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Die Erfindung betrifft eine Hohlwalze für Papiermaschinen, deren Zylinderkörper
aus zwischen den als Flansche ausgebildeten Stirnseiten der Walze befestigten hochkant
gestellten Bändern besteht, die mit abwechselnd in entgegengesetzten Richtungen
quer zu ihrer Längsachse winklig abgebogenen Vorsprüngen und Vertiefungen versehen
sind, deren Flächen in zusammengebautem Zustand aneinanderliegen, so daß ein wabenförmiges
Gitter entsteht.
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Bei bekannten Hohlwalzen dieser Art (österreichische Patentschrift
97 795, deutsche Patentschrift 396 980 und britische Patentschrift
603 549) sind die Metallbänder durch ein aus Stäben gebildetes Gerüst gehalten,
wobei die die Waben bildenden Bänder in Umfangsrichtung der Walze verlaufend angeordnet
sind. In Umfangsrichtung einer Walze verlaufende Metallbänder sind jedoch schwierig
als Ringe oder Se-Mente auszubilden, insbesondere wenn die Bänder hochkant stehen
sollen. Dazu ist ein Arbeitsgang erforderlich, zu dem spezielle Vorrichtungen notwendig
sind. Auch ist wegen der notwendigen Anordnung eines Skelettes der Aufbau einer
solchen Walze aufwendig. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Anordnung
und Befestigung der Bänder zur Bildung einer Hohlwalze zu vereinfachen.
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Bei einer Hohlwalze der eingangs geschilderten Art wird dies dadurch
erreicht, daß die Bänder, welche das wabenförmige Gitter bilden, sich axial über
die Walze erstrecken, wobei mindestens ein Teil der Bänder jeweils am Umfang der
Flansche der Walze befestigt sind. Dadurch wird erreicht, daß ein Arbeitsgang, nämlich
das Biegen der Bänder zu einem Ring, einem Segment oder einem Schraubengang entfällt.
Außerdem ist kein Skelett zum Tragen der Bänder erforderlich. Sie sind vielmehr
infolge ihrer Anordnung in Richtung der Walzenachse grundsätzlich selbsttragend
an den stirnseitigen Flanschen der Walze befestigt und vermögen infolge ihrer Ausbildung
den üblichen auf sie einwirkenden Drücken ohne weiteres standzuhalten.
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Eine weiter vereinfachte Abstützung der in Achsrichtung der Walze
verlaufenden Bänder ist dann gegeben, wenn die Flansche am Umfang Ringe traaen,
welche radial verlaufende Schlitze aufweisen, in denen die Enden der Bänder befestigt
sind.
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Ohne großen fertigungstechnischen Aufwand sind die einzelnen Bänder
untereinander zu befestigen, wenn die einander unmittelbar benachbarten Flächen
der Bänder durch eine Epoxyharzschicht miteinander verbunden sind.
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Zur Aufnahme größerer Kräfte bei hohen Beanspruchungen können nach
einem weiteren Merkmal der Erfindung die Bänder auf der Innenseite im Bereich ihrer
Verbindungsstellen Schlitze, aufweisen, die in Ebenen senkrecht zur Walzenachse
liegen, in welche Versteifungsringe eingreifen, wobei die Versteifungsringe am Außenumfang
ebenfalls mit Schlitzen solcher Länge versehen sind, daß der Innenrand jedes Ringes
bündig mit der Innenfläche der hochkant gestellten Bänder abschließt.
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Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnungen eines Ausführungsbeispieles
näher erläutert. Es zeigt F i g. 1 eine maßstabgerechte Vorderansicht eines
Teiles der Wabenstruktur der erfindungsgemäßen Walze, F i g. 2 eine Vorderansicht
einer zylindrischen Walze aemäß der Erfindung, teilweise geschnitten, C
C
F i g. 3 einen Schnitt entlang der Linie 111-111 in F i
g. 2 durch die Wabenstruktur in ihrer Anordnung als gewölbte Saugkastendichtung
sowie einen Mantel einer hohlen zylindrischen Walze, die mit der Dichtung in Verbindung
steht, F i g. 4 eine Endansicht, in ähnlichem Maßstab wie F i g. 1,
der Wabenstruktur in gewölbter, teilweise el zylindrischer Stellung.
