DE1185470B - Trockenzylinder fuer Papiermaschinen - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Internat. Kl.: D21f

Deutsche KI.: 55 d-28/01

Nummer: 1185 470

Aktenzeichen: K 40435 VII b/55 d

Anmeldetag: 13. April 1960

Auslegetag: 14. Januar 1965

Die Erfindung bezieht sich auf Trockenzylinder für Papiermaschinen.

Bei Papiermaschinen sind zum Trocknen der zunächst auf einem Formgewebe (Siebgewebe) gebildeten und dann von einer Filzbahn übernommenen feuchten Papierbahn üblicherweise drehbare Trokkenzylinder vorgesehen, die als dampfbeheizte Hohlzylinder ausgebildet sind und die auch noch mit einer stationären äußeren Heizhaube ausgerüstet sein können. Die feuchte Papierbahn wird dabei fest auf den Zylindermantel aufgepreßt, so daß sie sich mit der Zylinderdrehung bewegt. Sobald im Verlauf der Zylinderdrehung der gewünschte Trocknungsgrad erreicht ist, kann die Papierbahn mit Hilfe einer auf dem Zylindermantel aufliegenden Schabklinge wieder abgenommen und anschließend zur weiteren Verwendung auf Walzen aufgewickelt werden.

Je nach dem Maschinentyp sind in einer Papiermaschine ein oder mehrere Trockenzylinder enthalten. Beispielsweise sind in Langsiebpapiermaschinen (oft auch als »Fourdrinier-Maschinen« bezeichnet) mehrere kleinere Trockenzylinder hintereinandergeschaltet, während in Selbstabnahmepapiermaschinen (oft auch als »Yankee-Maschinen« bezeichnet) ein einzelner großer Trockenzylinder (mit einem Durchmesser von 2,50 bis 4,25 m und einer Breite von 3,10 bis 4,25 m) verwendet wird, der die Papierbahn innerhalb einer Umdrehung auf den endgültigen Trocknungsgrad bringt. Die kleineren Trockenzylinder können dabei in einem Stück aus Gußeisen hergestellt sein, sie können aber auch in einzelnen Platten aus Stahl oder Aluminiumbronze zusammengeschweißt sein (wobei Aluminiumbronze den wichtigen Vorteil der besseren Wärmeleitfähigkeit besitzt). Die großen Trockenzylinder sind aus herstellungstechnischen Gründen durchweg geschweißt ausgeführt. In allen Fällen besteht die Schabklinge im allgemeinen aus Stahl.

Die stählerne Schabklinge bewirkt zwangläufig bei allen Trockenzylindern eine Abnutzung des Zylindermantels. Diese Abnutzung ist bei gußeisernen Trockenzylindern verhältnismäßig gleichmäßig beschaffen, so daß außer einem zeitweiligen Ersatz der Trockenzylinder keine besonderen Schwierigkeiten entstehen. Bei geschweißten Trockenzylindern ist diese Abnutzung jedoch ungleichmäßig über die Breite des Zylindermantels verteilt und kann daher auch schon nach kürzeren Laufzeiten nicht mehr toleriert werden. Es hat sich nämlich gezeigt, daß die Randbereiche von geschweißten Trockenzylindern, d.h. diejenigen Bereiche, die nicht mehr von der Papierbahn überdeckt Trockenzylinder für Papiermaschinen

Anmelder:

Kimberly-Clark Corporation, Neenah, Wis.

(V. St. A.)

Vertreter:

Dr. K.-R. Eikenberg, Patentanwalt,

Hannover, Am Klagesmarkt 10/11

Als Erfinder benannt:

James J. Kraus;

Keith C. Martiny, Neenah, Wis. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:

V. St. v. Amerika vom 15. April 1959 (806 653)

sind, besonders stark abgenutzt werden und daß sich die Abnutzung dabei auf die in Laufrichtung unmittelbar hinter den Schweißnähten liegenden Gebiete der Randbereiche konzentriert. Diese Erscheinung nimmt mit der Größe der Trockenzylinder und mit der Weichheit des Zylindermaterials zu, so daß sie, da Aluminiumbronze weicher ist als Stahl, bei großen für Selbstabnahmepapiermaschinen bestimmten Trockenzylindern aus Aluminiumbronze am stärksten ist.

Die ungleichmäßige Abnutzung des Zylindermantels bei den geschweißten Trockenzylindern hat mehrere Ursachen. Durch die gegenüber der Zylinderbreite etwas geringere Breite der Papierbahn kühlt sich der Zylindermantel ungleichmäßig ab mit der Folge, daß der (ursprünglich etwa faßförmige) Zylinder eine Verformung erleidet, bei der die Randbereiche einen geringfügig größeren Durchmesser annehmen als der daran anschließende Teil des Zylinders und damit stärker der Einwirkung der Schabklinge ausgesetzt sind. Diese Verformung ist wegen des höheren Wärmeausdehnungskoeffizienten von Stahl und Aluminiumbronze bei geschweißten Zylindern ausgeprägter als bei gußeisernen Zylindern. Hinzu kommt noch, daß im Bereich der Papierbahn an dem Zylindermantel Papierfasern haftenbleiben, die eine Art »Schutzfilm« bilden, und daß ein solcher Schutzfilm in den Randbereichen des Zylinders fehlt. Die beobachtete Konzentration der in den Randbereichen auftretenden, verstärkten Abnutzungen auf die Gebiete unmittelbar hinter den

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Schweißnähten geht offenbar darauf zurück, daß die ten Beispiel parallelogrammartig und bestehen eben-Schweißnähte, selbst wenn sie aus dem gleichen falls aus Aluminiumbronze, wobei sie aber infolge Material bestehen wie der übrige Zylinder, infolge ihrer anderen Gefügestruktur härter sind als die ihrer anderen Gefügestruktur eine größere Härte be- Platten 12. In der Nähe des Randes 18 sind an der sitzen, und daß die hinter solchen härteren Stellen 5 Innenseite des Mantels 15 Endflansche 16 angeliegenden Gebiete besonders gefährdet sind. schweißt, an die Stirnplatten 17 angebolzt sind. Die

Zur Verminderung der durch die Schabklinge be- Stirnplatten 17 verschließen den von dem Mantel wirkten Abnutzung des Mantels von stählernen ein- 15 umgrenzten Hohlraum. Sie tragen zwei Lageroder mehrteiligen Trockenzylindern wurde bereits zapfen 19, die mit Lagern20 im Rahmenil gevorgeschlagen, den Zylindermantel mit einem gal- io lagert sind, und die zur Zufuhr des Heizmediums vanischen Überzug aus Chrom oder einem ent- (Dampf) in das Innere des Zylinders 10 hohl ausgesprechenden harten Material zu versehen. Diese bildet sind. An den Lagerzapf en 19 greift ein nicht Verchromung bedingt jedoch einen zusätzlichen, an mehr dargestellter Drehantrieb für den Zylinder die Fertigstellung des Zylinders anschließenden 10 an.

Arbeitsgang und kann außerdem nur bei Zylindern 15 Zur zusätzlichen Beheizung ist der obere Teil des

von relativ kleinem Durchmesser, wie sie bei den Zylinders 10 von einer Wärmehaube 32 umgeben,

Langsiebpapiermaschinen verwendet werden, vorge- die an dem Rahmen 11 befestigt ist und die mit Ein-

nommen werden. Bei den großen Trockenzylindern, lassen und Auslassen für ein Heizmedium ver-

die für Selbstabnahmepapiermaschinen bestimmt sehen ist.

sind, läßt sich diese Verchromung allein schon zp Die feuchte Papierbahn 13 wird durch das untere

wegen der erheblichen Zylinderabmessungen nicht Trum einer über Walzen 34 laufenden Filzbahn 33

mehr durchführen. dem Zylinder zugeführt und durch eine Andruck-

Demgegenüber soll mit der Erfindung ein ge- walze 35 gegen den Zylindermantel 15 gedrückt, schweißter Trockenzylinder für Papiermaschinen Die Andruckwalze ist drehbar in Konsolen 36 gegeschaffen werden, bei dem die durch die Schab- 25 lagert, die an einem Schwenkarm 37 befestigt sind, klinge hervorgerufenen Abnutzungserscheinungen Der Druck der Andruckwalze 35 ist mittels einer ohne wesentlichen Aufwand und ohne Rücksicht auf hydraulischen Einheit 40 regelbar. Die Breite der die Zylindergröße vermindert und vergleichmäßigt Papierbahn 13 ist etwas geringer als die Breite des sind. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, Zylinders 10, so daß zwischen dem Rand 24 der daß in den Randbereichen des Zylindermantels 30 Papierbahn und dem Rand 18 des Zylinders ein Ringe angeordnet sind, die aus härterem Material einige Zentimeter breiter Randbereich 22 frei bleibt, als der Zylindermantel bestehen und deren Außen- Die Papierbahn 13 wird innerhalb einer Umdurchmesser im wesentlichen dem Zylinderdurch- drehung des Zylinders 10 getrocknet und nach bemesser entspricht. endeter Trocknung mittels einer Schabklinge 41

Diese Ringe können durch in Umfangsnuten des 35 wieder von dem Zylindermantel 15 abgenommen. Zylindermantels eingebrachtes Schweißgut gebildet Die Schabklinge 41 liegt auf dem Zylindermantel 15 sein, und sie können auf eine Randvertiefung des auf und ist abnehmbar in einem Halter 42 gelagert. Zylindermantels aufgezogen sein. In allen Fällen be- Der Halter 42 ist an seinen beiden Enden mit WeI-seitigen sie die unerwünschten Abnutzungen des Zy- len 43 versehen, die schwenkbar in Führungsblöcken lindermantels. Sie lassen sich verhältnismäßig ein- 40 44 gelagert sind. Die Blöcke 44 sind ihrerseits an fach herstellen, wobei während der Herstellung noch einem Schlitten 45 befestigt, der in einem auf dem nicht einmal auf einen bündigen Verlauf mit dem Rahmen 11 schwenkbar gelagerten Schwenkrahmen Zylindermantel geachtet zu werden braucht, weil ein 46 angeordnet ist. Eine der Wellen 43 ist zur Beanschließendes Abdrehen und Polieren des Zylin- tätigung mit einer Kniehebelanordnung 47 verbunders wegen der die einzelnen Platten verbindenden 45 den, die durch eine von Hand justierbare Federein-Schweißnähte ohnehin erforderlich ist. richtung 49 beaufschlagt ist, so daß sich eine ela-

Die Erfindung wird nachfolgend in Ausführungs- stische Berührung zwischen der Schabklinge 41 und beispielen an Hand der Zeichnungen näher er- dem Zylindermantel 15 ergibt. Zusätzlich zu der verläutert. Dabei stellt dar tikalen und schwenkbaren Justierung ist die Schab-

Fig. 1 den Trockenteil einer typischen Selbstab- 50 klinge 41 noch in Richtung parallel zur Achse des

nahmepapiermaschine in Seitenansicht, Zylinders 10 hin- und hergehend gelagert. Die Be-

Fig. 2 den Trockenteil gemäß Fig. 1 in Front- wegung, die eine ungleichmäßige Abnutzung der

ansicht, Schabklinge 41 verhindert, wird durch einen Exzen-

F i g. 3 den Mantel des bei dem Trockenteil ge- tertrieb 50 hervorgerufen, der mit einer der Wellen

maß Fig. 1 und 2 verwendeten Trockenzylinders 55 43 verbunden ist.

in perspektivischer Darstellung, Obgleich bei dem zeichnerisch dargestellten Zylin-

Fig.4 den Randbereich des Trockenzylinders ge- der 10 (vgl. Fig. 3) die Schweißnähte 14 aus Grün-

mäß F i g. 3 im Schnitt und den einer Verminderung der Abnutzung schon so

F i g. 5 eine abgewandelte Ausführungsform des angeordnet sind, daß die Schabklinge 41 immer

Randbereichs des Trockenzylinders im Schnitt. 60 wenigstens auf einer der Schweißnähte 14 aufliegt,

Der Trockenteil einer typischen Selbstabnahme- stellen sich im Randbereich 22 des Zylindermantels papiermaschine enthält einen Trockenzylinder 10, 15 durch die Wirkung der Schabklinge 41 leicht der in einem Rahmenil drehbar gelagert ist. Der starke Vertiefungen ein, die sich insbesondere auf Mantel 15 des Zylinders 10 ist, wie sich am deut- die in Laufrichtung unmittelbar hinter den Schweißlichsten aus Fig. 3 ergibt, aus einzelnen gewalzten 65 nähten 134 liegenden Gebiete59 konzentrieren. Um Platten 12 zusammengeschweißt, die aus Alumi- diese Erscheinung, die in dem durch die Papierbahn niumbronze bestehen. Die zwischen den Platten 12 13 bedeckten Bereich des Zylindermantels 15 nicht liegenden Schweißnähte 14 verlaufen im dargestell- festgestellt werden könnte, zu beseitigen, sind im

Randbereich 22 des Zylindermantels 15 Gleitringe aus härterem Material angeordnet, die mit der äußeren Mantelfläche bündig sind.

In der Ausführungsform gemäß F i g. 4, die auch den Darstellungen der Fig. 1 bis 3 zugrunde liegt, sind im Randbereich 22 des Zylindermantels 15 eine Anzahl paralleler Umfangsnuten 62 eingelassen, in die Ringe 61 aus einem Material, das abnutzungsbeständiger oder härter ist als das Material des Zylindermantels 15, eingebettet sind. Diese Ringe be- ίο stehen vorzugsweise aus Schweißmaterial (also dem gleichen Material wie der Zylindermantel 15), das entweder eingesprüht oder in die Umfangsnuten 62 eingeschweißt ist. Es können aber auch andere harte Metalle, wie beispielsweise Chrom, verwendet werden. Die Stärke der Ringe 61 beträgt zweckmäßig 6 bis 12 mm, jedoch hat sich auch noch eine geringere Stärke von beispielsweise 0,8 mm als geeignet erwiesen.

Die Nuten 62 werden vorzugsweise in dem Zylinder 10 angebracht, nach dem die einzelnen Platten 12 zusammengeschweißt sind. In einigen Fällen kann es aber auch günstiger sein, die Nuten 62 in den einzelnen Platten 12 zu bilden und mit dem härteren Material auszufüllen, bevor der Zylinder 10 hergestellt wird.

An Stelle der Ringe 61 kann gemäß einer alternativen Ausführungsform, die in Fig. 5 erläutert ist, in den Randbereichen des Zylinders 10 jeweils eine Ringschale 63 angeordnet sein, die aus dem gleichen abnutzungsbeständigen oder harten Material besteht wie die Ringe 61 und die in eine Randvertiefung 64 des Zylindermantels 15 eingebettet ist. Die Ringschale kann dabei entweder in die Randvertiefung 64 eingesprüht oder eingeschweißt sein oder vom Rand des Zylindermantels 15 aufgeschoben sein.

Die Ringe 61 verhindern eine unzulässige Abnutzung des Zylinders 10. Sie lassen sich verhältnismäßig billig herstellen und werden durch die Nuten sicher gehalten. Die Ringschalen 63 sind demgegenüber etwas schwieriger aufzubringen und zu befestigen, ergeben aber andererseits einen noch etwas vollkommeneren Schutz des Zylindermantels 15.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Trockenzylinder in geschweißter Ausführung für Papiermaschinen, dem eine Schabklinge zur Abnahme der Papierbahn zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß imRandbereich (22) des Zylindermantels (15) Ringe (61, 63) angeordnet sind, die aus härterem Material als der Zylindermantel bestehen und deren Außendurchmesser im wesentlichen dem Zylinderdurchmesser entspricht.

2. Trockenzylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringe (61) durch in Umfangsnuten (62) des Zylindermantels (15) eingebrachtes Schweißgut gebildet sind.

3. Trockenzylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringe (63) auf eine Randvertiefung (64) des Zylindermantels (15) aufgezogen sind.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Britische Patentschriften Nr. 376 865, 721974; USA.-Patentschrift Nr. 2433 121.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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