; Z1 bis Z6) und Spalten (S1 bis S11) angeordneten Turbulenzkanälen (5, 5.1) und eine Stoffauflaufdüse (6) nachgeschaltet
ist, die mit einem einen Faserstoffsuspensionsstrahl (8) liefernden Austrittsspalt
(7) versehen ist, wobei zudem beidseitig eine jeweils randseitig angeordnete und auf
die jeweilige randseitige Spalte (S1, S11) an Turbulenzkanälen (5.1) wirkende Einrichtung (9.1, 9.2) zumindest zur Beeinflussung,
vorzugsweise zur Regelung der Faserorientierung vorgesehen ist,
dadurch gekennzeichnet,
dass die jeweilige randseitige Einrichtung (9.1, 9.2) zumindest ein vorzugsweise regelbares
Zuführsystem (10) für mindestens ein Fluid (11) umfasst, welches das mindestens eine
Fluid (11) vorzugsweise ausschließlich einem randseitigen Turbulenzkanal (5.1) zuführt.
2. Stoffauflauf (1) nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass die jeweilige randseitige Einrichtung (9.1, 9.2) wenigstens zwei vorzugsweise regelbare
Zuführsysteme (10) für jeweils mindestens ein Fluid (11) umfasst, welche das jeweilige
mindestens eine Fluid (11) wenigstens dem untersten und obersten randseitigen Turbulenzkanal
(5.1) zuführen.
3. Stoffauflauf (1) nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass die jeweilige randseitige Einrichtung (9.1, 9.2) mehrere vorzugsweise regelbare Zuführsysteme
(10) für jeweils mindestens ein Fluid (11) umfasst, welche das jeweilige mindestens
eine Fluid (11) vorzugsweise ausschließlich jeweils einem randseitigen Turbulenzkanal
(5.1) zuführen.
4. Stoffauflauf (1) nach Anspruch 1, 2 oder 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass für jeden randseitigen Turbulenzkanal (5.1) ein vorzugsweise regelbares Zuführsystem
(10) für mindestens ein Fluid (11) vorgesehen ist.
5. Stoffauflauf (1) nach Anspruch 1, 2 oder 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass die jeweilige randseitige Einrichtung (9.1, 9.2) zumindest ein vorzugsweise regelbares
Zuführsystem (10) für mindestens ein Fluid (11) umfasst, welches das mindestens eine
Fluid (11) mindestens zwei randseitigen Turbulenzkanälen (5.1) zuführt.
6. Stoffauflauf (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass das vorzugsweise regelbare Zuführsystem (10) zumindest eine Zuführleitung (12) umfasst,
die mit einem vorzugsweise verstellbaren Stellglied (13) versehen ist.
7. Stoffauflauf (1) nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Stellglied (13) durch eine verstellbare Drossel (14) gebildet ist.
8. Stoffauflauf (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass das mindestens eine Fluid (11) die dem Stoffauflauf (1) zugeführte hochkonsistente
Faserstoffsuspension (3) ist.
9. Stoffauflauf (1) nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,
dass das vorzugsweise regelbare Zuführsystem (10) für die hochkonsistente Faserstoffsuspension
(3) direkt mit der Verteileinrichtung (2) zum Verteilen der Faserstoffsuspension (3)
in Teilströmen (T1 bis TN) über die Maschinenbreite (M) hinweg verbunden ist.
10. Stoffauflauf (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
dass das mindestens eine Fluid (11) ein niederkonsistentes Fluid, insbesondere Siebwasser
oder Klarwasser, ist.
11. Stoffauflauf (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Zuführung eines eine vorzugsweise einstellbare, vorzugsweise regelbare Mischkonsistenz
aufweisenden Mischfluids vorgesehen ist, wobei zumindest ein Fluid (11) die dem Stoffauflauf
(1) zugeführte hochkonsistente Faserstoffsuspension (3) und ein weiteres Fluid ein
niederkonsistentes Fluid, insbesondere Siebwasser oder Klarwasser, ist.
12. Stoffauflauf (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Stoffauflaufdüse (6) einen Strömungsraum (15) aufweist, der durch mindestens
eine mit dem Turbulenzerzeuger (4) mittels wenigstens einer Lamellenhalterung (17)
verbundene Lamelle (16) unterteilt ist.