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Die in den Zeichnungen dargestellte erfindungsgemäße zylindrische
Hohlwalze 20 eignet sich zur Verwendung als Saugwalze, Siebwalze, Prägewalze, Trockenwalze
od. dgl. in Papiermaschinen. Die Längenabmessungen der Walze 20 können beliebig
entsprchend der Papiermaschinenbreite gewählt werden, beispielsweise 300
bis 600 cm; auch der Durchmesser kann beliebig gewählt werden.
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Die Walze 20 weist durchbrochene Stirnseiten in Form von Flanschen
21, 22 auf, über die sie mittels eingesetzter Zapfen 23 um die Walzenlängsachse
24 drehbar abgestützt ist. Jeder Flansch 21, 22 ist außen als Stützring
25 ausgebildet, der einen Ring 26 trägt, der in Walzenlängsrichtung
sich erstreckende, radiale Schlitze 27 sowie eine zylindrische, als Sitz
dienende Auflagefläche 28 aufweist.
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Die Honigwabenstruktur nach F i g. 1 besteht aus einer Vielzahl
von langgestreckten dünnen und breiten Streifen oder Bändern 31, 32, 33 und
34 eines flexiblen Materials. Bei einer Walze mit einem äußeren Durchmesser von
etwa 90 cm und etwa 300 cm Länge sind die Streifen vorzugsweise etwa
0,05 cm dick und etwa 3,2 cm breit und etwa 300 cm lang. Bei
längeren Walzen oder Walzen mit größerem Durchmesser wird die Breite und die Dicke
der Streifen entsprechend vergrößert bzw. verkleinert wenn die Walzen in ihren Abmessungen
kleiner sind.
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Jedes Band oder jeder Streifen, z. B. der Streifen 31, ist
in Querrichtung über seine ganze Breite gebogen, wie an den Kanten 35, 36, 37
und 38 und bildet abwechselnd Vorsprünge 40 und 42 mit flachen Außenflächen
und Vertiefungen 41 und 43, so daß ein halbes Sechseck entsteht, wobei die Vorsprünge
und Vertiefungen nur auf einer Seite des ursprünglich ebenen Streifens liegen. Sämtliche
flachen Außenflächen liegen in Ebenen, die durch die Mittelachse der Walze nach
den F i g. 2, 3 und 4 gehen. In jedem Streifen sind also mehrere in
Längsrichtung liegende Flächen 44, 45, 46 und 47 vorhanden, wobei die Flächen 44
und 46 in derselben Längsebene liegen und die Flächen 45 und 47 in einer seitlich
im Ab-
stand zu dieser liegenden Ebene. Jeweils zwei flache Teile 48 und 49
verbinden die in Längsrichtung liegenden Flächen miteinander und sind in einer schräg
zu einer Längsebene verlaufenden Ebene angeordnet.
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Da die Bänder 32 und 34 den Streifen 31 oder
33
Fläche an Fläche zugeordnet und die Vorsprünge 40 und Vertiefungen 41 in
jedem Streifen gleich sind, erhält man über die gesamte Fläche der wabenförmigen
Struktur hexagonale Durchlässe oder Gitter 51, 52 und 53. Die Streifen
31, 32, 33 und 34 stehen aufrecht, so daß auch die hexagonalen Durchlässe
51, 52 und 53 aufrecht stehen. Hierbei bilden die Kanten 54 der wabenartigen
Struktur die untere oder Innenfläche 55 und die gegenüberliegenden Ränder
56 bestimmen die obere oder äußere Fläche 57 des Netzwerkes bzw. der
Walze 20.
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Um die erforderliche Biegefestigkeit in der Längsrichtuna, und die
Festigkeit zum gegenseitigen Ab-
stützen zu erreichen, sind die Streifen
31 und 32 jedes
Streifenpaares 60 und die Streifenpaare
60 und 61
über die gesamte Länge der Wabenstruktur mitein-Z, ander
verbunden. Wie aus den Zeichnungen hervoraeht, sind die in Längsrichtung liegenden
Flächen 44 bis 47 aller Streifen an den Berührunosflächen durch Klebemittel, vorzugsweise
eine eine Verbindungsstelle bildende Klebeschicht62 oder 63 von Epoxyharz
verbunden, wodurch Doppelwandungen entstehen. Die im Bereich der Flächen 44 und
46 der Streifen 31 und 32 entstehenden Doppelwandungen bilden eine
unterbrochene, in Längsrichtung über die gesamte Länge der Wabenstruktur verlaufende
Verstärkung, wobei jede Doppelwandung an jedem Ende durch zwei schräe zu ihr verlaufende
Teile 48 abgestützt ist. Wenn die Wabenstruktur30 gewölbt oder zylindrisch ausgebildet
ist, wie bei der Walze20, so entsteht durch die Biegung eine erhebliche Druck-oder
Biegefestigkeit.
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Bei der Walze 20 verlaufen die Kanten 35 bis 38
radial
zur Längsachse 24 der Walze 20. Die Grundfläche der hexa-onalen Durchlässe
51 bis 53 ist daher an der Außenfläche 57 etwas -rößer als
an der Innenfläche 55. Die Abschrägung der hexagonalen Durchlässe am Umfang
geht aus F i g. 4 am deutlichsten hervor.
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Jedes Streifenpaar 60 bzw. 61, welches aus den Streifen
31, 32 bzw. 33, 34 besteht, ist im Bereich der auf gegenüberliegenden
Seiten der Walze liegenden Flächen 44 auf den zylindrischen Auflageflächen
28
der Ringe 26 an den Flanschen 21 und 22 abgestützt. Einige der Streifenpaare,
im Ausführungsbeispiel jedes zehnte Streifenpaar 60 ist etwas länger ausgebildet,
greift in einen Schlitz 27 des Ringes 26 ein und ist in diesen über
die Epoxy-Harzschichten 64 und 65 einaeklebt. Selbstverständlich ist auch
eine dichtere Anordnuna von Schlitzen 27 und eine dementsprechend häufigere
Verankerung der wabenförmigen Struktur 30 aegenüber den Flanschen 21, 22
möglich. In der Län , C
gsrichtung der Walze 20 ist ferner vorzugsweise eine
zusätzliche Abstützung durch Ringe Z,
70 bis 73 vor-esehen.
Jeder der quer zur Walzen-C längsrichtung liegenden Ringe 70 bis
73 weist an C C
seinem äußeren Umfangsteil 77 radial angeordnete
Schlitze 74 bis 76 auf (F i g. 4), um jeweils eine der Doppelwandungen,
so z. B. im Bereich der Fläche 46 eines Streifenpaares 60 bzw.
61 aufzunehmen. Der innere Umfan-steil 78 ist nicht durch Schlitze
unterbrochen. Diese mit Schlitzen versehenen Ringe befinden sich innerhalb der Wabenstruktur
30, da in den inneren oder unteren Teilen der Doppelwandungen entsprechende
Schlitze 81 vorgesehen sind, so daß die Ringe nicht in das Innere der Hohlwalze
20 hineinragen. Der innere Rand 79 jedes Ringes 70
schließt bündi-
mit der Innenfläche der Wabenstruktur 30 ab, während der äußere Rand
80 eines Ringes von der Außenfläche der Wabenstruktur nach innen zu in einem
gewissen Abstand liegt, so daß eine gleichmäßige Abstützung erfolgt und eine Störung
der durch die hexagonalen Durchlässe einströmenden Flüssickeit vermieden ist.
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Wi "
e aus F i . 3 hervorgeht, ist die Wabenstruktur
9 el 30 eine siebartige, hohle zylindrische Ummantelung
89 einer Hohlwalze 20 und ein gebogenes Wabenteil 82 der Wabenstruktur
kann als Dichtung für eine in Wirkverbindung stehende Saugkammer 83 dienen.
Die Sau-kammer 83 ist stationär und zum Absaugen des strömenden Mediums durch
die Saugöffnungen 85 an der Saugleitung 84 angeordnet. Die Ummante-C
C
lung 89 ist an der Saugleitung 84 mit Hilfe mehrerer Rollen
86, die an der Innenfläche 87 der Walze anliegen, oder mit Hilfe von
geeigneten Lagern drehbar befestigt. Das gewölbte Wabenteil 82 stellt ein
sich in Länggsrichtung erstreckendes Segment einer Walze 20 dar und bildet eine
Dichtung für die öffnung 85 der Saugkammer 83 mit einer wabenartigen
Struktur 88,
die derjenigen der Ummantelung 89 entspricht. Die Wabenstruktur
88 ist mehrere Zentimeter breit und mit Hilfe von Epoxyharz 90 an
winkelförmigen Rahmenteilen 91 befestigt, so daß Zellen 92 entstehen
und nicht Durchlässe. Es hat sich gezeigt, daß die wabenartige Struktur der Ummantelung
89, die wabenartigen Zellen 92 der Dichtung 82 nicht nur dicht
an der Berührungsfläche anliegen und diese abdichten, sondern gleichzeitig auch
die Funktion einer Labyrinthdichtung haben und einen Druckabfall über der Fläche
infolge der durch die Zellen strömenden Luft herbeiführen. Die Struktur eignet sich
auch als Trockner, wenn der durch sie hindurchgehende Luftstrom umgekehrt wird,
um die Luft anstatt nach innen zu blasen nach außen abzuziehen.
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Die hexagonalen Durchlässe in der Wabenstruktur 30 der Ummantelung
89 sind selbstverständlich an der Außenfläche 57 durch die Papierbahn
abgedeckt oder mit Wasser gefüllt, so daß sie Zellen bilden und die Struktur zu
einer zellenartigen Wabenverkleidung der Innenfläche 87 wird. Ein Spielraum
von 0,04 cm ereab bei einem Maximum an Turbulenz, welche durch die mit hoher Geschwindigkeit
durch die wabenförmi e Verkleidun strömende Luft erzeugt 9 9 C
wird, die besten
Ergebnisse; denn infolge dieser Turbulenz wird die Saugkammer 83 besonders
wirksam abgedichtet. Der Spielraum und der Druck können durch eine geeignete Schraubvorrichtung
96 an jedem Ende der Saugkammer eingestellt werden, dadurch, daß das Wabenteil
82 in bezug auf die Innenfläche 87 der Walze 20 verschoben wird.
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Die Streifen 31, 32, 33 und 34 können z.B. aus rostfreiem Stahl
bestehen. Wenn die wabenartige Struktur 30 jedoch als Abdeckuno, oder Dichtun
für 9
eine Saugkammer eingesetzt werden soll oder mit dem Sieb aus Kunststoff
einer Langsiebmaschine in Berührung kommt, werden die Bänder 31, 32, 33 und
34 vorzugsweise aus Kunststoff hergestellt, beispielsweise aus Polytretrafluoräthylen
mit einem anderen Kunststoff, beispielsweise einem Fluorearbonharz od. dgl. Bei
der wabenartigen Ausbildung gemäß der Erfindung ist keine Auflage der Abstützung
erforderlich, da sich die aus Kunststoff hergestellte Struktur grundsätzlich selbst
trägt. Die Streifen 31, 32, 33 und 34 jeder Wabenstruktur haben vorzugsweise
eine Dicke von etwa 0,05 cm, doch kann die Dicke in Ab-
hängigkeit
von der Länge und dem Walzendurchmesser auch zwischen 0,01 cm und
0,8 cm liegen.