Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum direkten oder indirekten Auftragen eines flüssigen oder pastösen Mediums auf eine laufende Materialbahn, insbesondere Faserstoffbahn, wie Papier-, Karton- oder Tissuebahn, nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Mit solchen Vorrichtungen, oftmals auch Streichaggregate genannt, wird ein flüssiges oder pastöses Medium in Form von Stärke, Leim oder Streichfarbe auf die laufende Faserstoffbahn aufgetragen. Solche Streichaggregate sind im Stand der Technik hinreichend bekannt und umfassen verschiedene Ausgestaltungen und Auftragsverfah ren.
Beim sog. direkten Auftrag wird bei einer Variante das flüssige oder pastöse Medium im Überschuss direkt auf die Faserstoffbahn aufgebracht und anschließend zur Herstellung einer definierten Schichtdicke des Mediums mittels einer Klinge oder eines Rakels teilweise abgetragen. Beim sog. indirekten Auftrag wird bei einer Variante das flüssige oder pastöse Medium im Überschuss direkt auf eine Walze, sog. Auftragswalze, aufgebracht und anschließend zur Herstellung einer definierten Schichtdicke des Mediums mittels einer Klinge oder eines Rakels teilweise wieder von der Auftragswalze abgetragen bevor das Medium in einem Übertragungsspalt von der Auftragswalze auf die Faserstoffbahn übertragen wird.
Zur gleichmäßigen Verteilung des Mediums in Maschinenquerrichtung weisen solche Streichaggregate ein sog. Mediumverteilrohr auf mittels dem das flüssige oder pastöse Medium zuerst in Maschinenquerrichtung verteilt wird, bevor dieses durch eine Austrittsöffnung einer Mediumaustragskammer tritt und auf die Walze oder Materialbahn aufgebracht wird.
Solche Mediumverteilrohre sind bei den heute bekannten Streichaggregaten oftmals entweder durch geometrisch komplexe und aufwändige Schweißkonstruktionen oder durch geometrisch komplexe und noch aufwändigere aus dem Vollmaterial gebildete Grundkörper aufgebaut, die in der Herstellung teuer sind. Ferner übernehmen die Mediumverteilrohre bei den heute bekannten Streichaggregaten lediglich die Aufgabe der Querverteilung bzw. Verteilung in Maschinenquerrichtung des Mediums. Auch die Schrift
Es ist somit die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine kostengünstigere Lösung für ein solches Streichaggregat vorzuschlagen.
Die Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
Dadurch dass das Mediumverteilrohr durch einen hohlzylindrischen Grundkörper mit einer ovalen, insbesondere kreisrunden oder elliptischen Querschnittsform ausgeführt ist, kann der Grundkörper des Mediumverteilrohrs durch ein oder mehrere frei im Handel verfügbare(s) Norm-Rohr(e) kostengünstig bereitgestellt werden.
Dadurch dass der hohlzylindrische Grundkörper recht dickwandig ausgeführt ist, d.h. eine Wandstärke zwischen 3 Millimetern und 25 Millimetern hat, kann dieser zusätzlich zur Aufgabe der Querverteilung -d.h. Verteilung in Maschinenquerrichtung- des Mediums zumindest einen Teil der Dimensionsstabilität der Auftragseinheit gegenüber Durchbiegung in Maschinenquerrichtung bereitstellen. Hierdurch kann der sonst für die Dimensionsstabilität zuständige Tragbalken deutlich einfacher ausgeführt sein oder es kann auf diesen vollständig verzichtet werden.
Durch die Wandstärke des hohlzylindrischen Grundkörpers zwischen 3 Millimetern und 25 Millimetern können ferner die Ausströmkanäle komplett durch Bohrungen im Hohlkörper bereitgestellt werden ohne dass diese bspw. durch separate Zylinderhülsen mit einer definierten Länge bereitgestellt werden müssen, was bei den bekannten dünnwandigen Mediumverteilrohren notwendig ist, um den über die Ausströmkanäle notwendigen Druckabfall bereitzustellen, was für eine gleichmäßige Ausströmung des Mediums über die Länge des Mediumverteilrohrs in Maschinenquerrichtung notwendig ist.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
Ein Kriterium zur Auswahl der Wandstärke des hohlzylindrischen Grundkörpers kann dessen Länge in Maschinenquerrichtung sein, wodurch unterschiedliche Anforderungen zur Bereitstellung der Dimensionsstabilität erwachsen. Als weiteres Kriterium für die Festlegung der Wandstärke des hohlzylindrischen Grundkörpers kann der benötigte Druckabfall durch die Abströmkanäle herangezogen werden. Untersuchungen der Anmelderin ergeben in diesem Zusammenhang, dass der hohlzylindrische Grundkörper vorzugsweise eine Wandstärke im Bereich von 4 - 25 Millimeter, bevorzugt 8 - 20 Millimeter hat. Vorzugsweise sind die Wandstärke des Mediumverteilrohrs und dessen Länge derart aufeinander abgestimmt, dass die Dimensionsstabilität der Auftragseinheit gegenüber Durchbiegung entlang der Maschinenquerrichtung im Wesentlichen durch das Mediumverteilrohr bereitgestellt wird.
