[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

DE102020103003A1 - Strömungsgitter und Verfahren zur Herstellung eines Strömungsgitters - Google Patents

Strömungsgitter und Verfahren zur Herstellung eines Strömungsgitters Download PDF

Info

Publication number
DE102020103003A1
DE102020103003A1 DE102020103003.7A DE102020103003A DE102020103003A1 DE 102020103003 A1 DE102020103003 A1 DE 102020103003A1 DE 102020103003 A DE102020103003 A DE 102020103003A DE 102020103003 A1 DE102020103003 A1 DE 102020103003A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
flow
channels
grille
shape
raw
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE102020103003.7A
Other languages
English (en)
Inventor
Wolfgang Ruf
Michael Oechsle
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Voith Patent GmbH
Original Assignee
Voith Patent GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Voith Patent GmbH filed Critical Voith Patent GmbH
Priority to DE102020103003.7A priority Critical patent/DE102020103003A1/de
Priority to EP20819685.7A priority patent/EP4100573A1/de
Priority to PCT/EP2020/084203 priority patent/WO2021155974A1/de
Publication of DE102020103003A1 publication Critical patent/DE102020103003A1/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21FPAPER-MAKING MACHINES; METHODS OF PRODUCING PAPER THEREON
    • D21F1/00Wet end of machines for making continuous webs of paper
    • D21F1/02Head boxes of Fourdrinier machines
    • D21F1/026Details of the turbulence section
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23HWORKING OF METAL BY THE ACTION OF A HIGH CONCENTRATION OF ELECTRIC CURRENT ON A WORKPIECE USING AN ELECTRODE WHICH TAKES THE PLACE OF A TOOL; SUCH WORKING COMBINED WITH OTHER FORMS OF WORKING OF METAL
    • B23H3/00Electrochemical machining, i.e. removing metal by passing current between an electrode and a workpiece in the presence of an electrolyte
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23HWORKING OF METAL BY THE ACTION OF A HIGH CONCENTRATION OF ELECTRIC CURRENT ON A WORKPIECE USING AN ELECTRODE WHICH TAKES THE PLACE OF A TOOL; SUCH WORKING COMBINED WITH OTHER FORMS OF WORKING OF METAL
    • B23H7/00Processes or apparatus applicable to both electrical discharge machining and electrochemical machining
    • B23H7/02Wire-cutting
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23HWORKING OF METAL BY THE ACTION OF A HIGH CONCENTRATION OF ELECTRIC CURRENT ON A WORKPIECE USING AN ELECTRODE WHICH TAKES THE PLACE OF A TOOL; SUCH WORKING COMBINED WITH OTHER FORMS OF WORKING OF METAL
    • B23H9/00Machining specially adapted for treating particular metal objects or for obtaining special effects or results on metal objects
    • B23H9/14Making holes

