DE102007024846A1

DE102007024846A1 - Saugwalze

Info

Publication number: DE102007024846A1
Application number: DE200710024846
Authority: DE
Inventors: Henning Stegmans; Frank Schmidt; Harald Aufrecht
Original assignee: Voith Patent GmbH
Current assignee: Voith Patent GmbH
Priority date: 2007-05-29
Filing date: 2007-05-29
Publication date: 2008-12-04

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Saugwalze (1), umfassend einen rotierbaren Walzenmantel (3) mit sich durch diesen erstreckenden Durchgangskanälen (5), deren Querschnittsflächen (14) am Außenumfang (7) des Walzenmantels (3) einen wirksamen Saugbereich definieren und mit von Durchgangskanälen (5) freien Bereichen im Walzenmantel (3) im Bereich der axialen Erstreckung von am Innenumfang (8) des Walzenmantels (3) angrenzenden oder mit dem Walzenmantel (3) eine integrale Einheit bildenden Bauteilen (9.1, 9.2). Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die diesen Bauteilen (9.1, 9.2) benachbarten Durchgangskanäle (5', 5.1', 5.2', 5.3') einen Grunddurchgangskanal (16) und einen Erweiterungsbereich (13) unter Ausbildung zumindest einer in axialer Richtung vergrößerten Querschnittsfläche (14) am Außenumfang (7) aufweisen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Saugwalze mit einem rotierbaren Walzenmantel mit sich durch diesen erstreckenden Durchgangskanälen, deren Querschnittsflächen am Außenumfang des Walzenmantels einen wirksamen Saugbereich definieren und mit von Durchgangskanälen freien Bereichen im Walzenmantel im Bereich der axialen Erstreckung von am Innenumfang des Walzenmantels angrenzenden oder mit dem Walzenmantel eine integrale Einheit bildenden Bauteilen. Die Erfindung betrifft ferner die Verwendung einer Saugwalze.
Saugwalzen für den Einsatz in Maschinen zur Herstellung von Faserstoffbahnen, insbesondere in Pressenpartien und Trockeneinrichtungen derartiger Maschinen, sind in einer Vielzahl von Ausführungen bekannt. Diese umfassen einen rotierbaren perforierten Walzenmantel, wobei die Perforation von sich vom Außenumfang zum Innenumfang des Walzenmantels erstreckenden Kanälen gebildet wird. Im vom Walzenmantel umschlossenen Innenraum ist zumindest eine sich in Umfangsrichtung über einen Teilbereich des Innenumfanges des Walzenmantels erstreckende Saugzone vorgesehen, die von einem ortsfesten Saugkasten gebildet wird, der mit einem Unterdruck beaufschlagbar ist. Über die Breite der Saugwalze betrachtet sind eine oder mehrere nebeneinander angeordnete Saugzonen denkbar. Die Besaugung durch den Walzenmantel erfolgt in radialer Richtung vom Bereich des Außenumfanges in Richtung zum Innenraum. Dabei kann der gesamte Innenraum besaugt werden, oder aber nur ein Teilbereich. Die Kanäle sind als Durchgangskanäle ausgeführt, deren Querschnittsflächen am Außenumfang des Walzenmantels den möglichen wirksamen Saugbereich beschreiben. Um über die gesamte Breite der Faserstoffbahn möglichst gleiche Verhältnisse einstellen zu können, ist es erforderlich, den wirksamen Saugbereich gleichmäßig über die Walzenbreite und auch bis in die Randbereiche der Saugwalze auszubilden. Im Randbereich, insbesondere Anbindungsbereich der Deckelelemente sowie in den Verbindungsbereichen bei mehrteiliger Ausführung des Walzenmantels ist jedoch eine direkte Führung der Durchgangskanäle zwischen dem Außenumfang und dem Innenumfang des Walzenmantels nicht möglich, weshalb in diesem Bereich Schrägbohrungen vorgesehen werden, die vom Bereich des Außenumfanges zum Innenumfang durch die schräge Führung eines Bohrwerkzeuges charakterisiert sind. Dabei muss jedoch zur Realisierung derartiger schräger, das heißt in radialer Richtung geneigt ausgeführter Durchgangskanäle, das Werkzeug in einer Buchse oder mittels aufgespannter Ringe geführt werden, weshalb diese Lösung sehr kosten- und zeitintensiv ist.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Saugwalze der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, dass die genannten Nachteile vermieden werden. Im Einzelnen ist der wirksame besaugbare Bereich an der Oberfläche der Walze zu vergrößern und ferner eine Verbindung zwischen diesem über Deckel, Flansche oder andere im Walzeninneren befindliche Bauteile hinweg zu ermöglichen, wobei die Lösung durch einen geringen fertigungstechnischen Aufwand charakterisiert sein soll.
