DE19728824A1 - Saugwalze für eine Papiermaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Saugwalze für eine Papiermaschine, mit einem Walzenmantel, über den ein Transportband für eine zu entwässernde Faserstoffbahn geführt ist, mit einem externen, außerhalb der Saugwalze angeordneten Saugkasten, der den Wal­ zenmantel teilweise umschließt und die Saugwalze über Bohrungen im Walzenmantel mit Unterdruck beaufschlagt, wobei der Saug­ kasten durch ein erstes Dichtelement in Bahnlaufrichtung ge­ sehen vor dem Auflaufzwickel des Transportbandes auf den Wal­ zenmantel und durch ein zweites Dichtelement nach dem Ablauf­ zwickel des Transportbandes vom Walzenmantel jeweils quer zur Bahnlaufrichtung abgedichtet ist.

Eine derartige Saugwalze ist aus der DE 43 14 475 A1 bekannt.

Die bekannte Saugwalze ist Teil einer Vorrichtung zum Führen der Papierbahn in der Trockenpartie einer Papiermaschine von einem ersten Trockenzylinder über die Saugwalze zu einem be­ nachbarten zweiten Trockenzylinder. Der Aufbau der Saugwalze ist auf die besonderen Anforderungen in der Trockenpartie und auf die speziellen geometrischen Bedingungen zwischen eng be­ nachbarten Trockenzylindern abgestimmt, wobei die Saugwalze mit einem Winkel von mehr als 180° umschlungen wird.

Trotz an beiden Enden weit in die Zwickel zwischen dem Trans­ portband und dem Walzenmantel hineinreichender Dichtflächen be­ steht im Bereich des Auf- und Ablaufzwickels, d. h. in dem Be­ reich, in dem das Transportband zum Walzenmantel hin und von ihm weggeführt wird, die Möglichkeit des Ansaugens von Fehlluft über die Bohrungen des Walzenmantels.

Die Anwendung eines derartigen Saugkastens war bisher auf den Bereich der Trockenpartie einer Papiermaschine beschränkt. Da­ gegen werden bisher im Naßbereich, d. h. im Bereich der Siebpar­ tie oder Pressenpartie einer Papiermaschine, anders aufgebaute Saugwalzen verwendet, deren gelochter Walzenmantel über einen inneren Saugkasten besaugt wird, wobei die Luftführung über die axialen Lagerzapfen erfolgen muß.

Ein Nachteil bei derartigen Saugwalzen besteht einerseits in der bei jeder Walzenumdrehung durch die Evakuierung der Bohrun­ gen erforderliche Gebläseblindleistung und andererseits in einer Begrenzung des Gebläsevolumenstroms durch den Querschnitt der axialen Lagerzapfen.

Der Erfindung liegt demnach die Aufgabe zugrunde, eine Saug­ walze zu schaffen, die insbesondere für den Einsatz im Bereich einer Sieb- oder Pressenpartie einer Papiermaschine geeignet ist und bei der das Ansaugen von Fehlluft im Bereich der Zwickel weitgehend vermieden wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß bei einer Saugwalze gemäß der eingangs genannten Art das erste und das zweite Dichtelement gegen das Transportband abgedichtet sind.

Die Aufgabe der Erfindung wird auf diese Weise vollkommen ge­ löst.

Dadurch daß erfindungsgemäß beide Dichtelemente nicht mehr ge­ gen den Walzenmantel sondern unmittelbar gegen das Transport­ band abgedichtet sind, wird nämlich das Ansaugen von Fehlluft im Bereich des Auflaufzwickels und im Bereich des Ablauf­ zwickels vollständig vermieden. Durch die Besaugung der Saug­ walze über einen externen Saugkasten wird ferner die Erzeugung eines starken Unterdruckes mit großer abgesaugter Luftmenge ermöglicht, da der Gebläsevolumenstrom nicht durch die Quer­ schnitte der axialen Lagerzapfen begrenzt ist.

Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Saugwalze im Ver­ gleich zu herkömmlichen Saugwalzen mit internen Saugkästen be­ steht darin, daß die Bohrungen ständig unter Unterdruck stehen, während bei herkömmlichen Saugwalzen mit internen Saugkästen die Bohrungen, sobald sie die Saugzone der Saugwalze verlassen, dem Umgebungsdruck ausgesetzt sind, was dazu führt, daß die Bohrungen nach dem Wiedereintritt in die Saugzone der Saugwalze zunächst wieder evakuiert werden müssen. Dies führt zu einer hohen Gebläseblindleistung, die erfindungsgemäß vermieden wird.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vor der Saugwalze ein Flachsaugkasten angeordnet, der gegen das Transportband ab­ gedichtet ist und sich bis in den Auflaufzwickel erstreckt.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist in Bahnlaufrich­ tung gesehen nach der Saugwalze ein Flachsaugkasten angeordnet, der sich bis in den Ablaufzwickel erstreckt und gegen das Transportband abgedichtet ist.

Durch diese Maßnahmen läßt sich noch ein stärkerer Unterdruck auf das Transportband bzw. die zu entwässernde Faserstoffbahn übertragen. Ferner läßt sich eine bessere Anpassung des Unter­ druckes an die speziellen Betriebsbedingungen erreichen, da der oder die zusätzlichen Flachsaugkästen entweder mit dem gleichen Unterdruck wie der externe Saugkasten oder aber mit einem ande­ ren Unterdruck betrieben werden können. So läßt sich beispiels­ weise durch den in Bahnlaufrichtung gesehen vorgeschalteten Flachsaugkasten zunächst ein geringerer Unterdruck aufbringen, während dann in dem Bereich, in dem die Faserstoffbahn und das Transportband mit dem Walzenmantel in Kontakt sind, ein größe­ rer Unterdruck erzeugt wird und in dem sich anschließenden Flachsaugkasten wieder ein geringerer Unterdruck angelegt wird, um nachteilige Einflüsse auf die Faserstoffbahn bei außeror­ dentlich hohen Bahnlaufgeschwindigkeiten zu vermeiden. Eine derartige Verwendung von Flachsaugkästen vor und nach dem ex­ ternen Saugkasten ist mit relativ geringem Zusatzaufwand ver­ bunden, da praktisch zur Erzielung der notwendigen Steifigkeit des externen Saugkastens ohnehin biegesteife Querschnitte im Bereich des Auf- und Ablaufzwickels notwendig sind.

In zusätzlicher Weiterbildung der Erfindung ist innerhalb der Saugwalze eine zentrale Stützeinrichtung vorgesehen, an der der Walzenmantel abgestützt ist.

Auf diese Weise kann die erfindungsgemäße Saugwalze auch vor­ teilhaft als Presswalze eingesetzt werden. Die Stützeinrichtung kann beispielsweise ein zentrales Joch umfassen, über das mittels einer oder mehrerer hydraulisch gestützter Stempel ein Innenrohr abgestützt wird, auf dem wiederum der mit Bohrungen versehene äußere Walzenmantel mittels Umfangsscheiben abge­ stützt ist.

Darüberhinaus sind verschiedene Variationen der zentralen Stützeinrichtung denkbar, um beispielsweise mittels einer zen­ tralen hydraulischen Abstützung an einem Joch nach dem Prinzip der Durchbiegungseinstellwalze eine durchbiegungskompensierte oder durchbiegungseinstellbare Saugwalze zu realisieren. Darüberhinaus ist es denkbar, das Innenrohr in Maschinenmitte abzustützen, um eine mittig gestützte Saugwalze zu realisieren.

Gemäß einer alternativen Ausführungsform der Erfindung wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß bei einer Saugwalze gemäß der ein­ gangs genannten Art innerhalb des Walzenmantels zusätzlich zu den außen anliegenden Dichtflächen des Saugkastens innere Dichtflächen im Bereich des Auflaufzwickels und des Ablauf­ zwickels derart angeordnet sind, daß im Bereich zwischen Auf­ laufzwickel bzw. Ablaufzwickel und den jeweiligen äußeren Dichtflächen des Saugkastens liegende Bohrungen des Walzenman­ tels vollständig überdeckt sind.

Obwohl bei dieser Ausführung keine Abdichtung des externen Saugkastens gegenüber dem Transportband sondern gegenüber der Mantelfläche der Saugwalze erfolgt, läßt sich auch mit dieser Ausführung ein Ansaugen von Fehlluft im Zwickelbereich vermei­ den.

Eine derartige Ausführung kann von Vorteil sein, wenn eine Ab­ dichtung des externen Saugkastens gegenüber dem Transportband unter bestimmten Umständen nicht erwünscht ist.

Es versteht sich, daß die vorstehend genannten und die nachste­ hend noch zu erläuternden Merkmale der Erfindung nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination sondern auch in anderer Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnung. Es zeigen:

Fig. 1 Eine erste Ausführung einer erfindungsgemäßen Saug­ walze in geschnittener, stark vereinfachter Dar­ stellung;

Fig. 2 eine Abwandlung der Ausführung gemäß Fig. 1;

Fig. 3 eine weitere Abwandlung der Ausführung gemäß Fig. 2 und

Fig. 4 eine weitere alternative Ausführungsform der Erfin­ dung in geschnittener, stark vereinfachter Dar­ stellung.

In Fig. 1 ist eine erfindungsgemäße Saugwalze insgesamt mit der Ziffer 10 bezeichnet. Sie umfaßt einen drehbar gelagerten Wal­ zenmantel 12, der von zahlreichen Bohrungen 18 durchsetzt ist.

Über den Walzenmantel 12 verläuft ein Transportband 14, bei­ spielsweise in Form eines Filzbandes oder eines Siebes, auf dem eine zu entwässernde Faserstoffbahn in Form einer Papierbahn geführt ist, die in Fig. 1 mit einer gestrichelten Linie ange­ deutet und mit der Ziffer 16 bezeichnet ist.

Der Bereich vor der Auftrefflinie zwischen dem Transportband 14 und dem Walzenmantel 12 ist als Auflaufzwickel 25 bekannt, wäh­ rend der sich an die Trennlinie des Transportbandes 14 beim Verlassen des Walzenmantels 12 anschließende Bereich als Ab­ laufzwickel 26 bekannt ist.

Unterhalb des Walzenmantels 12 ist ein externer Saugkasten 20 vorgesehen, der den freien Bereich des Walzenmantels 12 weit­ gehend umschließt und mit einem Dichtelement 21 in Form einer Dichtleiste in Bahnlaufrichtung 24 gesehen kurz vor dem Auf­ laufzwickel 25 gegen das Transportband 14 abgedichtet ist und auf der anderen Seite wiederum mit einem Dichtelement 22 in Form einer Dichtleiste kurz hinter dem Ablaufzwickel 26 gegen das Transportband 14 abgedichtet ist. Der Saugkasten 20 ist mit einem Gebläse verbunden, wie schematisch durch die Ziffer 23 angedeutet ist. So kann die Saugwalze 10 in Bereich des Walzen­ mantels 12 von außen und über die Bohrungen 18 auch innerhalb des Walzenmantels 12 mit Unterdruck beaufschlagt werden. Da­ durch, daß die Dichtflächen 21, 22 unmittelbar gegen das Trans­ portband 14 abdichten, wird das Ansaugen von Fehlluft im Be­ reich des Auflaufzwickels 25 und im Bereich des Ablaufzwickels 26 vollständig vermieden. Ein weiterer Vorteil dieser Anordnung besteht darin, daß die Bohrungen 18, da sie von einem externen Saugkasten umschlossen sind, ständig evakuiert bleiben, so daß im Gegensatz zu herkömmlichen Saugwalzen mit einem internen Saugkasten ein anfängliches Evakuieren der Bohrungen beim Ein­ tritt in den Saugabschnitt vermieden wird. Schließlich kann bei der Saugwalze 10 gemäß Fig. 1 das Transportband 14 bzw. die zu entwässernde Faserstoffbahn 16 mit einem hohen Unterdruck be­ aufschlagt werden, da eine Begrenzung des Volumenstroms durch den Querschnitt der axialen Lagerzapfen vermieden wird.

Eine weitere Ausführung einer erfindungsgemäßen Saugwalze ist in Fig. 2 dargestellt und insgesamt mit der Ziffer 30 bezeich­ net.

Hierbei ist wiederum ein externer Saugkasten 40 vorgesehen, der den gesamten freien Bereich unterhalb des Walzenmantels 12 um­ schließt, der wiederum von Öffnungen 18 durchsetzt ist. In Bahnlaufrichtung 24 gesehen vor dem externen Saugkasten 40 ist ein Flachsaugkasten 42 angeordnet, der unmittelbar an den Saug­ kasten 40 anschließt und mit Dichtelementen in Form von Dicht­ leisten 44 bzw. 46 an der Vorderkante bzw. vor dem Auflauf­ zwickel 25 gegen das Transportband 14 abgedichtet ist. In ent­ sprechender Weise ist hinter dem Ablaufzwickel 26 ein zweiter Flachsaugkasten 48 vorgesehen, der unmittelbar an den externen Saugkasten 40 angrenzt und mit Dichtelementen 50 bzw. 52 gegen das Transportband 14 abgedichtet ist. Der zentrale externe Saugkasten 40 und die beiden Flachsaugkästen 42, 48 sind je­ weils mit einer Unterdruckquelle verbunden, wie durch die Pfeile 41, 43 und 49 angedeutet ist. Der Unterdruck kann ent­ weder in allen drei Saugkästen 40, 42 und 48 unterschiedlich eingestellt sein oder aber es können alle drei Saugkästen mit dem gleichen Unterdruck betrieben werden, also auch etwa an ein gemeinsames Gebläse angeschlossen sein.

Die in Fig. 2 angedeutete unterschiedliche Vakuumbeaufschla­ gung hat den Vorteil, daß sich eine optimal an die jeweiligen Betriebsbedingungen angepaßte Unterdruckverteilung am Trans­ portband 14 erreichen läßt. So kann der erste Flachsauger 42 zur Erzeugung eines geringeren Unterdrucks genutzt werden, wäh­ rend ein höherer Unterdruck im zentralen externen Saugkasten 40 erreicht wird und schließlich im nachfolgenden Flachsauger 48 wiederum ein geringerer Unterdruck eingestellt wird, um einen allmählichen Übergang von einer Zone niederen Unterdrucks über eine Zone höheren Unterdrucks wiederum zu einer Zone niederen Unterdrucks zu erreichen, bevor sich wieder Normaldruck ein­ stellt.

Eine Abwandlung der zuvor beschriebenen Ausführungen ist in Fig. 3 dargestellt und insgesamt mit der Ziffer 80 bezeichnet.

Im Unterschied zu den zuvor beschriebenen Ausführungen ist zur Abstützung des Walzenmantels 12 gegen Druckbelastung von außen innerhalb des Walzenmantels 12 eine zentrale Stützeinrichtung vorgesehen, die insgesamt mit der Ziffer 96 bezeichnet ist. Ge­ mäß Fig. 3 umfaßt die zentrale Stützeinrichtung 96 ein zentra­ les Joch 100, das von einem Innenrohr 104 umgeben ist und an dem das Innenrohr 104 mittels einer oder mehrerer hydraulisch gestützter Stempel 102 abgestützt ist. Der Walzenmantel 12 ist wiederum mit Hilfe von Umfangsstegen, die in der Zeichenebene von Fig. 3 nicht dargestellt sind und lediglich mit der Ziffer 98 angedeutet sind, auf dem Innenrohr 104 abgestützt. Auf diese Weise läßt sich eine vollständig am Joch 100 abgestützte Saug­ walze realisieren, die als Saugpresswalze in einem Press-Spalt auch mit hohen Linienkräften verwendet werden kann. Darüber­ hinaus sind natürlich verschiedene Abwandlungen der inneren Stützeinrichtung 96 denkbar, beispielsweise könnte diese nach dem bekannten Prinzip der Durchbiegungseinstellwalze mit einer hydraulischen Abstützung an einem zentralen Joch ausgebildet sein oder aber eine Mittenabstützung in der Mitte der Längser­ streckung der Saugwalze aufweisen.

Eine Variante zu den zuvor genannten anhand von Fig. 1 bis 3 beschriebenen Ausführungen ist in Fig. 4 dargestellt. Hierbei wird der externe Saugkasten 70 im Gegensatz zu den zuvor be­ schriebenen Ausführungen nicht gegen das Transportband 14 abge­ dichtet, sondern statt dessen sowohl im Bereich der Nähe des Auflaufzwickels 25 als auch im Bereich in der Nähe des Ablauf­ zwickels 26 jeweils mit Dichtelementen 71 bzw. 72 in Form von Dichtleisten gegen die Oberfläche des Walzenmantels 12 abge­ dichtet.

Der externe Saugkasten 70 ist wiederum mit Unterdruck beauf­ schlagt, wie durch den Pfeil 73 angedeutet ist.

Um nun zu vermeiden, daß sich trotz der Abdichtung des Saug­ kastens 70 gegenüber dem Walzenmantel 12 in den Zwickelberei­ chen 25 und 26 eine Ansaugung von Fehlluft durch die Bohrungen 18 ergibt, sind innerhalb des Walzenmantels 12 zwei Dichtele­ mente 74, 75 in Form von sich in Axialrichtung erstreckender Dichtleisten vorgesehen, die derart breit ausgebildet sind, daß ein Ansaugen von Fehlluft vermieden wird. Hierzu ist das eine Dichtelement 74, das - wie schematisch angedeutet - als feder­ beaufschlagte Dichtleiste ausgebildet sein kann, so angeordnet, daß der Bereich zwischen dem äußeren Dichtelement 71 und dem Auflaufzwickel 25 vollständig abgedeckt wird, so daß Bohrungen 18, die sich im Bereich des Auflaufzwickels 25 befinden, von innen verschlossen werden. Entsprechendes gilt für das andere als Dichtleiste ausgebildete Dichtelement 75, durch das der Be­ reich zwischen dem äußeren Dichtelement 72 und dem Ablauf­ zwickel 26 von innen abgedeckt wird.

Hierzu ist die Breite der beiden Dichtelement 74, 75 so be­ messen, daß deren Mittelpunktswinkel β größer ist als der Ab­ stand zwischen benachbarten Bohrungen, der durch den Mittel­ punktswinkel α gekennzeichnet ist.

Ein gewisser Nachteil dieser Ausführung besteht darin, daß im Zwickelbereich die Bohrungen dem Umgebungsdruck ausgesetzt sind und dadurch eine Gebläseblindleistung verursacht wird, da die Bohrungen dann nach dem Ablaufen von dem Dichtelement erneut evakuiert werden müssen.

Claims (6)

1. Saugwalze für eine Papiermaschine, mit einem Walzenmantel 12), über den ein Transportband (14) für eine zu ent­ wässernde Faserstoffbahn (16) geführt ist, mit einem exter­ nen außerhalb der Saugwalze (10; 30) angeordneten Saug­ kasten (20; 40), der den Walzenmantel (12) teilweise um­ schließt und die Saugwalze (10; 30) über Bohrungen (18) im Walzenmantel (12) mit Unterdruck beaufschlagt, wobei der Saugkasten (20; 40) durch ein erstes Dichtelement (21; 44, 46) in Bahnlaufrichtung (24) gesehen vor dem Auflaufzwickel (25) des Transportbandes (14) auf den Walzenmantel (12) und durch ein zweites Dichtelement (22; 50, 52) nach dem Ab­ laufzwickel (26) des Transportbandes (14) vom Walzenmantel (12) jeweils quer zur Bahnlaufrichtung (24) abgedichtet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das erste (21; 44, 46) und das zweite (22; 50, 52) Dichtelement gegen das Transport­ band (14) abgedichtet sind.

2. Saugwalze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in Bahnlaufrichtung (24) gesehen vor der Saugwalze (30) ein Flachsaugkasten (42) angeordnet ist, der gegen das Trans­ portband (14) abgedichtet ist und sich bis in den Auflauf­ zwickel (25) erstreckt.

3. Saugwalze nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in Bahnlaufrichtung (24) gesehen nach der Saugwalze (30) ein Flachsaugkasten (48) angeordnet ist, der sich bis in den Ablaufzwickel (26) erstreckt und gegen das Trans­ portband (14) abgedichtet ist.

4. Saugwalze nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck im Saugkasten (40) und dem oder den Flach­ saugkästen (42, 48) getrennt einstellbar ist.

5. Saugwalze nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb der Saugwalze (80) eine zen­ trale Stützeinrichtung (96) vorgesehen ist, an der der Wal­ zenmantel (12) abgestützt ist.

6. Saugwalze für eine Papiermaschine, mit einem Walzenmantel (12), über den ein Transportband (14) für eine zu ent­ wässernde Faserstoffbahn (16) geführt ist, mit einem exter­ nen außerhalb der Saugwalze (60) angeordneten Saugkasten (70), der den Walzenmantel (12) teilweise umschließt und die Saugwalze (60) über Bohrungen (18) im Walzenmantel (12) mit Unterdruck beaufschlagt, wobei der Saugkasten (70) durch ein erstes Dichtelement (71) in Bahnlaufrichtung (24) gesehen vor dem Auflaufzwickel (25) des Transportbandes (14) auf den Walzenmantel (12), und durch ein zweites Dichtelement (72) nach dem Ablaufzwickel (26) des Trans­ portbandes (14) vom Walzenmantel (12) jeweils quer zur Bahnlaufrichtung (24) abgedichtet ist, dadurch gekennzeich­ net, daß innerhalb des Walzenmantels (12) zusätzlich zu den außen anliegenden Dichtelementen (71, 72) des Saugkastens (70) innere Dichtelemente (74, 75) im Bereich des Auflauf­ zwickels (25) und des Ablaufzwickels (26) derart angeordnet sind, daß im Bereich zwischen Auflaufzwickel bzw. Ablauf­ zwickel und den jeweiligen äußeren Dichtelementen (71, 72) des Saugkastens (70) liegende Bohrungen (18) des Walzenman­ tels (12) vollständig überdeckt sind.