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Die
Erfindung betrifft eine mit Dampf beheizbare Hohl-Walze nach dem
Oberbegriff des Anspruches 1.
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Eine
derart mit Dampf beheizbare Hohl-Walze wird beispielsweise bei der
Herstellung von Wellpappe als sogenannte Riffelwalze eingesetzt,
wie es aus der
EP 0
917 949 B1 (entsprechend
US
6 092 579 ) bekannt ist. Des Weiteren werden derartige mit Dampf
beheizbare Hohl-Walzen als sogenannte Vorheiz-Walzen in Wellpappeanlagen
eingesetzt, um Papierbahnen vorzuheizen. Weitere Einsatzgebiete befinden
sich auf anderen Gebieten der Technik; regelmäßig
werden solche Hohl-Walzen zum Erwärmen oder Erhitzen von
in Bahnen über sie geführten Materialien eingesetzt.
Hierbei wird einerseits Dampf, in der Regel Satt-Dampf oder überhitzter Dampf
in die Innen-Hohl-Walze eingeblasen. Er gibt seine Wärme über
die Innen-Wand der Hohl-Walze an deren Mantel ab, wobei der Wasser-Dampf
kondensiert. Das Kondensat sammelt sich aufgrund der Schwerkraft
sowie der Fliehkraft der sich drehenden Hohl-Walze an deren Innen-Wand.
Diese Kondensat-Schicht wirkt isolierend und stört somit
den Wärmeübergang vom Dampf auf die Walze. Zum
Abführen des Kondensats wird ein Siphon-Rohr verwendet,
dessen Absang-Öffnung sich in der Nähe der Innen-Wand
der Hohl-Walze befindet. Der Abstand der Absang-Öffnung
des Siphon-Rohres von der Innen-Wand der Hohl-Walze ist entscheidend
für die im Innen-Raum der Hohl-Walze befindliche Restmenge an
Kondensat. Außerdem kann beim Anliegen eines Siphon-Rohres
an der Innen-Wand des Walzen-Mantels sich die Absang-Öffnung
einschleifen, so dass das Siphon-Rohr dicht an der Innen-Wand anliegt
mit der Folge, dass Kondensat nicht mehr abgesaugt werden kann.
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Bei
einer derartigen aus der
EP
0 922 921 B1 bekannten mit Dampf beheizbaren Hohl-Walze
besteht das Siphon-Rohr aus einem äußeren, starren Stützrohr
und einem darin verschiebbar gelagerten, flexiblem Einsatzrohr,
wodurch der Abstand der Absang-Öffnung zur Innen-Wand der
Hohl-Walze einstellbar ist. In der Praxis hat sich gezeigt, dass
eine Einstellung des Abstandes der Absang-Öffnung von der
Innen-Wand der Hohl-Walze nur bei stehender Hohl-Walze, also in
Betriebspausen, möglich ist.
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Der
Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine mit Dampf beheizbare
Hohl-Walze der gattungsgemäßen Art so auszugestalten,
dass eine exakte Einstellung des Abstandes zwischen Absang-Öffnung
und Innen-Wand der Hohl-Walze auch während des Betriebes
der Hohl-Walze möglich ist.
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Diese
Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die im
Kennzeichnungsteil des Anspruches 1 angegebenen Merkmale gelöst.
Da die Einstellung des Abstandes zwischen der Innen-Wand der Hohl-Walze
und der Absaug-Öffnung des Siphon-Rohres durch eine Verschwenkung
der außerhalb der Hohl-Walze liegenden, und sich nicht
mit dieser drehenden Dreh-Durchführung vorgenommen wird,
ist eine solche Verstellung auch während des oft hochtourigen
Betriebs einer solchen Hohl-Walze ohne Weiteres möglich.
Auch Nachjustierungen während des Betriebes sind möglich,
ohne dass eine Fertigungs-Anlage, in der sich die beheizbare Hohl-Walze
befindet, angehalten werden muss. Ein Anliegen des Siphon-Rohres
an der Hohl-Walze und damit eine Einschleifen kann damit vermieden
werden. Das Einstellung des Abstandes der Absang-Öffnung
von der Innen-Wand kann während des Betriebes in der Weise
erfolgen, dass das Siphon-Rohr mit seiner Absang-Öffnung
gegen die Innen-Wand der Hohl-Walze angelegt wird. Dies kann akustisch
oder durch Schwingungs-Messung erfasst werden. Anschließend
wird die Dreh-Durchführung um einen vorgegebenen Winkel
verstellt, womit exakt die Höhe des Spaltes zwischen Absaug-Öffnung
und Innen-Wand festgelegt wird. Hierzu kann an der Dreh-Durchführung
eine entsprechende Anzeige angebracht werden.