Die erfindungsgemäße Lösung ist durch die Merkmale der Ansprüche 1, 20 und 21 charakterisiert. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Eine Saugwalze, umfassend einen rotierbaren Walzenmantel mit sich durch diesen erstreckenden Durchgangskanälen, deren Querschnittsflächen am Außenumfang des Walzenmantels einen wirksamen Saugbereich definieren und mit von Durchgangskanälen freien Bereichen im Walzenmantel im Bereich der axialen Erstreckung von am Innenumfang des Walzenmantels angrenzenden oder mit dem Walzenmantel eine integrale Einheit bildenden Bauteilen, ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, dass die diesen Bauteilen benachbarten Durchgangskanäle einen Grunddurchgangskanal und einen Erweiterungsbereich unter Ausbildung zumindest einer in näherungsweise axialer Richtung oder in axialer Richtung vergrößerten Querschnittsfläche am Außenumfang des Walzenmantels aufweisen. Dadurch weist der Durchgangskanal am Innenumfang des Walzenmantels eine kleinere Querschnittsfläche als am Außenumfang auf und es besteht die Möglichkeit, die Grunddurchgangsöffnungen so nah wie möglich neben den Bauteilen am Innenumfang münden zu lassen. Die Vergrößerung der Querschnittsfläche im Erweiterungsbereich erfolgt nur im Bereich des Außen-umfanges am Walzenmantel, d. h. unabhängig von den Verhältnissen und baulichen Gegebenheiten am Innenumfang und führt dadurch zu keiner lokalen Schwächung des Walzenmantels sowie einer einfach realisierbaren Vergrößerung des Saug-bereiches. Der Erweiterungsbereich kann auf einfache Art und Weise in den Ober-flächenbereich des Walzenmantels eingearbeitet werden, wobei die Einarbeitung zeitlich der Einarbeitung der Grunddurchgangskanäle vor- oder vorzugsweise nach-geordnet erfolgen kann.
Bezüglich der Wahl der Geometrie und/oder Dimensionierung des Grunddurchgangskanals und der Geometrie und/oder Dimensionierung der von einem Erweiterungsbereich freien Durchgangskanäle bestehen eine Mehrzahl von Möglichkeiten. Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführung weisen die Grunddurchgangskanäle und die übrigen Durchgangskanäle, die frei von einem derartigen Erweiterungsbereich sind und über die Mantelfläche der Walze vorzugsweise gleichmäßig verteilt angeordnet sind, vorzugsweise die gleiche Grundgeometrie mit den gleichen Abmessungen, vorzugsweise in Form von Durchgangsöffnungen mit kreisrundem Querschnitt und gleichem Durchmesser auf. Alle Durchgangsöffnungen können dann zeitsparend in einem Arbeitsgang mit einem einheitlichen Werkzeugmuster, insbesondere Bohrmuster eingearbeitet werden. Eine Modifizierung durch Einarbeitung des Erweiterungsbereiches ist durch einfache Oberflächenbearbeitung, insbesondere spannende Bearbeitung der entsprechenden Durchgangsöffnungen im Bereich des Außenumfanges, insbesondere durch Fräsen, Bohren, Schleifen möglich, wobei in diesem Fall die Fertigungsabfolge zwischen Erweiterungsbereich und Grunddurchgangskanal beziehungsweise Durchgangsöffnung auch vertauscht werden kann. Ferner ist eine Einarbeitung der Erweiterungsbereiche durch Umformen, insbesondere Prägen möglich.
Unterschiedliche Geometrien und/oder Dimensionierungen der Grunddurchgangskanäle und der übrigen Durchgangskanäle sind zur Erzielung besonderer Effekte denkbar. Beispielsweise kann der Grunddurchgangskanal durch eine bestimmte Geometrie der Querschnittsfläche besser an die baulichen Gegebenheiten im Mündungsbereich am Innenumfang des Walzenmantels angepasst werden oder aber es können die Strömungsverhältnisse im Durchgangskanal beeinflusst werden.
Der Erweiterungsbereich des einzelnen Durchgangskanals am Außenumfang des Walzenmantels erstreckt sich in axialer Richtung über wenigstens einen Teilbereich der axialen Erstreckung des dem Durchgangskanal am Innenumfang benachbart angeordneten Bauteiles, vorzugsweise über den gesamten axialen Erstreckungsbereich. Dadurch kann dieser ansonsten nicht wirksame Bereich in den möglichen Saugbereich, jedoch frei von einer komplizierten Durchgangskanalführung durch den Walzenmantel mit einbezogen werden.
Der Erweiterungsbereich erstreckt sich zumindest parallel zur Längsachse der Saugwalze. Denkbar ist zusätzlich auch eine Erstreckung in Umfangsrichtung.
Eine besonders einfache und kostengünstige Fertigung einer Saugwalze kann erzielt werden, wenn der einzelne Durchgangskanal und die Grunddurchgangskanäle sich senkrecht zur Längsachse der Saugwalze durch den Walzenmantel erstrecken. In diesem Fall sind keine speziellen Haltevorrichtungen für das Werkzeug erforderlich.
Bezüglich der Geometrie der Querschnittsfläche des Erweiterungsbereiches am Außenumfang des Walzenmantels bestehen keine Beschränkungen. Der Erweiterungsbereich wird durch Ausnehmungen oder Nuten erzeugt. Die Querschnittsfläche des Erweiterungsbereiches am Außenumfang des Walzenmantels kann kreisförmig, oval oder polygonal, insbesondere dreieckförmig oder rechteckig ausgebildet sein. Die konkrete Auswahl erfolgt in Abhängigkeit des Einsatzfalls. In Umfangsrichtung betrachtet ist diese entsprechend dem Durchmesser des Außenumfanges des Walzenmantels gewölbt. Für den Einsatz in einer Trockenein-richtung wird vorzugsweise eine kreisförmige Ausnehmung als Erweiterungsbereich gewählt, in welchen der Grunddurchgangskanal mündet, der jedoch exzentrisch zum Erweiterungsbereich angeordnet ist.
