DE19842837A1 - Dichtungseinrichtung und Verfahren zur Abdichtung von Druckzonen in einer Papiermaschine - Google Patents
Dichtungseinrichtung und Verfahren zur Abdichtung von Druckzonen in einer PapiermaschineInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Dichtungseinrichtung zur seitlichen Abdichtung wenigstens einer an eine bewegte Fläche (20) angrenzenden Überdruck- oder Unterdruckzone (P¶1¶, P¶2¶) in einer Papiermaschine mit wenigstens einem zumindest bereichsweise in einem Aufnahmebereich (17) eines Halters (10) beweglich angeordneten Dichtelement (15), das zum Anlegen an die bewegte Fläche (20) mit einer Anpreßkraft beaufschlagbar ist, wobei ein in einem jeweiligen Abstand zur bewegten Fläche (20) fixierbares und die Anlegebewegung des Dichtelementes (15) begrenzendes Anschlagelement (70) vorgesehen ist.
Description
Die Erfindung betrifft eine Dichtungseinrichtung zur seitlichen Abdich
tung wenigstens einer an eine bewegte Fläche angrenzenden Überdruck- oder
Unterdruckzone in einer Papiermaschine mit wenigstens einem zu
mindest bereichsweise in einem Aufnahmebereich eines Halters beweglich
angeordneten Dichtelement, das zum Anlegen an die bewegte Fläche mit
einer Anpreßkraft beaufschlagbar ist.
Derartige Dichtungseinrichtungen und Verfahren dienen beispielsweise
dazu, das unter einem Unterdruck stehende Innere eines Saugkastens,
dessen Seitenwände mit der Dichtungseinrichtung versehen sind, gegen
über der Umgebung abzudichten, indem die Dichtelemente gegen den ro
tierenden Mantel einer Saugwalze, über die eine zu entwässernde Papier
bahn geführt wird, derart gepreßt werden, daß das Dichtelement optimal
am Mantel anliegt und eine gute Abdichtwirkung erzielt wird.
Aus der US 5,580,424 ist es bekannt, ein Dichtelement in einem Zwi
schenhalter anzuordnen, der wiederum in einem Halter angeordnet und
mittels unter Druck setzbarer Anpreßdruckschläuche relativ zum Halter
auf einen Walzenmantel zu bewegbar ist, um das Dichtelement an den
Walzenmantel zu pressen. Nachdem der Zwischenhalter in seine Anpreß
stellung bewegt worden ist, wird der Zwischenhalter im Halter einge
klemmt und anschließend der Druck in den Anpreßdruckschläuchen re
duziert. Mittels einer sich am Zwischenhalter abstützenden Feder ist das
Dichtelement in Richtung des Walzenmantels mit einer Schulter gegen ei
nen am Zwischenhalter ausgebildeten Anschlag vorgespannt. Bei in seiner
Anpreßstellung eingeklemmtem Zwischenhalter kann das Dichtelement
gegen die Vorspannung der Feder relativ zum Zwischenhalter bewegt wer
den, um auf diese Weise Vibrationen des Walzenmantels auszugleichen.
Es ist das der Erfindung zugrundeliegende Problem (Aufgabe), eine Dich
tungseinrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, mit welcher der
Verschleiß des Dichtelementes auf möglichst einfache Weise minimiert
und eine optimale Abdichtwirkung erzielt werden kann.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die Merkmale des Anspruchs 1
und insbesondere dadurch, daß ein in einem jeweiligen Abstand zur be
wegten Fläche fixierbares und die Anlegebewegung des Dichtelementes
begrenzendes Anschlagelement vorgesehen ist.
Das Vorsehen des erfindungsgemäßen Anschlagelementes ermöglicht es,
den Abstand zwischen dem Dichtelement und der bewegten Fläche unab
hängig von der Größe der Anpreßkraft auf einen minimalen Wert zu be
grenzen. Das Dichtelement kann daher mit einem vorgebbaren Anpreß
druck gegen die bewegte Fläche gepreßt oder derart an die bewegte Fläche
angelegt werden, daß ein minimaler Dichtspalt vorhanden ist, der für eine
ausreichende Dichtigkeit sorgt.
Das Dichtelement kann mit einer prinzipiell beliebig großen Anpreßkraft
beaufschlagt werden, ohne daß dies zu einem übermäßig hohen Flächen
druck führen würde, der über dem zur Erfüllung der Abdichtfunktion er
forderlichen Wert liegt. Der Verschleiß des Dichtelementes kann folglich
durch gezielte Einstellung des Anschlagelementes begrenzt werden, ohne
die Abdichtfunktion zu beeinträchtigen.
Des weiteren ermöglicht es die Erfindung, die Anpreßkraft, mit der das
Dichtelement beaufschlagt wird, während des Betriebs, d. h. bei an die be
wegte Fläche angelegtem Dichtelement, aufrechtzuerhalten und somit für
eine federnde Lagerung des Dichtelementes zu sorgen. Auf diese Weise
können Vibrationen der bewegten Fläche aufgefangen werden, die bei re
lativ zum Halter unbeweglichem Dichtelement zu einem erhöhten Ver
schleiß des Dichtelementes führen würden.
In Abhängigkeit von dem Ausmaß zu erwartender Vibrationen kann die
Anpreßkraft aufgrund des erfindungsgemäß vorgesehenen Anschlagele
mentes auf den jeweils erforderlichen Wert eingestellt werden, ohne einen
überhöhten und zu einem inakzeptablen Verschleiß des Dichtelementes
führenden Anpreßdruck befürchten zu müssen.
Bevorzugte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Dichtungsein
richtung sind in den Unteransprüchen, der Beschreibung sowie der
Zeichnung angegeben.
Die Erfindung wird im folgenden beispielhaft unter Bezugnahme auf die
Zeichnung beschrieben, deren einzige Figur eine Seitenansicht der Dich
tungseinrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung zeigt.
Die in der Figur dargestellte Dichtungseinrichtung umfaßt einen Träger
80, der in radialer Richtung bezüglich des nur teilweise dargestellten
Mantels 20 einer Saugwalze unbeweglich angeordnet ist.
Der Träger 80 kann an einem Saugkasten angebracht oder als Bestandteil
des Saugkastens ausgebildet sein, dessen Inneres eine Druckzone P1 dar
stellt. Die Druckzone P1 ist mittels der erfindungsgemäßen Dichtungsein
richtung gegenüber der Umgebung, in der ein höherer Druck P2 herrscht,
abzudichten, um durch im Mantel 20 vorgesehene Bohrungen 21 Feuch
tigkeit aus einer nicht dargestellten, über die Saugwalze geführten und zu
entwässernden Papierbahn anzusaugen. Der während des Betriebs in
Pfeilrichtung rotierende Mantel 20 stellt eine bewegte Fläche im Sinne der
Erfindung dar. Grundsätzlich kann - insbesondere bei Verwendung der
erfindungsgemäßen Dichtungseinrichtung in Verbindung mit einem einer
Blaswalze zugeordneten Blaskasten - der Umgebungsdruck P2 auch klei
ner sein als der im Inneren des Kastens herrschende Druck P1.
Der Saugkasten erstreckt sich über zumindest im wesentlichen die ge
samte Länge der Saugwalze und ist mit einer nicht dargestellten weiteren
Dichtungseinrichtung gemäß der Erfindung versehen, die in Umfangs
richtung von der in der Figur dargestellten Dichtungseinrichtung beab
standet angeordnet ist.
In einer Vertiefung 83 des Trägers 80 ist ein Halter 10 angeordnet, der ei
nen in einer Ebene senkrecht zur Drehachse der Saugwalze U-förmigen
Querschnitt aufweist und einen zum Mantel 20 offenen Aufnahmekanal
17 bereitstellt. Der Halter 10 und der Träger 80 sind kraftschlüssig mit
einander verbunden. Es ist auch möglich, den Halter 10 und den Träger
80 in Form eines einteiligen Bauteils vorzusehen.
Der Aufnahmekanal 17 des sich ebenfalls über etwa die gesamte Walzen
länge erstreckenden Halters 10 bildet einen Aufnahmebereich 17 für ein
Dichtelement 15, das als sich ebenfalls über etwa die gesamte Walzenlän
ge erstreckende Dichtleiste ausgebildet ist. Das Dichtelement 15 ist in ra
dialer Richtung im Aufnahmekanal 17 relativ zum Halter 10 beweglich.
Die dem Mantel 20 zugewandte Stirnseite des Dichtelementes 15 ist mit
einer Verschleißschicht 15a versehen, die aus einem anderen Material als
das übrige Dichtelement 15 hergestellt ist.
Zwischen der vom Mantel 20 abgewandten Seite des Dichtelementes 15
und dem Boden des Aufnahmekanals 17 ist ein Anpreßdruckschlauch 55
angeordnet, der sich ebenfalls über etwa die gesamte Länge der Saugwalze
längs des Halters 10 erstreckt. Der Anpreßdruckschlauch 55 ist an eine
nicht dargestellte Fluiddruckquelle anschließbar, mittels welcher der
Fluiddruck innerhalb des Anpreßdruckschlauches 55 variiert werden
kann.
Bei einer Druckerhöhung dehnt sich der Anpreßdruckschlauch 55 aus,
wodurch auf das Dichtelement 15 eine das Dichtelement 15 in Richtung
des Mantels 20 bewegende Anpreßkraft ausgeübt wird.
Seitlich des Halters 10 ist im Inneren des Saugkastens ein sich ebenfalls
über etwa die gesamte Walzenlänge erstreckendes Anschlagelement 70
angeordnet, das einen etwa in radialer Richtung verlaufenden Abschnitt
72 und einen sich senkrecht zum Abschnitt 72 erstreckenden Eingriffsab
schnitt 75 aufweist. Das Anschlagelement 70 weist folglich in einer Ebene
senkrecht zur Drehachse der Saugwalze einen L-förmigen Querschnitt auf.
Das Anschlagelement 70 ist mit seinem Abschnitt 72 in einer Vertiefung
85 des Trägers 80 angeordnet, deren der äußeren Druckzone P2 nähere
Begrenzungswand etwa in derselben Ebene wie die der Druckzone P1 zu
gewandte innere Oberfläche der in der Figur linken Seitenwand 11 des
Halters 10 liegt. Das Anschlagelement 70 liegt mit seinem Abschnitt 72 an
der Seitenwand 11 des Halters 10 an oder verläuft zumindest unmittelbar
benachbart der Seitenwand 11.
Mit seinem Eingriffsabschnitt 75 greift das Anschlagelement 70 in eine zur
Druckzone P1 offene Nut 16 ein, die im Dichtelement 15 ausgebildet ist.
Die radiale Weite der Nut 16 ist größer als die radiale Breite des in die Nut
16 ragenden Eingriffsabschnitts 75 des Anschlagelementes 70.
Auf diese Weise hintergreift das Anschlagelement 70 eine radial innere Be
grenzungsfläche der bezüglich der Radialrichtung eine Hinterschneidung
darstellenden Nut 16, wobei diese Begrenzungsfläche als eine radial inne
re, mit dem Anschlagelement 70 zusammenwirkende Anschlagfläche 16a
dient. Die dem Mantel 20 zugewandte, in dem Zustand gemäß der Figur
vom Eingriffsabschnitt 75 beabstandete Begrenzungsfläche der Nut 16
bildet eine radial äußere Anschlagfläche 16b des Dichtelementes 15 für
das Anschlagelement 70.
In einer zum Anschlagelement 70 offenen Nut 45 des Trägers 80, deren
radial innere Begrenzungsfläche in derselben Ebene wie eine Auflagefläche
82 der Vertiefung 83 für den Halter 10 liegt, ist ein Klemmorgan 30 ange
ordnet.
Das Klemmorgan 30 umfaßt einen sich über im wesentlichen die gesamte
Walzenlänge erstreckenden Klemmdruckschlauch 50, mit welchem ein
streifenförmiger, sich längs des Klemmdruckschlauches 50 erstreckender
Kolben 60 beaufschlagbar ist. Der Kolben 60 ist zwischen dem Klemm
druckschlauch 50 und dem Abschnitt 72 des Anschlagelementes 70 ange
ordnet und in der Nut 45 bewegbar.
Der Klemmdruckschlauch 50 und der Anpreßdruckschlauch 55 können
an einen gemeinsamen Fluiddruckkreislauf angeschlossen sein. Es ist
auch möglich, dem Klemmdruckschlauch 50 eine separate Fluid
druckquelle zuzuordnen, die unabhängig von der des Anpreßdruckschlau
ches 55 betreibbar ist.
Wenn der Fluiddruck im Klemmdruckschlauch 50 erhöht wird, bewegt
sich der Kolben 60 in Richtung des Halters 10, bis der Abschnitt 72 des
Anschlagelementes 70 zwischen dem Kolben 60 und der in der Figur lin
ken Seitenwand 11 des Halters 10 mit einer Klemmkraft eingeklemmt ist,
die von dem Fluiddruck im Inneren des Klemmdruckschlauches 50 ab
hängig ist.
An seinem vom Mantel 20 entfernten, freien Ende ist der Abschnitt 72 des
Anschlagelementes 70 mit einem Rückholelement 35 in Form einer Druck
feder gekoppelt, die zusammengedrückt wird, wenn das Anschlagelement
70 in Richtung des Mantels 20 bewegt wird. Das Rückholelement 35
könnte - bei entsprechend modifizierter Anordnung - beispielsweise auch
als Zugfeder ausgebildet sein.
Die Funktionsweise der erfindungsgemäßen Dichtungseinrichtung ist wie
folgt:
Um das Dichtelement 15 an den Mantel 20 anzulegen, wird der Anpreß druckschlauch 55 unter Druck gesetzt. Das sich daraufhin relativ zum Halter 10 auf den Mantel 20 zu bewegende Dichtelement 15 nimmt dabei mit seiner radial inneren Anschlagfläche 16a das Anschlagelement 70 an dessen Eingriffsabschnitt 75 gegen die Rückstellkraft des Rückholele mentes 35 mit.
Um das Dichtelement 15 an den Mantel 20 anzulegen, wird der Anpreß druckschlauch 55 unter Druck gesetzt. Das sich daraufhin relativ zum Halter 10 auf den Mantel 20 zu bewegende Dichtelement 15 nimmt dabei mit seiner radial inneren Anschlagfläche 16a das Anschlagelement 70 an dessen Eingriffsabschnitt 75 gegen die Rückstellkraft des Rückholele mentes 35 mit.
Wenn die gewünschte Abdichtstellung des Dichtelementes 15, die von dem
Druck innerhalb des Anpreßdruckschlauches 55 abhängig ist, erreicht ist,
wird der Klemmdruckschlauch 50 unter Druck gesetzt, wodurch das An
schlagelement 70 in einem der Abdichtstellung des Dichtelementes 15
entsprechenden Abstand vom Mantel 20 zwischen dem Träger 80 und
dem Halter 10 eingeklemmt wird.
Die vom Klemmorgan 30, d. h. vom Klemmdruckschlauch 50 über den
Kolben 60 auf das Anschlagelement 70 ausgeübte Klemmkraft ist derart
bemessen, daß das Dichtelement 15 auch bei einer Erhöhung der über
den Anpreßdruckschlauch 55 aufgebrachten Anpreßkraft nicht weiter auf
den Mantel 20 zu bewegt werden kann.
Eine Erhöhung des Fluiddrucks innerhalb des Anpreßdruckschlauches 55
führt bei fixiertem Anschlagelement 70 somit nicht zu einer Erhöhung des
Flächendrucks oder Anpreßdrucks zwischen dem Dichtelement 15 und
dem Mantel 20, so daß ein überhöhter Verschleiß des Dichtelementes 15,
d. h. eine übermäßige Abnutzung der Verschleißschicht 15a, verhindert
wird.
Vibrationen oder andere Bewegungen des Mantels 20, die auf das Dicht
element 15 übertragen werden, führen ebenfalls nicht zu einer Erhöhung
des Anpreßdrucks, da das Dichtelement 15 aufgrund des Zwischenrau
mes zwischen der radial äußeren Anschlagfläche 16b und dem Eingriffs
abschnitt 75 des Anschlagelementes 70 gegen die weiterhin auf das Dicht
element 15 ausgeübte Anpreßkraft relativ zum Anschlagelement 70 und
zum Halter 10 bewegbar ist.
Der Fluiddruck innerhalb des Anpreßdruckschlauches 55 kann im An
schluß an die Klemmfixierung des Anschlagelementes 70 auch um einen
gewissen Betrag derart reduziert werden, daß nach wie vor sichergestellt
ist, daß das Dichtelement 15 ohne Spiel zwischen dem Anpreßdruck
schlauch 55 und dem Anschlagelement 70 gehalten wird, um seine Ab
dichtfunktion zu erfüllen.
Folglich ist das Dichtelement 15 in jedem Fall aufgrund des unter Druck
stehenden Anpreßdruckschlauches 55 federnd gelagert. Bewegungen, die
über den Mantel 20 auf das Dichtelement 15 übertragen werden, werden
somit durch die erfindungsgemäße Dichtungseinrichtung aufgefangen,
wodurch der Verschleiß des Dichtelementes 15, d. h. die Abnutzung der
Verschleißschicht 15a, minimiert wird.
Wenn am Ende oder bei einer Unterbrechung des Betriebs der Fluiddruck
im Anpreßdruckschlauch 55 und im Klemmdruckschlauch 50 reduziert
wird, sorgt das Rückholelement 35 dafür, daß das Anschlagelement 70
zurück in seine Vertiefung 35 gezogen wird, wobei es das Dichtelement 15
über seinen Eingriffsabschnitt 75 mitnehmen kann.
10
Halter
11
Seitenwand
15
Dichtelement
15
a Verschleißabschnitt, Verschleißschicht
16
Hinterschneidung, Nut
16
a,
16
b Anschlagflächen
17
Aufnahmebereich, Aufnahmekanal
20
Bewegte Fläche, Mantel
21
Bohrungen
30
Klemmorgan
35
Rückholelement
45
Nut
50
Klemmdruckschlauch
55
Anpreßdruckschlauch
60
Kolben
70
Anschlagelement
72
Abschnitt des Anschlagelementes
75
Eingriffsabschnitt des Anschlagelementes
80
Träger
82
Auflagefläche
83
Vertiefung für den Halter
85
Vertiefung für das Anschlagelement
P1
P1
, P2
Druckzonen
Claims (14)
1. Dichtungseinrichtung zur seitlichen Abdichtung wenigstens einer an
eine bewegte Fläche (20) angrenzenden Überdruck- oder Unter
druckzone (P1, P2) in einer Papiermaschine mit wenigstens einem
zumindest bereichsweise in einem Aufnahmebereich (17) eines Hal
ters (10) beweglich angeordneten Dichtelement (15), das zum Anle
gen an die bewegte Fläche (20) mit einer Anpreßkraft beaufschlag
bar ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß ein in einem jeweiligen Abstand zur bewegten Fläche (20) fixier
bares und die Anlegebewegung des Dichtelementes (15) begrenzen
des Anschlagelement (70) vorgesehen ist.
2. Dichtungseinrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß das angelegte Dichtelement (15) gegen die Anpreßkraft relativ
zum Anschlagelement (70) und zum Halter (10) bewegbar ist.
3. Dichtungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Anschlagelement (70) mit einem Eingriffsabschnitt (75) in
eine Hinterschneidung (16), insbesondere in eine Nut, des Dichtele
mentes (15) eingreift, wobei das Dichtelement (15) relativ zum Ein
griffsabschnitt (75) zwischen zwei die Hinterschneidung (16) begren
zenden Anschlagflächen (16a, 16b) bewegbar ist.
4. Dichtungseinrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Anschlagelement (70) zur Fixierung fest mit dem Halter (10)
koppelbar ist.
5. Dichtungseinrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Anschlagelement (70) zur Fixierung an den Halter (10) an
preßbar, insbesondere zwischen dem Halter (10) und einem Klemm
organ (30) einklemmbar ist.
6. Dichtungseinrichtung nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß als Klemmorgan (30) ein Klemmdruckschlauch (50) vorgesehen
ist, der bevorzugt zwischen dem Dichtelement (15) und einem Träger
(80) für den Halter (10) in einer im Träger (80) ausgebildeten Nut
(45) angeordnet ist.
7. Dichtungseinrichtung nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß zwischen dem Klemmdruckschlauch (50) und dem Anschlag
element (70) ein in der Nut (45) beweglicher Kolben (60) angeordnet
ist.
8. Dichtungseinrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden
Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Anschlagelement (70) gegen eine Rückstellkraft relativ zum
Halter (10) bewegbar, insbesondere durch das mit der Anpreßkraft
beaufschlagte Dichtelement (15), bevorzugt über eine Anschlagflä
che (16a) des Dichtelementes (15), mitnehmbar ausgebildet ist.
9. Dichtungseinrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden
Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Anschlagelement (70) über ein elastisch verformbares
Rückholelement (35), insbesondere über eine Zug- oder Druckfeder,
mit dem Halter (10), bevorzugt mit einem Träger (80) für den Halter
(10) gekoppelt ist.
10. Dichtungseinrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden
Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Dichtelement (15) mittels wenigstens eines Anpreßdruck
schlauches (55), der insbesondere zwischen dem Dichtelement (15)
und einer von der bewegten Fläche (20) abgewandten Begrenzungs
fläche des Aufnahmebereiches (17) angeordnet ist, an die bewegte
Fläche (20) anlegbar ist.
11. Dichtungseinrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden
Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Dichtelement (15) mit einem mit der bewegten Fläche (20)
zusammenwirkenden, insbesondere in Form einer Schicht vorgese
henen Verschleißabschnitt (15a) versehen ist, dessen Material sich
von dem des übrigen Dichtelementes (15) unterscheidet.
12. Dichtungseinrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden
Ansprüche zur seitlichen Abdichtung wenigstens einer an die Innen- oder
Außenwand eines rotierenden Mantels (20) einer Saug- oder
Blaswalze oder eines bewegten Bandes angrenzenden Druckzone
(P1, P2).
13. Dichtungseinrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden
Ansprüche zur Verwendung zwischen einem Saug- oder Blaskasten
und dem rotierenden Mantel (20) einer Saug- oder Blaswalze oder
einem bewegten Band.
14. Dichtungseinrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden
Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Dichtelement (15) als eine sich zumindest im wesentlichen
über die gesamte Walzenlänge erstreckende Dichtleiste ausgebildet
ist.
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