Der hohlzylindrische Grundkörper kann ferner einen Durchmesser im Bereich von 70-200 Millimeter, insbesondere 100-150 Millimeter haben, wodurch in Verbindung mit der gegenüber dem Stand der Technik erhöhten Wandstärke, dessen Dimensionsstabilität gegenüber Durchbiegung in Maschinenquerrichtung deutlich erhöht wird. Hat der Grundkörper keine kreisrunde Querschnittsform, sondern ist dieser bspw. elliptisch ausgebildet, so hat dieser vorzugsweise eine Querschnittsfläche die der bei kreisrunder Querschnittsform im oben angegebenen Durchmesserbereich entspricht.
Gemäß der Erfindung ist der hohlzylindrische Grundkörper durch mehrere metallische Rohre mit einer ovalen, insbesondere kreisrunden oder elliptischen Querschnittsform gebildet. Hierdurch wird der Grundkörper durch mehrere Norm-Rohre, bspw. aus Edelstahl, bereitgestellt.
Es ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass der Grundkörper aus mehreren Rohren geringerer Länge als der Grundkörper gebildet ist, die ihrer Länge nach in Maschinenquerrichtung orientiert hintereinander angeordnet und an ihren zueinander gewandten Stirnseiten miteinander verbunden, insbesondere miteinander verschweißt, sind.
Zur Bereitstellung einer definierten Strömung im Mediumverteilrohr und zur Reduktion von Ablagerungen ist vorgesehen, dass die radial innen liegende Mantelfläche des hohlzylindrischen Grundkörpers geschliffen und/oder poliert ist. Dabei hat die radial innen liegende Mantelfläche eine Rauigkeit im Bereich von 0,1-3,0 mm Ra, bevorzugt im Bereich von 0,2-1,6 mm Ra, besonders bevorzugt im Bereich von 0,3-0,9 mm Ra.
Wie bereits vorher erwähnt, sind die Abströmkanäle vorzugsweise durch Bohrungen im hohlzylindrischen Grundkörper gebildet. Hierdurch können weiter Fertigungsauswand und Materialkosten gesenkt werden, da die Abströmkanäle nicht durch separate hohlzylindrische Hülsen bereitgestellt werden müssen. Um den Fertigungsaufwand weiter zu reduzieren ist es insbesondere von Vorteil, wenn die Bohrungen in den hohlzylindrischen Grundkörper eingebracht werden, bevor dieser geschliffen und/oder poliert wird. Hierdurch können Grate die beim Bohren entstehen gleich mit dem nachfolgenden Schleifen und/oder Polieren entfernt werden.
Die Bohrungen haben an der minimalen Querschnittsfläche vorzugsweise einen Durchmesser im Bereich von 4-15 Millimeter.
Das Mediumverteilrohr wird in der Regel an einer seiner Stirnseiten durch zumindest eine, insbesondere eine Zuströmleitung mit dem flüssigen oder pastösen Medium versorgt. Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die zumindest eine Zuströmleitung eine ovale, insbesondere kreisrunde oder elliptische Querschnittsform hat. Vorzugsweise hat die Zuströmleitung insbesondere die gleiche Querschnittsform wie das Mediumverteilrohr. Hierdurch kann der Übergang zwischen Mediumverteilrohr und Zuströmleitung besonders einfach gestaltet werden und weist zudem keine "toten Winkel" auf in denen sich ungewünschte Ablagerungen des Mediums ansammeln können, wie dies bspw. der Fall ist, wenn die sich Querschnittsformen von Zuströmleitung und Mediumverteilrohr voneinander unterscheiden.
Weiter ist es in diesem Zusammenhang insbesondere von Vorteil, wenn die Zuströmleitung am Übergang zum Mediumverteilrohr die gleich große Querschnittsfläche und die gleiche Querschnittsform wie das Mediumverteilrohr hat. Dies ist insbesondere dann möglich, wenn sich die Querschnittsfläche der Zuströmleitung von einer vom Übergang weiter entfernten Stelle zum Übergang zum Mediumverteilrohr hin konisch erweitert oder verjüngt.