Landscapes

  • Paper (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Strömungsgitters (1) für einen Stoffauflauf einer Papiermaschine, mit mindestens zwei Strömungskanälen (2) zur Durchleitung einer Faserstoffsuspension, wobei die Strömungskanäle (2) jeweils ein erstes Ende (3) und ein zweites Ende (4) aufweisen. Die Erfindung zeichnet sich durch folgende Schritte aus:a. Bereitstellen eines Blockes (5) aus elektrisch leitfähigem Material, insbesondere aus Metall;b. Einbringen von mindestens zwei Rohkanälen (6) durch ein spanendes Verfahren, insbesondere durch Bohren oder Fräsen;c. Bearbeiten der Rohkanäle (6) durch ein Material abtragendes, elektrochemisches Fertigungsverfahren zur Erlangung der Form und der Geometrie der Strömungskanäle (2);Die Erfindung betrifft auch ein nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestelltes Strömungsgitter.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Strömungsgitters für einen Stoffauflauf einer Papiermaschine, mit mindestens zwei Strömungskanälen zur Durchleitung einer Faserstoffsuspension, wobei die Strömungskanäle jeweils ein erstes Ende und ein zweites Ende aufweisen.
  • Die Erfindung betrifft auch ein Strömungsgitter das als Turbulenzgenerator und/oder als ein Rohrgitter eines Stoffauflaufes eingesetzt ist.
  • Vorrichtungen dieser Art sind bekannt. Das Dokument WO2018/019545 A1 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung eines Stömungsmoduls für einen Stoffauflauf einer Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn. Das Strömungsmodul umfasst mehrere Strömungskanäle und wird durch ein additives Herstellungsverfahren, beispielsweise durch das „Powder Bed Fusion“-Verfahren, einstückig aufgebaut und hergestellt.
  • Es ist auch bekannt, die Strömungskanäle eines Strömungsgitters für einen Stoffauflauf einer Papiermaschine aus Einzelrohren herzustellen. Dabei kann der gewünschte Querschnittsverlauf und -form der einzelnen Strömungskanäle durch mechanisches Bearbeiten und/oder durch hydraulisches Umformen der Einzelrohe erreicht werden.
  • Ein Strömungsgitter eines Stoffauflaufes dient zur Durchleitung einer Faserstoffsuspension mit Füll- und Feinstoffen sowie mit Chemikalien, wie beispielsweise Retentionsmittel. Um störende Ablagerungen an den Oberflächen der Strömungskanäle zu vermeiden, muss diese möglichst glatt sein. Wird das Strömungsgitter direkt vor der Stoffauflaufdüse als Turbulenzgenerator angeordnet, so muss die Geometrie des Strömungsmoduls zur Vermeidung von hydraulischen Störungen möglichst genau sein.
  • Die bekannten Herstellungsverfahren erfordern mehrere, zum Teil manuelle, Fertigungsschritte und sind daher aufwändig. Zudem sind die erreichten Oberflächenqualitäten der Strömungskanäle für viele Anwendungen nicht ausreichend. Auch stoßen einerseits die Bemühungen zur Reduzierung der Breite der Austrittsstege zwischen zwei Strömungskanälen und andererseits die Einhaltung einer konstanten Geometrie des Strömungsmoduls hinsichtlich der Verbesserung der Strömungsqualität an ihre Grenzen.
  • Die Aufgabe der Erfindung ist es daher ein kostengünstiges Verfahren zur Herstellung eines Strömungsgitters für einen Stoffauflauf einer Papiermaschine anzugeben durch das eine Verbesserung der oben genannten Anforderungen und Eigenschaften Strömungsgitters erreicht wird, sowie ein verbessertes Strömungsgitter anzugeben.
  • Die Aufgabe wird durch Merkmale des Anspruches 1 gelöst. Es wird ein Verfahren vorgeschlagen zur Herstellung eines Strömungsgitters für einen Stoffauflauf einer Papiermaschine, mit mindestens zwei Strömungskanälen zur Durchleitung einer Faserstoffsuspension, wobei die Strömungskanäle jeweils ein erstes Ende und ein zweites Ende aufweisen. Das Verfahren ist erfindungsgemäß durch folgende Schritte gekennzeichnet:
    1. a. Bereitstellen eines Blockes aus elektrisch leitfähigem Material, insbesondere aus Metall;
    2. b. Einbringen von mindestens zwei Rohkanälen durch ein spanendes Verfahren, insbesondere durch Bohren oder Fräsen;
    3. c. Bearbeiten der Rohkanäle durch ein Material abtragendes, elektrochemisches Fertigungsverfahren zur Erlangung der Form und der Geometrie der Strömungskanäle;
  • Für den Block wird ein korrosionsbeständiges Material, vorzugsweise nicht rostender Edelstahl, verwendet.
  • Die Ausführung des Blockes ist so gewählt, dass er eine hohe Stabilität besitzt und somit zur Durchleitung und/oder Aufnahme von äußeren Kräften geeignet ist. Dies können zum Beispiel Aufweitkräfte infolge des Betriebsinnendrucks der Düse eines Stoffauflaufes sein.
  • Der bereitgestellte Block ist vorzugsweise als einstückiges, das heißt einteiliges, vorzugsweise als quaderförmiges Bauteil ausgeführt. Dies begünstigt die Stabilität und mechanische Belastbarkeit.
