DE102005062348A1 - Steuerkopf für eine Saugwalze - Google Patents
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Abstract
Steuerkopf
für eine
Saugwalze (1), die mit einer Stirnfläche (9) an einer mindestens
einen Saugkanal (18) und mindestens eine Belüftungszone (20) aufweisenden
Stirnfläche
(12) des Steuerkopfes (11) gleitend anliegt und mindestens eine
Saugzone (10) aufweist, die mindestens einen stirnseitig endenden,
sich koaxial erstreckenden Längskanal
(5) umfasst, von dem sich Querbohrungen (6) zu ihrer Oberfläche (7)
erstrecken,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Saugkanal (18) und die Belüftungszone (20) im Steuerkopf (11) derart angeordnet sind,
dass die Aufhebung des Vakuums/Unterdruckes beginnt, wenn zugleich und/oder bevor die Erzeugung des Vakuums/Unterdruckes endet.
dadurch gekennzeichnet, dass
der Saugkanal (18) und die Belüftungszone (20) im Steuerkopf (11) derart angeordnet sind,
dass die Aufhebung des Vakuums/Unterdruckes beginnt, wenn zugleich und/oder bevor die Erzeugung des Vakuums/Unterdruckes endet.
Description
- Die Erfindung betrifft einen Steuerkopf für eine Saugwalze, die zum Ansaugen sowie Fördern und wieder Freigeben und/oder zugleich zum Bearbeiten von Bögen oder Zuschnitten aus Papier oder anderen, dünnen oder folienartigen Werkstoffen dient und umfasst die Merkmale des Oberbegriffes von Patenanspruch 1.
- Ferner umfasst die Erfindung ein Verfahren zum Steuern des Unterdruckes der Saugzone der Saugwalze.
- Aus der deutschen Patentschrift
DE 2943562 C2 ist ein Steuerkopf zum Steuern der Saugstrecke einer Saugwalze bekannt, die drehbar gelagert ist und mit einer Stirnfläche an einer mindestens einen Steuerkanal aufweisenden Stirnfläche des Steuerkopfes gleitend anliegt und mindestens einen stirnseitig endenden und sich koaxial erstreckenden Längskanal zur Versorgung von sich quer zur Walzenoberfläche erstreckenden Radialbohrungen mit Unterdruck/Vakuum aufweist. - Im schnell laufenden Betrieb muss der Unterdruck jeweils sehr schnell erzeugt und auch wieder aufgehoben werden. Hierbei entstehen Strömungsgeräusche, die bei entsprechend hohen Drehzahlen als störender Lärm empfunden werden. Im Extremfall ist es möglich, dass schallknall-ähnliche Geräusche entstehen.
- Gemäß der Lehre der bereits oben genannten
DE 2943562 C2 wurde zur Minimierung des Lärmpegels bereits vorgeschlagen, dass die der einen Stirnfläche der Saugwalze zugewandte Öffnungskante einer Belüftungsöffnung im Steuerkopf entgegen der Umlaufrichtung des Längskanals in der Saugwalze eine sich im Querschnitt verjüngende Ausnehmung aufweist. Mit ihr wird erreicht, dass die Belüftungszone an ihrem zur Belüftung dienenden Ende spitzwinklig beginnt, damit die Belüftung nicht schlagartig, sondern allmählich und annähernd kontinuierlich verläuft. - Diese bekannte Maßnahme zur Geräusch- und Lärmminimierung brachte zwar eine Verbesserung gegenüber dem vorherigen Zustand, doch da die Anzahl der herzustellenden Teile ständig erhöht wird und die mit den hier interessierenden Saugwalzen ausgestatteten Produktionsmaschinen immer schneller laufen, reicht die bekannte Verbesserung nicht aus.
- Der Erfindung liegt daher nach wie vor die Aufgabe zugrunde, Maßnahmen vorzusehen, mit deren Hilfe sich die Strömungsgeräusche an schnell laufenden Saugwalzen verringern lassen. Hierdurch lassen sich gegebenenfalls kostenintensive Schallschutzmaßnahmen vermeiden.
- Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung vor, dass der Saugkanal und die Belüftungszone im Steuerkopf derart angeordnet sind, dass mit der Aufhebung des Unterdruckes in der Unterdruckzone der Saugwalze bereits begonnen wird, wenn und/oder bevor die Erzeugung von Unterdruck beendet ist.
