DE202009017348U1

DE202009017348U1 - Dichtungsanordnung für eine Walze

Info

Publication number: DE202009017348U1
Application number: DE200920017348
Authority: DE
Original assignee: Metso Paper Oy
Current assignee: Metso Paper Oy
Priority date: 2009-12-21
Filing date: 2009-12-21
Publication date: 2010-04-01
Anticipated expiration: 2019-12-22
Also published as: CN202139505U; AT12520U1; AT12572U1

Abstract

Dichtungsanordnung für eine Thermowalze einer Faserbahnbearbeitungsmaschine, welche einen Walzenkern und einen den Walzenkern umgebenden Walzenmantel aufweist, mit wenigstens einem axialen Endabschnitt und mit einer Ausnehmung zwischen dem Endabschnitt und dem Walzenmantel, in welcher eine Dichtungseinrichtung angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung (7) in radialer Richtung unterhalb des Walzenmantels (3) angeordnet ist, und dass die Dichtungseinrichtung (8) als im Wesentlichen C-förmiger Ring (8a) aus einem harten Grundwerkstoff ausgebildet ist, welcher an seinem Außenumfang mit einer Beschichtung (9) aus einem weicheren Material als das Material des harten Grundwerkstoffs des im Wesentlichen C-förmigen Rings (8a) versehen ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Dichtungsanordnung für eine Thermowalze einer Faserbahnbearbeitungsmaschine, welche einen Walzenkern und einen den Walzenkern umgebenden Walzenmantel aufweist, nach der im Oberbegriff der Ansprüche 1 und 5 näher definierten Art. Des weiteren betrifft die Erfindung eine Thermowalze.
In der WO 2009/077647 A1 ist eine Thermowalze für eine Faserbahnmaschine beschrieben, welche einen vorzugsweise aus Gusseisen bestehenden Walzenkern und einen den Walzenkern umgebenden Walzenmantel aufweist, der vorzugsweise aus einem Stahlwerkstoff besteht.
Die US 5,725,466 beschreibt eine Walze zur Bearbeitung von Bahnmaterial, welche einen Walzenkörper und einen an dem Walzenkörper angeflanschten Flanschzapfen aufweist.
Da insbesondere bei mittels Schrumpfpassung an dem Walzenkern angebrachten Walzenmänteln aufgrund der thermischen Spannungen beim Erwärmen und Abkühlen der Thermowalze sich der Walzenmantel in axialer Richtung gegenüber dem Walzenkern bewegen kann, sind übliche Dichtungen bei solchen Thermowalzen nicht einsetzbar, da sich aufgrund dieser axialen Bewegung auch der Walzenmantel gegenüber dem jeweiligen Endabschnitt bewegt und somit der Druck auf die Dichtungsanordnung sich ständig verändert.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Dichtungsanordnung für eine Thermowalze zu schaffen, welche mit einfachen Mitteln eine zuverlässige Abdichtung gewährleistet.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die in Anspruch 1 genannten Merkmale gelöst.
Durch die Anordnung der Ausnehmung, in welcher die Dichtungseinrichtung angeordnet ist, in radialer Richtung unterhalb des Walzenmantels kann der in radialer Richtung wirkende Druck optimal aufgenommen werden, so dass die Dichtungseinrichtung ihre gewünschte Wirkung entfalten kann, was bei Lösungen gemäß dem Stand der Technik, bei denen sich die Wirkung des Drucks während der Benutzung verändert und somit auch in axialer Richtung ein Druck auf die Dichtung wirkt, nicht der Fall ist.
Hierbei bildet der im Wesentlichen C-förmige Ring aus einem harten Grundwerkstoff und einer aus einem weicheren Material bestehenden Beschichtung eine optimale Abdichtung, da der Ring seine Dichtungswirkung, wie oben erwähnt, bei der Aufbringung einer in radialer Richtung wirkenden Kraft entfalten kann.
Besonders zu bevorzugen ist es, wenn der Grundwerkstoff des im Wesentlichen C-förmigen Rings ein Stahlwerkstoff ist, insbesondere wenn der Grundwerkstoff des im Wesentlichen C-förmigen Rings Federstahl ist. Im letztgenannten Fall ist eine besonders gute Elastizität der Dichtungseinrichtung gegeben.
Um eine gute Dichtwirkung zwischen dem Walzenmantel und dem Endabschnitt zu erreichen, kann des weiteren vorgesehen sein, dass die Beschichtung ein weiches Metall, insbesondere Zinn, Silber oder Kupfer, aufweist.
Eine alternative Lösung der Aufgabe ergibt sich aus den Merkmalen von Anspruch 5.
Der in axialer Richtung flexible Metallbalg, welcher gemäß dieser Ausführungsform der Erfindung die Dichtungseinrichtung bildet, stellt eine Abdichtung zwischen dem Walzenmantel und dem Endabschnitt in axialer Richtung sicher, da er die axiale Bewegung im Bereich der Verbindung zwischen dem Walzenkern und dem Walzenmantel erlaubt und aufgrund seiner axialen Verformbarkeit dennoch eine Dichtung gewährleistet.
Eine besonders einfache Verbindung des Metallbalgs mit den beiden abzudichtenden Bauteilen ergibt sich, wenn der Metallbalg mit dem Endabschnitt und dem Walzenmantel verschweißt ist.
Alternativ kann auch vorgesehen sein, dass der Metallbalg mit dem Endabschnitt und dem Walzenmantel verlötet oder verklebt ist.
Die erfindungsgemäße Dichtungsanordnung lässt sich besonders vorteilhaft einsetzen, wenn der Walzenmantel mittels einer Schrumpfverbindung an dem Walzenkern angebracht ist.
Des weiteren kann vorgesehen sein, dass der Walzenkern an seiner Oberfläche mit wenigstens einer Nut versehen ist.
In Anspruch 10 ist eine Thermowalze mit einer erfindungsgemäßen Dichtungsanordnung angegeben.
Nachfolgend sind Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung prinzipmäßig dargestellt.
Es zeigt:
1 eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anordnung;
2 eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anordnung; und
3 eine Thermowalze für eine Bahnbearbeitungsmaschine gemäß dem Stand der Technik.
3 zeigt eine Thermowalze 1, wie sie beispielsweise aus der WO 2009/077647 A1 bekannt ist. Die Thermowalze 1 ist für den Einsatz in einer Faserbahnbearbeitungsmaschine vorgesehen, die beispielsweise als Papier-, Karton- oder Tissuemaschine ausgebildet sein kann.
Die Thermowalze 1 weist einen Walzenkern 2, der beispielsweise aus einem Gussmaterial besteht, sowie einen an dem Walzenkern 2 angebrachten Walzenmantel 3 auf, der die äußere Hülle der Thermowalze 1 bildet und vorzugsweise aus Stahl besteht. An der Oberfläche des Walzenkerns 2 befinden sich um den Umfang desselben verteilt mehrere beispielsweise mittels Fräsen erzeug te Nuten 4, welche Strömungskanäle für Öl oder ein anderes geeignetes Medium bilden, mit dem der Walzenmantel 3 beheizt und gegebenenfalls auch abgekühlt werden kann. Der Walzenmantel 3 dichtet diese Strömungskanäle in an sich bekannter Weise ab.
Um die Thermowalze 1 in entsprechenden, nicht dargestellten Lagern aufnehmen zu können, weist dieselbe an beiden axialen Enden jeweilige Endabschnitte 5 auf, die in an sich bekannter Weise mit dem Walzenkern 2 und/oder dem Walzenmantel 3 verbunden sein können. Der Walzenmantel 3 ist vorzugsweise mittels einer Schrumpfverbindung bzw. einer Schrumpfpassung an dem Walzenkern 2 angebracht, wobei zu bevorzugen ist, wenn hierzu der Walzenmantel 3 erwärmt wird und in diesem Zustand über den Walzenkern 2 geschoben wird, um dann beim Erkalten eine Verbindung mit dem Walzenkern 2 einzugehen.
Aufgrund von thermischen Belastungen und den daraus entstehenden Spannungen bei der Verwendung der Thermowalze 1 beim Aufheizen der nicht dargestellten Faserbahn, die sich aufgrund der hohen Temperaturdifferenzen zwischen dem Walzenkern 2 und dem Walzenmantel 3 ergeben, kann es zu einer axialen Bewegung des Walzenmantels 3 gegenüber dem Walzenkern 2 kommen, da die durch die Schrumpfverbindung erzeugte Reibungskraft nicht ausreichend ist, um den Walzenmantel 3 in sämtlichen axialen Positionen festzuhalten, so dass sich die Ränder lösen können. Aus diesem Grund ist es wichtig, die Nuten 4, welche die Strömungskanäle bilden, in geeigneter Weise abzudichten, um ein Austreten des dieselben durchströmenden Mediums zu verhindern.
2 zeigt eine erste Ausführungsform einer Dichtungsanordnung 6 zur Abdichtung der Thermowalze 1, die selbstverständlich an beiden Seiten derselben eingesetzt werden kann. Die Dichtungsanordnung 6 weist eine Ausnehmung 7 auf, welche in radialer Richtung unterhalb des Walzenmantels 3 zwischen dem Walzenmantel 3 und dem Endabschnitt 5 angeordnet ist. Die Ausnehmung 7 ist hierbei als umlaufende Ringnut ausgeführt und es ist eine Dichtungseinrichtung 8 aus einem harten Grundwerkstoff in der Ausnehmung 7 angeordnet, welche im vorliegenden Fall als im Wesentlichen C-förmiger Ring 8a ausgebildet ist. Der im Wesentlichen C-förmige Ring 8a weist als Grundwerkstoff vorzugsweise einen Stahlwerkstoff auf, wobei ein Federstahl besonders bevorzugt ist, da dieser dem C-förmigen Ring 8a eine derartige Elastizität verleiht, dass durch den Druck, den der Walzenmantel 3 auf den C-förmigen Ring 8a aufbringt, der C-förmige Ring 8a so verdrückt wird, dass er einen in radialer Richtung vollkommen geschlossenen Ring bildet. Dabei kann der Walzenmantel 3 auf dem C-förmigen Ring 8a gleiten.
Um eine gute Dichtungswirkung zu erzielen, ist der C-förmige Ring 8a an seinem Außenumfang mit einer Be schichtung 9 versehen, die aus einem weicheren Material als das Material des harten Grundwerkstoffs des C-förmigen Rings 8a besteht. Als Materialien für die Beschichtung 9 sind zum Beispiel weiche Metalle, insbesondere Werkstoffe auf Basis von Zinn, Silber oder Kupfer, vorstellbar.
3 zeigt eine alternative Ausführungsform der Dichtungsanordnung 6 für die Thermowalze 1. Hierbei ist ebenfalls die Ausnehmung 7 zwischen dem Walzenmantel 3 und dem Endabschnitt 5 vorgesehen, diese befindet sich allerdings nicht in radialer Richtung unterhalb des Walzenmantels 3, sondern in axialer Richtung zwischen dem Walzenmantel 3 und dem Endabschnitt 5. Die Dichtungseinrichtung 8 ist in diesem Fall als zumindest in axialer Richtung flexibler Metallbalg 8b ausgebildet, der einerseits an dem Endabschnitt 5 und andererseits an dem Walzenmantel 3 angebracht ist. In dem Schnitt gemäß 3 ist der Aufbau des Metallbalgs 8b, der den Walzenmantel 3 an seinem gesamten Umfang umgibt, sehr gut erkennbar.
Bei der dargestellten Ausführungsform ist der Metallbalg 8b mit dem Walzenmantel 3 einerseits und dem Endabschnitt 5 andererseits verschweißt, es wäre jedoch auch möglich, den Metallbalg 8b mit dem Walzenmantel 3 und dem Endabschnitt 5 zu verlöten oder zu verkleben. In besonders gelagerten Fällen wäre es auch möglich, für die Verbindungen des Metallbalgs 8b mit dem Wal zenmantel 3 eine andere Verbindungsart auszuwählen als für die Verbindung des Metallbalgs 8b mit dem Endabschnitt 5.
Aufgrund seiner axialen Flexibilität ermöglicht der Metallbalg 8b die oben beschriebene axiale Bewegung des Walzenmantels 3 gegenüber dem Endabschnitt 5 und stellt somit in sämtlichen Betriebszuständen der Thermowalze 1 eine vollständig hermetische Abdichtung sicher.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- WO 2009/077647 A1 [0002, 0023]
- US 5725466 [0003]

Claims

Dichtungsanordnung für eine Thermowalze einer Faserbahnbearbeitungsmaschine, welche einen Walzenkern und einen den Walzenkern umgebenden Walzenmantel aufweist, mit wenigstens einem axialen Endabschnitt und mit einer Ausnehmung zwischen dem Endabschnitt und dem Walzenmantel, in welcher eine Dichtungseinrichtung angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung (7) in radialer Richtung unterhalb des Walzenmantels (3) angeordnet ist, und dass die Dichtungseinrichtung (8) als im Wesentlichen C-förmiger Ring (8a) aus einem harten Grundwerkstoff ausgebildet ist, welcher an seinem Außenumfang mit einer Beschichtung (9) aus einem weicheren Material als das Material des harten Grundwerkstoffs des im Wesentlichen C-förmigen Rings (8a) versehen ist.
Dichtungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundwerkstoff des im Wesentlichen C-förmigen Rings (8a) ein Stahlwerkstoff ist.
Dichtungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundwerkstoff des im Wesentlichen C-förmigen Rings (8a) Federstahl ist.
Dichtungsanordnung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung (9) ein weiches Metall, insbesondere Zinn, Silber oder Kupfer, aufweist.
Dichtungsanordnung für eine Thermowalze einer Faserbahnbearbeitungsmaschine, welche einen Walzenkern und einen den Walzenkern umgebenden Walzenmantel aufweist, mit wenigstens einem axialen Endabschnitt und mit einer Ausnehmung zwischen dem Endabschnitt und dem Walzenmantel, in welcher eine Dichtungseinrichtung angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtungseinrichtung (8) als zumindest in axialer Richtung flexibler Metallbalg (8b) ausgebildet ist, der einerseits an dem Endabschnitt (5) und andererseits an dem Walzenmantel (3) angebracht ist.
Dichtungsanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Metallbalg (8b) mit dem Endabschnitt (5) und dem Walzenmantel (3) verschweißt ist.
Dichtungsanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Metallbalg (8b) mit dem Endabschnitt (5) und dem Walzenmantel (3) verlötet oder verklebt ist.
Dichtungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Walzenmantel (3) mittels einer Schrumpfverbindung an dem Walzenkern (2) angebracht ist.
Dichtungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Walzenkern (2) an seiner Oberfläche mit wenigstens einer Nut (4) versehen ist.
Thermowalze mit einem Walzenkern, mit einem den Walzenkern umgebenden Walzenmantel, mit wenigstens einem axialen Endabschnitt, mit einer Ausnehmung zwischen dem Endabschnitt und dem Walzenmantel und mit einer Dichtungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9.