DE102015200896A1

DE102015200896A1 - Trockenzylinder

Info

Publication number: DE102015200896A1
Application number: DE102015200896.7A
Authority: DE
Inventors: Marco Brujas; Robson Consolato; Olavo Narciso Garcia
Original assignee: Voith Patent GmbH
Current assignee: Voith Patent GmbH
Priority date: 2015-01-21
Filing date: 2015-01-21
Publication date: 2016-02-11
Also published as: CN105803845B; CN105803845A

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Trockenzylinder (1) zum Trocknen einer Faserstoffbahn, insbesondere einer Papier-, Karton- oder Tissuebahn, umfassend einen Zylindermantel (2) aus Stahl, insbesondere aus geschmiedetem Stahl oder Stahlguss, mit zwei axialen Enden (2.1, 2.2), der einen Zylinderaußendurchmesser (2.3) und einen Zylinderinnendurchmesser (2.4) aufweist, sowie jeweils einen, dem jeweiligen axialen Ende (2.1, 2.2) zugeordneten Stirndeckel (5, 6), wobei jeder Stirndeckel (5, 6) einen Lagerzapfen (7, 8) zur drehbaren Lagerung des Trockenzylinders (1) aufweist. Der erfindungsgemäße Trockenzylinder (1) ist dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem jeweiligen axialen Ende (2.1, 2.2) und dem jeweils zugeordneten Stirndeckel (5, 6) ein Flanschring (3, 4) mit einem Flanschringaußendurchmesser (3.1) und einem Flanschringinnendurchmesser (3.2) vorgesehen ist, der mit dem jeweiligen axialen Ende (2.1, 2.2) des Zylindermantels (2) durch Schweißung und mit dem zugeordneten Stirndeckel (5, 6) durch eine Verschraubung (9) verbunden ist. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Herstellung eines Trockenzylinders und die Verwendung eines Trockenzylinders.

Description

Die Erfindung betrifft einen Trockenzylinder zum Trocknen einer Faserstoffbahn, insbesondere einer Papier-, Karton- oder Tissuebahn, umfassend einen Zylindermantel aus Stahl, insbesondere aus geschmiedetem Stahl oder Stahlguss, mit zwei axialen Enden, der einen Zylinderaußendurchmesser und einen Zylinderinnendurchmesser aufweist, sowie jeweils einen, dem jeweiligen axialen Ende zugeordneten Stirndeckel, wobei jeder Stirndeckel einen Lagerzapfen zur drehbaren Lagerung des Trockenzylinders aufweist.
Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Herstellung eines Trockenzylinders und die Verwendung eines Trockenzylinders.
Trockenzylinder dieser Art sind bekannt. Sie werden beispielsweise in Tissuemaschinen zur Herstellung von gekreppten und ungekreppten Sanitärpapieren verwendet. Die Papierbahn wird im Formierbereich aus einer Faserstoffsupension gebildet und zunächst in Walzen- oder Schuhpressen mechanisch bis zu einem bestimmten Trockengehalt entwässert. Anschließend erfolgt eine thermische Trockung bevorzugt auf den Endtrockengehalt. Die thermische Trocknung erfolgt bei Sanitärpapieren durch Trockenzylinder mit sehr großem Durchmesser. Solche als Yankee-Zylinder bezeichnete, dampfbeheizte Trockenzylinder werden aus Gusseisen und auch aus Stahl oder Stahlguss hergestellt. Der Trockenzylinder besteht aus einem zylindrischen Teil, welcher durch Stirndeckel auf beiden Seiten verschlossen ist, wodurch ein Dampfraum gebildet wird. Die Papierbahn umschlingt und berührt den heißen Trockenzylinder und wird durch die freiwerdende Energie des kondensierenden Dampfes im Innern des Trockenzylinders getrocknet. Bei Trockenzylinder aus Stahl können dünnere Wandstärken realisiert werden, wodurch sich ein besserer Trocknungswirkungsgrad ergibt.
Das Dokument EP2476805 B1 beschreibt konstruktive Lösungen hinsichtlich des Aufbaues von Trockenzylindern aus Stahl. Es sind konstruktive Lösungen mit dem Ziel offenbart, die mechanischen Belastungen des Trockenzylinders während der Produktion zu beherrschen. Dabei können die Stirndeckel mit dem zylindrischen Teil des Trockenzylinders verschraubt oder verschweißt sein.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt darin, eine Lösung für einen verbesserten und kostengünstigen Aufbau eines Trockenzylinders aus Stahl vorzuschlagen, sowie ein Verfahren zur kostengünstigen Fertigung des Trockenzylinders anzugeben.