Die Querschnittsänderung zwischen der Querschnittsfläche des Erweiterungsbereiches am Außenumfang des Walzenmantels und dem Querschnitt des Grunddurchgangskanals kann stetig oder aber in Stufen erfolgen. Aus strömungstechnischen Gründen werden vorzugsweise Ausführungen mit stetiger Änderung gewählt.
Der Erweiterungsbereich kann symmetrisch zum Grunddurchgangskanal angeordnet sein. In diesem Fall erstreckt sich der Erweiterungsbereich beidseitig in axialer Richtung, d. h. parallel zur Längsachse der Saugwalze beidseits des Grunddurchgangskanals, so dass das eigentliche Muster für die Durchgangskanäle erst weiter innen über die Breite der Saugwalze betrachtet eingearbeitet werden muss.
Die unsymmetrische Ausführung des Erweiterungsbereiches bietet den Vorteil, den Grunddurchgangskanal möglichst im axialen Endbereich in diesen münden zu lassen und somit den Erweiterungsbereich vollständig zur Erstreckung über nicht durchbohrbare Bereiche zu nutzen.
Die Anordnung der Erweiterungsbereiche aufweisenden Durchgangskanäle in Umfangsrichtung erfolgt aus Gründen eines gleichmäßigen Saugbereiches und einfachen Fertigung vorzugsweise in gleichmäßigen Abständen. Denkbar sind jedoch auch von der gleichmäßigen Verteilung abweichende Anordnungen.
Die am Innenumfang angrenzenden oder mit dem Walzenmantel zu einer baulichen Einheit zusammengefügten Bauteile können von einem mit dem Walzenmantel stirnseitig verbundenen Deckelelement beziehungsweise einem Verbindungsflansch zur Verbindung mit diesem gebildet werden. Ferner kann der Walzenmantel aus wenigstens zwei Mantelteilen ausgeführt sein, wobei die Bauteile von den Verbindungsflanschen im Verbindungsbereich zwischen zwei Mantelteilen gebildet werden.
Die Saugwalze weist zumindest eine sich über einen Teilbereich des Innenumfanges in Umfangsrichtung erstreckende Saugzone innerhalb des Walzenmantels auf. Diese wird von einer mit einer Unterdruckquelle verbindbaren lagestabilen Saugkammer gebildet. Denkbar sind auch Ausführungen mit mehreren über die Breite der Saugwalze angeordneten Saugkammern.
Die erfindungsgemäße Möglichkeit der Erweiterung der Saugbereiche ist sowohl für Saugwalzen in Nassteilen, insbesondere Pressenpartien als auch Trockeneinrichtungen von Maschinen zur Herstellung von Faserstoffbahnen, insbesondere Papier-, Karton- oder Tissuebahnen einsetzbar.
Die erfindungsgemäße Lösung wird nachfolgend anhand von Figuren erläutert. Darin ist im Einzelnen folgendes dargestellt:
1a verdeutlicht eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäß ausgeführte Saugwalze;
1b verdeutlicht in einem Ausschnitt aus einem Axialschnitt einer Saugwalze gemäß 1a die Ausführung der Durchgangskanäle im Verbindungsbereich zwischen Deckelelement und Walzenmantel;
2 verdeutlicht in einem Ausschnitt aus einem Axialschnitt einer Saugwalze mit mehrteiligem Walzenmantel die Ausführung der Durchgangskanäle im Verbindungsbereich zwischen einzelnen Mantelteilen;
3 verdeutlicht anhand eines Ausschnittes einer Ansicht von oben auf die Außenfläche des Walzenmantels eine Ausführung einer Durchgangsöffnung mit Erweiterungsbereich im Randbereich einer Saugwalze;
4 verdeutlicht anhand eines Ausschnittes einer Ansicht von oben auf die Außenfläche des Walzenmantels eine weitere Ausführung einer Durchgangsöffnung mit Erweiterungsbereich;
5 verdeutlicht anhand eines Ausschnittes einer Ansicht von oben auf die Außenfläche des Walzenmantels eine weitere Ausführung einer Durchgangsöffnung mit Erweiterungsbereich;
6 verdeutlicht anhand eines Ausschnittes einer Ansicht von oben auf die Außenfläche des Walzenmantels eine weitere Ausführung einer Durchgangsöffnung mit Erweiterungsbereich;
7 verdeutlicht anhand eines Ausschnittes einer Ansicht von oben auf die Außenfläche des Walzenmantels eine weitere Ausführung einer Durchgangsöffnung mit Erweiterungsbereich;
8 und 9 verdeutlichen anhand eines Ausschnittes einer Ansicht von oben auf die Außenfläche des Walzenmantels eine symmetrische Ausführung einer Durchgangsöffnung mit Erweiterungsbereich;
10 verdeutlicht anhand eines Ausschnittes einer Ansicht von oben auf die Außenfläche des Walzenmantels eine Ausführung einer erfindungsgemäßen Durchgangsöffnung mit einem Grunddurchgangskanal und Erweiterungsbereich mit gleicher Grundgeometrie und exzentrischer Anordnung.