Um eine in Maschinenquerrichtung gleichmäßige Ausströmung des Mediums durch die Ausströmkanäle zu erreichen ist es insbesondere sinnvoll, wenn die Summe der minimalen Querschnittsflächen der Abströmkanäle, die Wandstärke des Grundkörpers und die Summe der Querschnittsflächen des zumindest einen Zuströmkanals, insbesondere die Querschnittsfläche des stirnseitig eingeführten einen einzigen Zuströmkanals, sowie der Abstand vom in Maschinenquerrichtung ersten zum letzten Abströmkanal derart aufeinander abgestimmt sind, dass der in Maschinenquerrichtung betrachtete Druckabfall des flüssigen oder pastösen Mediums vom ersten zum letzten Abströmkanal geringer ist als der Druckabfall des flüssigen oder pastösen Mediums durch jeden der Abströmkanäle. Vorzugsweise ist hier der Abstand zwischen dem ersten und letzten Abströmkanal in Maschinenquerrichtung gleich der Bahnbreite. Ist bspw. die Bahnbreite 10 000 Millimeter, so ist der Abstand zwischen dem ersten und letzten Abströmkanal in Maschinenquerrichtung auch 10 000 Millimeter.
Denkbar ist ferner, dass die Vorrichtung zusätzlich einen Tragbalken umfasst, wobei das Mediumverteilrohr gegenüber dem Tragbalken einen Teil, z.B. zumindest 25%, insbesondere den größeren Teil, d.h. mehr als 50%, der Dimensionsstabilität bereitstellt.
Üblicherweise umfasst die Auftragseinheit zusätzlich noch eine Egalisierungseinrichtung, mittel der das auf die Materialbahn oder Walze aufgebrachte flüssige oder pastöse Medium teilweise abgetragen und/oder vergleichmäßigt wird, um schlussendlich auf der Materialbahn, insbesondere Faserstoffbahn, eine aus dem Medium gebildete Schicht mit in Maschinenrichtung und Maschinenquerrichtung gleicher und definierter Dicke bereitzustellen.
In vorteilhaften Ausführungen beträgt die Länge des Mediumverteilrohrs mehr als 1m, bevorzugt mehr als 2m, besonders bevorzugt mehr als 3m. In einer weiteren besonders bevorzugten Ausführung der Erfindung erstreckt sich das Mediumverteilrohr über die gesamte Maschinenquerrichtung, bzw. die gesamte Breite der Materialbahn.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer schematischen Zeichnung weiter erläutert. Es zeigt die einzige Figur eine Auftragseinheit 2 einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 zum direkten oder indirekten Auftragen eines flüssigen oder pastösen Mediums auf eine laufende Materialbahn im Querschnitt. Vorliegend erstreckt sich die Maschinenquerrichtung senkrecht zur Zeichnungsebene.
Die Auftragseinheit 2 hat ein sich in seiner Länge in Maschinenquerrichtung der Vorrichtung erstreckendes Mediumverteilrohr 3, welches über eine Vielzahl von in Maschinenquerrichtung hintereinander angeordneten Abströmkanälen 4 mit einer sich in ihrer Länge in Maschinenquerrichtung erstreckenden Mediumaustragskammer 5 derart kommuniziert, dass das flüssige oder pastöse Medium zuerst im Mediumverteilrohr 3 in Maschinenquerrichtung verteilt und durch die Abströmkanäle 4 der Mediumaustragskammer 5 zugeführt wird, bevor dieses durch eine Austrittsöffnung 6 der Mediumaustragskammer 5 tritt und vorliegend auf die Walze 7 aufgebracht wird. Die Mediumaustragskammer 5 umfasst vorliegend eine vordere und eine hintere Lippe 8, 9 sowie einen vorderen Kammerboden 10 und einen hinteren Kammerboden 11.
Das Mediumverteilrohr 3 ist vorliegend durch einen hohlzylindrischen Grundkörper mit einer kreisrunden Querschnittsform und einer Wandstärke von 8-14 Millimeter gebildet ist.
Der hohlzylindrische Grundkörper hat einen Durchmesser im Bereich 120-150 Millimeter und ist durch ein Edelstahlrohr oder mehrere Edelstahlrohre gebildet, wobei das Edelstahlrohr oder die mehreren Edelstahlrohre nahtlos ist bzw. sind. Des Weiteren ist die radial innen liegende Mantelfläche des Edelstahlrohrs oder der Edelstahlrohre auf eine Rauigkeit von 0,4-0,7 µm Ra geschliffen und/oder poliert.
Wie zu erkennen ist, sind die Abströmkanäle 4 durch Bohrungen im hohlzylindrischen Grundkörper 3 gebildet.
Die Länge des Mediumverteilrohrs 3 in Maschinenquerrichtung beträgt üblicherweise mehr als 1m. Bei modernen Anlagen kann diese Länge auch deutlich darüber liegen, z.B. mehr als 2m, bis hin zu 10m oder mehr. Gerade bei derart großen Längen des Medienverteilrohrs wird der hohlzylindrische Grundkörper stets durch mehrere Rohre, speziell Edelstahlrohre gebildet, welche z.B. durch Schweißen miteinander verbunden sind. Hier ist vorgesehen, dass die gesamte radial innen liegende Mantelfläche des hohlzylindrischen Grundkörpers, insbesondere auch im Bereich der Verbindungsstellen der Rohre eine Rauigkeit im Bereich von 0,1-3,0 mm Ra, insbesondere im Bereich von 0,3-0,9 mm Ra hat.
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