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Die
Ansprüche 2 bis 4 geben vorteilhafte Ausgestaltungen der
Dreh-Durchführung wieder.
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Die
Ansprüche 5 bis 9 geben verschiedene vorteilhafte Ausgestaltungen
einer Schwenk-Verstell-Einrichtung für die Dreh-Durchführung
wieder.
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Vorteilhafte
Weiterbildungen nach den Ansprüchen 10 bis 12 ermöglichen,
dass die Absang-Öffnung auch in Umfangs-Richtung, und zwar in
Dreh-Richtung der Hohl-Walze verschwenkt und festgestellt werden
kann, was im Hinblick auf die hohen Umfangsgeschwindigkeiten derartiger
Hohl-Walzen in den entsprechenden Anlagen den Vorteil hat, dass
Kondensat aufgrund der Mitnahme an der Innen-Wand der Hohl-Walze
nicht am untersten Walzen-Grund, sondern weiter oben abgesaugt wird.
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Weitere
Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus
der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen
anhand der Zeichnung. Es zeigt:
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1 einen
vertikalen Längsschnitt durch eine Hohl-Walze nach der
Erfindung in einer Betriebsstellung mit an der Innen-Wand der Hohl-Walze befindlicher
Absang-Öffnung des Siphon-Rohres,
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2 die
Hohl-Walze gemäß 1 mit maximal
hoch geschwenktem Siphon-Rohr,
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3 eine
Draufsicht auf die Hohl-Walze nach den 1 und 2 entsprechend
dem Sichtpfeil III in den 1, 2 und 4,
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4 eine
Seiten-Längs-Ansicht der Hohl-Walze nach den 1 bis 3 entsprechend dem
Sichtpfeil IV in 3,
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5 eine
Hohl-Walze entsprechend der Darstellung in 4 mit gegenüber
den 1 bis 4 geänderter Schwenk-Verstell-Einrichtung,
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6 eine
abgeänderte Ausführungsform der Hohl-Walze in
einer Darstellung gemäß 1 mit einer
Dreh-Verstell-Einrichtung,
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7 die
Hohl-Walze gemäß 6 in einer Darstellung
gemäß 4,
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8 eine
Stirnansicht der Hohl-Walze nach den 6 und 7 entsprechend
dem Sichtpfeil VIII in den 6 und 7 mit
unverdrehtem Siphon-Rohr, und
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9 eine
Darstellung entsprechend 8 mit in Dreh-Richtung der Hohl-Walze
verdrehtem Siphon-Rohr.
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Die
in der Zeichnung dargestellte heizbare Hohl-Walze 1 weist
einen im Wesentlichen zylindrischen Walzen-Mantel 2 auf,
der durch zwei Stirnwände 3 und 4 dampfdicht
abgeschlossen ist. An beiden Stirnwänden 3, 4 sind
konzentrisch zur Mittel-Längs-Achse 5 der Hohl-Walze 1 Lager-Zapfen 6, 7 angebracht,
die mit Wälz-Lagern 8, 9 in Lager-Böcken 10, 11 gelagert
sind. Die Hohl-Walze 1 ist also drehbar gelagert. Derartige
Hohl-Walzen sind in der Regel drehantreibbar. Ein solcher in der
Zeichnung nicht dargestellter Drehantrieb kann über den
in der Zeichnung links dargestellten Lager-Zapfen 6 erfolgen.
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Der
in der Zeichnung rechts dargestellte Lager-Zapfen 7 ist
hohl ausgebildet. Durch ihn wird entsprechend dem Strömungs-Richtungs-Pfeil 12 von einer
nicht dargestellten Wasser-Dampf-Quelle kommender Wasser-Dampf in
die Hohl-Walze 1 eingeführt, wodurch der Walzen-Mantel 2 beheizt
wird. Durch diesen Heiz-Vorgang und die damit verbundene Wärmeabgabe
des Dampfes kondensiert der Wasser-Dampf. Das Kondensat wird aus
dem unteren Bereich des Innen-Raums 13 der Hohl-Walze 1 mittels
eines sogenannten Siphon-Rohres 14 abgesaugt, wobei die
Absaug-Richtung durch den Strömungs-Richtungs-Pfeil 15 angedeutet
ist. An das Siphon-Rohr 14 ist eine nicht dargestellte
Unterdruck-Quelle angeschlossen.