Die 1a und 1b verdeutlichen in schematisiert stark vereinfachter Darstellung den Grundaufbau einer erfindungsgemäß ausgeführten Saugwalze 1, umfassend einen, einen Innenraum 2 in Umfangsrichtung umschließenden Walzenmantel 3, welcher stirnseitig über Deckelelemente 4.1 und 4.2 verschließbar ist. Der Innenraum 2 ist zumindest teilweise besaugbar. Dazu ist in diesem zumindest eine Saugzone S vorgesehen, die von einem ortsfesten, hier jedoch nicht dargestellten Saugkasten gebildet wird. Im Walzenmantel 3 sind Durchgangskanäle 5 vorgesehen, die sich von der Oberfläche 6 des Walzenmantels 3, welche vom Außenumfang 7 des Walzenmantels 3 gebildet wird, bis zum Innenumfang 8 des Walzenmantels 3 erstrecken und somit eine Verbindung zwischen dem besaugbaren Innenraum 2 und der Oberfläche 6 des Walzenmantels 3 herstellen. Die Verbindung ermöglicht einen Austausch von Medien, insbesondere Fluiden, wie beispielsweise Luft, Gas, etc. Derartige Saugwalzen 1 werden beispielsweise in Presseneinrichtungen oder Trockeneinrichtungen von Maschinen zur Herstellung von Faserstoffbahnen eingesetzt. Die 1a verdeutlicht beispielhaft eine Ansicht in Richtung der Längsachse L der Saugwalze 1, wobei diese sich in Einbaulage beim Einsatz in Maschinen zur Herstellung von Faserstoffbahnen über die Breite der Maschine erstreckt. Daraus ersichtlich ist, dass über den gesamten Walzenumfang entsprechende Durchgangskanäle 5 vorgesehen sind. Im Verbindungsbereich 11 und 12 des Mantels 3 mit den Deckelelementen 4.1 und 4.2 besteht jedoch die Problematik, dass in diesen keine Durchgangskanäle 5 zur Verbindung des Außenumfanges 7 mit dem Innenraum 2 senkrecht zur Längsachse L hergestellt werden können, da hier die am Innenumfang 8 des Walzenmantels 3 angeordneten oder mit diesem eine integrale Einheit bildenden Bauteile 9.1, beispielsweise in Form des Deckelelementes 4.1 und 9.2 in Form eines Flansches 10 vorliegen. Erfindungsgemäß wird dieses Problem dadurch gelöst, dass die diesen Bauteilen 9.1, 9.2 in axialer Richtung benachbarten Durchgangskanäle 5' in radialer Richtung vom Innenumfang 8 zum Außenumfang 7 hin erweitert ausgeführt sind. Die Erweiterung wird durch Vorsehen eines Erweiterungsbereiches 13 am Außenumfang 7 unter Ausbildung zumindest einer in axialer Richtung vergrößerten Querschnittsfläche 14 des Durchgangskanals 5' am Außenumfang 7 des Walzenmantels 3 erzeugt. Jeder einzelne dieser erfindungsgemäß ausgeführten Durchgangskanäle 5' ist dabei durch unterschiedliche Querschnittsflächen 15, 14 zwischen dem Innenumfang 8 und dem Außenumfang 7 am Walzenmantel charakterisiert. Dabei erfährt die Durchgangskanal 5' vom Innenumfang 8 zum Außenumfang 7 hin eine Erweiterung. Die Erweiterung könnte dabei stetig erfolgen oder aber gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführung zur einfachen Herstellung der Grundgeometrie für diese Durchgangskanäle 5' entsprechend den übrigen Durchgangskanälen 5 durch den Walzenmantel 3 in Form eines Grunddurchgangskanals 16 mit konstantem Querschnitt, der dem Durchgangskanal 5 entspricht und mit dem Erweiterungsbereich 13 kombiniert wird.
Gemäß 1a ist eine Erweiterung der Querschnittsfläche 14 am Außenumfang 7 der Durchgangskanal 5' durch Einarbeitung einer parallel zur Längsachse L ausgerichteten Nut 17 charakterisiert, die den Erweiterungsbereich 13 bildet. Die erfindungsgemäß ausgeführten Durchgangskanäle 5' erstrecken sich dabei in gleichmäßigem Abstand a in Umfangsrichtung zueinander. Die Ausrichtungen der einzelnen Nuten 17 für jeden einzelnen Durchgangskanal 5' erfolgt für alle parallel zur Längsachse L. Ferner gilt, dass die Dimensionierung und Größe der einzelnen erfindungsgemäß ausgestalteten Durchgangskanäle 5' identisch ist.
In der 1b ist ein Ausschnitt aus einem Axialschnitt für den Verbindungsbereich 11 wiedergegeben. Daraus ersichtlich ist das Deckelelement 4.1 und ein Ausschnitt aus dem Walzenmantel 3. Das Deckelelement 4.1 und der Walzenmantel 3 sind über einen Verbindungsflansch 10 miteinander gekoppelt. Dabei ist der Verbindungsflansch 10 vorzugsweise integraler Bestandteil des Walzenmantels 3. Die Verbindung selbst erfolgt über Verbindungselemente 18. Aus dem Axialschnitt ist ersicht lich, dass die Durchgangskanäle 5, 5' durch den Walzenmantel 3 in radialer Richtung, d. h. senkrecht zur Längsachse L verlaufen. Um möglichst die gesamte Walzenoberfläche 6 besaugen zu können, ist es erforderlich, auch den Bereich der axialen Erstreckung des Verbindungsbereiches 11 an der Oberfläche 6 mit zu besaugen. Dazu sind in axialer Richtung unmittelbar benachbart zum Flansch 10 erfindungsgemäß ausgeführte Durchgangskanäle 5' angeordnet. Ein erfindungsgemäß ausgeführter Durchgangskanal 5' setzt sich dabei aus dem Grunddurchgangskanal 16 und einen im Bereich der Oberfläche 6 vorgesehenen Erweiterungsbereich 13 mit vergrößerter Querschnittsfläche 14 zusammen. Der Grunddurchgangskanal 16 entspricht vorzugsweise zur Realisierung einer besonders vorteilhaften Herstellung hinsichtlich der Geometrie den übrigen Durchgangskanälen 5 über den Walzenmantel 3 über die Längsachse L und in Umfangsrichtung verteilt. Die 1b verdeutlicht beispielhaft eine mögliche Erweiterung in Form einer vergrößerten Querschnittsfläche 14 in Form einer Nut 17 wie für den Verbindungsbereich 11 in der 1a dargestellt im Querschnitt. Die Nut 17 erstreckt sich dabei an der Oberfläche 6, insbesondere dem Außenumfang 7 des Walzenmantels 3. Dadurch wird es möglich, am Außenumfang 7, insbesondere der Oberfläche 6, eine vergrößerte Absaugfläche bereitzustellen, die mit dem Innenraum 2 verbunden ist.