Die erste Teilaufgabe wird zum einen durch die Merkmale des Anspruches 1 und zum anderen durch die Merkmale des Verfahrensanspruches 10 gelöst. Entsprechend Anspruch 1 wird von einem Trockenzylinder zum Trocknen einer Faserstoffbahn, insbesondere einer Papier-, Karton- oder Tissuebahn, ausgegangen, umfassend einen Zylindermantel aus Stahl, insbesondere aus geschmiedetem Stahl oder Stahlguss, mit zwei axialen Enden, der einen Zylinderaußendurchmesser und einen Zylinderinnendurchmesser aufweist, sowie jeweils einen, dem jeweiligen axialen Ende zugeordneten Stirndeckel, wobei jeder Stirndeckel einen Lagerzapfen zur drehbaren Lagerung des Trockenzylinders aufweist. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass zwischen dem jeweiligen axialen Ende und dem jeweils zugeordneten Stirndeckel ein Flanschring mit einem Flanschringaußendurchmesser und einem Flanschringinnendurchmesser vorgesehen ist, der mit dem jeweiligen axialen Ende des Zylindermantels durch Schweißung und mit dem zugeordneten Stirndeckel durch eine Verschraubung verbunden ist.
Durch diese Ausführung kann der Bereich der Verschraubung der Stirndeckel mit dem Zylindermantel unabhängig von der Geometrie des Zylindermantels gestaltet werden, da die Dimensionen der Flanschringe bezüglich Durchmesser und Länge nahezu frei wählbar sind. Dies wirkt sich auch positiv auf die Kosten des Trockenzylinders aus.
In einer praktischen Ausgestaltung kann die Schweißung ausschließlich von der Außenseite des Zylindermantels ausgeführt sein.
Es ist auch möglich, wenn die Schweißung nur an der Innenseite des Zylindermantels ausgeführt ist.
Ferner kann die Schweißung auch von der Außenseite und von der Innenseite des Zylindermantels ausgeführt sein.
In einer weiteren praktischen Ausführung ist der jeweilige Stirndeckel mit dem jeweiligen Flanschring durch mehrere Schrauben in axialer Richtung verschraubt. Vorzugsweise ist zwischen Stirndeckel und Flanschring eine Dichtung vorgesehen ist. Die Wandstärke des Flanschringes, die sich aus der halben Differenz des Flanschringaußendurchmessers und des Flanschringinnendurchmessers ergibt, kann unabhängig von dem Zylindermantel, an die Größe der Schrauben und – falls eine Dichtung vorgesehen ist – auch an die Bauraumanforderungen der Dichtung angepasst werden.
In einer weiteren Ausführungsform sind der Zylinderaußendurchmesser und der Flanschringaußendurchmesser im Wesentlichen gleich.
Ferner ist es möglich, wenn der Flanschringinnendurchmesser kleiner ist als der Zylinderinnendurchmesser.
Der jeweilige Stirndeckel kann zumindest aus einem der folgenden Werkstoffe bestehen: Stahl, geschmiedeter Stahl Stahlguss, Gusseisen.
In möglichen praktischen Ausführungen kann der jeweilige Stirndeckel, in einem Axialschnitt des Trockenzylinders gesehen, eine ebene oder eine elliptische oder eine gewölbte Form, insbesondere eine nach innen des Trockenzylinders gewölbte Form, oder eine Korbbogenboden-Form oder eine Klöpperboden-Form aufweisen.
Der jeweilige Flanschring kann aus zumindest einem der folgenden Werkstoffe bestehen: Stahl, Stahlguss, geschmiedeter Stahl. Bevorzugt besteht der jeweilige Flanschring aus dem gleichen Werkstoff wie der Zylindermantel.
In bestimmten Fällen können die dem jeweiligen axialen Ende des Zylindermantels zugeordneten Stirndeckel über ein, vorzugsweise über ein konzentrisch zum Zylindermantel angeordnetes, Versteifungselement verbunden sein.
Ferner ist es möglich, wenn das Versteifungselement einstückig oder mehrteilig aus verschraubten Segmenten ausgeführt ist.
Das Versteifungselement ist mit den Stirndeckeln verbunden. Die Verbindung kann eine Verschraubung oder einer Verschweißung umfassen.
