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TECHNISCHER BEREICH
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Walze für eine Faserbahnmaschine, bevorzugt für eine Papier-, Karton- oder Zellulosemaschine, zur Behandlung eines bahnartigen Materials. Insbesondere, aber nicht ausschließlich, betrifft die Erfindung das Heizen, Kalandrieren, Nasspressen und/oder Kühlen eines bahnartigen Materials verbunden.
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STAND DER TECHNIK
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Die bei der Kalandrierung von Papier und Karton benötigte Wärmeleistung wird heutzutage mit heizbaren Walzen, mit Thermowalzen, erzeugt. Während der letzten Jahre haben die Betriebsgeschwindigkeiten von Kalandern stark zugenommen. Damit die erforderliche Kalandrierungswirkung erreicht wird, müssen die Oberflächentemperaturen von Walzen auch auf 200°C bis 250°C oder sogar darüber angehoben werden. Eine hohe Betriebsgeschwindigkeit mit einer hohen Oberflächentemperatur der Thermowalze verbunden bedeutet, dass die von der Thermowalze abzuführende Wärmeleistung sehr hoch sein muss, bei neuen Prozessen typischerweise 200 kW/m oder sogar höher.
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Bekanntlich wird die Wärme für eine Thermowalze durch Zuführung einer als Wärmeübertragungsmedium dienenden Flüssigkeit oder von Gas in Strömungskanälen erzeugt, die sich im Inneren eines Mantels der Thermowalze befinden. Das Wärmeübertragungsmedium wird über ein am Mantel angebrachtes Endstück in Bohrungen am Mantel geleitet, aus denen die Wärme sich in das Material des Mantels überträgt und sich weiter bis an die Oberfläche der Walze erstreckt.
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Die Veröffentlichung
WO 95 22730 A1 stellt eine heizbare Walze dar. Der Mantel der Walze ist mit Peripheriebohrungen versehen.
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Die Veröffentlichung
EP 1 159 484 B1 stellt eine heizbare Walze dar. Die Endbereiche der Peripheriebohrungen, die sich am Mantel der Walze befinden, sind mit Isolierhülsen versehen. Die Isolierhülsen werden durch Drehen und/oder axiales Verschieben eingestellt. Die Isolierhülsen wurden im Zusammenhang mit der Montage der Walze im Inneren der Walze in dem sich zwischen dem Mantel und den Endstücken der Walze befindlichen Strömungskanal eingeschlossen. Wenn das Endstück der Walze am Mantel angebracht ist, ist ein Lösen und Anbringen der Isolierhülsen nicht möglich.
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Die Veröffentlichung
DE 10 2005 014 875 A1 stellt eine heizbare Walze dar. Der Mantel der Walze ist mit Peripheriebohrungen versehen. Das Heizmedium wird über die Endstücke der Walze zu den Peripheriebohrungen geleitet. Das Endstück ist aus einem den Mantel tragenden Teil und aus einem Verteilerstück gebildet, mit dem der Strom des Heizmediums in die Peripheriebohrungen aufgeteilt wird. Das Verteilerstück lässt sich am Mantel und/oder an dem den Mantel tragenden Teil lösbar anbringen. Die Herstellung eines aus mehreren Teilen gebildeten Endstücks ist sowohl arbeits- als auch kostenaufwendig. Die Abdichtungen der mit Hilfe des Verteilerstücks verwirklichten Walze sowohl in Richtung des Mantels als auch des Endstücks können sich in einigen Fällen als kompliziert erweisen. In einigen Fällen kann die Wärmeausdehnung des Verteilerstücks Verformungen am Mantel im Bereich der zu behandelnden Faserbahn verursachen.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Nach der Erfindung wird eine heizbare und/oder kühlbare Walze für eine Faserbahnmaschine angeboten, wobei die Walze
- – einen Mantel umfasst, an dem für das Wärmeübertragungsmittel Strömungskanäle angeordnet sind;
- – ein Endstück umfasst, das am Ende des Mantels anzubringen ist, wobei das Endstück Zuführkanäle und/oder Ableitkanäle zum Leiten des Wärmeübertragungsmittels in den Mantel und/oder zum Ableiten aus dem Mantel umfasst; und
für die Walze charakteristisch ist, dass
- – der Mantel eine Endteilverlängerung umfasst, die das Endstück in radialer Richtung in der Weise in einem Abstand umgibt, dass sich zwischen der Endteilverlängerung und dem Endstück für das isolierende Medium ein ringförmiger Isolierraum bildet, wenn das Endstück und der Mantel miteinander verbunden sind.
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Bevorzugt umfasst das Endstück mindestens eine ringförmige Strömungskammer, die in Strömungsverbindung mit dem Zuführ- oder Ableitkanal sowie dem Strömungskanal des Mantels steht, und die Endteilverlängerung ist die ringförmige Strömungskammer umgebend in radialer Richtung angeordnet, wenn das Endstück und der Mantel miteinander verbunden sind.
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Bevorzugt umfasst der Mantel eine Außenschicht oder der Mantel umfasst eine Außenfläche, wobei die Außenschicht bzw. die Außenfläche sich weiter in Längsrichtung der Walze erstreckt und eine zylinderförmige Endteilverlängerung bildet. Bevorzugt erstreckt sich die Außenschicht bzw. die Außenfläche weiter bis außerhalb der Verbindungsstelle des Endstücks und des Mantels. Bevorzugt erstreckt sich die Außenschicht bzw. die Außenfläche weiter bis außerhalb des Behandlungsbereichs für die Faserbahn. Bevorzugt ist der Außendurchmesser der Endteilverlängerung kleiner als der Außendurchmesser der Mantelaußenfläche an der Stelle des Behandlungsbereichs für die Faserbahn.
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Bevorzugt ist die Endteilverlängerung sich in axialer Richtung der Walze an der am Endstück angeordneten Strömungskammer vorbei erstreckend in der Weise angeordnet, dass sich zwischen der Endteilverlängerung und dem Endstück ein Isolierraum bildet.
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Bevorzugt bildet der Isolierraum eine mit dem Wärmeübertragungsmittel zu füllende statische Wärmeisolierung.
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Bevorzugt ist der Mantel mit einer ersten Dichtung zum Endstück hin abgedichtet, wobei die Dichtung in radialer Richtung zwischen dem Endstück und der Endteilverlängerung außerhalb der Strömungskanäle angeordnet ist.
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Bevorzugt ist der Mantel mit einer zweiten Dichtung zum Endstück hin abgedichtet, wobei die Dichtung in radialer Richtung zwischen dem Endstück und dem Mantel innerhalb der Strömungskanäle angeordnet ist.
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Bevorzugt umfasst die Walze Strömungshülsen zum Bilden einer Strömungsverbindung zwischen der ringförmigen Strömungskammer und dem am Mantel angeordneten Strömungskanal in der Weise, dass, wenn das Endstück und der Mantel miteinander verbunden bzw. aneinander befestigt sind, die Strömungshülse sich über das Ende des Endstücks in der ringförmigen Strömungskammer und im Strömungskanal montieren und aus dem Strömungskanal entfernen lässt.
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Bevorzugt umfasst das Endstück einen im gleichen Stück am Mantel zu befestigenden und tragenden Abschnitt sowie einen ringförmige Strömungskammern aufweisenden Abschnitt.
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Bevorzugt umfasst die Walze an deren erstem Ende eine erste ringförmige Strömungskammer, die in Strömungsverbindung mit dem Zuführ- oder Ableitkanal für das Wärmeübertragungsmittel der Walze steht, und die Walze umfasst Strömungshülsen, die in der Weise in Verbindung mit der ersten ringförmigen Strömungskammer angeordnet sind, dass mit jeder ersten Strömungshülse eine Strömungsverbindung für das Wärmeübertragungsmittel zwischen der ersten ringförmigen Strömungskammer und dem Strömungskanal am Mantelteil gebildet werden kann.
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Nach einigen Ausführungsformen umfasst die Walze an deren erstem Ende eine sich in einem Abstand von der ersten ringförmigen Strömungskammer befindliche zweite ringförmige Strömungskammer, die in Strömungsverbindung mit dem in entgegengesetzter Strömungsrichtung der Walze angeordneten Zuführ- und Ableitkanal für das Wärmeübertragungsmittel steht, und die Walze umfasst zweite Strömungshülsen, die in der Weise mit der zweiten ringförmigen Strömungskammer in Verbindung angeordnet sind, dass mit jeder zweiten Strömungshülse eine Strömungsverbindung für das Wärmeübertragungsmittel zwischen der zweiten ringförmigen Strömungskammer und dem in entgegen gesetzter Strömungsrichtung angeordneten Strömungskanal am Mantelteil gebildet werden kann.
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Bevorzugt umfasst die Walze einen Wärmeübertragungsbereich am Mantelteil, wobei mit dem Bereich des Mantelteils Wärme auf die zu behandelnde Faserbahn übertragen oder Wärme aus dem Bereich der Faserbahn mit Hilfe des Mantelteils abgeleitet werden soll. Die erste und die zweite ringförmige Strömungskammer sind bevorzugt an der Seite des Wärmeübertragungsbereichs des Mantelteils angeordnet.
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Bevorzugt sind die ersten Strömungshülsen die erste ringförmige Strömungskammer zumindest teilweise durchdringend angeordnet. Bevorzugt sind die ersten Strömungshülsen die zweite ringförmige Strömungskammer zumindest teilweise durchdringend angeordnet. Bevorzugt sind die zweiten Strömungshülsen die zweite ringförmige Strömungskammer zumindest teilweise durchdringend angeordnet. Bevorzugt sind die zweiten Strömungshülsen die erste ringförmige Strömungskammer zumindest teilweise durchdringend angeordnet. Bevorzugt sind die ersten und die zweiten Strömungshülsen sowohl die erste als auch die zweite ringförmige Strömungskammer zumindest teilweise durchdringend angeordnet.
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Bevorzugt ist eine direkte Strömungsverbindung zwischen der ersten und der zweiten ringförmigen Strömungskammer blockiert. Bevorzugt ist eine direkte Strömungsverbindung zwischen der ersten und der zweiten ringförmigen Strömungskammer durch Anordnen einer Dichtung zwischen dem Material, das sich zwischen der ersten und der zweiten ringförmigen Strömungskammer befindet, und der Strömungshülse blockiert.
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Bevorzugt umfasst die Strömungshülse mindestens ein rohrartiges Teil. Bevorzugt umfasst die Strömungshülse ein erstes Ende und ein zweites Ende und an der Flanke zwischen dem ersten und dem zweiten Ende mindestens eine erste Strömungsöffnung und am zweiten Ende eine zweite Strömungsöffnung. Mittels der ersten Strömungsöffnung kann eine Strömungsverbindung für das Wärmeübertragungsmittel zwischen der Strömungskammer und dem innenseitigen Strömungsraum der Strömungshülse und mittels der zweiten Strömungsöffnung eine Strömungsverbindung zwischen dem innenseitigen Strömungsraum der Strömungshülse und dem Strömungskanal am Mantelteil verwirklicht werden. Die Strömungshülse kann mehrere erste Strömungsöffnungen in der Weise enthalten, dass die Strömungsverbindung für das Wärmeübertragungsmittel zwischen der Strömungskammer und dem innenseitigen Strömungsraum der Strömungshülse mindestens über eine erste Strömungsöffnung verwirklicht ist. Die Strömungshülse kann mehrere zweite Strömungsöffnungen enthalten. Die Strömungshülse kann aus einem steifen Material bestehen oder die Strömungshülse oder ein Teil davon kann aus einem elastischen oder biegsamen Material hergestellt sein. Die Strömungshülse kann in Rotations- oder Axialrichtung regelbar sein.
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Bevorzugt ist die von der Strömungshülse gebildete Strömungsverbindung zwischen der ringförmigen Strömungskammer und dem Strömungskanal am Mantelteil im Wesentlichen linear. Die lineare Strömungsverbindung ist bevorzugt gleichlaufend mit der Walzenachse verwirklicht, kann aber in Hinsicht auf die Walzenachse auch schräg realisiert werden. Für das Endstück und das Mantelteil der Walze kann für die Aufnahme der Strömungshülsen eine Anzahl von Montagelöchern gefertigt werden, die den Strömungskanälen am Mantelteil entsprechen. Die Montagelöcher können in Richtung der Walzenachse oder in einem schrägen Winkel zur Walzenachse verlaufen.
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Die Walze kann zum Abdecken des Befestigungslochs einen Deckel umfassen, mit dem das Wärmeübertragungsmittel an Ort und Stelle gehalten und abgedichtet wird, wobei der Deckel ein Teil der Strömungshülse oder ein separates Teil sein kann. Ein Verriegeln der Strömungshülse in deren Betriebsstellung kann mit einem separaten Teil oder mit dem gleichen Teil verwirklicht werden, mit dem eine mögliche Einstellung der Strömungshülse in der Rotations- oder Axialrichtung umgesetzt wird. Die Einstellung der Strömungshülse in Rotationsrichtung lässt sich durch Bewegen des gleichen oder eines separaten Teils wie die Einstellung der Strömungshülse in axialer Richtung verwirklichen.
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Nach einigen Ausführungsformen umfasst die Strömungshülse ein Isolierteil. Bevorzugt ist das Isolierteil am zweiten Ende der Strömungshülse angeordnet, das eine zweite Strömungsöffnung aufweist. Bevorzugt weist das offene Ende der Isolierhülse eine zweite Strömungsöffnung der Strömungshülse auf. Bevorzugt ist das Isolierteil hülsenförmig und ermöglicht vom Wärmeübertragungsmittel durchströmt mittels der thermischen Wirkung des Wärmeübertragungsmittels eine Isolierung des Endbereichs am Mantelteil. Das Isolierteil kann im Endbereich in eine Strecke hineinragen, in die sich die an der Manteloberfläche zu behandelnde Faserbahn nicht erstreckt. Das Isolierteil kann am innenseitigen Endbereich der Walze einen Querschnitt aufweisen, der die Form eines Teilkreises hat. Das Isolierteil kann am innenseitigen Endbereich der Walze von der Seite her gesehen die Form eines schrägen Rohrs aufweisen.
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Die Strömungshülse kann ohne das Endstück vom Mantelteil zu lösen von der Walze gelöst und an der Walze befestigt werden.
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Die axiale Position der Strömungshülse bzw. eines Teils der Strömungshülse in Walzenrichtung kann eingestellt werden, bevorzugt ohne das Endstück der Walze vom Mantelteil zu lösen, und/oder die Drehposition der Strömungshülse bzw. eines Teils der Strömungshülse an der Walze kann eingestellt werden, bevorzugt ohne das Endstück der Walze vom Mantelteil zu lösen. Die Drehposition des Isolierteils an der Walze und/oder die axiale Position an der Walze kann eingestellt werden, bevorzugt ohne das Endstück der Walze vom Mantelteil zu lösen.
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Die Strömungsmenge des über die Strömungshülse strömenden Wärmeübertragungsmittels kann strömungskanalbezogen geregelt werden. Die Strömungsmenge kann durch verändern der Position der Strömungshülse bzw. eines Teils der Strömungshülse in axialer Richtung an der Walze geregelt werden. Die Strömungsmenge kann durch Verändern der Drehposition der Strömungshülse bzw. eines Teils der Strömungshülse an der Walze geregelt werden. Die Strömungshülse bzw. ein Teil der Strömungshülse kann in der Weise in axialer Richtung verschoben werden, dass der von der Wand der ringförmigen Strömungskammer begrenzte Bereich der ersten Strömungsöffnung einstellbar ist.
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Eine strömungskanalbezogene Regulierung ermöglicht die Regulierung einer Wellung der Walze. Die Wellung kann zum Beispiel von einer ungleichmäßigen Verteilung des sich durch Wärme ausdehnenden Materials oder von einer ungleichmäßigen Verteilung der Wärmeübertragungswirkung des Kanalnetzes für die Wärmeübertragung im Bereich des Mantelteils der Walze hervorgerufen werden. Durch Verringerung der Strömung des Wärmeübertragungsmittels in mindestens einem Strömungskanal, der sich in der außenseitigen Richtung des Wellungsradius der Walze befindet, kann die in dieser Richtung verursachte Wärmeausdehnung der Walze und somit die Wellung reduziert werden. Entsprechend kann gegebenenfalls die Strömung in mindestens einem Strömungskanal erhöht werden, der sich in der innenseitigen Richtung des Wellungsradius befindet.
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Die Strömungshülse kann mindestens zwei zueinander bewegliche Teile umfassen, die bevorzugt durch Drehen und/oder axial zueinander bewegt werden können. Die Strömungshülse kann ineinander befindliche Teile umfassen. Die Strömungshülse kann eine Teleskopstruktur aufweisen. Die Strömungshülse kann zwei sich ineinander befindliche, zueinander bewegliche Strömungsteile, zum Beispiel Rohre umfassen, die beide eine Strömungsöffnung aufweisen. Durch Bewegen der Strömungsteile zueinander kann die von den Strömungsöffnungen ermöglichte Strömungsmenge geregelt oder die Strömungsverbindung unterbrochen werden. Bevorzugt ist das Isolierstück in Hinblick auf die Strömungsteile in Axialrichtung und/oder in Rotationsrichtung beweglich.
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Das erste Ende der Strömungshülse kann beim Lösen, Befestigen oder Bewegen der Strömungshülse bzw. eines Teils der Strömungshülse als Greiferkopf für die Strömungshülse dienen. Das erste Ende der Strömungshülse kann ein Verriegelungsorgan umfassen, wie zum Beispiel ein Gewinde und/oder ein Dichtungsorgan, wie zum Beispiel eine Dichtung zum entsprechenden Verriegeln und/oder Abdichten der Strömungshülse zum Walzenende. Das erste Ende der Strömungshülse kann einen Greiferkopf für das Strömungsteil aufweisen, um das Strömungsteil zum Beispiel manuell oder mit einem Werkzeug zu bewegen. Das erste Ende der Strömungshülse kann einen Greiferkopf zum Bewegen des Isolierteils umfassen.
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Mindestens ein Strömungsteil bzw. Isolierteil der Walze kann durch einen entsprechenden Greiferkopf außerhalb der Walze regulierbar angeordnet sein, ohne die Walze zu demontieren. Mindestens eine Strömungshülse oder ein Strömungsteil oder ein Isolierteil kann regulierbar angeordnet sein, ohne das Endstück der Walze oder Strömungshülsen zu lösen. Mindestens eine Strömungshülse oder ein Strömungsteil oder ein Isolierteil kann regulierbar angeordnet sein, indem der Deckel des Montagelochs vom Endstück der Walze gelöst wird.
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Die ringförmige Strömungskammer kann am Endstück angeordnet sein. Die ringförmige Strömungskammer kann in axialer Richtung an der innenseitigen Stirnfläche des Endstücks gebildet sein. Die ringförmige Strömungskammer kann in axialer Richtung an der Außenfläche des Flanschteils für das Endstück gebildet sein.
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Die ringförmige Strömungskammer kann im Endbereich des Mantelteils angeordnet sein. Die ringförmige Strömungskammer kann in axialer Richtung am Ende des Mantelteils gebildet sein.
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Die Walze kann an einem der Walzenenden mehr als eine ringförmige Strömungskammer je Strömungsrichtung aufweisen.
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Die ringförmige Strömungskammer kann aus einer ringförmigen Rille gebildet sein, die verschlossen ist. Die ringförmige Strömungskammer kann in radialer Richtung als Rille gebildet und danach verschlossen sein, indem ein ringförmiger Deckel befestigt wird. Die ringförmige Strömungskammer kann in axialer Richtung als Rille gebildet sein. Die ringförmige Strömungskammer kann durch Befestigen eines ringförmigen Deckels verschlossen sein. Der Deckel kann durch Schweißen befestigt sein. Der Deckel kann ein plattenförmiges Teil bzw. plattenförmige Teile aufweisen.
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Die Strömungsverbindung des Wärmeübertragungsmittels zwischen dem ringförmigen Strömungskanal und dem sich am Walzenende befindlichen entsprechenden Zuführ- bzw. Ableitkanal kann zum Teilen der Strömung mit Kanälen angeordnet sein, deren Anzahl erheblich niedriger als die Anzahl der Strömungskanäle sein kann.
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Nach der Erfindung wird die Verwendung der Strömungshülse in einer heizbaren und/oder kühlbaren Walze für eine Faserbahnmaschine angeboten.
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Der Mantelteil der Walze kann aus einer Außenschicht gebildet sein, die auf der Innenachse befestigt ist. Der Mantelteil der Walze kann eine oder mehrere Materialschichten aufweisen.
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Die Strömungskanäle der Walze können vor dem Zusammensetzen der Innenachse und der Außenschicht gebildete Strömungsrillen sein, die an der Außenfläche der Innenachse und/oder an der Innenfläche der Außenschicht gebildet wurden. Die Strömungskanäle können am Mantelteil gebildete Peripheriebohrungen sein.
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Nach einigen Ausführungsformen sind die Strömungskanäle in einer beliebigen Dichte an verschiedenen Stellen der Walze positioniert. Die Strömungskanäle können im Zusammenhang mit dem Übergang von der Innenachse zur Außenschicht der Walze in unterschiedlichen Abständen zu den benachbarten Strömungskanälen positioniert werden.
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Die Strömungskanäle für das Wärmeübertragungsmedium der Walze können im Hinblick auf die Oberfläche der Walze in einem Mindestabstand positioniert werden, welche die herstellungstechnischen und betrieblichen Anforderungen gestatten, wodurch der vom Mantel der Walze verursachte Wärmeübertragungswiderstand begrenzt werden kann. Die Strömungskanäle können unterhalb der Walzenoberfläche in gewünschten Abständen voneinander positioniert werden, sogar um ein Vielfaches dichter als nach dem Stand der Technik. Im Zusammenhang mit der Walzenoberfläche lassen sich Strömungskanäle anordnen, deren Strömungsquerschnittsfläche kleiner und der Abstand voneinander geringer ist als bei gebohrten Peripherielöchern. Mit dem Strömungskanalnetz können leicht verschiedene Rotationsmöglichkeiten realisiert werden: Duopass, Tripass, Multipass. Die Reihenfolge der Strömungskanäle für die Walze kann ohne Demontieren der Walze oder Lösen des Endstücks der Walze verändert werden.
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Wenn es möglich ist freier auf die Größe und Positionierung von Strömungskanälen in der Nähe der Walzenoberfläche einzuwirken, lässt sich mit der Walze eine bessere, gleichmäßige Wärmeübertragungswirkung erzielen.
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Dank einer gleichmäßigen Wärmeübertragung kann die gesamte Walzenoberfläche auf die gewünschte Temperatur aufgeheizt und somit ein von kühleren Oberflächenteilen verursachtes Sinken der Wärmeleistung vermieden werden.
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Die verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden bzw. sind nur in Verbindung mit einem oder einigen Aspekten der Erfindung beschrieben. Für den Fachmann der Branche ist es klar, dass sich jede beliebige Ausführungsform irgendeines Aspekts der Erfindung nach dem gleichen Aspekt der Erfindung verwirklichen lässt und bei anderen Aspekten wiederum alleine oder in Kombination mit anderen Ausführungsformen.
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KURZBESCHREIBUNG DER FIGUREN
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Die Erfindung wird hier näher beispielhaft unter Verweis auf die beigefügten Skizzen beschrieben, wobei
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1 eine Walze nach einer ersten Ausführungsform der Erfindung teilweise im Querschnitt darstellt,
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2 eine Walze nach einer zweiten Ausführungsform teilweise im Querschnitt darstellt,
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3 einen Mantel einer Walze nach einer ersten Ausführungsform vom Ende her gesehen darstellt, und
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4 einen Mantel einer Walze nach einer zweiten Ausführungsform vom Ende her gesehen darstellt.
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BESCHREIBUNG VON VORTEILHAFTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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In der nachfolgenden Beschreibung sind gleichartige Teile mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Es ist darauf hinzuweisen, dass die dargestellten Figuren nicht in ihrer Gesamtheit maßstabsgetreu sind und dass diese in erster Linie nur dem Zweck einer Veranschaulichung von Ausführungsformen der Erfindung dienen.
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Die 1 und 2 stellen einige Beispiele einer aufheizbaren Walze 1; 1', d. h. einer Thermowalze, teilweise im Querschnitt von der Seite her dar.
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Die Walze 1 in 1 umfasst einen Mantel 2. Der Mantel 2 umfasst eine Innenachse 3 und eine an der Außenfläche 3a der Innenachse angeordnete Außenschicht 4. Die Außenschicht 4 weist eine Außenfläche 4a auf. Im Zusammenhang mit dem Übergang von der Außenschicht 4 zur Innenachse 3 sind Strömungsrillen zum Bilden von Strömungskanälen 5 für ein Wärmeübertragungsmittel angeordnet. Der Mantel 2 weist eine Innenfläche 5 auf.
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Die Außenschicht 4 ist bevorzugt durch Wärmeschrumpfung bzw. durch Crimpen an der Innenachse 3 befestigt. Die Außenschicht kann natürlich auch in anderer Art und Weise an der Innenachse befestigt sein, zum Beispiel durch Schweißen oder mit einer Schraubverbindung.
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Die Walze 1 umfasst ein Endstück 7, das am Mantel 2 angebracht ist. Das Endstück 7 umfasst Zuführkanäle und Ableitkanäle (in den Figuren nicht dargestellt) zum Leiten des Wärmeübertragungsmittels in den Mantel und/oder zum Ableiten aus dem Mantel. Das Endstück 7 umfasst einen ersten ringförmigen Strömungskanal 8, der in Strömungsverbindung mit dem Zuführkanal steht, und einen zweiten ringförmigen Strömungskanal 9, der in Strömungsverbindung mit dem Ableitkanal steht. Eine ringförmige Strömungskammer 8, 9 ist aus einer ringförmigen Rille gebildet, die durch Befestigen eines strömungsdichten Deckels 8', 9' verschlossen ist.
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An der Walze 1 können außerdem Strömungshülsen 10 zum Bilden einer Strömungsverbindung zwischen den ringförmigen Strömungskammern 8, 9 und den am Mantel angeordneten Strömungskanälen 5 installiert werden. Das Endstück 7 ist mit Schrauben 11 am Mantel 2 befestigt, in 1 bevorzugt an der Innenachse 3 des Mantels. Wenn das Endstück 7 und der Mantel 2 miteinander verbunden sind, lässt sich die Strömungshülse 10 über das Außenende des Endstücks 7 in der ringförmigen Strömungskammer 8; 9 und im Strömungskanal 5 montieren und aus dem Strömungskanal 5 entfernen. Die Strömungshülse 10 wird über das Außenende des Endstücks 7 in einer Hülsenbohrung 12 installiert. Die Hülsenbohrung 12 kann mit einem Stopfen 13 verschlossen werden. Mit einem in der Hülsenbohrung 12 vorgesehenen Gewinde kann die Position der Strömungshülse 10 in Längsrichtung eingestellt werden. Mit einem in der Hülsenbohrung 12 vorgesehenen Gewinde kann die Strömungsmenge für die Strömungshülse 10 eingestellt werden. Die Strömungshülse 10 bildet bevorzugt ein Isoliermittel, mit dem der Endbereich des Mantels 2 gegen eine übermäßige Wärmewirkung des Wärmeübertragungsmittels isoliert werden kann, insbesondere außerhalb des Bahnbereichs für die zu behandelnde Faserbahn. Somit kann eine Wärmeausdehnung im Endbereich des Mantels kontrolliert werden.
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Der Mantel 2 umfasst eine Endteilverlängerung 14, die die ringförmigen Strömungskammern des Endstücks 7 in radialer Richtung umgibt, wenn das Endstück 7 und der Mantel 2 miteinander befestigt sind. Die Endteilverlängerung 14 wird bevorzugt an der Außenschicht 4 des Mantels aus einem zylinderförmigen Bereich gebildet, der bevorzugt dünner als die Außenschicht 4 ist und gegebenenfalls an der Außenfläche angefast ist. In 1 bildet die Außenschicht 4 des Mantels 2 die Endteilverlängerung 14. Die Außenschicht 4 ist so gebildet, dass diese sich über die Verbindungsstelle des Endstücks 7 und der Innenachse 3 des Mantels 2 hinaus erstreckt (bei einer Betrachtung aus Richtung des Mantels in Richtung des Endstücks). Die Außenschicht 4 erstreckt sich weiter in Längsrichtung der Walze 1 an der am Endstück 7 angeordneten ersten ringförmigen Strömungskammer 8 und an der zweiten ringförmigen Strömungskammer 9 in der Weise vorbei, dass sich zwischen der Endteilverlängerung 14 und dem Endstück 7 ein Isolierraum 15 bildet.
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Der Isolierraum 15 ist bevorzugt in axialer Richtung der Walze an der Stelle der ringförmigen Strömungskammern 8, 9 positioniert, an der die Wärmeausdehnung des Endstücks 7 stark ist. Zwischen dem Mantel 2 und dem Endstück 7 anzuordnende Dichtungen 16, 17 verhindern, dass das Wärmeübertragungsmittel aus dem Isolierraum heraus gelangt. Die Wärmeausdehnung des Endstücks wirkt sich auf die Außenschicht 4 und darüber auf die zu behandelnde Faserbahn praktisch nicht aus, da die Abdichtung der Endteilverlängerung 14 und des Endstücks 7 zueinander auf eine zusammenpressbare Art und Weise realisiert werden kann und die Endteilverlängerung 14 sich nicht im Bereich der zu behandelnden Faserbahn befindet. Die Wärmeausdehnung des Endstücks 7 verursacht an der Außenschicht 4 des Mantels 2 im Bereich der zu behandelnden Faserbahn keine merklichen Verformungen. Der Isolierraum 15 kann mit dem Wärmeübertragungsmittel gefüllt werden, das aus den Strömungskanälen 5 in den Isolierraum zufließt, zum Beispiel an der Verbindungsstelle des Endstücks 7 und der Innenachse 3. Das Wärmeübertragungsmittel, zum Beispiel Öl, bildet eine statische Wärmeisolierung.
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Die Außenschicht 4 des Mantels 2 ist zum Endstück 7 hin mit einer ersten Dichtung 16 abgedichtet, die zwischen dem Endstück und der Endteilverlängerung 14 außerhalb der Strömungskanäle angeordnet ist. Der Mantel 2 ist zum Endstück 7 hin mit einer zweiten Dichtung 17 abgedichtet, die zwischen dem Endstück und der Innenachse 3 innerhalb der Strömungskanäle 5 angeordnet ist.
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Bevorzugt umfasst das Endstück 7 einen im gleichen Stück am Mantel 2 zu befestigenden und tragenden Abschnitt sowie einen ringförmige Strömungskammern 8, 9 aufweisenden Abschnitt. Somit können Probleme, die von einer Wärmeausdehnung an einem bekannten ringförmigen Verlängerungsstück und von einer Anpassung von separaten Stücken herrühren, vermieden werden.
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Die Walze 1' in 2 umfasst einen Mantel 2'. Der Mantel 2' der 2 unterscheidet sich vom Mantel 2 in 1 dadurch, dass der Mantel keine um die Innenachse herum zu befestigende separate Außenschicht aufweist. Der Mantel 2' umfasst ein aus einem Stück bestehendes Innenteil und eine Außenfläche 2a. Am Mantel 2' sind für das Wärmeübertragungsmittel Bohrungen als Strömungskanäle 5' gebildet.
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In 2 umfasst der Mantel 2' eine Endteilverlängerung 14, die die ringförmigen Strömungskammern des Endstücks 7 in radialer Richtung umgibt, wenn das Endstück 7 und der Mantel 2 aneinander befestigt sind. Die Endteilverlängerung 14 wird bevorzugt von einem dünnen zylinderförmigen Bereich an der Außenfläche 2a des Mantels gebildet, wobei der zylinderförmige Bereich sich bevorzugt über die Befestigungsstelle des Endstücks 7 und des Mantels 2 in axialer Richtung der Walze 1' hinaus erstreckt. Die Endteilverlängerung 14 ist gegebenenfalls an der Außenschicht in der Weise angefast, dass der Außendurchmesser der Endteilverlängerung kleiner ist als der Außendurchmesser der Außenfläche 2a. In 2 ist die Außenfläche 2a des Mantels 2 so gebildet, dass diese sich über die Verbindungsstelle des Endstücks 7 mit der Innenachse 3 des Mantels 2 hinaus erstreckt (bei einer Betrachtung aus Richtung des Mantels in Richtung des Endstücks). Die Außenfläche 2a erstreckt sich weiter in Längsrichtung der Walze 1 an der am Endstück 7 angeordneten ersten ringförmigen Strömungskammer 8 und an der zweiten ringförmigen Strömungskammer 9 in der Weise vorbei, dass sich zwischen der Endteilverlängerung 14 und dem Endstück 7 in gleicher Weise ein Isolierraum 15 bildet, wie es im Zusammenhang mit der Walze 1 in 1 dargestellt ist.
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Der Mantel 2 ist von der Endteilverlängerung 14 zum Endstück 7 hin mit einer ersten Dichtung 16 abgedichtet, die zwischen dem Endstück und der Endteilverlängerung 14 außerhalb der Strömungskanäle angeordnet ist. Der Mantel 2' ist zum Endstück 7 hin mit einer zweiten Dichtung 17 abgedichtet, die zwischen dem Endstück und dem Mantel 2 innerhalb der Strömungskanäle 5 angeordnet ist. Verglichen mit einem mittels eines bekannten Verlängerungsstücks aus mehreren Teilen gebildeten Endstück ist die Dichtungsanordnung des Endstücks 7 einfach. Die Wärmeausdehnung des Endstücks 7 verursacht an der Außenfläche 2a des Mantels 2 im Bereich der zu behandelnden Faserbahn keine merklichen Verformungen.
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Bei der Herstellung von Walzen nach den 1 und 2 können erhebliche Einsparungen erreicht werden. Die Anzahl der Teile verringert sich und die Teile werden einfacher. Bei der Herstellung lassen sich Arbeitsvorgänge sowie Zeit einsparen. Von der Wärmeausdehnung des Endstücks verursachte Probleme können vermieden werden.
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In 3 ist ein Mantel 2 der in 1 dargestellten Walze 1 dargestellt. Der Mantel 2 ist aus zwei Materialschichten gebildet. Im Bereich C von 3 ist dargestellt, dass der Strömungskanal 5 für das Wärmeübertragungsmittel aus einer an der Außenfläche 3a der Innenachse 3 sich befindlichen Strömungsrille gebildet ist. Die Walze 1 kann außerdem Peripheriebohrungen als Strömungskanäle 5' umfassen.
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In 4 ist ein Mantel 2' der in 2 dargestellten Walze 1' dargestellt. Der Mantel 2' ist aus einer Materialschicht gebildet und umfasst Peripheriebohrungen als Strömungskanäle 5'.
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Die vorstehend dargestellte Erläuterung bietet nicht eingrenzende Beispiele für einige Ausführungsformen der Erfindung. Dem Fachmann ist klar, dass sich die Erfindung jedoch nicht auf die dargestellten Details beschränkt, sondern die Erfindung auch auf eine andere äquivalente Art und Weise umgesetzt werden kann. Einige Merkmale der dargestellten Ausführungsformen lassen sich ohne die Verwendung anderer Merkmale nutzen.
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Die vorstehend dargestellte Beschreibung ist als solche nur als eine das Prinzip der Erfindung beschreibende Erklärung und nicht als die Erfindung beschränkend zu verstehen. Somit beschränkt sich der Schutzbereich der Erfindung nur auf die beiliegenden Ansprüche.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- WO 9522730 A1 [0004]
- EP 1159484 B1 [0005]
- DE 102005014875 A1 [0006]