Verdeutlicht die 1b eine Anwendung im Verbindungsbereich 11 zwischen dem Deckelement 4.1 und dem Walzenmantel 3, ist es auch denkbar, die erfindungsgemäße Lösung bei Ausführung des Walzenmantels 3 aus mehreren Mantelteilen 3.1, 3.2 dadurch herzustellen, dass in den Verbindungsbereichen 19 zwischen den einzelnen Walzenmantelteilen, hier 3.1 und 3.2, die erfindungsgemäße Lösung in Analogie ausgeführt wird. Die Verbindungsflansche sind in diesem Fall mit 20 und 21 bezeichnet, wobei jeder der Flansche 20 und 21 entweder ein integraler Bestandteil der Mantelteile 3.1 oder 3.2 ist oder aber mit diesen vorzugsweise unlösbar verbunden ist. Dadurch ist ersichtlich, dass die erfindungsgemäße Lösung der Vergrößerung der besaugbaren Oberfläche 6 am Walzenmantel 3 nicht nur im Bereich der Verbindungsbereiche 11 und 12 zwischen Deckelementen 4.1 und 4.2 und Walzenmantel 3 erfolgen kann, sondern auch über die Oberfläche 6 des Walzenmantels 3 bei Vorliegen von Bereichen, die frei von Durchgangskanälen sind. Dadurch kann eine über die Oberfläche 6 nicht gleichmäßige Anordnung der Durchgangskanäle 5 ausgeglichen werden. Dies wird durch die Vergrößerung der Oberfläche für die Durchgangskanäle 5 im Bereich des Außenumfangs 7 ermöglicht. Dabei verdeutlicht die 2 in einer Schnittansicht anhand eines Ausschnittes aus einer Saugwalze 1 im Querschnitt betrachtet verschiedene Ausführungen erfindungsgemäß ausgeführter Durchgangskanäle 5'. Diese sind beispielhaft.
Ein erster erfindungsgemäß ausgeführter Durchgangskanal 5.1' ist dadurch charakterisiert, dass dieser einen in radialer Richtung in Form eines Grunddurchgangskanals 16 durch den Walzenmantel 3 vom Innenumfang 8 zum Außenumfang 7 erstreckenden Kanal umfasst, wobei der Grunddurchgangskanal 16 durch einen konstanten Querschnittsverlauf charakterisiert ist. Die Erweiterung im Bereich der Oberfläche 6, insbesondere im Bereich des Außenumfanges 7 des Walzenmantels 3, erfolgt hier in Analogie zur 1b durch eine Nut 17. Diese erstreckt sich im Querschnitt betrachtet dabei in axialer Richtung über den Bereich der axialen Erstreckung der Verbindungsflansche 20 und 21, vorzugsweise lediglich des Verbindungsflansches 21. Die Nuttiefe kann entsprechend den Einsatzerfordernissen variiert werden. Gemäß der Ausführung des Durchgangskanals 5.1' ist die Nut 17 durch eine konstante Nuttiefe charakterisiert, wobei der Grunddurchgangskanal 16 in die Nut 17 in deren Randbereich mündet.
Eine Ausführung des Durchgangskanals 5.2' ist ebenfalls durch einen Grunddurchgangskanal 16 mit Erweiterungsbereich 13 in Form einer Nut 22 charakterisiert, wobei diese in axialer Richtung über die axiale Erstreckung des Verbindungsflansches 21 am Außenumfang 7 ausgebildet ist. Der Übergang zwischen der Querschnittsfläche 14 und dem Grunddurchgangskanal 16 erfolgt jedoch stetig, d. h. die Nut 22 verläuft schräg beziehungsweise verjüngt sich mit zunehmender Nuttiefe.
Die Ausführungen der Durchgangskanäle 5.1', 5.2' sind durch die exzentrische Anordnung des Erweiterungsbereiches gegenüber dem Grunddurchgangskanal 18 charakterisiert. In beiden Fällen sind die Grundgeometrien der Querschnittsflächen des Grunddurchgangskanals 16 und des Erweiterungsbereiches 13 unterschiedlich. Die Mündung des Grunddurchgangskanals 18 in den Erweiterungsbereich 13 erfolgt vorzugsweise im Randbereich der Nut 17 beziehungsweise 22. Dagegen ist der Durchgangskanal 5.3' vorzugsweise symmetrisch ausgeführt. Auch dieser setzt sich aus einem Grunddurchgangskanal 16 und einem Erweiterungsbereich 13 zusammen, während die vergrößerte Querschnittsfläche 14 im Bereich der Oberfläche 6, insbesondere am Außenumfang 7, über eine vorzugsweise kreisrunde vergrößerte Ausnehmung 23 realisiert wird, wobei hier der Übergang zwischen der Querschnittsfläche 14 am Außenumfang 7 und dem Grunddurchgangskanal 16 stetig erfolgt.