Das Versteifungselement kann so ausgeführt und dimensioniert sein, dass die Kräfte der Lagerzapfen zumindest teilweise aufgenommen werden.
Es ist auch möglich, die Enden des Versteifungselements, welche mit den Stirndeckeln verbunden sind, konisch oder flach auszuführen. Das Versteifungselement kann Öffnungen zum Durchführen von Leitungen zur Abfuhr von Kondensat aus dem Innern des Trockenzylinders oder Halterungen zur Aufnahme von Hilfskomponenten aufweisen.
Ferner ist es auch vorteilhaft, das Versteifungselement und die beidseitig des Trockenzylinders angeordnete Lagerzapfen als eine einzige Einbaukomponente auszuführen. In diesem Falle weisen die Stirndeckel Öffnungen zum Durchführen und zur Montage der Einbaukomponente auf. Die Einbaukomponente ist mit den Stirndeckeln verbunden, beispielsweise verschraubt oder verschweißt.
Die Lagerzapfen nehmen Lagergehäuse und Lager auf. Die Lagergehäuse sind an der Stuhlung, beispielsweise der Papiermaschine, befestigt.
Während der Trocknung kontaktiert und umschlingt die Faserstoffbahn die durch den Zylinderaußendurchmesser und der Länge des Zylindermantels beschriebene, beheizte Außenfläche des Zylindermantels zumindest teilweise.
Die durch den Zylinderinnendurchmesser und der Länge des Zylindermantels beschriebene Innenfläche des Zylindermantels kann zumindest auf einem Teil der Länge des Zylindermantels mit Nuten ausgeführt sein. Die Nuten erhöhen zum einen den Wärmeübergang bei dampfbeheizten Trockenzylindern. Zum anderen erhöhen sie die Steifigkeit des Zylindermantels. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn Presswalzen gegen die Außenfläche des Zylindermantels wirken.
Es ist auch denkbar, dass die Innenfläche als geschlossene Fläche ausgeführt ist. In diesem Fall weist die Innenfläche keine Nuten oder andere Strukturen auf.
Besonders vorteilhaft kann der Trockenzylinder zur Herstellung von zumindest einer Papiersorte aus der Gruppe Tissuepapiere, einseitig glatte Papiere, graphische Papiere, Karton- und Verpackungspapiere, verwendet werden.
Je nach Verwendung kann der Trockenzylinder als Yankee-Zylinder oder MG-Zylinder oder als Trockenzylinder für die Herstellung von graphischen Papieren oder von Karton- und Verpackungspapieren, ausgeführt sein. Yankee-Zylinder werden zur Herstellung von Tissuepapieren eingesetzt. MG-Zylinder („machine glaze“) werden zur Herstellung von zumindest einseitig glatten Papieren eingesetzt. Die Außenfläche des Zylindermantels ist dabei zur Glättung der Faserstoffbahn sehr glatt ausgeführt. Der Yankee-Zylinder als auch der MG-Zylinder können Durchmesser von 2,5 m bis 6,7 m aufweisen.
Der Trockenzylinder gemäß der Erfindung ist vorteilhaft auch für Trockenzylinder im Durchmesserbereich von kleiner als 2,5 m geeignet.
Die zweite Teilaufgabe wird durch ein Verfahren zur Fertigung eines Trockenzylinders, umfassend die folgenden Schritte, gelöst:

a. Bereitstellen eines Zylindermantels aus Stahl, insbesondere aus geschmiedetem Stahl oder Stahlguss, mit zwei axialen Enden, der einen rohen Zylinderaußendurchmesser und einen rohen Zylinderinnendurchmesser aufweist;
b. Bereitstellen zweier Flanschringe mit einem rohen Flanschringaußendurchmesser und einem rohen Flanschringinnendurchmesser;
c. Verschweißen der axialen Enden des Zylindermantels mit jeweils einem Flanschring;
d. Wärmebehandlung des Zylindermantels mit den angeschweißten Flanschringen;
e. mechanisches Bearbeiten der Innenseite des Zylindermantels vom rohen Zylinderinnendurchmesser auf den Zylinderinnendurchmesser und mechanisches Bearbeiten der Innenseiten der verschweißten Flanschringe vom rohen Flanschringinnendurchmesser auf den Flanschringinnendurchmesser;
f. Mechanisches Bearbeiten der Außenseite des Zylindermantels vom rohen Zylinderaußendurchmesser auf den Zylinderaußendurchmesser; und der Außenseiten der angeschweißten Flanschringe vom rohen Flanschringaußendurchmesser auf den Flanschringaußendurchmesser;
g. Mechanisches Bearbeiten der Stirnseiten der Flanschringe;

Der Vorteil dieses Verfahrens liegt in der kostengünstigen und maßgenauen Fertigung des Trockenzylinders.