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Die
Wasser-Dampf-Zuführung und die Kondensat-Absaugung erfolgt über
eine sogenannte Dreh-Durchführung 16. Diese weist
ein undrehbares Gehäuse 17 auf, das im Wesentlichen
konzentrisch zur Achse 5 angeordnet ist und das an seinem
außenliegenden Boden 18 das fest mit ihm verbundene Siphon-Rohr 14 trägt.
In das Gehäuse 17 mündet ein Dampf-Zuführ-Stutzen 19 ein.
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Das
Gehäuse 17 der Dreh-Durchführung 16 ist
mittels eines Kugel-Kalotten-Lagers 20 drehbar und gegenüber
der Achse 5 verschwenkbar mit dem Lager-Zapfen 7 verbunden.
Das Lager 20 weist eine zylindrische Innen-Wand 21 auf,
so dass zum einen das Siphon-Rohr 14 auch von dem Kugel-Kalotten-Lager 20 frei
ist und weiterhin zwischen dem Siphon-Rohr 14 und dem Gehäuse 17 bzw.
dem Lager-Zapfen 7 ein Ring-Kanal 22 zur Zuführung
des Wasser-Dampfes vom Stutzen 19 in den Innen-Raum 13 der
Hohl-Walze 1 gegeben ist. Das Kugel-Kalotten-Lager 20 kann
aus einem geeigneten Kunststoff bestehen, so dass es gleichzeitig
gegenüber dem jeweils aus Metall bestehenden Gehäuse 17 einerseits
und dem Lager-Zapfen 7 andererseits anliegt und so eine
Dampf-Dichtung nach außen bildet. Selbstverständlich
können aber auch andere geeignete Dichtungen vorgesehen
sein.
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Bei
der Betriebsstellung gemäß 1 verläuft
die Haupt-Längs-Achse 23 des Siphon-Rohres 14 fluchtend
mit der Mittel-Längs-Achse 5 der Hohl-Walze 1.
In dieser Position des Siphon-Rohrs 14 hat dessen innere
untere Absang-Öffnung 24 einen Minimal-Abstand
a zur Innen-Wand 25 der Hohl-Walze 1. In der in 2 dargestellten
Lage des Siphon-Rohres 14 ist dessen Haupt-Längs-Achse 23 um
einen Schwenk-Winkel α gegenüber der Mittel-Längs-Achse 5 verschwenkt,
so dass die Absaug-Öffnung 24 einen größeren
Abstand b zur Innen-Wand 25 hat. Dieser Winkel α kann
bis zu 5° betragen. In der Regel wird der Winkel α ≤ 2° sein.
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Eine
manuell zu betätigende Schwenk-Verstell-Einrichtung für
das Siphon-Rohr 14 ergibt sich aus den 3 und 4.
In an dem hohlen Lager-Zapfen 7 lagernden Lager-Bock 11 sind
in einer horizontalen Ebene, in der sich auch die Mittel-Längs-Achse 5 befindet,
beiderseits des Lager-Zapfens 7 und des Gehäuses 17 Lager-Stäbe 26, 27 geschraubt.
Auf diesen Lager-Stäben 26, 27 ist das
Gehäuse 17 der Dreh-Durchführung 16 mittels kugeliger
Schwenk-Lager 28 schwenkbar gelagert, so dass die zuvor
im Hinblick auf die 1 und 2 geschilderten
Schwenkbewegungen ausgeführt werden können. Die
beiden kugeligen Schwenk-Lager 28 haben eine gemeinsame
horizontale Schwenk-Achse 29, die fluchtend mit der Mittel-Schwenk-Achse 30 des
Kugel-Kalotten-Lagers 20 verläuft.
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Die
Schwenk-Verstellung und -Feststellung der Dreh-Durchführung 16 mit
Siphon-Rohr 14 erfolgt bei dem Ausführungsbeispiel
nach den 1 bis 4 mittels
zwei Paaren von Stell-Schrauben 31, 32, die in
entsprechenden seitlich vorspringenden Widerlagern 33, 34 gelagert
sind und gegen die Lager-Stäbe 26 bzw. 27 anliegen.