Die erfindungsgemäße Lösung ist für Saugwalzen 1 unterschiedlichster Ausführungen geeignet, wobei die erfindungsgemäß ausgeführten Durchgangskanäle 5' im Bereich der Außenfläche 7 am Walzenmantel 3 durch die unterschiedlichsten Querschnittsgeometrien charakterisiert sein können. Entscheidend ist, dass die Verbindung des Durchgangskanals 5' mit dem Innenraum 2 möglichst nah an axialer Richtung an den Bauteilen 9 beziehungsweise Verbindungsflanschen 10, 20, 21 erfolgt und die aufgrund der im Bereich der axialen Erstreckung der Verbindungsflansche 10, 20, 21 nicht möglichen erforderlichen Durchbohrung am Walzenmantel 3 durch Erweiterungsbereiche 13 der Durchgangskanäle 5' lediglich im Bereich der Außenoberfläche 6 am Walzenmantel 3 kompensiert wird und somit eine Verbindung zwischen dem Außenraum und dem besaugbaren Innenraum 2 hergestellt wird.
Die 1 und 2 verdeutlichen dabei Beispiele. Die erfindungsgemäße Lösung ist nicht auf diese beschränkt. Die 3 bis 10 verdeutlichen in schematisiert vereinfachter Darstellung anhand einer Ansicht von oben, das heißt Draufsicht, weitere theoretisch mögliche Ausgestaltungen erfindungsgemäßer Durchgangskanäle 5', wobei diese vorzugsweise gleichmäßig um den Umfang des Walzenmantels 5 axial neben einem derartigen von Durchgangskanälen freien Bereich verteilt sind. Denkbar sind jedoch auch Ausführungen mit ungleichmäßiger Anordnung.
Im Bereich des Außenumfanges 7 sind dabei Erweiterungsbereiche 13 in Form von Nuten oder Aussparungen vorgesehen, die mit dem Grunddurchgangskanal 16 zusammengefasst den erfindungsgemäßen Durchgangskanal 5' ergeben. Dabei kann die Nut je nach Anforderung an den besaugten Bereich hinsichtlich ihrer Geometrie an der Oberfläche variieren. Dies gilt auch für die Tiefe der Nut und deren Anbindung an den Grunddurchgangskanal 16. Die 3 bis 7 verdeutlichen Ausführungen der Durchgangskanäle 5' mit unterschiedlichen Querschnittsflächengeometrien zwischen Erweiterungsbereich 13 und Grunddurchgangskanal 16, sowie Ausführungen mit unsymmetrischer Anordnung des Erweiterungsbereiches 13. Bei allen Ausführungen ist der Erweiterungsbereich 13 nicht in einer ebenen Fläche sondern am Außenumfang 7 einer Mantelfläche eingearbeitet. Die Querschnittsfläche 14 am Außenumfang 7 ist dementsprechend gewölbt.
Gemäß 3, welche einen vergrößerten Ausschnitt aus der Draufsicht gemäß 1 auf einen Durchgangskanal 5' wiedergibt, ist die Nut 17 schlitzförmig lediglich in den Bereich der axialen Erstreckung des Deckels 4.1 in den Verbindungsbereich 11 am Walzenmantel 3 hinein vergrößert ausgeführt, um auch über die Erstreckung des Deckelelementes 4.1 eine entsprechende Besaugung zu ermöglichen. Der Grunddurchgangskanal 16 entspricht vorzugsweise hinsichtlich der Geometrie den übrigen Durchgangskanälen 5 und weist einen kreisförmigen Querschnitt auf. Die vorgesehene Nut 17 erstreckt sich dabei über einen Teil der Breite B des Deckelementes 4.1, die deren axialen Erstreckung entspricht, am Außenumfang 7 des Walzenmantels 3 in diesem. Der Öffnungsquerschnitt am Grunddurchgangskanal 16 entspricht dabei hinsichtlich seiner durch den Durchmesser d5 bestimmten Breite der Nutbreite b₁₇. Die Nut 17 kann, wie bereits ausgeführt, entweder mit gleichmäßiger Tiefe zwischen ihrer äußersten axialen Erstreckung bis hin zur Mündung in die Grunddurchgangskanal 16 ausgebildet sein oder aber auf diese mit stetig vergrößernder Tiefe zulaufen.
Gegenüber der Ausführung in 3 verdeutlicht 4 eine Ausgestaltung eines Durchgangskanals 5' mit einem Grunddurchgangskanal 16, der gegenüber den übrigen Durchgangskanälen 5 mit einem vergrößerten Querschnitt jedoch vorzugsweise gleicher Querschnittsgeometrie ausgeführt ist. In diesen mündet, in axialer Richtung betracht, der Erweiterungsbereich 13 in Form der Nut 17, die dann zusammen mit dem Grunddurchgangskanal 16 den erfindungsgemäß ausgeführten Durchgangskanal 5' bildet. Auch hier ist die Nut 17 im einfachsten Fall schlitzförmig ausgebildet, wobei die Nuttiefe in Richtung vom Grunddurchgangskanal 16 weg variieren kann oder aber konstant ist.