Nach dem mechanischen Bearbeiten erfolgen vorzugsweise die Schritte Bereitstellen zweier, dem jeweiligen axialen Ende zugeordneten, insbesondere fertigbearbeiteten, Stirndeckel und Verschrauben der Stirndeckel mit den angeschweißten Flanschringen.
Der Zylindermantel ist vor dem Verschweißen mit den Flanschringen auf die gewünschte Mantellänge vorbearbeitet. Der rohe Zylinderaußendurchmesser und der rohe Zylinderinnendurchmesser weisen Rohmaße im Vergleich zu den entsprechenden Maßen der Endkontur des fertigen Trockenzylinders auf, das bedeutet beispielsweise, dass der rohe Zylinderaußendurchmesser ein Übermaß und der rohe Zylinderinnendurchmesser ein Untermaß aufweist. Entsprechend weist der rohe Flanschringaußendurchmesser ein Übermaß und der rohe Flanschringinnendurchmesser ein Untermaß auf. Nach dem Verschweißen und der Wärmebehandlung werden diese Übermaße und Untermaße durch mechanisches Bearbeiten, beispielsweise durch Drehen oder Fräsen, auf die entsprechenden Maße der Endkontur des fertigen Trockenzylinders gebracht. Hierdurch wird eine sehr gute Maßgenauigkeit erreicht.
In einer praktischen Ausgestaltung erfolgt das Verschweißen in Schritt c. von der Außenseite.
Ferner ist es auch möglich, dass das Verschweißen in Schritt c. von der Außenseite und von der Innenseite erfolgt.
In einer weiteren praktischen Ausführung ist vorgesehen, dass die von der Innenseite durch das Verschweißen angebrachte Schweißnaht zur Erreichung der Endkontur zumindest teilweise mechanisch abgetragen wird.
Gemäß einer weiteren praktischen Ausführung werden vor Schritt c. an den einander gegenüberliegenden und zu verschweißenden Flächen der axialen Enden des Zylindermantels und des jeweiligen zugeordneten Flanschringes durch mechanisches Bearbeiten oder durch Brennschneiden oder durch autogenes Brennschneiden oder durch Lichtbogenausfugen (auch als arc gouging oder gouging-arc bekannt) eine Fuge als Nahtvorbereitung für die Schweißung angebracht.
Bevorzugt wird zumindest eine der Fugenformen für Schweißnähte aus der Gruppe U-Naht, V-Naht, verwendet.
In einer weiteren praktischen Ausgestaltung des Verfahrens werden vor oder nach oder während Schritt e. Nuten und/oder andere Konturen in die Innenfläche des Zylindermantels zumindest auf einem Teil der Länge eingearbeitet.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnung.
Es zeigen
1 eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Trockenzylinders in geschnittener und vereinfachter Darstellung;
2a eine erste Ausführungsform des Ausschnittes „X“ der 1 einer Fertigungssituation in schematischer und vereinfachter Darstellung;
2b eine zweite Ausführungsform des Ausschnittes „X“ der 1 einer Fertigungssituation in schematischer und vereinfachter Darstellung;
2c eine dritte Ausführungsform des Ausschnittes „X“ der 1 einer Fertigungssituation in schematischer und vereinfachter Darstellung;
2d eine vierte Ausführungsform des Ausschnittes „X“ der 1 einer Fertigungssituation in schematischer und vereinfachter Darstellung;
In der 1 ist eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Trockenzylinders 1 zum Trocknen einer Papier- oder Tissuebahn dargestellt. Der Trockenzylinder 1 ist in Papiermaschinen als MG-Zylinder zur Herstellung von beispielsweise einseitig glatten Papieren oder als Yankee-Zylinder in Tissuemaschinen zur Herstellung von sanitären Papieren einsetzbar. Der Trockenzylinder besitzt in diesem Beispiel einen Zylinderaußendurchmesser von 5,4 m und ist dampfbeheizt. Der erfindungsgemäße Trockenzylinder 1 ist jedoch auch für die Trocknung von graphischen Papieren und Karton- und Verpackungspapiere einsetzbar. In diesen Fällen besitzt er einen wesentlich kleineren Durchmesser von beispielsweise 2,2m und kleiner. Für diese Anwendung entfällt das Versteifungselement 13, das konzentrisch zum Zylindermantel 2 angeordnet ist und die Stirndeckel 5, 6 miteinander verbindet.