  • Das Einbringen der Rohkanäle durch ein spanendes Verfahren kann automatisiert erfolgen. Die Genauigkeitsansprüche an die Geometrie, zum Beispiel den Durchmesser der Rohkanäle, brauchen nicht sehr hoch sein, da erst durch das elektrochemische Verfahren der exakte Durchmesser und/oder die exakte Form hergestellt wird. Dadurch kann die Fertigungszeit reduziert werden.
  • Die Kombination dieser beiden Fertigungsverfahren ermöglicht zum einen eine kostengünstige Fertigung durch das spanende Verfahren und zum anderen eine sehr präzise Fertigung durch das elektrochemische Verfahren. Die gewünschten geometrischen Abmessungen, Formen und Oberflächenglätte können so mit hoher Qualität erreicht werden. Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht auch eine kürzere Fertigungszeit.
  • Das für die Erfindung angewandte elektrochemische Fertigungsverfahren ist temperaturneutral, das heißt, dass es am Ort des Materialabtrages zu keiner Temperaturbeanspruchung des Blockes kommt. Ein Verziehen des Blockes wird dadurch ausgeschlossen. Zudem ist das elektrochemische Fertigungsverfahren -im Gegensatz zu mechanischen Fertigung oder zur Umformtechnik- kräfteneutral. Diese vorteilhaften Eigenschaften des angewandten elektrochemischen Fertigungsverfahrens gewährleisten eine maßhaltige Geometrie des Blockes und der Strömungskanäle. Dieser Vorteil wirkt sich besonders deutlich bei der Fertigung eines Strömungsgitters, insbesondere eines Strömungsgitters, das als Turbulenzgenerator eines Stoffauflaufes eingesetzt werden soll, aus, das mindestens zwei Strömungskanäle umfasst. Die benachbarten Strömungskanäle werden durch eine sehr dünne, mechanisch nicht sehr belastbare Trennwand am zweiten Ende voneinander getrennt. Diese kann somit mit dem angewandten elektrochemischen Fertigungsverfahren mit hoher Qualität hergestellt werden.
  • Es sind mehrere elektrochemische Fertigungsverfahren bereits bekannt. Für diese Erfindung kann beispielsweise das Verfahren 3.3.1 „Elektrochemisches Formabtragen (EC-Formabtragen)“ nach D18590:2003-09 vorteilhaft eingesetzt werden.
  • Im Gegensatz zum elektrochemischen Oberflächenabtragen wird beim elektrochemischen Formabtragen die Fertigungsanordnung so gewählt, dass eine hohe Wirkstromdichte durch die Verwendung einer äußeren Stromquelle erreicht wird. Dies wird durch einen kleinen Abstand der formgebenden Werkzeugelektrode vom Werkstück erreicht. Das Werkstück, von dem Material abgetragen werden soll, ist als Anode gepolt und die formgebende Werkzeugelektrode ist negativ gepolt.
  • In einem praktischen Fall umfasst das elektrochemische Fertigungsverfahren mindestens einen kathodisch gepolten Dorn als Werkzeugelektrode, dessen Form und Geometrie vorzugsweise im Wesentlichen zumindest abschnittsweise komplementär zu der Form und Geometrie des jeweiligen Strömungskanals ist. Es umfasst auch den Block, der anodisch gepolt ist. Während des Bearbeitungsschrittes c) werden die mindestens einen kathodisch gepolten Dorn umfassende Werkzeugelektrode und der anodisch gepolte Block in einem Abtragungsschritt relativ zu einander derart bewegt, so dass die mindestens einen Dorn umfassende Werkzeugelektrode von dem ersten Ende oder von dem zweiten Ende in den jeweiligen Rohkanal des Blockes bewegt wird.
  • In einem praktischen Fall kann der Block fest eingespannt sein und der mindestens eine Dorn wird in den Rohkanal bewegt.
  • Die Anzahl Dorne kann gleich oder kleiner als die Anzahl der Rohkanäle sein.
  • Ist die Anzahl Dorne gleich der Anzahl der Rohkanäle, so ist nur ein Abtragungsschritt erforderlich.
  • Für den Fall, dass die Anzahl Dorne kleiner als die Anzahl der Rohkanäle ist, sind im Bearbeitungsschritt c) zur Herstellung des Strömungsgitters mehrere Abtragungsschritte notwendig. Dabei wird der mindestens eine Dorn nach jedem Abtragungsschritt aus dem erzeugten Strömungskanal herausgezogen und im Taktverfahren zum nächsten beziehungsweise im Falle mehrerer Dorne zu den nächsten Rohkanälen zur Herstellung der Strömungskanäle bewegt.
  • Im Bearbeitungsschritt c) wird der hydraulische Durchmesser der Rohkanäle durch den Materialabtrag zumindest abschnittsweise durch den Abtragungsschritt vergrößert. Dadurch unterscheidet sich der erfindungsgemäße Bearbeitungsschritt c) vom elektrochemischen Oberflächenabtragungsverfahren.