Durch entsprechendes Herausdrehen der oberen Stell-Schrauben 31 aus
den entsprechenden oberen Widerlagern 33 und entsprechendes
Hineinschrauben der jeweiligen unteren Stell-Schraube 32 in
das entsprechende untere Widerlager 34 wird das Gehäuse 17 der
Dreh-Durchführung 16 aus der in 1 dargestellten
Position in die in 2 dargestellte Position verschwenkt
und dort jeweils fixiert. Eine Sicherung dieser Position erfolgt über
Konter-Muttern 35.
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Bei
der abgewandelten Ausführungsform nach 5 ist
eine motorische Verstellung und Feststellung der Dreh-Durchführung 16 möglich.
Bei dieser Schwenk-Verstell-Einrichtung weisen die Lager-Stäbe 26', 27' nur
die kugeligen Schwenk-Lager 28 auf. Anstelle der Stell-Schrauben 31, 32 ist
ein Linear-Antrieb 36 in Form eines hydraulisch oder pneumatisch
beaufschlagbaren Kolben-Zylinder-Antriebs vorgesehen, bei dem das
eine untere Ende des Zylinders 37 schwenkbar an einem ortsfesten
Lager 38 angelenkt ist, während die Kolbenstange 39 im
unteren Bereich des Gehäuses 17 mittels eines
Lagers 40 angelenkt ist. Durch entsprechende Beaufschlagung des
Zylinders 37 mit Druckfluid wird die Kolbenstange 39 relativ
zum Zylinder 37 verstellt, wodurch wiederum das Gehäuse 17 der
Dreh-Durchführung 16 in der geschilderten Weise
verstellt wird. Durch hydraulische Verriegelung erfolgt gleichzeitig
eine Festsetzung des Gehäuses 17 in dieser gewünschten
Position.
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Die
Ausführungsform nach den 6 bis 9 unterscheidet
sich von der nach den 1 bis 4 dadurch,
dass nicht nur der Spalt 41 zwischen der Absang-Öffnung 24 des
Siphon-Rohres 14 und der Innen-Wand 25 der Hohl-Walze 1 verstellt
werden kann, sondern dass auch das Siphon-Rohr 14 mittels
einer Dreh-Verstell-Einrichtung um seine Haupt-Längs-Achse 23 verschwenkt
werden kann, so dass die Öffnung 24 sich nicht
in der vertikalen Längs-Mittel-Ebene 42 der Hohl-Walze 1 befindet, wie
beim Ausführungsbeispiel nach den 1 bis 4 oder
bei der Stellung gemäß 8, sondern
in einer hierzu um einen Dreh-Winkel β geneigten Längs-Mittel-Ebene 43 gemäß 9.
Um dies zu ermöglichen, ist am Lager-Bock 11' ein
Ring-Lager 44 ausgebildet, auf dem eine Ring-Scheibe 45 drehbar gelagert
ist. Die Ring-Scheibe 45 ist – wie die 6, 8 und 9 erkennen
lassen – mittels zwei in der vertikalen Längs-Mittel-Ebene 42 angeordneten Schrauben 46 am
Lager-Bock 11' gehalten. Die Schrauben 46 durchsetzen
sich in Umfangsrichtung der Ring-Scheibe 45 erstreckende
Lang-Löcher 47, so dass – entsprechend
der Länge der Lang-Löcher 47 – die
Ring-Scheibe 45 um den Winkel β in Umfangsrichtung
verstellt werden kann, der dem Winkel zwischen den Ebenen 42 und 43 entspricht.
Die Lager-Stäbe 26'' und 27'' sind in
diesem Fall an der Ring-Scheibe 45 befestigt. Ansonsten
ist der Aufbau wie zu den 1 bis 4 beschrieben.
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Durch
die Verstellmöglichkeit der Ring-Scheibe 45 kann
das Gehäuse 17 der Dreh-Durchführung 16 mit
dem Siphon-Rohr 14 um seine Haupt-Längs-Achse 23 verschwenkt
werden, so dass die Öffnung 24 in Dreh-Richtung 48 der Hohl-Walze 1 verstellt
werden kann. Hierdurch kann – insbesondere bei hochtourig
angetriebenen Hohl-Walzen 1 – berücksichtigt
werden, dass das erwähnte Kondensat in Dreh-Richtung 48 mitgenommen wird.
Eine Einstellung des Abstandes b der Absang-Öffnung 24 von
der Innen-Wand 25 der Hohl-Walze 1, das heißt
eine Einstellung der Weite des Spaltes 41, erfolgt auch
hierbei über die beiden Paare von Stell-Schrauben 31, 32.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
-
- - EP 0917949
B1 [0002]
- - US 6092579 [0002]
- - EP 0922921 B1 [0003]