Der Trockenzylinder 1 umfasst einen Stahl-Zylindermantel 2, der zwei axiale Enden 2.1, 2.2 aufweist. An jedem axialen Ende 2.1, 2.2 ist jeweils ein Flanschring 3, 4 aus Stahl, insbesondere aus geschmiedetem Stahl oder Stahlguss, angeschweißt. Die Schweißung wurde von der Außenseite angebracht, sodass die Schweißnähte außen liegen. Beide Flanschringe 3, 4 weisen parallel zur Zylindermantelachse 10 ausgerichtete Gewinde zur Verschraubung 9 der jeweiligen Stirndeckel 5, 6 mit am Umfang angeordneten Schrauben 9 auf. Je nach Betriebsbedingungen und Belastungen des Trockenzylinders 1 im Betrieb kann der Flanschringinnendurchmesser 3.2 vorteilhafterweise unabhängig vom Zylinderinnendurchmesser 2.4 dimensioniert werden um eine ausreichende Festigkeit der Verschraubung dimensionieren zu können, ohne gleichzeitig einen Zylindermantel mit größerer Wandstärke bereitstellen zu müssen. An den Stirndeckeln 5, 6 sind Lagerzapfen 7, 8 mittels Flansche und Schraubverbindungen zur drehbaren Lagerung des Trockenzylinders 1 verbunden. Die Stirndeckel 5, 6 sind in diesem Beispiel eben, das heißt plan ausgeführt. Sie können auch eine elliptische oder eine gewölbte Form, insbesondere eine nach innen des Trockenzylinders gewölbte Form, oder eine Korbbogenboden-Form aufweisen. Das Versteifungselement 13 ist in diesem Beispiel einstückig ausgeführt und weist Öffnungen zum Durchführen von Leitungen zur Abführung von gebildetem Kondensat an der Innenfläche des Zylindermantels 2 auf. Die durch den Zylinderinnendurchmesser 2.4 und der Länge des Zylindermantels 2 beschriebene Innenfläche des Zylindermantels 2 kann zumindest auf einem Teil der Länge des Zylindermantels 2 mit Nuten 2.7 ausgeführt sein. Die Nuten 2.7 erhöhen zum einen den Wärmeübergang bei dampfbeheizten Trockenzylindern. Zum anderen erhöhen sie die Steifigkeit des Zylindermantels. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn Presswalzen gegen die Außenfläche des Zylindermantels 2 wirken.
Die 2a zeigt eine erste Ausführungsform des Ausschnittes „X“ der 1 einer Fertigungssituation in schematischer und vereinfachter Darstellung für ein axiales Ende 2.1 des Zylindermantels 2, wobei für das zweite axiale Ende 2.2 die folgende Beschreibung entsprechend gilt. Der Zylindermantel 2 ist vor dem Verschweißen mit dem Flanschring 3 auf die gewünschte Mantellänge vorbearbeitet. Der rohe Zylinderaußendurchmesser 2.5 und der rohe Zylinderinnendurchmesser 2.6 weisen Rohmaße im Vergleich zu den entsprechenden Maßen der Endkontur 2.8 des fertigen Trockenzylinders auf. Das bedeutet beispielsweise, dass der rohe Zylinderaußendurchmesser 2.5 ein Übermaß, das bedeutet der rohe Zylinderaußendurchmesser 2.5 ist größer als das Endmaß oder Sollmaß nach dem mechanischen Bearbeiten und der rohe Zylinderinnendurchmesser 2.6 ein Untermaß, das bedeutet der rohe Zylinderinnendurchmesser 2.6 ist kleiner als das Endmaß oder Sollmaß nach dem mechanischen Bearbeiten, aufweist. Entsprechend weist der rohe Flanschringaußendurchmesser 3.3 ein Übermaß und der rohe Flanschringinnendurchmesser 3.4 ein Untermaß auf. Nach dem Verschweißen und der Wärmebehandlung werden diese Übermaße und Untermaße durch mechanisches Bearbeiten, beispielsweise durch Drehen oder Fräsen, auf die entsprechenden Maße der gewünschten Endkontur 2.8 des fertigen Trockenzylinders 2 gebracht. Hierdurch wird eine sehr gute Maßgenauigkeit erreicht. Der Verlauf der Endkontur 2.8 ist durch die dünne Linie 2.8 verdeutlicht.
Ebenso wird die Stirnfläche des Flanschringes 3, auf welcher der Stirndeckel 5 im montierten Zustand aufliegt, mechanisch auf das gewünschte Maß bearbeitet. Der Stirndeckel 3 ist in gestrichelten Linien angedeutet. In diesem Beispiel ist der Zylindermantel 2 nur von der Außenseite mit dem Flanschring 3 verschweißt. Vor dem Verschweißen wird an den einander gegenüberliegenden und zu verschweißenden Flächen des axialen Endes 2.1 des Zylindermantels 2 und des Flanschringes 3 durch mechanisches Bearbeiten oder durch andere Bearbeitungsverfahren, wie beispielsweise Brennschneiden oder autogenes Brennschneiden oder Lichtbogenausfugen (auch als arc gouging oder gouging-arc bekannt) eine Fuge 11 als Nahtvorbereitung für die Schweißung angebracht. Die Fugenform ist als U-Naht ausgeführt. Die Tiefe der Fuge 11 ist kleiner als die Wandstärke des Zylindermantels, so dass sich die einander gegenüberliegenden und zu verschweißenden Flächen des axialen Endes 2.1 des Zylindermantels 2 und des Flanschringes 3 in dem Bereich ohne Fuge 11 berühren. In den Zylindermantel 2 sind in einem Nutbereich ringförmige Nuten 2.7 als Teil der Endkontur 2.8 eingearbeitet. Der Nutbereich erstreckt nicht über die gesamte Länge des Zylindermantels 2. Im Randbereichen ist im Bereich der Schweißnaht nach dem Verschweißen eine Übergangskontur eingearbeitet. Dabei wird der Bereich der sich berührenden Flächen vollständig abgetragen, so dass die Verbindung zwischen Zylindermantel 2 und Flanschring 3 vollständig durch die Schweißnaht hergestellt wird.
Die 2b zeigt eine zweite Ausführungsform des Ausschnittes „X“ der 1 einer Fertigungssituation in schematischer und vereinfachter Darstellung. Diese Ausführungsform unterscheidet sich von der 2a lediglich in der Fugenform der Fuge 11. In diesem Beispiel ist die Fugenform als V-Naht ausgeführt.
Die Bezugszeichen für einander entsprechende Elemente der 2a gelten für die 2b, 2c und 2d entsprechend. Bezüglich der Beschreibung gleicher Merkmale wird auf die Beschreibung der 2a verwiesen.
Die 2c zeigt eine dritte Ausführungsform des Ausschnittes „X“ der 1 einer Fertigungssituation in schematischer und vereinfachter Darstellung. Im Gegensatz zu den beiden vorangegangen Beispielen wird der Zylindermantel 2 und der Flanschring 3 durch jeweils eine von der Außenseite und von der Innenseite ausgeführte Schweißung verbunden. Vor dem Verschweißen wird an den einander gegenüberliegenden und zu verschweißenden Flächen des axialen Endes 2.1 des Zylindermantels 2 und des Flanschringes 3 durch mechanisches Bearbeiten oder durch andere Bearbeitungsverfahren, wie beispielsweise Brennschneiden oder autogenes Brennschneiden oder Lichtbogenausfugen (auch als arc gouging oder gouging-arc bekannt), von außen eine Fuge 11 und von innen eine Fuge 12 als Nahtvorbereitung für die Schweißungen angebracht. Die Fugenformen der Fuge 11 und Fuge 12 sind als V-Naht ausgeführt. Die Summe der Tiefen der Fuge 11 und Fuge 12 ist kleiner als die Wandstärke des Zylindermantels, so dass sich die einander gegenüberliegenden und zu verschweißenden Flächen des axialen Endes 2.1 des Zylindermantels 2 und des Flanschringes 3 in dem Bereich ohne Fuge 11 berühren. Im Randbereichen ist im Bereich der inneren Schweißnaht nach dem Verschweißen eine Übergangskontur eingearbeitet. Dabei wird die Schweißung von der Innenseite vollständig oder teilweise abgetragen, so dass die Verbindung zwischen Zylindermantel 2 und Flanschring 3 vollständig oder nur teilweise durch die Schweißnaht von der Außenseite hergestellt wird. Die Schweißung von der Innenseite stellt also bei der vollständigen Abtragung nur eine Hilfsschweißung für die Fertigung des Trockenzylinders 2 dar.
Die 2d zeigt eine vierte Ausführungsform des Ausschnittes „X“ der 1 einer Fertigungssituation in schematischer und vereinfachter Darstellung. Der Zylindermantel 2 und der Flanschring 3 werden ebenfalls durch jeweils eine von der Außenseite und von der Innenseite ausgeführte Schweißung verbunden. Vor dem Verschweißen wird an den einander gegenüberliegenden und zu verschweißenden Flächen des axialen Endes 2.1 des Zylindermantels 2 und des Flanschringes 3 durch mechanisches Bearbeiten von außen eine Fuge 11 und von innen eine Fuge 12 als Nahtvorbereitung für die Schweißungen angebracht. Die Fugenform der Fuge 11 ist als U-Form und die Fugenform der Fuge 12 ist als V-Naht ausgeführt. Die Summe der Tiefen der Fuge 11 und Fuge 12 ist gleich oder kleiner als die Wandstärke des Zylindermantels, so dass sich die einander gegenüberliegenden und zu verschweißenden Flächen des axialen Endes 2.1 des Zylindermantels 2 und des Flanschringes 3 auf einer Linie berühren. Im Randbereichen ist im Bereich der inneren Schweißnaht nach dem Verschweißen eine Übergangskontur eingearbeitet. Dabei wird die Schweißung von der Innenseite vollständig oder teilweise abgetragen, so dass die Verbindung zwischen Zylindermantel 2 und Flanschring 3 vollständig oder nur teilweise durch die Schweißnaht von der Außenseite hergestellt wird. Die Schweißung von der Innenseite stellt also bei der vollständigen Abtragung nur eine Hilfsschweißung für die Fertigung des Trockenzylinders 2 dar.
Bezugszeichenliste

1: Trockenzylinder
2: Zylindermantel
2.1: axiales Ende des Zylindermantels
2.2: axiales Ende des Zylindermantels
2.3: Zylinderaußendurchmesser
2.4: Zylinderinnendurchmesser
2.5: roher Zylinderaußendurchmesser
2.6: roher Zylinderinnendurchmesser
2.7: Konturen
2.8: Nuten
3: Flanschring
3.1: Flanschringaußendurchmesser
3.2: Flanschringinnendurchmesser
4: Flanschring
5: Stirndeckel
6: Stirndeckel
7: Lagerzapfen
8: Lagerzapfen
9: Verschraubung, Schrauben
10: Zylindermantelachse
11: Fuge
12: Fuge
13: Versteifungselement
X: Ausschnitt

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 2476805 B1 [0004]

Claims

Trockenzylinder (1) zum Trocknen einer Faserstoffbahn, insbesondere einer Papier-, Karton- oder Tissuebahn, umfassend einen Zylindermantel (2) aus Stahl, insbesondere aus geschmiedetem Stahl oder Stahlguss, mit zwei axialen Enden (2.1, 2.2), der einen Zylinderaußendurchmesser (2.3) und einen Zylinderinnendurchmesser (2.4) aufweist, sowie jeweils einen, dem jeweiligen axialen Ende (2.1, 2.2) zugeordneten Stirndeckel (5, 6), wobei jeder Stirndeckel (5, 6) einen Lagerzapfen (7, 8) zur drehbaren Lagerung des Trockenzylinders (1) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem jeweiligen axialen Ende (2.1, 2.2) und dem jeweils zugeordneten Stirndeckel (5, 6) ein Flanschring (3, 4) mit einem Flanschringaußendurchmesser (3.1) und einem Flanschringinnendurchmesser (3.2) vorgesehen ist, der mit dem jeweiligen axialen Ende (2.1, 2.2) des Zylindermantels (2) durch Schweißung und mit dem zugeordneten Stirndeckel (5, 6) durch eine Verschraubung (9) verbunden ist.
Trockenzylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schweißung von der Außenseite des Zylindermantels (2) ausgeführt ist.
Trockenzylinder nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der jeweilige Stirndeckel (5, 6) mit dem jeweiligen Flanschring (3, 4) durch mehrere Schrauben (9) in axialer Richtung verschraubt ist und dass zwischen Stirndeckel (5, 6) und Flanschring (3, 4) vorzugsweise eine Dichtung vorgesehen ist.
Trockenzylinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass, der Zylinderaußendurchmesser (2.3) und der Flanschringaußendurchmesser (3.1) im Wesentlichen gleich sind und/oder der Flanschringinnendurchmesser (3.2) kleiner ist als der Zylinderinnendurchmesser (2.4).
Trockenzylinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schweißung von der Innenseite des Zylindermantels (2) ausgeführt ist.
Trockenzylinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der jeweilige Stirndeckel (5, 6), in einem Axialschnitt des Trockenzylinders (1) gesehen, eine ebene oder eine elliptische oder eine gewölbte Form aufweist.
Trockenzylinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der jeweilige Flanschring (3, 4) aus zumindest einem der folgenden Werkstoffe besteht: Stahl, geschmiedetem Stahl, Stahlguss.
Trockenzylinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die dem jeweiligen axialen Ende (2.1, 2.2) des Zylindermantels zugeordneten Stirndeckel (5, 6) über ein, vorzugsweise über ein konzentrisch zum Zylindermantel (2) angeordnetes, Versteifungselement (13) verbunden sind.
Verwendung des Trockenzylinders nach einem der vorhergehenden Ansprüche, zur Herstellung von zumindest einer Papiersorte aus der Gruppe Tissuepapiere, einseitig glatte Papiere, graphische Papiere, Karton- und Verpackungspapiere.
Verfahren zur Fertigung eines Trockenzylinders (2), insbesondere nach Anspruch 1, umfassend folgende Schritte: a. Bereitstellen eines Zylindermantels (2) aus Stahl, insbesondere aus geschmiedetem Stahl oder Stahlguss, mit zwei axialen Enden (2.1, 2.2), der einen rohen Zylinderaußendurchmesser (2.5) und einen rohen Zylinderinnendurchmesser (2.6) aufweist; b. Bereitstellen zweier Flanschringe (3, 4) mit einem rohen Flanschringaußendurchmesser (3.3) und einem rohen Flanschringinnendurchmesser (3.4); c. Verschweißen der axialen Enden (2.1, 2.2) des Zylindermantels (2) mit jeweils einem Flanschring (3, 4); d. Wärmebehandlung des Zylindermantels (2) mit den angeschweißten Flanschringen (3, 4); e. mechanisches Bearbeiten der Innenseite des Zylindermantels (2) vom rohen Zylinderinnendurchmesser (2.6) auf den Zylinderinnendurchmesser (2.4) und mechanisches Bearbeiten der Innenseiten der verschweißten Flanschringe (3, 4) vom rohen Flanschringinnendurchmesser (3.4) auf den Flanschringinnendurchmesser (3.2); f. Mechanisches Bearbeiten der Außenseite des Zylindermantels (2) vom rohen Zylinderaußendurchmesser (2.5) auf den Zylinderaußendurchmesser (2.3) und der Außenseiten der angeschweißten Flanschringe (3, 4) vom rohen Flanschringaußendurchmesser (3.3) auf den Flanschringaußendurchmesser (3.1); g. Mechanisches Bearbeiten der Stirnseiten der Flanschringe (3, 4);
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Verschweißen in Schritt d. von der Außenseite oder von der Innenseite erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Verschweißen in Schritt d. von der Außenseite und von der Innenseite erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass vor Schritt c. jeweils mindestens eine Fuge (11, 12) an den einander gegenüberliegenden und zu verschweißenden Flächen der axialen Enden (2.1, 2.2) des Zylindermantels (2) und des jeweiligen zugeordneten Flanschringes (3, 4) durch mechanisches Bearbeiten und/oder durch Brennschneiden und/oder durch autogenes Brennschneiden und/oder durch Lichtbogenausfugen als Nahtvorbereitung für die Schweißung hergestellt wird, welche zumindest eine der Fugenformen für Schweißnähte aus der Gruppe U-Naht, V-Naht, aufweist.
Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt f. die von der Innenseite angebrachte Schweißnaht zumindest teilweise mechanisch abgetragen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass vor oder nach oder während Schritt f. Nuten (2.7) und/oder andere Konturen (2.8) in die Innenfläche des Zylindermantels (2), zumindest auf einem Teil der Länge des Zylindermantels, eingearbeitet werden.