- Die Umstellung von Saugbetrieb auf Belüftung bzw. auf Druckbetrieb muss außerordentlich kurzfristig erfolgen. Für einen stufenweisen Übergang reicht die zur Verfügung stehende Zeit nicht aus. Aus diesem Grund wird vorgeschlagen, dass die Aufhebung des Unterdruckes und die damit verbundene Belüftung bzw. der Druckbetrieb bereits beginnen, ehe der Saugbetrieb vollständig beendet ist.
- Hierdurch ergibt sich im Ergebnis ein sehr viel kontinuierlicherer Übergang vom Saugbetrieb in den Druckbetrieb als bisher mit der Folge, dass auch die Lärmbelastung wesentlicher geringer ist als vorher.
- In Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass keine Verbindung zwischen der Saugzone und der Belüftungszone vorhanden ist und dass eine Zwischenkammer, die mit Vakuum/Druckluft oder atmosphärischer Luft versorgt werden kann, so angeordnet ist, dass mit der Aufhebung des Unterdruckes in der Unterdruckzone der Saugwalze bereits begonnen wird, wenn und/oder bevor die Erzeugung von Unterdruck beendet ist und bevor die Belüftungszone erreicht wird.
- Weitere Merkmale der Erfindung gehen aus Untersprüchen und der Beschreibung im Zusammenhang mit der Zeichnung hervor.
- Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen, die in der Zeichnung dargestellt sind, näher beschrieben. Dabei zeigen:
-
1 einen Schnitt durch einen Steuerkopf mit einer zugehörigen Saugwalze und weitere Komponenten zum Teil im Schnitt; -
2 einen Schnitt längs der Linie II–II in1 in größerem Maßstab; -
3 einen Schnitt wie in2 , wobei jedoch die Saugwalze eine Position bei Beendigung des Saugbetriebes einnimmt; -
3a in größerem Maßstab eine Einzelheit aus3 ; -
4 einen Schnitt wie in3 mit der Saugwalze in einer Zwischenposition nach vollständiger Beendigung des Saugbetriebes; -
4a eine Einzelheit aus4 in größerem Maßstab; -
5 einen Schnitt wie in2 mit der Saugwalze in einer Position bei Beginn der üblichen Belüftung der Saugzone in der Saugwalze und -
5a eine Einzelheit aus5 in größerem Maßstab. - Bei dem in
1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist eine Saugwalze1 frei drehbar in einem Maschinengestell2 mit Hilfe einer Welle3 gelagert und wird mit Hilfe eines Zahnrades4 angetrieben. Die Saugwalze1 weist mindestens einen Längskanal5 z.B. in Gestalt einer Längsbohrung auf, von der sich Querbohrungen6 in der jeweils benötigten Anzahl und Form sowie Konfiguration zur Oberfläche7 der Saugwalze1 erstrecken. Jeder Längskanal5 endet am steuerkopfseitigen Ende in einer Saugöffnung8 . Diese Saugöffnung8 liegt in der einen Stirnfläche9 der Saugwalze1 . Der Längskanal5 und die Querbohrungen6 bilden eine Saugzone10 in der Saugwalze1 . - Mit ihrer Stirnfläche
9 liegt die Saugwalze1 gleitend oder berührungslos sowie weitgehend luftdicht an einem Steuerkopf11 an, der saugwalzenseitig ebenfalls eine Stirnfläche12 aufweist. Der Steuerkopf11 ist stationär angeordnet und dreht sich nicht. Dazu dient eine Halte- und Befestigungseinrichtung13 , von der in1 nur Schrauben und eine Lasche14 dargestellt sind. - Ein Gewinde
15 und eine Einstellmutter16 dienen zum exakten Einstellen der Stirnflächen9 und12 der Saugwalze1 und des Steuerkopfes11 aneinander. - Eine Saugleitung
