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GEBIET DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Zwischenprodukt im Herstellungsprozess eines Yankee-Trockenzylinders, wobei der Yankee-Trockenzylinder zum Zweck des Trocknens eines nassen Faserflors verwendet werden soll.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Bei dem Herstellungsprozess eines Yankee-Trockenzylinders zum Trocknen eines Faserflors, das anfangs nass ist, wurde eine Anzahl an Verfahren vorgestellt, die in Form des Zwischenprodukts, das ein Schritt auf dem Weg zum Endprodukt, d. h. dem Yankee-Trockenzylinder, ist, beschrieben werden können. In
WO 2015/076718 wird ein Zwischenprodukt offenbart, das später zu einem Yankee-Trockenzylinder wird. In diesem Dokument kann eine Endwand, die mit einem Mantel verbunden ist, mit einer Lippe versehen sein, die die ringförmig ist und als ein Trägermaterial dient, derart, dass Schweißen nur von außen durchgeführt werden kann. Nach dem Schweißen kann die Lippe mittels Schleifens entfernt werden. Die Weise ein Zwischenprodukt auf diese Weise zu bilden, macht es möglich, Schweißen nur von außen durchzuführen, doch die Lippe kann nicht dazu dienen, gleichzeitig sowohl die axiale als auch die radiale Position der Endwand bezüglich des Mantels zu definieren.
CN 203977226 U offenbart einen Yankee-Trockenzylinder in einer Endwand ist mittels Schweißens mit einem Mantel verbunden und es gibt zusammenwirkende Führungsabschnitte sowohl auf der Endwand als auch dem Mantel. Die zusammenwirkenden Führungsabschnitte sind jedoch an einem Punkt gebildet, der sich in der radialen Richtung zwischen der äußeren Oberfläche des Yankee-Trockenzylinders und der inneren Oberfläche des Yankee-Trockenzylinders befindet. Das bedeutet, dass sowohl eine innere Rille als auch eine äußere Rille zwischen der Endwand und dem Mantel gebildet sind und Schweißen sowohl von der Innenseite des Mantels als auch der Außenseite des Mantels durchgeführt werden muss. Dies macht den Herstellungsprozess komplizierter und beinhaltet das Risiko, dass die abschließende Schweißverbindung schwächer wird. Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Zwischenprodukt bereitzustellen, das einfach herzustellen ist und das es möglich macht, eine hohe Genauigkeit und schließlich einen Yankee-Trockenzylinder von hoher Qualität zu erzielen. Diese und weitere Aufgaben werden mittels der vorliegenden Erfindung erzielt.
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OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Zwischenprodukt bei dem Herstellungsprozess eines Yankee-Trockenzylinders aus Stahl zum Trocknen eines Faserflors. Das erfindungsgemäße Zwischenprodukt weist einen Mantel auf, der eine kreisförmige zylindrische Form aufweist und sich in einer axialen Richtung um eine Mittenachse erstreckt. Der Mantel weist zwei axiale Enden und eine innere Oberfläche, in der umlaufende Rillen gebildet sind, auf. Für jedes axiale Ende des Mantels weist das Zwischenprodukt eine Endwand auf, die derart über mindestens eine Schweißnaht mit dem axialen Ende verbunden ist, dass der Mantel und die Endwände einen eingeschlossenen Raum innerhalb des Zwischenprodukts definieren. Jede Endwand weist eine äußere Oberfläche, die einen Teil der Außenfläche des Zwischenprodukts bildet, und eine Innenfläche auf, die dem eingeschlossenen Raum zugewandt ist, derart, dass die Innenflächen der Endwand einander zugewandt sind, und die innere Oberfläche des Mantels und die Innenfläche der Endwände zusammen eine Innenfläche des gesamten Zwischenprodukts bilden. Jedes axiale Ende des kreisförmigen zylindrischen Mantels weist eine vorstehende Führung entlang mindestens eines Teils seines Umfangs auf. Jede Endwand weist eine vorstehende Führung entlang mindestens eines Teils ihres Umfangs auf, die mit der mindestens einen vorstehenden Führung des axialen Endes des kreisförmigen zylindrischen Mantels, an dem die Endwand über die mindestens eine Schweißnaht verbunden ist, eingreift und zusammenwirkt. Die vorstehenden Führungen weisen gegenüberliegende Oberflächen auf, die aneinander anliegen, um eine vorbestimmte Position der Endwand bezüglich des Mantels zu definieren, wobei in dieser vorbestimmten Position eine umlaufende Rille zwischen der Endwand und dem Mantel definiert ist. Die umlaufende Rille erstreckt sich von der äußeren Oberfläche des Mantels radial nach innen zu einer Unterseite der Rille, wobei diese Unterseite von mindestens einer der vorstehenden Führungen definiert ist. Die vorstehenden Führungen bilden einen Wulst auf der inneren Oberfläche des Zwischenprodukts, wobei dieser Wulst in den eingeschlossenen Raum zu der Mittenachse des Zwischenprodukts hin vorsteht. Der Wulst kann mittels Schleifens oder Bearbeitens derart entfernt werden, dass nach der Entfernung des Wulsts ein glatter Übergang zwischen der inneren Oberfläche des Mantels und der Innenfläche der Endwand bestehen kann.