Verdeutlichen die 3 und 4 Ausführungen, bei welchen der Grunddurchgangskanal 16 in axialer Richtung betrachtet vorzugsweise im Bereich eines Endbereiches der Nut 17 angeordnet ist, verdeutlicht 5 eine mögliche Ausführung des Erweiterungsbereiches 13 in Form einer nutförmigen Vertiefung 24 in Form eines Polygons, insbesondere bei Projizierung in eine Ebene in Form eines Dreiecks, wobei vorzugsweise innerhalb dieser Ausnehmung der Grunddurchgangskanal 16 mündet, welcher wiederum hinsichtlich Dimensionierung und/oder Geometrie gegenüber den übrigen Durchgangskanälen 5 variieren kann oder aber vorzugsweise mit identischer Querschnittsfläche ausgeführt ist. Durch den dreieckförmigen Verlauf kann eine örtliche Vergrößerung der Absaugfläche realisiert werden. Dabei erstreckt sich ein Teil vorzugsweise auch in den Bereich, welcher frei von Grunddurchgangskanälen 5 ist. Der Grunddurchgangskanal 16 mündet innerhalb des Erweiterungsbereiches 13.
Eine alternative Ausführung zur 5 ist in 6 wiedergegeben. Auch hier erfolgt die Ausgestaltung des Erweiterungsbereiches im Bereich der Oberfläche 6 durch eine in einer Ansicht von oben dreieckförmig ausgebildeten Ausnehmung beziehungsweise Nut 25, wobei hier der Bereich des Erweiterungsbereiches 13, der sich über den von Durchgangskanälen 5 freien Bereich erstreckt, zusätzlich vergrößert wurde. Der Grunddurchgangskanal 16 mündet im Eckbereich des Erweiterungsbereiches 13.
7 verdeutlicht beispielhaft eine alternative Ausgestaltung des Erweiterungsbereiches 13 einer Durchgangsöffnung 5' in Form einer Ausnehmung 26 mit rechteckigem Querschnitt. Der Grunddurchgangskanal 16 mündet hier beispielhaft in einem Bereich des Erweiterungsbereiches 13, jedoch außerhalb des Randbereiches. Der Erweiterungsbereich ist exzentrisch und damit unsymmetrisch zum Grunddurchgangskanal 13 angeordnet.
Die 8 und 9 verdeutlichen beispielhaft weitere theoretisch mögliche Ausgestaltungen erfindungsgemäßer Durchgangskanäle 5' mit einer diese im Bereich der Oberfläche 6 beziehungsweise des Außenumfanges 7 an der Mantelfläche 3 erweiternden Nut 27 oder einer Ausnehmung 28. Die Nut 27 gemäß 8 ist dabei symmetrisch bezüglich des Grunddurchgangskanals 16 angeordnet. Der Grunddurchgangskanal 16 weist eine größere Querschnittsflächenbreite auf als die Nut 27. Diese ist vorzugsweise schlitzförmig mit gleich bleibender Nuttiefe ausgeführt.
Auch 9 verdeutlicht eine derartige Ausführung mit beidseitig sich in Längsrichtung erstreckendem Erweiterungsbereich 13 in Form einer rechteckigen Ausnehmung 28, so dass hier eine entsprechende Querschnittsflächenvergrößerung beidseitig des Grunddurchgangskanals 16 stattfindet. Die Breite der Ausnehmung 28 ist größer als die des Grunddurchgangskanals 16.
10 verdeutlicht eine Ausführung eines erfindungsgemäßen Durchgangskanals 5' mit gleicher Grundgeometrie wie der Grunddurchgangskanal 16, jedoch unterschiedlicher Dimensionierung. Die Querschnittsfläche 14 des Erweiterungsbereiches 13 am Außenumfang 7 ist größer als die des Grunddurchgangskanals 16. Beide Querschnittsflächen sind kreisförmig. Der Erweiterungsbereich 13 wird durch eine entsprechende Ausnehmung 29 erzeugt. Eine derartige Ausführung ist besonders vorteilhaft für Saugwalzen 1 zur Anwendung in Trockeneinrichtungen einer Maschine zur Herstellung von Faserstoffbahnen.
Die Nuten und Ausnehmungen können verschiedenartig erzeugt werden. Denkbar ist die Erzeugung durch spanende Bearbeitung durch Fräsen, insbesondere die Verwendung von Fräsern in Form von Fingerfräsern, Scheibenfräsern. Auch kann die Reihenfolge hinsichtlich der Herstellung Bohren und Fräsen je nach Ausführung frei gewählt werden. Ferner ist eine Einbringung der Nuten durch Stanzen, Prägen, Erodieren, Schleifen oder ein ähnliches Verfahren möglich.
Bezüglich der Querschnittsgeometrien für die Erweiterungsbereiche bestehen keine Restriktionen. Dabei können diese durch eine kreisrunde, ovale, polygonale Querschnittsflächengeometrie charakterisiert sein. Die konkrete Auswahl erfolgt anhand der Erfordernisse des Einsatzfalles.