  • In einem möglichen praktischen Fall wird im Bearbeitungsschritt c) die Form des Strömungsquerschnittes der Rohkanäle von einer runden Form auf eine eckige Form an dem zweiten Ende verändert, wobei vorzugsweise die eckige Form aus der folgenden Gruppe ausgewählt ist: quadratische Form, rechteckige Form, dreieckige Form, fünfeckige Form, sechseckige Form. In diesem Fall ist der hydraulische Durchmesser, das heißt der Querschnitt des erzeugten Strömungskanals am zweiten Ende größer als der Querschnitt am ersten Ende des Strömungskanals. Die Form des Querschnitts ist also am ersten Ende des erzeugten Strömungskanals rund und verändert sich in einem Übergangsbereich auf die eckige Form. Für diese Form des Strömungskanals wird der mindesten eine Dorn beginnend an der zweiten Seite mit dem größeren hydraulischen Durchmesser des Strömungskanals im Abtragungsschritt in den Block hinein bewegt. Die Form des mindestens einen Dornes umfasst den Übergangsbereich, der sich zwischen der runden Form und der eckigen Form am zweiten Ende erstreckt und den zylindrischen Bereich, der sich zwischen dem ersten Ende und dem Übergangsbereich erstreckt. Die Form des mindestens einen Dorns entspricht zumindest abschnittsweise der Negativform des Übergangsbereiches.
  • In einer möglichen Weiterentwicklung kann der Strömungskanal in Längsrichtung drei unterschiedliche Querschnittsformen aufweisen. Im Bereich des ersten Endes des Strömungskanals ist der Querschnitt rund. Danach folgen ein Übergangsbereich zu einer eckigen Querschnittsform und danach ein Bereich bis zum zweiten Ende mit Fortführung der eckigen Querschnittsform und mit konstanter Querschnittsfläche.
  • In einer weiteren Ausführungsform können die Strömungskanäle des Strömungsgitters vom ersten Ende bis zum zweiten Ende zylindrisch ausgeführt sein. Ein solches Strömungsgitter eignet sich beispielsweise als Rohrgitter vor einem Turbulenzeinsatz eines Stoffauflaufes. Für diese Form des Strömungskanals kann der mindestens eine Dorn beginnend an der ersten Seite des Strömungskanals oder an der zweiten Seite des Strömungskanals im Abtragungsschritt in den Block hinein bewegt werden.
  • Zur Verbesserung der Oberflächenglätte kann es vorteilhaft sein, wenn der Bearbeitungsschritt c) einen Polierschritt umfasst, wobei der Polierschritt durch ein elektrochemisches Fertigungsverfahren erfolgt. Hierfür ist es möglich, den mindestens einen Dorn zu verwenden, wobei die Spannung und somit die Wirkstromdichte im Vergleich zum Abtragungsschritt reduziert wird, sodass lediglich eine Oberflächenabtragung an der Oberfläche zur Steigerung der Glätte des jeweiligen Strömungskanales stattfindet. Für den Polierschritt kann beispielsweise das Verfahren 3.3.1 „Elektrochemisches Oberflächenabtragen (EC-Formabtragen)“ nach D18590:2003-09 vorteilhaft eingesetzt werden.
  • Vorteilhafterweise können in den Block mindestens 5 Rohkanäle, insbesondere mindestens 10 Rohkanäle eingebracht werden.
  • In einem praktischen Fall werden die Strömungskanäle durch eine Trennwand voneinander getrennt und das Strömungsgitter wird so hergestellt, dass die Wandstärke der Trennwand an dem zweiten Ende kleiner 3mm, insbesondere kleiner oder gleich 1mm, vorzugsweise kleiner oder gleich 0,3mm beträgt. Dadurch kann eine Strömungsqualität erreicht werden.
  • Ferner kann eine Oberfläche der Strömungskanäle mit einer mittleren Rauigkeit Ra der nach Bearbeitungsschritt c) von kleiner oder gleich 0,2µm, insbesondere kleiner oder gleich 0, 1µm, hergestellt werden.
  • Der Block in Schritt a) kann mit senkrecht zu den Strömungskanälen verlaufenden Durchgangsbohrungen zur Befestigung mehrerer Strömungsgitter miteinander und zur Verbindung mit einem Stoffauflauf, bereitgestellt werden. Die Durchgangsbohrungen können vertikal und/oder horizontal verlaufen.
  • Die Erfindung bezieht sich auch auf die Verwendung des Strömungsgitters, das nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt ist, als Turbulenzgenerator oder als Teil eines Turbulenzgenerators und/oder als Rohrgitter oder als Teil eines Rohrgitters eines Stoffauflaufes einer Papiermaschine.
  • Die Aufgabe wird auch durch ein Strömungsgitter, insbesondere für einen Turbulenzgenerator und/oder für ein Rohrgitter eines Stoffauflaufes einer Papiermaschine, gelöst, welches nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt ist.
  • In einer vorteilhaften Ausführung ist das Strömungsgitter, insbesondere für einen Turbulenzgenerator und/oder für ein Rohrgitter eines Stoffauflaufes einer Papiermaschine, aus Einzelmodulen aufgebaut, wobei die Einzelmodule durch jeweils ein Strömungsgitter, das nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt ist, gebildet sind.
  • Ferner können die Einzelmodule in Durchleitungsrichtung gesehen hintereinander oder nebeneinander oder übereinander oder in Kombinationen davon angeordnet sein. Sie können also beispielsweise hintereinander und nebeneinander oder hintereinander und übereinander oder hintereinander und nebeneinander und übereinander angeordnet sein.