17 ist schließlich an den Steuerkopf11 derart angeschlossen, dass ein jeweils gewünschter Unterdruck in einem bogenförmigen Saugkanal18 im Steuerkopf11 herrscht. Der Saugkanal18 erstreckt sich koaxial von der Stirnfläche12 in das Innere des Steuerkopfes11 sowie gemäß dem in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiel über einen Winkelbereich. Die Anordnung und der Winkelbereich des bogenförmigen Saugkanales18 ist dabei ferner so gewählt, das die Achse des Längskanales5 in der Saugwalze1 und somit auch die Achse der stirnseitigen Saugöffnung8 des Längskanales5 mit dem Saugkanal18 von der Stellung des beginnenden Unterdruckes gemäß den1 und2 bis zur Beendigung des Unterdruckes gemäß der Darstellung in3 koaxial fluchten. Solange der Längskanal5 mit seiner Saugöffnung8 im Bereich des Saugkanals18 etwa während der Drehung entgegen dem Uhrzeigersinn sowie gemäß den Darstellungen in den2 und3 liegt, herrscht in der Saugzone10 der Saugwalze1 ein Unterdruck wie im bogenförmigen Saugkanal18 und wie in der Saugleitung17 . - Die Saugwalze
1 bewegt sich mit ihrer Saugöffnung8 entgegen dem Uhrzeigersinn aus der Position gemäß2 in die Position gemäß3 , wobei dort die Saugöffnung8a den Saugkanal18 schon nahezu vollständig verlassen hat. Sie tritt dabei vor einen Steg19 , der den Saugkanal18 in Bewegungsrichtung der Saugöffnung8 begrenzt. Eine Belüftungszone20 begrenzt den Steg19 auf seiner dem Saugkanal18 abgewandten Seite. Sobald die Saugöffnung8 entsprechend den Positionen8a in3 bzw.8b in4 an dem Steg19 vorbeigelaufen ist, tritt sie in den Bereich der Belüftungszone20 . Dies ist gemäß den Positionen8c in den5 und5a dargestellt. - Damit die Saug- und Unterdruckzone
10 der Saugwalze1 die zur Aufhebung des Unterdruckes dienende Luft nicht schlagartig erhält, sondern bereits beim Verlassen des Saugkanales18 , ist gemäß dem in den1 bis5a dargestellten Ausführungsbeispiel eine Hilfsbohrung21 vorgesehen. Sie befindet sich im Steg19 und dient dazu, um zur Aufhebung des Unterdruckes in der Saug- und Unterdruckzone10 der Saugwalze1 dienende Luft aus dem Bereich der atmosphärischen Umgebung zuzuführen. Dies geschieht je nach Lage der Hilfsbohrung21 im Steg19 bereits vor Beendigung der Unterdruckerzeugung oder unmittelbar mit Beendigung der Unterdruckerzeugung, wobei hierzu atmosphärische Luft oder auch Druckluft dienen können. Hierzu sind gemäß den gestrichelten bzw. strichpunktierten Linien in1 ein Ventil22 und eine Leitung23 vorgesehen, über die die Hilfsbohrung21 mit atmosphärischer Luft oder mit Druckluft versorgt werden kann. - In Sonderfällen kann über das Ventil
22 auch Unterdruck auf die Hilfsbohrung21 gegeben werden, was beim langsamen Fahren der Maschine hilfreich ist, um ein Produkt länger auf dem Umfang sicher festzuhalten. - Mit Hilfe der nur als Ausführungsbeispiel gedachten und in den Figuren konkret dargestellten Hilfsbohrung
21 lässt sich – je nach deren Lage in dem Steg19 – erreichen, dass die Aufhebung des Unterdruckes in der Saug- bzw. Unterdruckzone10 der Saugwalze1 beginnt, unmittelbar wenn und/oder auch bevor die Aufhebung des Unterdruckes erfolgt. - Um dieses Ergebnis zu erzielen, ist es selbstverständlich auch notwendig, dass der Durchmesser der Saugbohrung bzw. Saugöffnung
8 am steuerkopfseitigen Ende des Längskanales5 bezüglich seines Querschnittes entsprechend angepasst ist. - Durch eine oder mehrere derartige Hilfsbohrungen lassen sich gezielt Zustände mit unterschiedlichen Druckdifferenzen erzeugen und es lassen sich atmosphärische Luft und/oder Unterdruck in mannigfacher Form in die Saugwalze geben, so dass optimale Strömungs- und Geräuschverhältnisse erzielbar sind. Der Querschnitt der Hilfsbohrung lässt sich variieren, so dass der Volumenstrom veränderbar ist.
- Die Hilfsbohrung
21 ist im Wesentlichen ein Teil der Belüftungszone20 , so dass eine erste Teilversorgung mit dem das Vakuum/den Unterdruck aufhebenden Strömungsmedium in Form von „Zwischenluft" erfolgen kann, bevor die Erzeugung von Vakuum/Unterdruck endet und bevor eine zweite Belüftung der unter Vakuum/Unterdruck stehenden Unterdruckzone10 mit Hilfe des dem Unterdruck vollständig aufhebenden Strömungsmediums aus der kammerförmigen Belüftungszone20 gemäß Ausführungsbeispiel erfolgt. Diese „Zwischenluft" ist atmosphärische Luft und/oder Druckluft. - Auch die Darstellung des Querschnitts der Hilfsbohrung
21 2 bis5a ist nur beispielhaft. Anstelle einer am Querschnitt sehr kleinen Hilfsbohrung21 kann auch eine bezüglich ihres Querschnitts deutlich definierte und bezüglich ihrer Form und Gestalt charakteristische Belüftungskammer vorgesehen sein, die zur Erzeugung von definierten Druckzuständen in der Unterdruck – bzw. Saugzone10 der Saugwalze1 beiträgt. - Die Erfindung ist daher nicht auf das in den Figuren konkret dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt.
- Schließlich ist es möglich, einen oder mehrere Schalldämpfer vorzusehen und/oder die geräuschempflichen Stellen am Steuerkopf
11 derart zu kapseln, dass auch dadurch eine zusätzliche Minderung der Lärmbelastung erzielt wird. - Gemäß dem in den
1 bis5a dargstellten Ausführungsbeispiel ist der freie Querschnitt der Hilfsbohrung21 sehr gering. Dies ist jedoch nicht zwingend. Die Abmessungen können grundsätzlich auch anders gewählt sein. So kann anstelle einer Hilfsbohrung auch grundsätzlich eine Zwischenkammer vorgesehen sein, die mit Vakuum/Druckluft oder atmosphärischer Luft versorgt werden kann und so angeordnet ist, dass mit der Aufhebung des Unterdruckes in der Unterdruckzone der Saugwalze bereits begonnen wird, wenn und/oder bevor die Erzeugung von Unterdruck beendet ist und bevor die Belüftungszone erreicht wird. - Grundsätzlich sind daher mannigfache Abwandlungen und Ausgestaltungen der Erfindung noch möglich, ohne von dem grundsätzlichen Erfindungsgedanken abzuweichen.
-
- 1
- Saugwalze
- 2
- Maschinengestell
- 3
- Welle
- 4
- Zahnrad
- 5
- Längskanal
- 6
- Querbohrung
- 7
- Oberfläche
- 8
- Öffnung (Saugöffnung)
- 9
- Stirnfläche der
Walze
1 - 10
- Saugzone
- 11
- Steuerkopf
- 12
- Stirnfläche des
Steuerkopfes
11 - 13
- Halte- und Befestigungseinrichtung
- 14
- Lasche
- 15
- Gewinde
- 16
- Einstellmutter
- 17
- Saugleitung
- 18
- bogenförmiger Saugkanal
- 19
- Steg
- 20
- Belüftungszone
- 21
- Hilfsbohrung
- 22
- Ventil
- 23
- Leitung
Claims (11)
- Steuerkopf für eine Saugwalze (
1 ), die mit einer Stirnfläche (9 ) an einer mindestens einen Saugkanal (18 ) und mindestens eine Belüftungszone (20 ) aufweisenden Stirnfläche (12 ) des Steuerkopfes (11 ) gleitend anliegt und mindestens eine Saugzone (10 ) aufweist, die mindestens einen stirnseitig endenden, sich koaxial erstreckenden Längskanal (5 ) umfasst, von dem sich Querbohrungen (6 ) zu ihrer Oberfläche (7 ) erstrecken, dadurch gekennzeichnet, dass der Saugkanal (18 ) und die Belüftungszone (20 ) im Steuerkopf (11 ) derart angeordnet sind, dass die Aufhebung des Vakuums/Unterdruckes beginnt, wenn zugleich und/oder bevor die Erzeugung des Vakuums/Unterdruckes endet. - Steuerkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Saugkanal (
18 ) und die Belüftungszone (20 ) derart angeordnet sind, dass eine erste Teilversorgung mit das Vakuum/den Unterdruck aufhebendem Strömungsmedium („Zwischenluft") erfolgt, bevor die Erzeugung von Vakuum/Unterdruck endet und bevor eine zweite Belüftung der unter Vakuum/Unterdruck stehenden Unterdruck – Saugzone (10 ) mit Hilfe eines den Unterdruck vollständig aufhebenden Strömungsmediums aus der Belüftungszone (20 ) erfolgt. - Steuerkopf nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine Anordnung von Teilen und Komponenten derart, dass die „Zwischenluft" atmosphärische Luft und/oder Druckluft ist.
- Steuerkopf nach mindestens einem der vorherigen Ansprüche, gekennzeichnet durch mindestens einen saugwalzenseitigen Saugkanal (
18 ) und mindestens eine Belüftungszone (20 ) für ein Strömungsmedium derart, dass der koaxiale Längskanal (5 ) in der Saugwalze (1 ) vor und/oder zwischen der Trennung vom steuerkopfseitigen Saugkanal (18 ) und dem Erreichen der Verbindung mit der steuerkopfseitig angeordneten, mindestens eine Belüftungsöffnung und/oder einen Belüftungskanal aufweisenden Belüftungszone (20 ) mit Vakuum/Unterdruck und/oder mit Druckluft und/oder mit atmosphärischer Luft versorgbar ist. - Steuerkopf nach mindestens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine dem Längskanal (
5 ) in der Saugwalze (1 ) zugewandte Hilfsbohrung (21 ) in der saugwalzenseitigen Stirnfläche (12 ) des Steuerkopfes (11 ) endet und mit einem unter Unterdruck oder unter Überdruck oder unter atmosphärischen Druck stehenden Strömungsmedium beaufschlagbar ist und zwischen dem Saugkanal (18 ) und der steuerkopfseitigen Belüftungszone (20 ) angeordnet ist. - Steuerkopf nach mindestens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Versorgungsleitung (
23 ) die Hilfsbohrung (21 ) mit einem Steuerventil (22 ) zur Versorgung mit Unterdruck, Überdruck bzw. Atmosphärendruck wahlweise verbindet. - Steuerkopf für eine Saugwalze
1 , die mit einer Stirnfläche (9 ) an einer mindestens einen Saugkanal (18 ) und mindestens eine Belüftungszone (20 ) aufweisenden Stirnfläche (12 ) des Steuerkopfes (11 ) gleitend anliegt und mindestens eine Saugzone (10 ) aufweist, die mindestens einen stirnseitig endenden, sich koaxial erstreckenden Längskanal (5 ) umfasst, von dem sich Querbohrungen (6 ) zu ihrer Oberfläche (7 ) erstrecken, dadurch gekennzeichnet, dass der Saugkanal (18 ) und die Belüftungszone (20 ) im Steuerkopf (11 ) derart angeordnet sind, dass keine Verbindung der Zonen zueinander vorhanden ist und dass eine Zwischenkammer, die mit Vakuum/Druckluft oder atmosphärischer Luft versorgt werden kann, so angeordnet ist, dass mit der Aufhebung des Unterdruckes in der Unterdruckzone der Saugwalze bereits begonnen wird, wenn und/oder bevor die Erzeugung von Unterdruck beendet ist und bevor die Belüftungszone erreicht wird. - Steuerkopf nach mindestens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hilfsbohrung (
21 ) in einem Steg (19 ) zwischen dem bogenförmigen Saugkanal (18 ) und der Belüftungszone (20 ) angeordnet ist. - Verfahren zum Erzeugen und zum Aufheben von Vakuum/Unterdruck in einer mindestens einen Längskanal (
5 ) und Querbohrungen (6 ) aufweisenden Saug- und Unterdruckzone (10 ) einer Saugwalze (1 ), wobei zunächst das Vakuum/der Unterdruck erzeugt werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Belüftung der Saug- und Unterdruckzone (10 ) mindestens zeitgleich mit der Beendigung der Erzeugung von Unterdruck in der Saug- und Unterdruckzone (10 ) eingeleitet wird. - Verfahren zum Erzeugen und zum Aufheben von Vakuum/Unterdruck in einer mindestens einen Längskanal (
5 ) und Querbohrungen (6 ) aufweisenden saug- und Unterdruckzone (10 ) einer Saugwalze (1 ), wobei zunächst das Vakuum/der Unterdruck erzeugt werden, dadurch gekennzeichnet, dass das Belüften der Saug- und Unterdruckzone (10 ) bereits eingeleitet wird, noch bevor die Erzeugung von Unterdruck/Vakuum beendet ist. - Verfahren nach mindestens einem der vorherigen Verfahrensansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufhebung des Vakuums/des Unterdruckes stufenweise sowie unmittelbar vor und/oder unmittelbar zeitlich mit und/oder unmittelbar nach Beendigung der Erzeugung von Vakuum/Unterdruck erfolgt.
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