DE102008000087A1

DE102008000087A1 - Leitwalze

Info

Publication number: DE102008000087A1
Application number: DE200810000087
Authority: DE
Inventors: Holger Huld; Henning Stegmans
Original assignee: Voith Patent GmbH
Current assignee: Voith Patent GmbH
Priority date: 2008-01-18
Filing date: 2008-01-18
Publication date: 2009-07-23

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Leitwalze zur Umlenkung eines endlos umlaufenden Bandes (3) in einer Maschine zur Herstellung und/oder Veredlung einer Papier-, Karton-, Tissue- oder einer anderen Faserstoffbahn mit einem etwa zylindrischen Walzenmantel (1).
Dabei sollen die Einsatzmöglichkeiten der Leitwalze dadurch erweitert werden, dass der Walzenmantel (1) an wenigstens einem axialen Endbereich zumindest eine spiralförmig in Umfangsrichtung verlaufende Rille (2) besitzt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Leitwalze zur Umlenkung eines endlos umlaufenden Bandes in einer Maschine zur Herstellung und/oder Veredlung einer Papier-, Karton-, Tissue- oder einer anderen Faserstoffbahn mit einem etwa zylindrischen Walzenmantel.
Die Erfindung betrifft auch die Anordnung der rotierbaren Leitwalze sowie ein Verfahren zum Betrieb der Leitwalze.
Leitwalzen sind seit langer Zeit im Einsatz und dienen überwiegend zum Umlenken eines Bandes oder einer Materialbahn.
Darüber hinaus gibt es ebenso Breitstreckwalzen, die zum Breitstrecken von Bändern oder Materialbahnen eingesetzt werden und dabei eine Faltenbildung verhindern sollen.
Breitstreckwalzen sind jedoch relativ teuer und verschleißanfällig.
Die Aufgabe der Erfindung ist es daher, mit möglichst geringem Aufwand, die Einsatzmöglichkeiten von Leitwalzen zu erweitern und den Einsatz von Breitstreckwalzen zu vermindern.
Erfindungsgemäß wurde die Aufgabe dadurch gelöst, dass der Walzenmantel an wenigstens einem axialen Endbereich zumindest eine spiralförmig in Umfangsrichtung verlaufende Rille besitzt. Der Walzenmantel kann dabei auch bombiert sein.
Dabei wurde erkannt, dass eine Breitstreckwirkung sehr effizient über eine entsprechende Gestaltung der Oberfläche des Walzenmantels einer Leitwalze erreichbar ist. Damit kann in vielen Fällen auf den Einsatz von Breitstreckwalzen verzichtet werden.
Um auf beiden Seiten eine Breitstreckwirkung erzielen zu können, sollten auch beide Endbereiche zumindest je eine spiralförmig in Umfangsrichtung verlaufende Rille besitzen, wobei die Rillen beider Endbereiche bezüglich der Umfangrichtung in entgegengesetzter Richtung nach außen oder nach innen geneigt sind. Die entgegengesetzte Neigung der Rillen sorgt dafür, dass das Band nach außen gestreckt wird.
Entsprechend den Erfordernissen und den speziellen Einsatzbedingungen kann es von Vorteil sein oder genügen, wenn beide Endbereiche jeweils mehrere gerillte Bereiche mit Rillen besitzen.
Dies erlaubt es, dass der Betrag der Neigung der Rillen der gerillten Bereiche eines Endbereiches unterschiedlich ist. Durch eine stärkere Neigung der Rillen der axial außen liegenden, gerillten Bereiche kann beispielsweise eine stärkere Breitstreckwirkung an den Rändern des Bandes erreicht werden.
Wird demgegenüber eine gleichgroße und symmetrische Breitstreckwirkung angestrebt, so sollte der Betrag der Neigung aller Rillen gleich groß sein.
Zur Vereinfachung des Aufbaus ist es allerdings vorteilhaft, wenn beide Endbereiche jeweils nur eine Rille besitzen. Dabei ergibt sich über die Bandbreite eine umfassende Wirkung, wenn beide Rillen bis zur axialen Mitte des Walzenmantels führen.
Um die Belastung des Bandes hinsichtlich Verschleiß zu minimieren, sollte der Walzenmantel zwischen den Rillen beider Endbereiche und/oder zwischen den gerillten Bereichen eines Endbereiches nicht gerillt, vorzugsweise glatt sein. Die Breitstreckwirkung der gerillten Bereiche ist davon unberührt.
Aus gleichem Grund sollte das Gleiten des Bandes über den Walzenmantel dadurch erleichtert werden, dass die jeweils axial innenliegende Kante der Rille steiler als die andere Kante der Rille verläuft, wobei die axial innenliegende Kante der Rille axial zur Senkrechten auf dem Walzenmantel vorzugsweise einen Winkel zwischen 0 und 60° und die axial außenliegende Kante der Rille axial zur Senkrechten auf dem Walzenmantel vorzugsweise einen Winkel zwischen 60 und 90°, vorzugsweise zwischen 60 und 85° bildet.
Zwischen den Rillen kann dabei auch ein Übergangsbereich liegen, in dem der Walzenmantel leicht geneigt, gekrümmt oder gerade verläuft.
Der Walzenmantel kann aus Metall oder CFK bestehen. Die Herstellung der Rillen vereinfacht sich jedoch, wenn zumindest die Oberfläche des Walzenmantels von einem Kunststoff oder Metall gebildet wird.
Zur Beeinflussung der Breitstreckwirkung sollte der Walzenmantel mit einem Antrieb und/oder mit einer Bremsvorrichtung gekoppelt sein.
Hinsichtlich der Anordnung der erfindungsgemäßen Leitwalze ist es für die Erzielung einer Breitstreckwirkung wesentlich, dass sofern sich das Band schneller als die Leitwalze bewegt, die Rillen eines Endbereiches in Rotationsrichtung des Walzenmantels zum jeweiligen axialen Walzenende geneigt sind. Ist die Leitwalze schneller, so sollten die Rillen in Rotationsrichtung zur Walzenmitte geneigt verlaufen.
Außerdem ist es zur Gewährleistung einer optimalen Breitstreckwirkung von Vorteil, wenn der Umschlingungswinkel des die Leitwalze umschlingenden Bandes zwischen 15 und 180° liegt und/oder die Bandspannung zwischen 2 und 14, insbesondere zwischen 2,5 und 6 KN/m liegt und vorzugsweise verstellbar ist.
Je größer der Umschlingungswinkel desto größer ist auch die Breitstreckwirkung und umso größer die Bandspannung desto größer ist auch die resultierende Normalkraft, die das Band gegen die Rillen drückt und ein unerwünschtes Zurückrutschen über die Kanten der Rillen zur Walzenmitte verhindert.
Bezüglich des Verfahrens zum Betrieb der erfindungsgemäßen Leitwalze ist wesentlich, dass die Umfangsgeschwindigkeit des Walzenmantels der Leitwalze zur Erzielung einer Breitstreckwirkung auf das umschlingende Band auf einen unter der Bandgeschwindigkeit liegenden Wert vermindert oder bei entgegengesetzter Rillung auf einen höheren Wert gesteigert wird.
Durch die Differenzgeschwindigkeit zwischen Band und Walzenmantel wird das Band gezwungen über die Rillen zu rutschen. Wenn die Rillen in Bandlaufrichtung zu dem jeweiligen Walzenende geneigt sind und sich das Band schneller als der Walzenmantel bewegt, wird das Band jeweils axial nach außen gestreckt. Gleiches gilt bei hierzu entgegengesetzter Neigung der Rillen und schnellerer Leitwalze.
Der Grad der Streckung wird dabei vom Grad der Neigung der Rillen, dem Umschlingungswinkel der Leitwalze sowie dem Umfang der Differenzgeschwindigkeit bestimmt. Je größer die Neigung bzw. je größer der Umschlingungswinkel bzw. je größer die Differenzgeschwindigkeit desto größer auch die Breitstreckung.
Dabei kann die Differenzgeschwindigkeit zwischen Band und Walzenmantel zur Erzielung einer Breitstreckwirkung auf das umschlingende Band dadurch erreicht werden, dass der Walzenmantel der Leitwalze vom Antrieb weniger stark angetrieben oder von der Bremsvorrichtung vollständig abgebremst oder mit höherer Geschwindigkeit oder gar entgegen der Bandlaufrichtung angetrieben wird.
Da die Breitstreckung oft nur während des Anlaufs der Maschine oder dem Einfahren des Bandes notwendig ist, kann im Normalbetrieb auf eine Breitstreckwirkung der Leitwalze verzichtet werden. In diesem Fall sollte die Umfangsgeschwindigkeit des Walzenmantels der Leitwalze während des Normalbetriebs der Maschine der Bandgeschwindigkeit entsprechen, so dass das Band nicht auf dem Walzenmantel über die Rillen rutscht.
Um dies gewährleisten zu können, sollte die Leitwalze vorzugsweise angetrieben sein. Damit wirkt diese Leitwalze wie eine normale Leitwalze.
Natürlich kann die Leitwalze auch im Normalbetrieb zur Erzeugung einer Breitstreckwirkung eingesetzt werden. Wegen der oft geringeren, erforderlichen Breitstreckwirkung kann dabei die Belastung des Bandes durch eine geringere Differenzgeschwindigkeit und/oder Bandspannung begrenzt werden.
Bei den Bändern kann es sich beispielsweise um Siebbänder, Pressfilze oder Trockensiebe handeln.
Nachfolgend soll die Erfindung an mehreren Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. In der beigefügten Zeichnung zeigt:
1: eine schematische Draufsicht einer Leitwalze;
2: einer anderen Leitwalze;
3: eine räumliche Darstellung der Leitwalze gemäß 2;
4: einen Teilquerschnitt durch einen Walzenmantel 1 der Leitwalze und
5: einen Teilquerschnitt durch einen anderen Walzenmantel 1.
In allen Fällen umschlingt ein endlos umlaufendes Band 3 einer Pressanordnung in Form eines Pressfilzes eine zylindrische, rotierbar auf einer Achse 6 gelagerte Leitwalze mit einem Umschlingungswinkel zwischen 15 und 180°.
Dabei besitzt die Leitwalze einen zylindrischen Walzenmantel 1 mit einer Kunststoffbeschichtung. Auf diesem Walzenmantel 1 wurden mittels Fräsen/Schleifen oder eines anderen Verfahrens spiralförmig verlaufende Umfangs-Rillen 2 ausgebildet. Das Aufbringen einer Rille 2 wäre auch möglich.
Diese Rillen 2 haben eine Tiefe zwischen 0,5 und 10 mm, vorzugsweise zwischen 1 und 6 mm und werden gemäß 4 von zwei schräg zu einer Senkrechten 10 auf dem Walzenmantel 1 verlaufenden Kanten 8, 9 gebildet. Dabei liegt der Winkel zwischen der Senkrechten 10 und der axial innenliegenden Kante 8 zwischen 0 und 60° und zwischen der Senkrechten und der axial außenliegenden Kante 9 zwischen 60 und 85°.
Im Unterschied hierzu zeigt 5 eine Ausführung, bei der zwischen den Rillen 2 jeweils ein Übergangsbereich 12 vorhanden ist. Dieser Übergangsbereich 12 ist stärker zur Senkrechten 10 geneigt als die axial außenliegende Kante 9.
Allgemein können die Übergänge zwischen den Kanten 8, 9, aber auch zum Übergangsbereich 12 rund sein.
Die Bandspannung des Bandes 3 liegt zwischen 2,5 und 6 KN/m und sorgt dafür das das Band 3 sich an die, durch die Rillen 2 profilierte Oberfläche des Walzenmantels 1 anpasst.
Wie in 1 zu erkennen, können die Rillen 2 von der axialen Mitte 7 des Walzenmantels 1 oder, wie in 2 und 3 dargestellt, von einem Mittelbereich 11 mit glatter Manteloberfläche spiralförmig zu den beiden Walzenenden 5 hin verlaufen. Dabei sind die Rillen 2 in Bandlaufrichtung zum jeweiligen Walzenende 5 hin geneigt.
Wird nun der Walzenmantel 1 abgebremst, so kommt es zu einer Differenzgeschwindigkeit zwischen Walzenmantel 1 und Band 3. Da das Band 3 infolge der Bandspannung zumindest leicht in die Rillen 2 gedrückt wird, führt dies dazu, dass das Band 3 gemäß dem Verlauf der Rillen 2 zum nächstliegenden Walzenende 5 gestreckt wird.
Hierzu zeigen die Pfeile 4 den idealisierten Verlauf einschließlich der Laufrichtung des Bandes 3.
Dabei rutscht das Band 3 über die flache, lange Kante 9 der Rillen 2 hinweg, während die steile, kurze Kante 8 das Band 3 nach außen führt.
Der Grad der Breitstreckung wird bei diesen Leitwalzen von der Bandspannung, aber insbesondere von der Neigung der Rillen 2 sowie dem Betrag der Differenzgeschwindigkeit beeinflusst. Je größer Neigung, Differenzgeschwindigkeit und Bandspannung sind, desto größer ist auch die Breitstreckung.
Meist ist die Breitstreckung nur beim Einlaufen oder Wässern des Bandes 3 erforderlich. Dann kann die Breitstreckwirkung dieser Leitwalze dadurch eliminiert werden, dass man die Differenzgeschwindigkeit auf 0 senkt. Möglich wird dies über das Aufheben des Abbremsens oder falls erforderlich einen Antrieb des Walzenmantels 1.

Claims

Leitwalze zur Umlenkung eines endlos umlaufenden Bandes (3) in einer Maschine zur Herstellung und/oder Veredlung einer Papier-, Karton-, Tissue- oder einer anderen Faserstoffbahn mit einem etwa zylindrischen Walzenmantel (1), dadurch gekennzeichnet, dass der Walzenmantel (1) an wenigstens einem axialen Endbereich zumindest eine spiralförmig in Umfangsrichtung verlaufende Rille (2) besitzt.
Leitwalze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass beide Endbereiche zumindest je eine spiralförmig in Umfangsrichtung verlaufende Rille (2) besitzen, wobei die Rillen (2) beider Endbereiche bezüglich der Umfangrichtung in entgegengesetzter Richtung geneigt sind.
Leitwalze nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass beide Endbereiche jeweils mehrere gerillte Bereiche mit Rillen (2) besitzen.
Leitwalze nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Betrag der Neigung der Rillen (2) der gerillten Bereiche eines Endbereiches unterschiedlich ist.
Leitwalze nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Betrag der Neigung aller Rillen (2) gleich groß ist.
Leitwalzen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass beide Endbereiche jeweils nur eine Rille (2) besitzen.
Leitwalze nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass beide Rillen (2) bis zur axialen Mitte (7) des Walzenmantels (1) führen.
Leitwalze nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Walzenmantel (1) zwischen den Rillen (1) beider Endbereiche nicht gerillt, vorzugsweise glatt ist.
Leitwalze nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Walzenmantel (1) zwischen den gerillten Bereichen eines Endbereiches glatt ist.
Leitwalze nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweils axial innenliegende Kante (8) der Rille (2) steiler als die andere Kante (9) der Rille (2) verläuft.
Leitwalze nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die axial innenliegende Kante der Rille (8) axial zur Senkrechten (10) auf dem Walzenmantel (1) einen Winkel zwischen 0 und 60° bildet.
Leitwalze nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die axial außenliegende Kante (9) der Rille (2) axial zur Senkrechten (10) auf dem Walzenmantel (1) einen Winkel zwischen 60 und 90°, vorzugsweise zwischen 60 und 185° bildet.
Leitwalze nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die Oberfläche des Walzenmantels (1) von einem Kunststoff oder Metall gebildet wird.
Leitwalze nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Walzenmantel (1) mit einem Antrieb gekoppelt ist.
Leitwalze nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Walzenmantel (1) mit einer Bremsvorrichtung gekoppelt ist.
Anordnung einer rotierbaren Leitwalze nach einem der vorhergehenden Ansprüche in einer Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn, dadurch gekennzeichnet, dass die Rillen (2) eines Endbereiches in Rotationsrichtung des Walzenmantels (2) zum jeweiligen axialen Walzenende (5) geneigt sind.
Anordnung einer rotierbaren Leitwalze nach einem der vorhergehenden Ansprüche in einer Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn, dadurch gekennzeichnet, dass die Rillen (2) eines Endbereiches in Rotationsrichtung des Walzenmantels (2) zur Walzenmitte (7) geneigt sind.
Anordnung nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Umschlingungswinkel eines die Leitwalze umschlingenden Bandes (3) zwischen 15 und 180° liegt.
Anordnung nach einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Bandspannung zwischen 2 und 14, vorzugsweise zwischen 2,5 und 6 KN/m liegt und vorzugsweise verstellbar ist.
Verfahren zum Betrieb einer Leitwalze nach einem der Ansprüche 16, 18 und 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Umfangsgeschwindigkeit des Walzenmantels (1) der Leitwalze zur Erzielung einer Breitstreckwirkung auf das umschlingende Band (3) auf einen unter der Bandgeschwindigkeit liegenden Wert vermindert wird.
Verfahren zum Betrieb einer Leitwalze nach einem der Ansprüche 16, 18 und 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Walzenmantel (1) der Leitwalze zur Erzielung einer Breitstreckwirkung auf das umschlingende Band (3) vollständig abgebremst wird.
Verfahren zum Betrieb einer Leitwalze nach einem der Ansprüche 16, 18 und 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Walzenmantel (1) der Leitwalze zur Erzielung einer Breitstreckwirkung auf das umschlingende Band (3) entgegen der Bandlaufrichtung angetrieben wird.
Verfahren zum Betrieb einer Leitwalze nach einem der Ansprüche 17, 18 und 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Umfangsgeschwindigkeit des Walzenmantels (1) der Leitwalze zur Erzielung einer Breitstreckwirkung auf das umschlingende Band (3) auf einen über der Bandgeschwindigkeit liegenden Wert vermindert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Umfangsgeschwindigkeit des Walzenmantels (1) der Leitwalze während des Normalbetriebs der Maschine der Bandgeschwindigkeit entspricht, wobei die Leitwalze vorzugsweise angetrieben ist.