13. Stoffauflauf (1) nach Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Lamellenhalterung (17) zwischen zwei Zeilen (Z1 bis Z4) von Turbulenzkanälen (5, 5.1) am Turbulenzerzeuger (4) angeordnet ist.
14. Stoffauflauf (1) nach Anspruch 12 oder 13,
dadurch gekennzeichnet,
dass zwischen allen benachbarten Zeilen (Z1 bis Z4) von Turbulenzkanälen (5, 5.1) je eine Lamellenhalterung (17) angeordnet ist, die
jeweils eine Lamelle (16) trägt.
15. Stoffauflauf (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Turbulenzkanäle (5, 5.1) des Turbulenzerzeugers (4) zumindest teilweise durch
Turbulenzrohre gebildet sind.
16. Stoffauflauf (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Turbulenzerzeuger (4) als ein Turbulenzeinsatz ausgebildet ist.
17. Stoffauflauf (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die in den Randzonen (S1, S11) vorgesehenen Turbulenzkanäle (5.1) des Turbulenzerzeugers (4) einen größeren Durchtrittsquerschnitt
(D) besitzen als die restlichen Turbulenzkanäle (5).
18. Stoffauflauf (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass den im mittleren Bereich (S2 bis S10) des Turbulenzerzeugers (4) angeordneten Turbulenzkanälen (5) in Maschinenlaufrichtung
(L) eine quer zur Maschinenlaufrichtung (L) unterteilte Verdünnungseinrichtung (21),
insbesondere Siebwasserdosierungseinrichtung, vorgeordnet ist.
19. Stoffauflauf (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Stoffauflaufdüse (6) eine obere Düsenwand (18) aufweist, an der auslaufseitig
eine mittels mehrerer Elemente (20) verschiebbare und sich über die Maschinenbreite
(M) erstreckende Blende (19) angeordnet ist.
20. Verfahren zur Herstellung einer Faserstoffbahn, insbesondere einer Papier-oder Kartonbahn,
bei dem eine Faserstoffsuspension (3) in Teilströmen (T1 bis TN) über die Maschinenbreite (M) eines Stoffauflaufs (1) hinweg mit mindestens einer
Verteileinrichtung (2) verteilt wird, der in Maschinenlaufrichtung (L) ein Turbulenzerzeuger
(4) mit mehreren in Zeilen (Z1 bis Z4; Z1 bis Z6) und Spalten (S1 bis S11) angeordneten Turbulenzkanälen (5, 5.1) nachgeschaltet ist, dessen Turbulenzkanäle
(5, 5.1) von der Faserstoffsuspension (3) durchflossen werden, wobei beidseitig eine
jeweils randseitig angeordnete und auf die jeweilige randseitige Spalte (S1, S11) an Turbulenzkanälen (5.1) wirkende Einrichtung (9.1, 9.2) zumindest zur Beeinflussung,
vorzugsweise zur Regelung der Faserorientierung vorgesehen ist,
dadurch gekennzeichnet,
dass die jeweilige randseitige Einrichtung (9.1, 9.2) zumindest ein vorzugsweise regelbares
Zuführsystem (10) für mindestens ein Fluid (11) umfasst, welches das mindestens eine
Fluid (11) vorzugsweise ausschließlich einem randseitigen Turbulenzkanal (5.1) zuführt.
21. Papier, welches unter Verwendung eines Stoffauflaufs (1) nach zumindest einem der
vorhergehenden Ansprüche hergestellt wurde.
22. Karton, welcher unter Verwendung eines Stoffauflaufs (1) nach zumindest einem der
vorhergehenden Ansprüche hergestellt wurde.
23. Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn, insbesondere Papier-und/oder Kartonbahn,
mit einem Stoffauflauf (1) nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche.
24. Maschine nach Anspruch 23,
dadurch gekennzeichnet,
dass ein Faserorientierungs-Regelsystem vorgesehen ist, das eine am Maschinenende vorgesehene
Einrichtung zur Messung des Faserorientierungs-Querprofils der Faserstoffbahn, eine
die erhaltenen Messsignale weiterverarbeitende Recheneinheit und die Stellglieder
(13) des Stoffauflaufs (1) umfasst.