1: Saugwalze
2: besaugbarer Innenraum
3: Walzenmantel
4.1: Deckelelement
4.2: Deckelelement
5: Durchgangskanal
5.1', 5.2', 5.3', 5': Durchgangskanal
6: Oberfläche
7: Außenumfang
8: Innenumfang
9.1, 9.2: Bauteil
10: Flansch
11: Verbindungsbereich
12: Verbindungsbereich
13: Erweiterungsbereich
14: vergrößerte Querschnittsfläche
15: Querschnittsfläche
16: Grunddurchgangskanal
17: Nut
18: Verbindungselement
19: Verbindungsbereich
20: Verbindungsflansch
21: Verbindungsflansch
22: Nut
23: Ausnehmung
24: Nut
25: Nut
26: Ausnehmung
27: Nut
28: Ausnehmung
29: Ausnehmung
a: Abstand
L: Längsachse
b₁₇: Nutbreite
B: Breite
d5: Durchmesser
S: Saugzone

Claims

Saugwalze (1), umfassend einen rotierbaren Walzenmantel (3) mit sich durch diesen erstreckenden Durchgangskanälen (5), deren Querschnittsflächen (14) am Außenumfang (7) des Walzenmantels (3) einen wirksamen Saugbereich definieren und mit von Durchgangskanälen (5) freien Bereichen im Walzenmantel (3) im Bereich der axialen Erstreckung von am Innenumfang (8) des Walzenmantels (3) angrenzenden oder mit dem Walzenmantel (3) eine integrale Einheit bildenden Bauteilen (9.1, 9.2), dadurch gekennzeichnet, dass die diesen Bauteilen (9.1, 9.2) benachbarten Durchgangskanäle (5', 5.1', 5.2', 5.3') einen Grunddurchgangskanal (16) und einen Erweiterungsbereich (13) unter Ausbildung zumindest einer in näherungsweise axialer Richtung oder in axialer Richtung vergrößerten Querschnittsfläche (14) am Außenumfang (7) aufweisen.
Saugwalze (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Geometrie und/oder Dimensionierung des Grunddurchgangskanals (16) von der Geometrie und/oder Dimensionierung der von einem Erweiterungsbereich (13) freien Durchgangskanäle (5) verschieden ist.
Saugwalze (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Erweiterungsbereich (13) des einzelnen Durchgangskanals (5', 5.1', 5.2', 5.3') am Außenumfang (7) des Walzenmantels (3) sich in axialer Richtung über wenigstens einen Teilbereich der axialen Erstreckung des dem Durchgangskanal (5', 5.1', 5.2', 5.3') am Innenumfang (8) benachbart angeordneten Bauteiles (9.1, 9.2) erstreckt.
Saugwalze (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Erweiterungsbereich (13) sich parallel zur Längsachse (L) der Saugwalze (1) erstreckt.
Saugwalze (1) nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Erweiterungsbereich (13) sich auch in Umfangsrichtung des Walzenmantels (3) erstreckt.
Saugwalze (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der einzelne Durchgangskanal (5) und die Grunddurchgangskanäle (16) sich senkrecht zur Längsachse der Saugwalze (1) durch den Walzenmantel (3) erstrecken.
Saugwalze (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Querschnittsfläche (14) des Erweiterungsbereiches (13) am Außenumfang (7) des Walzenmantels (3) kreisförmig ausgebildet ist.
Saugwalze (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Querschnittsfläche (14) des Erweiterungsbereiches (16) am Außenumfang (7) des Walzenmantels (3) polygonal, insbesondere dreieckförmig oder rechteckig ausgebildet ist.
Saugwalze (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Erweiterungsbereich (13) von einer Nut (22, 24, 25, 27) gebildet wird.
Saugwalze (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Querschnittsänderung zwischen der Querschnittsfläche (14) des Erweiterungsbereiches (16) am Außenumfang (7) des Walzenmantels (3) und dem Querschnitt des Grunddurchgangskanals (16) stetig erfolgt.
Saugwalze (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Querschnittsänderung zwischen der Querschnittsfläche (14) des Erweiterungsbereiches (16) am Außenumfang (7) des Walzenmantels (3) und dem Querschnitt des Grunddurchgangskanals (16) in einer Stufe erfolgt.
Saugwalze (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Erweiterungsbereich (13) symmetrisch zum Grunddurchgangskanal (16) angeordnet ist.
Saugwalze (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Erweiterungsbereich (13) unsymmetrisch zum Grunddurchgangskanal (16) angeordnet ist.
Saugwalze (1) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Grunddurchgangskanal (16) im Randbereich des Erweiterungsbereiches (13) mündet.
Saugwalze (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnung der Erweiterungsbereiche (13) aufweisenden Durchgangskanäle (5', 5.1', 5.2', 5.3') in Umfangsrichtung in gleichmäßigen Abständen erfolgt.
Saugwalze (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil (9.1, 9.2) von einem mit dem Walzenmantel (3) stirnseitig verbundenen Deckelelement (4.1, 4.2) gebildet wird.
Saugwalze (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Walzenmantel (3) aus wenigstens zwei Mantelteilen (3.1, 3.2) ausgeführt ist und die Bauteile (9.1, 9.2) von den Verbindungsflanschen (20, 21) im Verbindungsbereich (19) zwischen zwei Mantelteilen (3.1, 3.2) gebildet werden.
Saugwalze (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass diese zumindest eine sich über einen Teilbereich des Innenumfanges in Umfangsrichtung erstreckende Saugzone (S) innerhalb des Walzenmantels (3) aufweist.
Saugwalze (1) nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Saugzone (S) von einer mit einer Unterdruckquelle verbindbaren lagestabilen Saugkammer gebildet wird.
Verwendung einer Saugwalze (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 19 in einem Nassteil, insbesondere einer Pressenpartie einer Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn.
Verwendung einer Saugwalze (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 19 in einer Trockeneinrichtung einer Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn.