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Die
Erfindung betrifft einen mit Dampf beheizbaren Trockenzylinder zum
Trocknen einer Materialbahn, insbesondere einer Papier-, Karton-
oder Tissuebahn. Der Trockenzylinder umfasst einen Innenraum mit
einer Mantelfläche und eine Vorrichtung zur Erhöhung
der Wärmeübertragung vom Innenraum auf die Mantelfläche,
wobei die Vorrichtung aus axial angeordneten und die Mantelfläche
berührenden Störleisten und mindestens einem in
Umfangsrichtung verlaufenden Haltering mit einem Spannelement besteht.
Der Haltering wirkt mit dem Spannelement derart zusammen, dass eine
radiale, auf die Störleisten wirkende Spannkraft des mindestens
einen Halteringes entsteht. In einem weiteren Aspekt betrifft die
Erfindung die Vorrichtung selbst und ein Verfahren zum Einbau der
Vorrichtung in einen Trockenzylinder.
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Trockenzylinder
mit diesen Vorrichtungen sind bekannt. So wird im Dokument
EP1362951 eine Vorrichtung
dieser Art beschrieben. Die Störleisten werden durch Rohre
mit rechteckigem Querschnitt gebildet und über Halteringe
an die Zylinderinnenwand gedrückt. Zur Befestigung der
Störleisten mit den Halteringen befinden sich in den Störleisten
Bohrungen zur Aufnahme von Stiften, die wiederum mit den Halteringen
verschraubt oder mittels Passungen verbunden sind.
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Bei
weiteren bekannten Lösungen werden die Störleisten
direkt mit dem Zylindermantel verbunden.
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Die
Ausführungen im Stand der Technik haben den Nachteil, dass
sie teuer in der Herstellung der Verbindungen von Störleiste
und Haltering bzw. Zylindermantel sind und zudem lange Montagezeiten erfordern.
Die Aufgabe der Erfindung liegt darin, eine kostengünstige,
variable Lösung zur Verbindung von Störleisten
und Halteringen anzugeben, die auch eine Vormontage sowie einen
modulartigen Aufbau der Vorrichtung ermöglicht.
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Erfindungsgemäß wird
die Aufgabe für einen gattungsgemäßen
Trockenzylinder dadurch gelöst, dass der mindestens eine
Haltering zumindest mit einem Teil der Störleisten durch
federnd einrastbare Verbindungselemente formschlüssig verbunden
ist.
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Der
Haltering besteht aus mindestens einem, vorzugsweise aus mehreren
Halteringsegmenten.
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Durch
die erfindungsgemäße Lösung wird eine
schnelle und werkzeuglose Montage der Halteringe mit den Störleisten
ermöglicht. Diese einfache Konstruktion der Vorrichtung
besteht aus wenigen unterschiedlichen Bauelementen, so dass eine
Standardisierung unter wirtschaftlichen Gesichtspunkten möglich
und vereinfacht wird. Daraus resultiert auch eine Kostenreduzierung
dieser Vorrichtung gegenüber den bekannten Vorrichtungen.
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Die
formschlüssige Verbindung von Haltering und Störleisten
gewährleistet eine sichere, auch auf Zug belastbare Verbindung
der Teile, wodurch auch eine Vormontage der Vorrichtung vor dem
Einbau in den Trockenzylinder ermöglicht wird. Die formschlüssige
Verbindung kann über die Gestaltung des Zusammenwirkens
der Arretierelemente mit den Arretieröffnungen wahlweise
lösbar oder nicht lösbar ausgeführt sein.
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Die
Vormontage kann sich auf die gesamte Vorrichtung, den Leistenkäfig,
beziehen oder nur auf einen Teil. So kann beispielsweise im Falle
einer Erstinstallation vor der Montage des Stirndeckels des Zylinders,
die komplette Vorrichtung vormontiert und als Einheit in den Trockenzylinder
eingesetzt und anschließend gegen den Zylindermantel verspannt
werden. Soll hingegen die Vorrichtung für einen Trockenzylinder
nachgerüstet werden, so kann es sinnvoll sein, nur so viele
Störleisten mit einem Halteringsegment zu verbinden, dass
dieser vormontierte Teil durch die bei einem Standardtrockenzylinder
vorhandene Wartungsöffnung, dem sogenannten Mannloch, passt.
Im Trockenzylinder werden dann die vormontierten Teile der Vorrichtung
durch Verbinden der Halteringsegmente und der Spannelemente zusammengesetzt
und entsprechend gespannt.
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Eine
Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass das federnd einrastbare
Verbindungselement mindestens ein federnd verbundenes Arretierelement
aufweist. Dieses Arretierelement kann die Form eines Hakens, Widerhakens
oder einer Welle haben, welche in das zu verbindende Bauteil eingreifen
und arretieren. Die Formgebung verhindert ein unbeabsichtigtes Trennen
der Bauteile, wie im erfindungsgemäßen Fall, des
Halteringsegments und der Störleiste.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform ist das federnd einrastbare
Verbindungselement als eine den Haltering umgreifende Klammer ausgeführt. Die
Arretierelemente greifen dabei in die Störleiste ein.
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In
einer weiteren Ausgestaltung ist das federnd einrastbare Verbindungselement
durch einen teilweise durch eine Öffnung des Halterings
bzw. Halteringsegments hindurchführbaren Dorn ausgeführt. Der
Dorn besitzt auf dem der Störleiste zugewandten Teil mindestens
ein Arretierelement, das wiederum in eine Arretieröffnung
der Störleiste eingreift. Auf der anderen Seite weist der
Dorn eine Verdickung ähnlich eines Schraubenkopfes auf,
die das Halteringsegment hält.
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Das
federnd einrastbare Verbindungselement kann in den Haltering bzw.
in das Halteringsegment und/oder in die Störleiste integriert
sein. Durch diese Ausführungsform wird die Teilevielfalt
noch weiter reduziert. Dabei kann es ausreichend sein, wenn an diese
Bauteile die Arretierelemente federnd angebracht sind oder federnd
ausgeführt sind und an dem jeweils anderen zu verbindenden
Bauteil sich die Arretieröffnungen befinden.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform weisen die Störleisten
Arretieröffnungen zur Aufnahme des Arretierelements auf.
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In
einer praktischen Ausführung ist die Anzahl der Arretieröffnungen
gleich der Anzahl der Arretierelemente.
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Es
kann jedoch in einer bevorzugten Ausführung auch die Anzahl
der Arretieröffnungen größer sein als
die Anzahl der Arretierelemente. Dies gilt insbesondere für
den Fall, dass die Arretieröffnungen in den Störleisten
sind. Dadurch kann der Abstand der Halteringe in axialer Richtung
flexibel und variabel eingestellt werden, ohne Veränderungen
an der Leiste vornehmen zu müssen. So kann beispielsweise der
Abstand in den Randbereichen des Trockenzylinders kleiner als im
mittleren Bereich gewählt sein.
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Vorteilhaft
ist, wenn die Störleisten aus U-förmigen Leisten
bestehen und die offene Seite einer U-förmigen Leiste zur
Mantelfläche des Trockenzylinders gerichtet ist.
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Zweckmäßigerweise
bestehen die Halteringe aus U-förmigen Leisten.
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Gemäß einer
praktischen Ausführungsform sind zwischen den Haltesegmenten
Spannelemente angeordnet. Besteht der Haltering aus nur einem Halteringsegment,
so ist das Spannelement zwischen den Enden des Halteringsegments
angeordnet und schließt das Halteringsegment zu einem Haltering. Die
Spannelemente sind in einer bevorzugten Variante als Spiralfedern,
die mittels einer Schraube eingestellt werden können, ausgeführt.
Es ist auch denkbar, dass das Spannelement als eine an das Halteringsegment
geformte Biegefeder ausgeführt ist.
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In
einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sind die Längen
der Störleisten kürzer als die Länge
L der Mantelfläche in axialer Richtung des Innenraumes
des Trockenzylinders. Dies kann vorteilhaft für eine Modulbauweise
des Leistenkäfigs, bestehend aus Störleisten und
Halteringen mit Spannelementen und Verbindungselementen, genutzt
werden. Für die Ausrüstung eines Trockenzylinders
mit einem Leistenkäfig können somit mehrere gleichartige
Leistenkäfigmodule eingesetzt werden. Es müssen
lediglich die Längen der Leistenkäfige in den Randbereichen
an die Länge des Trockenzylinders angepasst werden. In
einer bevorzugten Ausführungsform betragen die Längen
der einzelnen Störleisten und somit eines Leistenkäfigmoduls
2 Meter. Der Leistenkäfig besteht somit aus mindestens
zwei Leistenkäfigmodulen. Durch die Modulbauweise wird die
Fertigung vereinfacht und die Fertigungskosten werden gesenkt.
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Ein
weiterer Aspekt der Erfindung betrifft eine Vorrichtung, insbesondere
einen Leistenkäfig, zum Einbau in einen Trockenzylinder
umfassend mindestens einen Haltering mit Spannelement und am Außenumfang
des Halteringes angebrachte Störleisten. Dieser Aspekt
der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass der mindestens eine
Haltering zumindest mit einem Teil der Störleisten durch
ein federnd einrastbares Verbindungselement formschlüssig
verbunden ist.
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Des
Weiteren betrifft die Erfindung auch ein Verfahren zum Einbau einer
Vorrichtung in den eine Mantelfläche aufweisenden Innenraum
eines Trockenzylinders, umfassend mindestens einen Haltering mit
Spannelement und am Außenumfang des Halteringes angebrachte
Störleisten. Das Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass
zumindest ein Teil der Vorrichtung außerhalb des Trockenzylinders
vormontiert und anschließend in den Innenraum des Trockenzylinders
eingebracht und für den Fall der teilweisen Vormontage
fertig montiert, sowie durch Spannen der Spannelemente gegen die
Mantelfläche gespannt wird.
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Störleisten
und Halteringe können aus gleichen oder verschiedenen Werkstoffen
bestehen. Zweckmäßige Werkstoffe sind metallische
Werkstoffe, wie Stahl, Edelstahl, Messing oder nichtmetallische
Werkstoffe wie beispielsweise Kunststoffe, faserverstärkte
Werkstoffe usw..
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Weitere
Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden
Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme
auf die Zeichnung.
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Es
zeigen
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1 einen
Ausschnitt eines beispielhaften, erfindungsgemäßen
dampfbeheizbaren Trockenzylinders.
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2 eine
beispielhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Leistenkäfigs im Querschnitt senkrecht zur Längsachse.
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3 eine
beispielhafte, erfindungsgemäße Ausführungsform
des Verbindungselements im Längsschnitt einer Störleiste
während der Montage
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4 eine
beispielhafte erfindungsgemäße Ausführungsform
des Verbindungselements im Längsschnitt einer Störleiste
in montiertem Zustand
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5 die
erfindungsgemäße Ausführungsform des
Verbindungselements entsprechend der 4 in perspektivischer
Darstellung.
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6 eine
weitere erfindungsgemäße Ausführungsform
des Verbindungselements in perspektivischer Darstellung.
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Die 1 zeigt
einen Ausschnitt eines erfindungsgemäßen, dampfbeheizbaren
Trockenzylinder 1 einer Papiermaschine mit einem in dessen
Innenraum eingebauten Leistenkäfig 10. Die Störleisten 2 sind
axial, das heißt parallel zur Längsachse des Trockenzylinders 1,
angeordnet und mit vier Halteringen 3 an die Mantelfläche 1.1 angepresst.
Die Halteringe 3 setzen sich aus Halteringsegmenten 3.1 zusammen.
Zur Erzeugung der radialen Spannkraft auf die Störleisten 2 werden
die Halteringsegmente durch Spiralfedern 4 auseinandergedrückt.
In diesem Beispiel ist jeder Kreuzungspunkt zwischen Halteringsegment 3.1 und
Störleiste 4 mit einer das Halteringsegment 3.1 umgreifenden
Klammer 5 als Verbindungselement ausgestattet. Die Halteringe 3 sind äquidistant
angeordnet. Zweckmäßigerweise sind sie in den
Randbereichen enger angeordnet als im mittleren Bereich. Der dargestellte
Leistenkäfig 10 kann für breitere Papiermaschinen
auch einen Leistenkäfigmodul bilden. Der Leistenkäfig
von breiten Trockenzylindern wird dann durch mehrere nebeneinander
angeordnete Leistenkäfigmodule 10 gebildet. Diese
Leistenkäfigmodule 10 sind dann vorzugsweise gleich
breit. Somit können gleiche Module zu einem Leistenkäfig
kombiniert werden. Für den Fall, dass die Länge
des Innenraumes des Zylinders nicht dem ganzzahligen Vielfachen
der Breite eines Leistenkäfigmoduls entspricht, wird die
fehlende Länge mit einem Leistenkäfig mit angepasster
Breite bestückt.
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In
der 2 ist ein Leistenkäfig 10 schematisch
im Querschnitt senkrecht zur Längsachse des Trockenzylinders 1 dargestellt.
Der Haltering 3 besteht aus 3 Halteringsegmenten 3.1,
die über als Spiralfedern 4 ausgebildeten Spannelementen
in Wirkverbindung stehen. Die Störleisten 2 sind
am Außenumfang des Halteringes 3 angeordnet. In
diesem Beispiel sind die Störleisten als Vierkantprofile
ausgeführt. In alternativen Ausführungen können
sie jedoch auch als U-Profile oder Rohre mit quadratischem Querschnitt
ausgebildet sein.
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In
der 3 ist ein Teilschritt der Montage eines Verbindungselementes 5 am
Beispiel einer Klammer 5 im Schnitt dargestellt. Die Klammer 5 wird am
Kreuzungspunkt von Haltering 3 und Störleiste 2 mit
der offenen Seite über den Haltering 3 geschoben.
Dabei spreizen sich die federnd angebrachten Arretierelemente 9 auf.
Die Spreizung bleibt solange erhalten, bis die Arretierelemente 9 die
Arretieröffnungen 8 passiert haben. In diesem
Beispiel besitzt die Klammer 5 ein geformtes Fixierelement 6 das
bei der Montage der Klammer in die Fixieröffnung 7 eingreift
und so die Klammer in Position hält.
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Die
Arretierelemente 9 sind in Form einer Welle ausgeführt,
welche in montiertem Zustand zurückfedert und die Störleiste 2 im
Bereich der Arretieröffnung 8 hintergreift und
so den Formschluss mit der Störleiste 2 herstellt.
Die Störleiste 2 und der Haltering 3 sind
als U-Profil ausgeführt. Die offene Seite der Störleiste 2 ist
so angeordnet, dass sie im in den Trockenzylinder eingebauten Zustand
zur Mantelfläche 1.1 zeigt.
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Die 4 zeigt
den montierten Zustand der in 3 beschriebenen
Klammer 5 ebenfalls in einer geschnittenen Darstellung.
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In
der 5 ist die Ausführung der 4 in perspektivischer
Darstellung gezeigt.
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Die 6 zeigt
eine alternative Ausführungsform des Verbindungselements 5.1 in
perspektivischer Darstellung. Das federnd einrastbare Verbindungselement 5.1 ist
als Dorn 5.1 ausgeführt, der teilweise durch eine Öffnung 8.1 des
Halterings 3 bzw. Halteringsegments 3.1 hindurch
geführt werden kann. Der Dorn 5.1 besitzt auf
dem der Störleiste 2 zugewandten Teil mindestens
ein Arretierelement 9.1, das wiederum in eine Arretieröffnung 8.1 der Störleiste 2 eingreift.
Auf der anderen Seite weist der Dorn 5.1 eine Verdickung ähnlich
eines Schraubenkopfes auf, die im montierten Zustand das Halteringsegment 3.1 hält.
In diesem Beispiel ist eine Arretieröffnung 8.1 in
der Störleiste pro Verbindungselement 5.1 ausreichend.
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- 1
- Trockenzylinder
- 1.1
- Mantelfläche
- 2
- Störleiste
- 3
- Haltering
- 3.1
- Haltesegment
- 4
- Spannelement
- 5
- Verbindungselement
- 5.1
- Verbindungselement
- 6
- Fixierelement
- 7
- Zentrieröffnung
- 7.1
- Zentrieröffnung
- 8
- Arretieröffnung
- 8.1
- Arretieröffnung
- 9
- Arretierelemente
- 9.1
- Arretierelemente
- 10
- Vorrichtung,
Leistenkäfig
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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