  • Wird das Strömungsgitter als Turbulenzgenerator oder als Rohrgitter verwendet, so kann es sich, quer zur Durchleitungsrichtung gesehen, über die gesamte Breite und Höhe des Turbulenzgenerators oder Rohrgitters erstrecken. In diesem Fall ist der Turbulenzgenerator einstückig, das heißt aus einem Block hergestellt.
  • In einer bevorzugten Ausführungsvariante beträgt die mittlere Rauigkeit Ra der Oberfläche der Strömungskanäle weniger oder gleich 0,2µm, insbesondere weniger oder gleich 0,1µm.
  • In einem möglichen praktischen Fall sind die Strömungskanäle durch eine Trennwand voneinander getrennt und die Wandstärke der Trennwand am zweiten Ende, also an der Ausströmseite, zwischen zumindest zwei benachbarten Strömungskanälen weniger oder gleich 3mm, insbesondere weniger oder gleich 1mm, vorzugsweise weniger oder gleich 0,3mm beträgt. Dies verbessert die Stabilität der Strömung nach dem Strömungsgitter.
  • Das Strömungsgitter kann als Turbulenzgenerator eines Stoffauflaufes vorgesehen sein. Es kann mehrere nebeneinander liegende Strömungskanäle umfassen, welche eine Zeile bilden und wobei mehrere Zeilen übereinander angeordnet sind. Zwischen mindestens zwei Zeilen kann ein Trennlamellenhalter zur Befestigung einer Trennlamelle in den Block eingearbeitet sein. Dies kann beispielsweise ebenfalls durch ein elektrochemisches, in diesem Fall als funkenabtragendes, Fertigungsverfahren, geschehen. Ein mögliches Verfahren stellt das Drahterodierverfahren dar.
  • Wird das Strömungsgitter als Turbulenzgenerator eines Stoffauflaufes verwendet, so können die Strömungskanäle als Stufendiffusoren ausgeführt sein, welche Stufensprünge zur Erzeugung von Turbulenz, aufweisen. Stufensprünge sind in Durchleitungsrichtung gesehen, stufenartige Querschnittserweiterungen, an denen in der Strömung hohe Scherkräfte entstehen.
  • Die Strömungskanäle können eine Teilung, quer zur Durchleitungsrichtung gesehen, im Bereich von 15mm bis 40mm in horizontaler oder in vertikaler Richtung aufweisen.
  • Die Erfindung erstreckt sich ausdrücklich auch auf solche Ausführungsformen, welche nicht durch Merkmalskombinationen aus expliziten Rückbezügen der Ansprüche gegeben sind, womit die offenbarten Merkmale der Erfindung - soweit dies technisch sinnvoll ist - beliebig miteinander kombiniert sein können.
  • Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnungen.
  • Es zeigen
    • 1 eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Strömungsgitters in vereinfachter Darstellung;
    • 1a eine Seitenansicht von links des erfindungsgemäßen Strömungsgitters in 1 in vereinfachter Darstellung;
    • 2 eine Ausführungsform eines Blockes mit Rohkanälen vereinfachter Darstellung;
    • 2a eine Seitenansicht von links des Blockes in 1 in vereinfachter Darstellung;
    • 3 zeigt eine Momentaufnahme des Bearbeitungsschrittes c) des erfindungsgemäßen Verfahrens in vereinfachter Darstellung;
    • 4 eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Strömungsgitters in vereinfachter Darstellung;
    • 4a eine Seitenansicht von links des Strömungsgitters in 4 in vereinfachter Darstellung;
    • 5 einen Stoffauflauf einer Papiermaschine mit erfindungsgemäßen Strömungsgittern in vereinfachter Darstellung;
  • Die 1 zeigt eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Strömungsgitters 1 mit zwei Strömungskanälen 2 in vereinfachter Darstellung. Es ist aus einem quaderförmigen Block 5 aus Edelstahl gefertigt. Die Strömungskanäle 2 weisen jeweils zwei Bereiche auf. Im Bereich des ersten Endes 3 ist der Strömungsquerschnitt zylindrisch ausgeführt der anschließend in einem Übergangsbereich bis zum zweiten Ende 4 in eine eckige Form, in diesem Beispiel in eine quadratische Form, übergeht, wie in der 1a gezeigt. Der Strömungsquerschnitt am zweiten Ende 4 ist größer als am ersten Ende 3. Beide Strömungskanäle 2 sind übereinander angeordnet.
  • Die 2 und 2a zeigen eine Ausführungsform eines Blockes 5 mit Rohkanälen 6 in vereinfachter Darstellung. Die Rohkanäle 6 sind durch Bohren in den quaderförmigen Edelstahlblock 5 eingebracht und verlaufen vom ersten Ende 3 bis zum zweiten Ende 4 somit zylindrisch. Die Durchmesser der Rohkanäle sind beide gleich und sind konstant über die gesamte Länge. Es ist jedoch auch denkbar, die Rohkanäle 6 mit mehreren Abschnitten über die Länge mit unterschiedlichen Durchmessern auszuführen.
  • Die 3 zeigt eine Momentaufnahme des Bearbeitungsschrittes c) des erfindungsgemäßen Verfahrens mit einem elektrochemischen Fertigungsverfahren für die Herstellung eines Strömungsgitters 1 nach 1 in vereinfachter Darstellung. Das elektrochemische Fertigungsverfahren umfasst eine Spannungsquelle 8 und zwei kathodisch gepolte Dorne 7 als Werkzeugelektrode, deren Form und Geometrie vorzugsweise im Wesentlichen zumindest abschnittsweise komplementär zu der Form und Geometrie des jeweiligen Strömungskanals 2 ist. Die komplementäre Geometrie ist nicht exakt gleich, da ein minimaler Spalt für den elektrochemischen Abtrag vorhanden sein muss. Die beiden Strömungskanäle 2 weisen jeweils zwei Bereiche auf. Im Bereich des ersten Endes 3 ist der Strömungsquerschnitt zylindrisch ausgeführt der anschließend in einem Übergangsbereich bis zum zweiten Ende 4 in eine quadratische Form übergeht. Somit besitzt der Dorn 7 ebenfalls zweiTeile, die den beiden Bereichen zugeordnet sind. Der erste Dornteil 7.1 weist zur Herstellung des zylindrischen Abschnittes einen sehr kurzen zylindrischen Bereich auf. Der zweite Dornteil 7.2 weist zur Herstellung des Übergangsbereiches von dem runden Querschnitt zu dem quadratischen Querschnitt eine zum Übergangsbereich komplementäre Form auf. Der Block 5 ist anodisch gepolt. Während des Bearbeitungsschrittes c) werden die kathodisch gepolten Dorne 7 und der anodisch gepolte Block 5 in einem Abtragungsschritt relativ zu einander bewegt. In diesem Beispiel werden die Dorne 7 in die Rohkanäle 6 in Bewegungsrichtung 11 ausgehend vom zweiten Ende 4 in Richtung des ersten Endes 3 bewegt. Durch den Bewegungsvorgang wird Material vom Block 5 abgetragen und dabei die Geometrie der Strömungskanäle 2 erzeugt. Die Anzahl Dorne 7 ist in diesem Fall gleich der Anzahl der Rohkanäle.
    Die hydraulischen Durchmesser der Rohkanäle 6 werden durch den Materialabtrag zumindest abschnittsweise durch den Abtragungsschritt vergrößert.
  • Die 4 und 4a zeigen eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Strömungsgitters 1 in vereinfachter Darstellung. Das Strömungsgitter 1 unterscheidet sich vom Strömungsgitter 1 in 1 und 1a lediglich durch eine größere Anzahl von Strömungskanälen 2 und ein Trennlamellenhalter 23, der zwischen zwei Strömungskanalzeilen eingearbeitet ist. Der Trennlamellenhalter 23 kann beispielsweise ebenfalls durch ein elektrochemisches Fertigungsverfahren eingearbeitet sein. Ein mögliches Verfahren stellt das Drahterodierverfahren dar. In 4 und in 4a sind ausgewählte Trennwände 12 zwischen zwei benachbarten Strömungskanälen 2 beispielhaft gekennzeichnet. Durch das erfindungsgemäße Verfahren können diese sehr dünn gestaltet werden. Die Wandstärke 13 beträgt in diesem Beispiel weniger als 1 mm.
    Die 5 zeigt zwei mögliche Verwendungen eines erfindungsgemäßen Strömungsgitters 1 in einem Stoffauflauf 14 einer Papiermaschine. Der beispielhafte Stoffauflauf 14 umfasst ein erstes Strömungsgitter 1, das als Rohrgitter 16 ausgeführt ist, und ein zweites Strömungsgitter 1, das als Turbulenzgenerator 15 ausgeführt ist. Der Stoffauflauf 14 wird von einer Faserstoffsuspension in Durchleitungsrichtung 17 durchströmt. Sie passiert zuerst das Rohrgitter 16, das aus zylindrischen Strömungskanälen 2 besteht, anschließend einen Zwischenkanal 21 und danach den Turbulenzgenerator 15, der aus mehreren Strömungsgittermodulen zusammengesetzt sein kann, welche wiederum als Strömungsgitter nach 1 und 1a oder nach 4 und 4a ausgeführt sein können. Direkt anschließend an den Turbulenzgenerator 15 folgt die Düse 20. Eine Trennlamelle 22 ist am Trennlamellenhalter 23 befestigt und ragt in die Düse 20 hinein. In der Verwendung des Strömungsgitters 1 als Turbulenzgenerator 15 entspricht das erste Ende 3 der Strömungskanäle 2 der Einströmseite des Turbulenzgenerators 15 und das zweite Ende 4 entsprechend der Ausströmseite. Am Block 5 des Strömungsgitters 1 können Halterungen, Zuganker, ein Gelenk für die Düsenoberwand integriert sein.
  • Korrespondierende Elemente der Ausführungsbeispiele in den Figuren sind mit gleichen Bezugszeichen versehen. Die Funktionen solcher Elemente in den einzelnen Figuren entsprechen einander, sofern nichts anderes beschrieben ist und es nicht zu Widersprüchen führt. Auf eine wiederholte Beschreibung wird daher verzichtet. Es wird auch darauf hingewiesen, dass die sich unterscheidenden Merkmale der gezeigten Ausführungsbeispiele gegeneinander ausgetauscht und miteinander kombiniert werden können. Die Erfindung ist daher nicht auf die gezeigten Merkmalskombinationen der gezeigten Ausführungsbeispiele beschränkt.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Strömungsgitter
    2
    Strömungskanal
    3
    Erstes Ende
    4
    Zweites Ende
    5
    Block
    6
    Rohkanal
    7
    Dorn
    7.1
    Erster Dornteil
    7.2
    Zweiter Dornteil
    8
    Spannungsquelle
    11
    Bewegungsrichtung
    12
    Trennwand
    13
    Wandstärke
    14
    Stoffauflauf
    15
    Turbulenzgenerator
    16
    Rohrgitter
    17
    Durchleitungsrichtung
    18
    Einströmseite
    19
    Ausströmseite
    20
    Düse
    21
    Zwischenkanal
    22
    Trennlamelle
    23
    Trennlamellenhalter
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • WO 2018/019545 A1 [0003]

Claims (15)

  1. Verfahren zur Herstellung eines Strömungsgitters (1) für einen Stoffauflauf einer Papiermaschine, mit mindestens zwei Strömungskanälen (2) zur Durchleitung einer Faserstoffsuspension, wobei die Strömungskanäle (2) jeweils ein erstes Ende (3) und ein zweites Ende (4) aufweisen, gekennzeichnet durch folgende Schritte: a. Bereitstellen eines Blockes (5) aus elektrisch leitfähigem Material, insbesondere aus Metall; b. Einbringen von mindestens zwei Rohkanälen (6) durch ein spanendes Verfahren, insbesondere durch Bohren oder Fräsen; c. Bearbeiten der Rohkanäle (6) durch ein Material abtragendes, elektrochemisches Fertigungsverfahren zur Erlangung der Form und der Geometrie der Strömungskanäle (2);
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das elektrochemische Fertigungsverfahren mindestens einen kathodisch gepolten Dorn (5) als Werkzeugelektrode, dessen Form und Geometrie vorzugsweise im Wesentlichen zumindest abschnittsweise komplementär zu der Form und Geometrie des jeweiligen Strömungskanals (2) ist, sowie den Block (5), der anodisch gepolt ist, umfasst und dass während des Bearbeitungsschrittes c) der mindestens eine kathodisch gepolte Dorn (7) und der anodisch gepolte Block (5) in einem Abtragungsschritt relativ zu einander derart bewegt werden, so dass der mindestens eine Dorn (7) von dem ersten Ende oder von dem zweiten Ende in den jeweiligen Rohkanal (6) des Blockes (5) bewegt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass durch den Bearbeitungsschritt c) der hydraulische Durchmesser der Rohkanäle (6) zumindest abschnittsweise vergrößert wird.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass durch den Bearbeitungsschritt c) die Form des Strömungsquerschnittes der Rohkanäle (6) an dem zweiten Ende (4) von einer runden Form auf eine eckige Form verändert wird, wobei vorzugsweise die eckige Form aus der folgenden Gruppe ausgewählt ist: quadratische Form, rechteckige Form, dreieckige Form, fünfeckige Form, sechseckige Form.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Bearbeitungsschritt c) einen Polierschritt umfasst, wobei der Polierschritt durch ein elektrochemisches Fertigungsverfahren erfolgt.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in den Block (5) mindestens 5 Rohkanäle (6), insbesondere mindestens 10 Rohkanäle (6) eingebracht werden.
  7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Strömungskanäle (2) durch eine Trennwand (12) voneinander getrennt werden und das Strömungsgitter (1) so hergestellt wird, dass die Wandstärke (13) der Trennwand (12) an dem zweiten Ende (4) kleiner 3mm, insbesondere kleiner oder gleich 1mm, vorzugsweise kleiner oder gleich 0,3mm ist.
  8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Oberfläche der Strömungskanäle (2) mit einer mittlere Rauhigkeit Ra der nach Bearbeitungsschritt c) von kleiner oder gleich 0,2µm, insbesondere kleiner oder gleich 0, 1µm, hergestellt wird.
  9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Block (5) in Schritt a) mit senkrecht zu den Strömungskanälen (2) verlaufenden Durchgangsbohrungen zur Befestigung mehrerer Strömungsgitter (1) miteinander und zur Verbindung mit einem Stoffauflauf (14), bereitgestellt wird.
  10. Verwendung des Strömungsgitters (1), das nach einem der vorhergehenden Ansprüche hergestellt ist, als Turbulenzgenerator (15) oder als Teil eines Turbulenzgenerators (15) und/oder als Rohrgitter (16) oder als Teil eines Rohrgitters (16) eines Stoffauflaufes (14) einer Papiermaschine.
  11. Strömungsgitter (1), insbesondere für einen Turbulenzgenerator (12) und/oder für ein Rohrgitter (16) eines Stoffauflaufes (14) einer Papiermaschine, dadurch gekennzeichnet, dass das Strömungsgitter (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 9 hergestellt ist.
  12. Strömungsgitter (1), insbesondere für einen Turbulenzgenerator (12) und/oder für ein Rohrgitter (16) eines Stoffauflaufes (12) einer Papiermaschine, das aus Einzelmodulen aufgebaut ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Einzelmodule durch jeweils ein Strömungsgitter (1), das nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 9 hergestellt ist, gebildet sind.
  13. Strömungsgitter (1) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Einzelmodule in Durchleitungsrichtung (17) hintereinander oder nebeneinander oder übereinander oder in Kombinationen davon angeordnet sind.
  14. Strömungsgitter (1) nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die mittlere Rauhigkeit Ra der Oberfläche der Strömungskanäle (2) kleiner oder gleich 0,2µm, insbesondere kleiner oder gleich 0,1µm, ist.
  15. Strömungsgitter (1) nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Strömungskanäle (2) durch eine Trennwand (12) voneinander getrennt sind und die Wandstärke (13) der Trennwand (12) an der Ausströmseite (19) zwischen zumindest zwei benachbarten Strömungskanälen (2) kleiner oder gleich 3mm, insbesondere kleiner oder gleich 1mm, vorzugsweise kleiner oder gleich 0,3mm ist.
DE102020103003.7A 2020-02-06 2020-02-06 Strömungsgitter und Verfahren zur Herstellung eines Strömungsgitters Pending DE102020103003A1 (de)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102020103003.7A DE102020103003A1 (de) 2020-02-06 2020-02-06 Strömungsgitter und Verfahren zur Herstellung eines Strömungsgitters
EP20819685.7A EP4100573A1 (de) 2020-02-06 2020-12-02 Strömungsgitter und verfahren zur herstellung eines strömungsgitters
PCT/EP2020/084203 WO2021155974A1 (de) 2020-02-06 2020-12-02 Strömungsgitter und verfahren zur herstellung eines strömungsgitters

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102020103003.7A DE102020103003A1 (de) 2020-02-06 2020-02-06 Strömungsgitter und Verfahren zur Herstellung eines Strömungsgitters

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102020103003A1 true DE102020103003A1 (de) 2021-08-12

Family

ID=73698821

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102020103003.7A Pending DE102020103003A1 (de) 2020-02-06 2020-02-06 Strömungsgitter und Verfahren zur Herstellung eines Strömungsgitters

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP4100573A1 (de)
DE (1) DE102020103003A1 (de)
WO (1) WO2021155974A1 (de)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3237636A1 (de) 1981-06-23 1983-05-11 Valmet Oy, 00130 Helsinki Stoffauflauf einer papiermaschine
DE202009013036U1 (de) 2009-09-30 2010-02-25 Voith Patent Gmbh Führungseinrichtung für einen Stoffauflauf einer Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn aus wenigstens einer Faserstoffsuspension
WO2018019545A1 (de) 2016-07-29 2018-02-01 Voith Patent Gmbh Strömungsmodul und verfahren zur herstellung eines strömungsmoduls für einen stoffauflauf einer papiermaschine
DE102017122538A1 (de) 2017-09-28 2019-03-28 Voith Patent Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines Strömungselements

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3528882A (en) * 1964-07-23 1970-09-15 Black Clawson Co Reinforced headbox for paper machine
DE102006046765A1 (de) * 2006-09-29 2008-04-03 Daimler Ag Verfahren zur Herstellung einer tiefen Kavität in elektrisch leitfähigem Material und Elektrode zur elektrochemischen Bearbeitung von Bohrungen
WO2008105714A1 (en) * 2007-03-01 2008-09-04 Metso Paper Karlstad Ab Structural element for a functional member of a headbox in a web-manufacturing machine, functional member and headbox made thereof, and associated methods

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3237636A1 (de) 1981-06-23 1983-05-11 Valmet Oy, 00130 Helsinki Stoffauflauf einer papiermaschine
DE202009013036U1 (de) 2009-09-30 2010-02-25 Voith Patent Gmbh Führungseinrichtung für einen Stoffauflauf einer Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn aus wenigstens einer Faserstoffsuspension
WO2018019545A1 (de) 2016-07-29 2018-02-01 Voith Patent Gmbh Strömungsmodul und verfahren zur herstellung eines strömungsmoduls für einen stoffauflauf einer papiermaschine
DE102017122538A1 (de) 2017-09-28 2019-03-28 Voith Patent Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines Strömungselements

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
RÖSSEL, Theodor: Elektropolieren von Edelstahl. In: Chemie, Anlagen, Verfahren, Bd. 22, 1989, H. 4, S. 92-93. - ISSN 0009-2800

Also Published As

Publication number Publication date
WO2021155974A1 (de) 2021-08-12
EP4100573A1 (de) 2022-12-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE3908266A1 (de) Waermeaustauscher und verfahren zur fluessigkeitsdichten befestigung einer bodenplatte an einem waermetauschernetz
DE4437677A1 (de) Kunststoffhohlraumstruktur
DE69521668T2 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Extrudieren von grossen Wabenstrukturen
DE102017122054A1 (de) Schneidwerkzeug sowie Verfahren zur Herstellung eines Schneidwerkzeugs
DE1808943A1 (de) Verfahren zum Herstellen von Refinern fuer die Mahlung von Papierfaserstoffen
DE3726869C2 (de)
EP3491186B1 (de) Strömungsmodul und verfahren zur herstellung eines strömungsmoduls für einen stoffauflauf einer papiermaschine
DE69403565T2 (de) Rohrelektrode für Funkenerosionsbearbeitung und Verfahren zur Herstellung derselben
DE10336988A1 (de) Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von Metalldrähten
DE102015206251A1 (de) Metall-Balg und Verfahren zu dessen Herstellung
DE102020103003A1 (de) Strömungsgitter und Verfahren zur Herstellung eines Strömungsgitters
DE2131633A1 (de) Suspensionssieb und Verfahren zu seiner Herstellung
DE102012210159A1 (de) Verfahren zur Herstellung eines Strömungsleitkörpers einer Vorrichtung zur synthetischen Faserherstellung und Strömungsleitkörper hierfür
EP0997207A2 (de) Werkzeug und Verfahren zum Herstellen eines Werkzeugs
DE102016110151A1 (de) Dünnstellengelenk
EP3688220A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur herstellung eines strömungselements
DE3113062A1 (de) "verfahren zum anbringen von bohrungen mit einem vorbestimmten durchmesser in einer anordnung von uebereinander angeordneten platten, umfassend wenigstens eine platte aus glas- oder kohlenstoffasernverstaerktem material und eine alumiumplatte"
DE102016015752A1 (de) Strömunqsqitter und Verfahren zur Herstellunq eines Strömunqsqitters für einen Stoffauflauf einer Papiermaschine
EP2527258B1 (de) Verfahren zur Herstellung eines Auslegers für Raumflugkörper
DE102019002018A1 (de) Lamellenblock für eine Kalibriereinrichtung
DE102021100591B3 (de) Herstellungsverfahren für ein Schmuckstück und Schmuckstück
DE60220743T2 (de) Verfahren zur Herstellung von einem optischen Gegenstand, Form zur Ausführung dieses Verfahrens und ein so hergestellter optischer Gegenstand
DE102019113814B4 (de) Verfahren zur Herstellung eines Bauteils für den Werkzeugbau und Haltewerkzeug zur Halterung eines Rohlings und eines Bauteils
DE102007051327A1 (de) Verfahren zum Herstellen eines Stücks in einer Form zum Formen eines Reifens
DE102022123792A1 (de) Verfahren zum Bearbeiten einer Werkstückkante eines plattenförmigen oder rohrförmigen Werkstücks und metallisches Werkstück

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed