DE19709369A1 - Maschine zur Herstellung einer Bahn - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Maschine zur Herstel­ lung einer Bahn, insbesondere einer Papier- oder Kartonbahn, mit mindestens einer temperierbaren Walze, insbesondere einem Trockenzylinder, gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.

Maschinen der hier angesprochenen Art sind bekannt. Zur Beheizung der temperierbaren Walzen beziehungs­ weise Trockenzylinder werden beispielsweise Dampf- Versorgungsleitungen mit den Walzen verbunden. Da sich diese aufgrund der Beheizung auch in Längs­ richtung, das heißt in Richtung ihrer Drehachse, ausdehnen, müssen im Bereich der Anbringung der Versorgungsleitung Kompensatoren vorgesehen werden, die die Längenänderung der Walzen ausgleichen. Die­ ser Aufbau ist relativ aufwendig und damit kost­ spielig.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Maschine der eingangs genannten Art zu schaffen, die diesen Nachteil nicht aufweist.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine Maschine zur Herstellung einer Bahn vorgeschlagen, die die in Anspruch 1 genannten Merkmale umfaßt. Dadurch, daß eine der Lagereinrichtungen als Loslager ausgebil­ det und die Versorgungsleitung auf der das Loslager aufweisenden Seite der Walze starr mit der Stuhlung verbunden ist, können aufgrund der Beheizung der Walze auftretende Wärmedehnungen abgefangen wer­ den. Das heißt, in Richtung der Drehachse der Walze auftretende Längenänderungen werden von der Lager­ einrichtung so abgefangen, daß sich diese nicht ge­ genüber der Stuhlung verschiebt. Es ist daher mög­ lich, die Versorgungsleitung der Walze starr mit der Stuhlung zu verbinden und damit auf Kompensato­ ren zu verzichten.

Besonders bevorzugt wird eine Ausführungsform der Maschine, die sich dadurch auszeichnet, daß die Versorgungsleitung über das Gehäuse der Lagerein­ richtung mit der Stuhlung starr verbunden ist. Da­ her können Wärmeausdehnungen der Walze, ohne daß dies Auswirkungen auf die Versorgungsleitung hat, abgefangen werden.

Weitere Ausgestaltungen ergeben sich aus den übri­ gen Unteransprüchen.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeich­ nung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Ausschnitt der erfindungsgemäßen Maschine im Endbereich einer temperierten Walze im Längsschnitt und

Fig. 2 ein Diagramm, das das Radialspiel für ein Ausführungsbeispiel einer Lagereinrich­ tung zeigt, sowie drei schematische Ab­ bildungen der Lagereinrichtung.

Die Erfindung betrifft allgemein Maschinen zur Her­ stellung einer Bahn mit temperierbaren Walzen. Rein beispielhaft wird hier davon ausgegangen, daß es sich um eine Papierherstellungsmaschine mit minde­ stens einem Trockenzylinder handelt.

Fig. 1 zeigt das eine Ende eines Trockenzylinders 1 einer Papierherstellungsmaschine 3, nämlich einen Lagerzapfen 5, der über eine Lagereinrichtung 7 mit einer Stuhlung 9 der Papierherstellungsmaschine 3 verbunden ist. Die Lagereinrichtung 7 ist als Los­ lagern ausgebildet und umfaßt mehrere zwischen einem Außenring 11 und einem Innenring 13 angeordnete, tonnenförmige Wälzkörper 14. Die den Wälzkörpern 14 zugewandten Ringflächen, also die äußere Ringfläche des Innenrings 13 und die innere Ringfläche des Außenrings 11, sind an die Außenkontur der Wälzkö­ per 14 angepaßt und daher schalenförmig ausgebil­ det. Der Außenring 11 ist starr mit der Stuhlung 9 verbunden und somit stationär gelagert. Der Innen­ ring 13 kann dagegen bei einer Wärmeausdehnung des Trockenzylinders 1 eine Axialbewegung durchführen, was durch einen Doppelpfeil 15 angedeutet ist. Die Lagereinrichtung 7 weist ein Gehäuse 17 auf, an dem eine Versorgungsleitung, hier eine Dampfzuleitung 19, fest angebracht ist. Mit dem Begriff "fest" soll hier ausgesagt werden, daß die Dampfzuleitung 19 starr mit der Stuhlung 9 so verbunden ist, daß sie bei einer Wärmeausdehnung des Trockenzylinders 1 keinerlei Axialbewegung durchführt. Es kann also auf übliche Kompensatoren, die eine Längenausdeh­ nung des Trockenzylinders 1 in Richtung seiner Drehachse 21 ausgleichen, verzichtet werden. Die Längenausdehnung des Trockenzylinders 1 findet also innerhalb der Lagereinrichtung 7 statt, indem gege­ benenfalls eine Auslenkung beziehungsweise Ver­ schiebung des Innenrings 13 gegenüber dem Außenring 11 erfolgt. Dabei verschiebt sich auch eine Aus­ gleichseinrichtung 23 innerhalb des Gehäuses 17 der Lagereinrichtung 7, so daß eine Abdichtung des In­ nenraums 25 des hier hohl ausgebildeten Lagerzap­ fens 5 gegenüber der Umgebung auch bei einer Län­ genänderung des Trockenzylinders 1 gewährleistet bleibt.

Der Trockenzylinder 1 weist auf seiner der Lager­ einrichtung 7 abgewandten Seite ein auch als Fest­ lager bezeichnetes Axiallager auf, das die Aufgabe hat, den Trockenzylinder 1, der durch axiale, also in Richtung der Drehachse 21 wirkende Kräfte bela­ stet wird, abzustützen. Hierfür kann ein herkömmli­ ches Lager verwendet werden, an dem gegebenenfalls ein Dampfanschluß, ohne Zwischenschaltung eines Kompensators, angebracht werden kann, da eine Ver­ lagerung des Lagerzapfens in Richtung der Drehachse des Trockenzylinders hier ausgeschlossen ist.

Die hier gewählte Lagerart ist in der Lage, alle Lastrichtungen aufzunehmen. Unter "Lagerart" wird die Kombination des auf der einen Seite des Troc­ kenzylinders vorgesehenen Loslagers mit dem auf der anderen Seite angeordneten Festlager verstanden.

Aus Fig. 1 ist ersichtlich, daß durch das Befesti­ gen der Dampfzuleitung 19 an der Stuhlung 9 diese vollständig vom Trockenzylinder 1 entkoppelt ist.

Das heißt, bei einer Verlagerung des Trockenzylin­ ders 1 in Richtung seiner Drehachse 21 wird ledig­ lich die Ausgleichseinrichtung 23 in Richtung des Doppelpfeils 15 verlagert, was jedoch nicht zu ei­ ner Verlagerung der Dampfzuleitung 19 führt. Auf aufwendige und somit teure Kompensatoren, die bei bekannten Maschinen erforderlich sind, kann ver­ zichtet werden. Besonders vorteilhaft ist, daß be­ stehende Maschinen relativ einfach umgebaut und mit einem Loslager der hier beschriebenen Art nachgerü­ stet werden können.

Fig. 2 zeigt ein Diagramm für ein Ausführungsbei­ spiel der Lagereinrichtung 7, dem das auch als Ra­ dialluft bezeichnete Radialspiel der Lagerein­ richtung 7 für unterschiedliche Betriebszustände des Trockenzylinders 1 beziehungsweise im nicht eingebauten Zustand der Lagereinrichtung 7 in Ab­ hängigkeit des axialen Versatzes x des Innenrings 13 gegenüber dem Außenring 11 zu entnehmen ist. Un­ terhalb des Diagramms sind drei schematische Abbil­ dungen der Lagereinrichtung 7 mit unterschiedlich großem axialen Versatz x dargestellt, die der nähe­ ren Erläuterung des Diagramms dienen. Im Zusammen­ hang mit der vorliegenden Erfindung wird unter "Versatz" die axiale Verlagerung beziehungsweise der axiale Abstand zwischen dem auf dem Lagerzapfen 5 befestigten Innenring 13 und dem fest mit der Stuhlung 9 verbundenen Außenring 11 verstanden.

Auf der Abszissenachse des Diagramms ist der axiale Versatz x des Innenrings 13 gegenüber dem Außenring 11 und auf der Ordinatenachse das Radialspiel der Lagereinrichtung 7, also der beiden Lagerringe 11 und 13 zueinander, aufgetragen. Das Radialspiel der Lagereinrichtung 7 ist in µm und der Versatz x in mm angegeben.

In der mittleren Abbildung der Fig. 2 liegen die Mitte des Innenrings 13 und die des Außenrings 11 auf einer gedachten - strichpunktiert angedeuteten - Mittelebene ME1, der Versatz x ist also gleich null. In der linken Abbildung ist der auf dem Lagerzapfen 5 befestigte Innenring 13 gegenüber dem fest an der Stuhlung 9 angebrachten Außenring 11 nach links verschoben und weist daher einen Ver­ satz x auf, der in dem Diagramm mit negativem Vor­ zeichen versehen ist. In der rechten Abbildung der Lagereinrichtung 7 ist der Innenring 13 gegenüber dem Außenring 11 nach rechts versetzt, was in dem Diagramm mit einem positiven Vorzeichen gekenn­ zeichnet ist.

Aus dem Diagramm gehen Kennlinien K1 bis K4 hervor, die jeweils das Radialspiel der Lagereinrichtung 7 in Abhängigkeit des Versatzes x für unterschiedli­ che Bedingungen beziehungsweise Betriebszustände der Maschine aufzeigen. Die Kennlinie K1 gilt aus­ schließlich für die nicht eingebaute Lagereinrich­ tung 7, also bevor der Außenring 11 an der Stuhlung 9 und der Innenring 13 an dem Lagerzapfen 5 befe­ stigt werden. Die Kennlinie K2 ist nach dem Einbau der Lagereinrichtung 7 gültig. Bei einem Vergleich der Kennlinien K1 und K2 wird deutlich, daß nach dem Einbau der Lagereinrichtung 7 deren Radialspiel kleiner ist als vor dem Einbau, was eine Folge des kraftschlüssigen Verbindens des Außenrings 11 mit der Stuhlung 9 ist. Die Kennlinie K3 zeigt die Ab­ hängigkeit des Radialspiels gegenüber dem Versatz x der Lagereinrichtung 7 bei einem auf mittlere Be­ triebstemperatur von beispielsweise ca. 150°C auf­ geheizten Trockenzylinder. Die Kennlinie K4 ist für den laufenden Betrieb des Trockenzylinders gültig.

Im folgenden wird die Änderung des Radialspiels an­ hand eines Beispiels näher erläutert. Vor dem Ein­ bau der Lagereinrichtung 7 weist diese - bei einem Versatz x von ca. 1 mm - ein Radialspiel von ca. 420 µm auf, wie mit einem Pfeil 27 an der Kennlinie K1 angedeutet. Die Lagereinrichtung 7 wird mit ei­ nem Versatz x von ca. 2 mm (siehe Pfeil 29 an der Kennlinie K2) eingebaut, das heißt der Innenring 13 wird gegenüber dem Außenring 11 um 2 mm in Richtung der Drehachse 21 nach rechts verschoben eingebaut. Durch den versetzten Einbau liegt die Mitte des In­ nenrings 13 also rechts der Mittelebene ME1. Bei einem Aufheizen des Trockenzylinders vergrößert sich infolge Wärmedehnung dessen Länge. Dadurch wird der Versatz x auf ca. 7 mm vergrößert, wie mit einem Pfeil 31 an der Kennlinie K3 angedeutet. Wäh­ rend des laufenden Betriebs der Maschine werden alle Teile, also auch die Stuhlung und das Lagerge­ häuse, erwärmt, die sich daraufhin ausdehnen. Dies führt zu einer weiteren temperaturbedingten Ände­ rung des Versatzes x. Ein Pfeil 33 zeigt den Be­ triebspunkt der Lagereinrichtung 7 auf der Kennli­ nie K4, also Radialspiel und Versatz x, wie sie sich im laufenden Betrieb der Maschine einstellen. Es ist ersichtlich, daß der Versatz x durch die Er­ wärmung sämtlicher Teile der Maschine auf ca. 2,5 mm reduziert wird. Bei einem Versatz x von 2,5 mm weist die Lagereinrichtung 7 ein Radialspiel von ca. 200 µm auf.

Wie aus dem Diagramm ersichtlich, kann der Innen­ ring 13 in diesem Ausführungsbeispiel noch um ca. 12,5 mm nach rechts und ca. 17,5 mm nach links ver­ lagert werden. Eine Längenänderung des Trockenzy­ linders kann also in vorteilhafter Weise aufgefan­ gen werden.

Aus allem wird deutlich, daß durch die Lagerein­ richtung 7 in vorteilhafter Weise die Längenausdeh­ nung des Trockenzylinders aufgefangen werden kann, die beispielsweise 1 mm pro Meter Länge des Troc­ kenzylinders beträgt. Diese Angabe soll lediglich als Richtwert verstanden werden. Durch einen defi­ nierten Versatz x des Innenrings 13 gegenüber dem Außenring 11 beim Einbau der Lagereinrichtung 7 kann ein gewünschtes Radialspiel der Lagereinrich­ tung 7 im Normalbetrieb der Maschine eingestellt werden.

Wie der Kennlinie K4 zu entnehmen ist, kann die La­ gereinrichtung 7 in diesem Ausführungsbeispiel - ausgehend von einem Versatz x = 0 - eine Längenän­ derung des Trockenzylinders von ca. ± 15 mm auffan­ gen, wobei jede Längenänderung zu einer Änderung des Versatzes x führt.

Die starre Verbindung des Dampfanschlusses mit der Stuhlung ist deshalb möglich, weil die Längsausdeh­ nungen des Trockenzylinders beziehungsweise der Lagerzapfen durch ein Loslager abgefangen werden. Durch die Ausgestaltung der oben beschriebenen La­ gerung eines Trockenzylinders einer Maschine zur Herstellung einer Bahn werden die üblicherweise zum Abfangen einer axialen Längenänderung verwendeten Kompensatoren überflüssig.

Claims (3)

1. Maschine zur Herstellung einer Bahn, insbeson­ dere einer Papier- oder Kartonbahn mit mindestens einer temperierbaren Walze, insbesondere einer als Trockenzylinder ausgebildeten Walze, mit einer Ver­ sorgungsleitung zur Beheizung der Walze und mit an beiden Seiten der Walze vorgesehenen Lagereinrich­ tungen, die an einer Stuhlung angebracht sind, da­ durch gekennzeichnet, daß eine der Lagereinrichtun­ gen (7) als Loslager ausgebildet und die Versor­ gungsleitung (Dampfzuleitung (19)) auf der das Los­ lager aufweisenden Seite der Walze (1) starr mit der Stuhlung (9) verbunden ist.

2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Versorgungsleitung (Dampfzuleitung (19)) über das Gehäuse (17) der Lagereinrichtung (7) mit der Stuhlung (9) starr verbunden ist.

3. Maschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Versorgungsleitung (Dampfzu­ leitung (19)) unmittelbar mit der Lagereinrichtung (7) beziehungsweise mit dessen Gehäuse (17) verbun­ den ist.