DE10319668A1

DE10319668A1 - Presswalze

Info

Publication number: DE10319668A1
Application number: DE2003119668
Authority: DE
Inventors: Uwe Matuschczyk; Helmut Heinzmann
Original assignee: Voith Paper Patent GmbH
Current assignee: Voith Patent GmbH
Priority date: 2003-05-02
Filing date: 2003-05-02
Publication date: 2004-11-18

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Walze mit einem, um einen feststehenden Träger (2) rotierenden, flexiblen und im Wesentlichen zylindrischen Walzenmantel (1), wobei zumindest ein Mantelende über wenigstens ein Verbindungselement (6, 7, 8) mit einer, auf dem Träger (2) rotierbar gelagerten Seitenscheibe (5) verbunden ist. DOLLAR A Dabei soll die erforderliche Breite der Walze dadurch verringert werden, dass das Verbindungselement (6, 7, 8) radial höchstens 15 mm über den maximalen Außendurchmesser des Walzenmantels (1) hinausragt und zumindest der den Walzenmantel (1) überragende Teil wenigstens überwiegend aus hochfestem Stahl mit einer Festigkeitsstreckgrenze zwischen 500 und 1500 N/mm·2· und/oder aus einem faserverstärkten Kunststoff besteht und/oder der Walzenmantel (1) in dem vom Verbindungselement (6, 7, 8) erfassten Randbereich (R) einen geringeren Außendurchmesser als im innen liegenden Pressbereich (P) des Walzenmantels (1) aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Walze mit einem, um einen feststehenden Träger rotierenden, flexiblen und im wesentlichen zylindrischen Walzenmantel, wobei zumindest ein Mantelende über wenigstens ein Verbindungselement mit einer, auf dem Träger rotierbar gelagerten Seitenscheibe verbunden ist sowie deren Anwendung.
Derartige Walzenmäntel werden dabei oft von Klemm- oder Spannringen an der jeweiligen Seitenscheibe fixiert. Diese Verbindungselemente ragen in der Regel über den maximalen Außendurchmesser des Walzenmantels hinaus. Infolgedessen muss der Walzenmantel so breit ausgeführt werden, dass die Verbindungselemente nicht in Konflikt mit der an der Bildung eines Pressspaltes beteiligten Gegenwalze kommen.
Dies vergrößert nicht nur die Abmessungen der Maschine, insbesondere deren Stuhlung sondern erhöht auch die Herstellungskosten.

Die Aufgabe der Erfindung ist es daher, die erforderliche Breite der Walze mit einfachen Mitteln zu verringern.

Erfindungsgemäß wurde die Aufgabe dadurch gelöst, dass das Verbindungselement radial höchstens 15 mm über den maximalen Außendurchmesser des Walzenmantels hinausragt und zumindest der den Walzenmantel überragende Teil wenigstens überwiegend aus hochfestem Stahl mit einer Festigkeitsstreckgrenze zwischen 500 und 1500 N/mm² und/oder aus einem faserverstärkten Kunststoff besteht und/oder der Walzenmantel in dem vom Verbindungselement erfassten Randbereich einen geringeren Außendurchmesser als im innenliegenden Presssbereich des Walzenmantels aufweist.

Durch die minimierte, radiale Maximalausdehnung der Walze im Bereich des Verbindungselementes besteht die Möglichkeit, die Verbindung zwischen Seitenscheibe und Walzenmantel näher an dem Walzenende einer oder sogar gegenüber einer, mit der Walze einen Pressspalt bildenden Gegenwalze zu realisieren.

Die Anordnung des Verbindungselementes gegenüber der Gegenwalze ist dann möglich, wenn die maximale, radiale Ausdehnung des Verbindungselementes bei Rotation der Walze nicht zu einer Beschädigung von Verbindungselement oder Gegenwalze führt.

Im Ergebnis kann die Walze wesentlich kürzer als üblich ausgeführt werden. Das bedeutet auch das sich das Verhältnis zwischen der axialen Breite des Pressbereiches und der Gesamtbreite des Walzenmantels verbessert, d.h. vergrößert.

Als Pressbereich wird dabei der Bereich des Walzenmantels angesehen, der zur Bildung eines Pressspaltes mit einer Gegenwalze und damit zur Behandlung einer durch den Pressspalt geführten Materialbahn dient.

Die Minimierung der radialen Maximalausdehnung im Bereich des Verbindungselementes wird durch die Minimierung insbesondere der radialen Ausdehnung des Verbindungselementes möglich. Und diese Minimierung wiederum wird durch den Einsatz hochfesten Stahls und/oder faserverstärkten Kunststoffs ermöglicht.

Alternativ aber auch in Kombination damit lässt sich die Minimierung der radialen Maximalausdehnung auch durch eine Verringerung des Außendurchmessers des Walzenmantels im Randbereich erreichen, da sich dies auf die radiale Ausdehnung des Verbindungselementes auswirkt.

Dies bedeutet, dass der Außendurchmesser des Walzenmantels von der axialen Mitte zum Mantelende hin abnimmt. Falls dies stetig erfolgt, so bildet sich eine Bombierung des Walzenmantels heraus.

Ist der Walzenmantel im Pressbereich zylindrisch ausgebildet, d.h. das er dort einen konstanten Außendurchmesser besitzt, so sollte der Außendurchmesser des Walzenmantels vom Ende des Pressbereiches zum Mantelende hin abnehmen. Sofern dies stetig erfolgt, so wird von dieser Durchmesserverringerung auch der Randbereich erfasst.

Es ist andererseits jedoch auch möglich, dass der Außendurchmesser des Walzenmantels vom Ende des Pressbereiches zum Beginn des Randbereiches vorzugsweise stetig abnimmt und der Außendurchmesser des Walzenmantels im Randbereich axial nach außen hin im wesentlichen konstant bleibt.

Im Interesse einer einfachen Herstellbarkeit und Montage sollte die Reduzierung des Außendurchmessers des Walzenmantels zum Walzenende hin nicht zu groß ausfallen und andererseits die radiale Ausdehnung des Verbindungselementes zur Gewährleistung der erforderlichen Festigkeit nicht zu klein gewählt werden. Als Konstruktionshilfe gilt daher, dass das Verbindungselement radial höchstens 7 mm, vorzugsweise höchstens 3 mm über den maximalen Außendurchmesser des Walzenmantels hinausragen sollte.

Je nach Konstruktion der Walze, des Trägers, der Stuhlung usw. können die oben genannten Maßnahmen an beiden Mantelenden oder aber auch nur an einem realisiert werden.

Die Verbindung zwischen Seitenscheibe und Walzenmantel lässt sich relativ einfach über ein, als ein- oder mehrteiliger Klemmring ausgebildetes Verbindungselement herstellen.

In der mehrteiligen Ausführung können die Klemmringe zur Erleichterung der Montage radial unterbrochen oder aber axial in Form mehrerer gegeneinander zu spannender Klemmringe ausgebildet sein. Der innerhalb des Walzenmantels liegende Klemmring kann auch von einem ringförmigen Druckschlauch gebildet werden.

Dabei kann die Verbindung an beiden Enden des Walzenmantels auf die gleiche oder aber auch auf verschiedene Art und Weise erfolgen. Es ist auch möglich zumindest je einen Klemmring bereits vor dem Einbau des Walzenmantels an einem oder beiden Mantelenden zu befestigen, um ihm die nötige Steifigkeit zu geben.

Zur Herstellung einer Klemmverbindung sollte der Klemmring das Mantelende des Walzenmantels umgreifen.

Eine einfache Konstruktion der Verbindung ergibt sich hierbei dadurch, dass mehrere Klemmringe vorhanden sind, zumindest ein Klemmring von der Seitenscheibe wenigstens teilweise fixiert wird und der Randbereich des Walzenmantels zumindest abschnittsweise zwischen den Klemmringen klemmend befestigt ist.

Es ist andererseits jedoch auch möglich, dass der Randbereich des Walzenmantels zumindest abschnittsweise zwischen einem Klemmring und einem Klemmelement der Seitenscheibe klemmend befestigt ist. Als Klemmelement genügt beispielsweise eine Seitenfläche der Seitenscheibe.

Eine bevorzugte Anwendung der Walze nach einem der vorhergehenden Merkmale wird in einer Maschine zur Herstellung und/oder Veredlung einer Papier-, Karton-, Tissue- oder einer anderen Faserstoffbahn zur Bildung eines Pressspaltes mit einer Gegenwalze, insbesondere zur Entwässerung oder Glättung der Faserstoffbahn gesehen.

Dabei sollte sich der Walzenmantel auf einem, zur Gegenwalze hin wirkenden Anpresselement des Trägers abstützen. Zwischen Anpresselement und Walzenmantel erfolgt meist eine Ölschmierung, weshalb die Walze zur Vermeidung von Öl-Lackage auch insgesamt dicht ausgeführt sein sollte.

Zur Aufnahme des aus der Faserstoffbahn gepressten Wassers ist es vorteilhaft, wenn der Pressbereich des Walzenmantels gerillt und/oder blindgebohrt ausgeführt ist.

Nachfolgend soll die Erfindung an mehreren Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. In der beigefügten Zeichnung zeigen:
1–4: verschiedene Ausführungen der Verbindung zwischen Walzenmantel 1 und Seitenscheibe 5 sowie der Mantelenden des Walzenmantels 1,
5: eine Gesamtansicht des Walzenmantels 1 und
6: einen schematischen Querschnitt durch eine Pressspalt.
Die Walze besteht gemäß 6 aus einem etwa zylindrischen, flexiblen Walzenmantel 1 aus faserverstärktem Kunststoff, der um einen feststehenden Träger 2 rotiert. Dabei wird der Walzenmantel 1 zur Bildung eines Pressspaltes mit einer Gegenwalze 4 über ein Anpresselement 3 des Trägers 2 zur Gegenwalze 4 hin gedrückt.
Derartige Pressanordnungen finden in Maschinen zur Herstellung und/oder Veredlung von Papier-, Karton-, Tissue- oder anderen Faserstoffbahnen insbesondere zur Entwässerung oder Glättung der Faserstoffbahn Anwendung. Zur Bildung eines verlängerten Pressspaltes mit der Gegenwalze 4 besitzt das Anpresselement 3 eine konkave Pressfläche.
Bei der Verwendung als Entwässerungspresse ist zumindest der an der Bildung des Pressspaltes mit der Gegenwalze 4 beteiligte Pressbereich P des Walzenmantels 1 gerillt und blindgebohrt ausgeführt, was die Wasseraufnahmefähigkeit des Walzenmantels 1 erhöht.
Der Walzenmantel 1 wird an beiden Enden über Klemmverbindungen mit je einer rotierbar auf dem Träger 2 gelagerten Seitenscheibe 5 verbunden. Dabei umgreift ein Teil des für die Klemmverbindung zuständigen Verbindungselementes 6 das jeweilige Mantelende des Walzenmantels 1. Damit dieses Verbindungselement 6 nicht zu weit radial über den Walzenmantel 1 hinausragt, verringert sich der Außendurchmesser des Walzenmantels 1 vom Ende des Pressbereiches P zum jeweiligen Mantelende hin, wie in 5 zu sehen.
Die jeweilige Klemmverbindung schließt hier den äußeren Randbereich R des Walzenmantels 1 ein. Zwischen dem Randbereich R und dem Pressbereich P befindet sich ein Übergangsbereich Ü.
In allen Fällen verringert sich der Außendurchmesser des Walzenmantels 1 im Übergangsbereich Ü axial nach außen betrachtet.
Diese Verringerung erfolgt in den Ausführungen gemäß 1 und 3 über den gesamten Übergangsbereich Ü und den Randbereich R stetig.
Bei den Beispielen nach 2,4 und 5 erfolgt die Verringerung des Außendurchmessers nur in dem, an den Pressbereich P grenzenden Abschnitt des Übergangsbereiches Ü. Anschließend bleibt der Außendurchmesser auch im Randbereich R nach außen hin konstant.
Im Ergebnis entsteht genügend Raum für die radial außerhalb des Walzenmantels 1 liegenden Teile der Verbindungselemente 6. Außerdem können diese Teile der Verbindungselemente 6 aus hochfestem Material, wie faserverstärktem Kunststoff oder hochfestem Stahl, wie beispielsweise kohlefaserverstärktem Epoxidharz oder 15CrMoV69 1.7734 Stahl gefertigt in ihrer radialen Ausdehnung relativ stark begrenzt werden.
So ist ragen diese Verbindungsteile 6 in den Ausführungen gemäß den 3 und 4 radial lediglich 10 mm über den maximalen Außendurchmesser des Pressbereiches P hinaus. Dieser geringe Überstand X von 10 mm erlaubt es den Walzenmantel 1 relativ schmal auszuführen, da die Klemmverbindung relativ nah zur Gegenwalze 4 realisiert werden kann, ohne dass eine Beschädigung zu befürchten ist.
In den 1 und 2 ist der Überstand X sogar 0, so dass die Klemmverbindung bei Bedarf auch gegenüber der Gegenwalze 4 angeordnet werden kann, was eine Minimierung der Breite der Walze sowie der Stuhlung der Pressanordnung zur Folge hat.
Die Klemmverbindung erfolgt in allen Fällen über Verbindungselemente 6,7,8 in Form eines äußeren und eines inneren Klemmringes, zwischen denen der Randbereich R des Walzenmantels 1 eingeklemmt wird.
In den Ausführungen gemäß den 1 und 3 sind der Randbereich R des Walzenmantel 1 und somit auch die Klemmfläche konisch gestaltet. Daher müssen die beiden Klemmringe aus festem Material axial gegeneinander gespannt werden, was über ein Spannelement 9 erfolgt, welches gleichzeitig für die Verbindung des inneren Klemmringes mit der Seitenscheibe 5 sorgt.
In den Beispielen entsprechend den 2 und 4 besteht nur der äußere Klemmring aus festem Material, während der innere Klemmring von einem mit Druckluft gefüllten, ringförmigen Druckschlauch gebildet wird. Der Druckschlauch wird von der Seitenscheibe 5 gehalten und drückt den zylindrischen Randbereich R des Walzenmantels 1 gegen den äußeren Klemmring.
Insbesondere bei der Ausführung nach 1 oder 3 kann der feste, innere Klemmring bereits vor dem Aufziehen des Walzenmantels 1 auf den Träger 2 am Walzenmantel 1 montiert sein, Dies gibt dem Walzenmantel 1 Formsteifigkeit und erleichtert den Einbau.
Da für den Einbau des Walzenmantels 1 im allgemeinen nur ein geringer Abstand m zwischen der Gegenwalze 4 und dem entlasteten Anpresselement 3 besteht, ist auch für den inneren Klemmring der Einsatz eines hochfesten Materials zur Minimierung der radialen Ausdehnung von Vorteil.

Claims

Walze mit einem, um einen feststehenden Träger (2) rotierenden, flexiblen und im wesentlichen zylindrischen Walzenmantel (1 ), wobei zumindest ein Mantelende über wenigstens ein Verbindungselement (6,7,8) mit einer, auf dem Träger (2) rotierbar gelagerten Seitenscheibe (5) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement (6,7,8) radial höchstens 15 mm über den maximalen Außendurchmesser des Walzenmantels (1) hinausragt und zumindest der den Walzenmantel (1) überragende Teil wenigstens überwiegend aus hochfestem Stahl mit einer Streckgrenze vorzugsweise zwischen 500 und 1500 N/mm² und/oder aus einem faserverstärkten Kunststoff besteht.
Walze mit einem, um einen feststehenden Träger (2) rotierenden, flexiblen und im wesentlichen zylindrischen Walzenmantel (1), wobei zumindest ein Mantelende über wenigstens ein Verbindungselement (6,7,8) mit einer, auf dem Träger (2) rotierbar gelagerten Seitenscheibe (5) verbunden ist, insbesondere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement (6,7,8) radial höchstens 15 mm über den maximalen Außendurchmesser des Walzenmantels (1) hinausragt und der Walzenmantel (1) in dem vom Verbindungselement (6,7,8) erfassten Randbereich (R) einen geringeren Außendurchmesser als im innenliegenden Pressbereich (P) des Walzenmantels (1) aufweist.
Walze nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Außendurchmesser des Walzenmantels (1) von der axialen Mitte zum Mantelende hin vorzugsweise stetig abnimmt.
Walze nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Außendurchmesser des Walzenmantels (1) vom Ende des Pressbereiches (P) zum Mantelende hin vorzugsweise stetig abnimmt.
Walze nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Außendurchmesser des Walzenmantels (1) vom Ende des Pressbereiches (P) zum Beginn des Randbereiches (R) vorzugsweise stetig abnimmt.
Walze nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Außendurchmesser des Walzenmantels (1) im Randbereich (R) axial nach außen hin vorzugsweise stetig abnimmt.
Walze nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Außendurchmesser des Walzenmantels (1) im Randbereich (R). axial nach außen hin im wesentlichen konstant bleibt.
Walze nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement (6,7,8) radial höchstens 7 mm, vorzugsweise höchstens 3 mm über den maximalen Außendurchmesser des Walzenmantels (1) hinausragt.
Walze nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement (6,7,8) als ein- oder mehrteiliger Klemmring ausgebildet ist.
Walze nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Klemmring das Mantelende des Walzenmantels (1) umgreift.
Walze nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Klemmringe vorhanden sind, zumindest ein Klemmring von der Seitenscheibe (5) wenigstens teilweise fixiert wird und der Randbereich (R) des Walzenmantels (1) zumindest abschnittsweise zwischen den Klemmringen klemmend befestigt ist.
Walze nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Randbereich (R) des Walzenmantels (1) zumindest abschnittsweise zwischen einem Klemmring und einem Klemmelement der Seitenscheibe (5) klemmend befestigt ist.
Anwendung der Walze nach einem der vorhergehenden Ansprüche in einer Maschine zur Herstellung und/oder Veredlung einer Papier-, Karton-, Tissue- oder einer anderen Faserstoffbahn zur Bildung eines Pressspaltes mit einer Gegenwalze (4), insbesondere zur Entwässerung oder Glättung der Faserstoffbahn, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Walzenmantel (1) auf einem, zur Gegenwalze (4) hin wirkenden Anpresselement (3) des Trägers (2) abstützt.
Anwendung der Walze nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Pressbereich (P) des Walzenmantels (1) gerillt und/oder blindgebohrt ausgeführt ist.