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Bei Ausführungsformen der Erfindung handelt es sich bei mindestens einer der vorstehenden Führungen um eine umlaufende Führung, die sich über den gesamten Umfang einer Endwand bzw. des Mantels erstreckt.
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Es ist denkbar, dass beide vorstehenden Führungen der Endwände und die vorstehende Führung an jedem axialen Ende des Mantels umlaufende Führungen sind, die sich über den gesamten Umfang der Endwand und des Mantels erstrecken.
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Es sind auch Ausführungsformen möglich, bei denen mindestens eine Endwand eine Vielzahl an vorstehenden Führung aufweist, die voneinander getrennt sind und entlang des Umfangs der Endwand angeordnet sind, während das axiale Ende des Mantels, der mit der Endwand verbunden ist, eine fortlaufende vorstehende Führung aufweist, die sich über den gesamten Umfang des Mantels an seinem axialen Ende erstreckt.
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Bei anderen Ausführungsformen weist mindestens eine Endwand eine fortlaufende vorstehende Führung auf, die sich über den gesamten Umfang der Endwand erstreckt, und das axiale Ende des Mantels, der mit der Endwand verbunden ist, weist eine Vielzahl an vorstehenden Führungen auf, die voneinander getrennt sind und entlang des Umfangs des Mantels an seinem axialen Ende angeordnet sind.
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Bei Ausführungsformen der Erfindung ist die mindestens eine vorstehende Führung einer Endwand derart in Beziehung zu der vorstehenden Führung des Mantels, mit der sie zusammenwirkt, platziert, dass mindestens ein Teil der vorstehenden Führung der Endwand radial innerhalb der vorstehenden Führung des Mantels platziert ist.
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Mindestens eine Endwand ist mittels einer Vielzahl an Schweißnähten, die entlang des Umfangs der umlaufenden Rille angeordnet und voneinander getrennt und in Paaren von gegenüberliegenden Schweißnähten, die voneinander um 175° bis 185° getrennt sind, angeordnet sind, an ein axiales Ende des Mantels geschweißt.
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Figurenliste
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- 1 ist eine Seitenansicht eines Yankee-Trockenzylinders während der Papierherstellung.
- 2 ist eine schematische Querschnittsansicht eines Yankee-Trockenzylinders, der den gesamten Herstellungsprozess durchlaufen hat und bereit ist, verwendet zu werden.
- 3 ist eine schematische Darstellung eines Zwischenprodukts, das zu einem Yankee-Trockenzylinder wird.
- 4 ist eine Querschnittsdarstellung eines Teils einer Endwand und eines Teils eines kreisförmigen zylindrischen Mantels, bevor sie miteinander verbunden werden, um das erfindungsgemäße Zwischenprodukt zu bilden.
- 5 ist eine Figur ähnlich 4, zeigt aber die Endwand und den kreisförmigen zylindrischen Mantel, nachdem sie zusammengebracht wurden.
- 6 ist eine Figur ähnlich 5, zeigt aber wie die Endwand und der Mantel miteinander verbunden wurden, und 6 kann somit als einen Teil des erfindungsgemäßen Zwischenprodukts darstellend angesehen werden.
- 7 ist ähnlich 6, gibt jedoch schematisch einen darauffolgenden Herstellungsschritt an.
- 8 ist eine Figur ähnlich 6 und 7, zeigt aber das Ergebnis eines vorhergehenden Schleif- oder Bearbeitungsschritts.
- 9 ist eine Seitenansicht des Mantels und gibt eine mögliche Verteilung der Schweißnähte an.
- 10 ist eine schematische Darstellung davon, wie Schweißen durchgeführt werden kann.
- 11 ist eine Figur ähnlich 4, zeigt aber eine alternative Ausführungsform.
- 12 ist eine Figur ähnlich 5, zeigt aber dieselbe Ausführungsform wie 11.
- 13 ist eine Figur ähnlich 6, zeigt aber dieselbe Ausführungsform wie 11 und 12.
- 14 ist eine komplett schematische Darstellung einer Technologie, die sich von der vorliegenden Erfindung unterscheidet, und dient dazu, ein technisches Problem zu erklären, das die vorliegende Erfindung löst.
- 15 ist eine schematische Veranschaulichung ähnlich 14 und zeigt einen nachfolgenden Schritt in der Herstellungsfolge.
- 16 ist eine vereinfachte schematische Darstellung eines der Prinzipien hinter der vorliegenden Erfindung.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Mit Bezug auf 1, eine kurze Beschreibung, wie das Endprodukt verwendet wird. In 1 ist ein Yankee-Trockenzylinder 1 gezeigt, der sich um eine Achse A in der Richtung des Pfeils R dreht. In 1 und 2 ist ersichtlich, dass der Yankee-Trockenzylinder 1 Zapfen 24 und Lager 25, die Drehung gestatten, aufweist. Der Yankee-Trockenzylinder 1 wird von der Innenseite mittels heißen Dampfs, der einen Überdruck aufweisen kann, erwärmt. Ein nasser Faserflor W bewegt sich auf einem Gewebe 30, das zum Beispiel ein unendlicher wasserabsorbierender Filz sein kann, das in einer Schleife um Führungsrollen (nicht gezeigt) läuft, oder in manchen Fällen, einem Gewebe, das kein Wasser absorbiert, jedoch derart texturiert ist, dass es eine dreidimensionale Struktur in den Faserflor W prägen kann. In 1 ist die Richtung der Bewegung des Gewebes 30 durch die Pfeile C angegebenen. Eine Rolle 32 ist innerhalb der Schleife des Gewebes 30 platziert und angeordnet, um einen Spalt mit der äußeren Oberfläche des Yankee-Trockenzylinders 1 zu bilden. In dem Spalt zwischen der Rolle 31 und dem Yankee-Trockenzylinder 1 wird der Faserflor W an die äußere Oberfläche des Yankee-Trockenzylinders 1 übertragen. Die äußere Oberfläche des Yankee-Trockenzylinders 1 ist normalerweise viel glatter als die Oberfläche des Gewebes 30 und das macht es einfacher, die Übertragung des Flors W zu dem Yankee-Trockenzylinder 1 zu erzielen, da der nasse Faserflor W dazu neigt, der Oberfläche, die am glattesten ist, zu folgen/daran zu haften. Der Faserflor W bewegt sich dann über die äußere Oberfläche des Yankee-Trockenzylinders 1, während sich der Yankee-Trockenzylinder 1 in der Richtung des Pfeils R dreht. Wenn der Faserflor W mit der äußeren Oberfläche des Yankee-Trockenzylinders 1 in Berührung ist, wird der Faserflor W getrocknet, da der Yankee-Trockenzylinder aufgrund der Erwärmung von innen mittels Dampfs sehr heiß ist. Der Faserflor W, der anfangs relativ nass ist, wird somit mittels Verdampfung getrocknet. Der Faserflor W, der auf dem Yankee-Trockenzylinder 1 getrocknet wurde, kann dann mittels eines Doktors 29 von dem Yankee-Trockenzylinder 1 abgekreppt werden.
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Es gilt zu verstehen, dass der Faserflor W, der von dem Yankee-Trockenzylinder abgekreppt wurde, normalerweise weitergeleitet wird und schließlich in einem Aufwickler auf eine Rolle gewickelt wird, wie zum Beispiel einem Aufwickler, wie im
US-Patent Nr. 5,816,528 oder
US-Patent Nr. 9,511,968 offenbart.
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Mit Bezug auf 2 ist ersichtlich, dass der Yankee-Trockenzylinder 1 einen Mantel 2 aufweist, bei dem es sich um einen kreisförmigen zylindrischen Mantel handelt. Der Mantel 2 erstreckt sich in eine axiale Richtung um eine Mittenachse A. Es gilt zu verstehen, dass die Mittenachse A die Achse ist, um die sich der Yankee-Trockenzylinder 1 dreht, wenn der Yankee-Trockenzylinder 1 in einer Papiererzeugungsmaschine in Betrieb ist.
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Wie in
2 zu sehen ist, weist der Mantel
2 zwei axiale Enden
3,
4 und eine innere Oberfläche
5, in der umlaufende Rillen
6 gebildet sind, auf. Wenn der Yankee-Trockenzylinder
1 verwendet wird, um Papier zu erzeugen, kondensiert heißer Dampf in den Rillen
6 und Wärme wird an die äußere Oberfläche des kreisförmigen zylindrischen Mantels
2 derart übertragen, dass der Faserflor
W, der anfangs nass ist, mittels Verdampfung aufgrund von Kontakt mit dem heißen Mantel
2 getrocknet wird. Kondensiertes Wasser kann dann von der Innenseite des Yankee-Trockenzylinders verdampft werden, zum Beispiel mittels einer Anordnung, wie im
US-Patent Nr. 8,959,790 oder
US-Patent Nr. 5,537,756 offenbart.
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Für jedes axiale Ende 3, 4 des kreisförmigen zylindrischen Mantels 2, ist eine Endwand 8, 9 derart über eine Schweißnaht 111 mit dem jeweiligen axialen Ende 3, 4 verbunden, dass der Mantel 2 und die Endwände 8, 9 einen eingeschlossenen Raum V innerhalb des Yankee-Trockenzylinders 1 definieren.
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Mit weiterem Bezug auf 2 ist ersichtlich, dass der Yankee-Trockenzylinder 1 mit einer rohrförmigen Struktur 22, die zwischen den Endwänden 8, 9 zwischengelagert ist und diese miteinander verbindet, versehen sein kann. Die rohrförmige Struktur 22 kann angeordnet sein, um heißen Dampf, der aus einer Leitung, die durch einen der Zapfen 24 (nicht in der Figur gezeigt) verläuft, kommt, zu empfangen. Der heiße Dampf kann dann durch die Öffnungen 23 in der rohrförmigen Struktur 22 austreten und die innere Oberfläche 5 des Mantels erreichen und den Mantel 2 erwärmen.
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Es gilt zu verstehen, dass 2 nur eine schematische Darstellung eines Yankee-Trockenzylinders 1 ist, und dass die exakte Form und relative Abmessungen aller Details, die in 2 gezeigt sind, nicht notwendigerweise dem tatsächlichen Yankee-Trockenzylinder entsprechen. Es gilt jedoch zu verstehen, dass der Yankee-Trockenzylinder 1, der in 2 gezeigt ist, als eine Vorrichtung, die das Ergebnis weiterer Arbeitsvorgänge, die auf dem erfindungsgemäßen Zwischenprodukt, auf die sich die vorliegende Erfindung bezieht, ausgeführt werden, ist, darstellend gesehen werden kann.
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Nun wir auf 3 Bezug genommen, bei der es sich um eine schematische Darstellung des gesamten Zwischenprodukts IP handelt. In 3 ist ersichtlich, dass dass jede Endwand 8, 9 eine Öffnung 41 zum Aufnehmen eines Zapfens 24, der mittels beliebiger geeigneter Mittel, zum Beispiel mittels Bolzen, an der Endwand 8, 9 befestigt werden kann, aufweisen kann. 3 zeigt auch, wie mindestens eine Endwand 8, 9 ein Einstiegsloch 42 aufweisen kann, das Inspektion des Yankee-Trockenzylinders von innen gestattet. Wie bei 2 gilt zu verstehen, dass 3 nur eine schematische Darstellung ist, und das gilt insbesondere für die Schweißnähte 11, die rein symbolisch in 3 angegeben sind.
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Nun wir auf 4 Bezug genommen, die einen Teil des Herstellungsprozesses für das Zwischenprodukt, das später in einen Yankee-Trockenzylinder, wie zuvor mit Bezug auf 1 und 2 erläutert, verwandelt werden kann, veranschaulicht. 4 stellt eine Stufe in dem Herstellungsprozess dar, bei der der Mantel 2 noch nicht mit den Endwänden 8, 9 verbunden worden ist. In 4 sind nur eine Endwand 8 und nur ein axiales Ende 3 des Mantels 2 gezeigt, es gilt jedoch zu verstehen, dass alles, das mit Bezug auf die Endwand 8 und das axiale Ende 3 beschrieben ist, auch für die andere Endwand 9 an dem anderen axialen Ende 4 des Mantels 2 gilt.
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Wie in 4 ersichtlich ist, weist der Mantel 2 eine vorstehende Führung 12 auf, die sich in Verbindung mit der inneren Oberfläche 5 des Mantels 2 befindet, d. h. weg von der äußeren Oberfläche 43 des Mantels 2, und die Endwand 8 weist eine vorstehende Führung 13 auf, die sich in einem Abstand von dem Außenumfang der Endwand 8 befindet, derart, dass sie die vorstehende Führung 12 des Mantels 2 berühren und damit eingreifen kann.
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In der Ausführungsform, die in 4 gezeigt ist, weist die vorstehende Führung 12 des Mantels 2 eine axiale Oberfläche 15 auf, die nach außen gerichtet ist und parallel zu der Mittenachse A des Mantels 2 ist. Die vorstehende Führung 13 der Endwand 8 weist eine entsprechende axiale Oberfläche 14 auf, die dazu ausgelegt ist, derart der Oberfläche 15 zu entsprechen, dass die Oberflächen 14, 15 miteinander zusammenwirken können und die radiale Position der Endwand 8 bezüglich des Mantels 2 definieren. Die vorstehende Führung 12 des Mantels 2 weist auch eine Oberfläche 17 auf, die senkrecht zu der Mittenachse A des Mantels 2 ist, und die vorstehende Führung 13 der Endwand 8 weist eine entsprechende Oberfläche 16 auf, die parallel zu der Oberfläche 17 auf der vorstehenden Führung 12 auf dem Mantel 2 ist. Die Oberflächen 15 und 17 können miteinander zusammenwirken, um eine Endposition der Endwand 8 und des Mantels 2 in der axialen Richtung zu definieren. Der Mantel 2 und die Endwand 8 weisen gegenüberliegende abgeschrägte Oberflächen 26 auf, die dazu dienen, eine Rille 28 (siehe 5) zwischen dem Mantel 2 und der Endwand 8 zu definieren, wenn der Mantel 2 und die Endwand 8 zusammengebracht wurden. Die Rille 28 weist eine Form auf, die im Allgemeinen V-förmig ist. In Bezug auf die Mittenachse A des Mantels 2 weisen die abgeschrägten Oberflächen einen Winkel auf, der relativ groß ist und zum Beispiel im Bereich von 60° bis 85° liegen kann. Bei Ausführungsformen der Erfindung können die abgeschrägten Oberflächen 26 näher an der Unterseite der Rille 28 von abgeschrägten Oberflächen 27 gefolgt werden, die einen Winkel in Bezug auf die Mittenachse A aufweisen, der kleiner als der Winkel der abgeschrägten Oberflächen 26 ist, zum Beispiel um 5°bis 25° kleiner. Zum Beispiel, falls die abgeschrägten Oberflächen 26 einen Winkel in Bezug auf die Mittenachse A aufweisen, der 70° beträgt, können die abgeschrägten Oberflächen 27 einen Winkel in Bezug auf die Mittenachse A aufweisen, der 45° beträgt. Auf diese Weise ergibt sich ein glatter Übergang zur Unterseite der Rille 28.
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5 zeigt die Situation, bei der die Endwand 8 derart gegen den Mantel 2 gebracht wurde, dass die vorstehenden Führungen 12, 13 ineinander eingreifen und miteinander zusammenwirken, um die Position der Endwand 8 bezüglich des Mantels 2, sowohl axial als auch radial, zu definieren. In vorteilhaften Ausführungsformen können die vorstehenden Führungen 12, 13 ringförmige Segmente sein, die dazu ausgelegt sind, dass in einem Paar zusammenwirkender vorstehender Führungen eine einen Außenradius aufweist, der kleiner ist als der Innenradius der anderen. Auf diese Weise kann die vorstehende Führung mit dem kleineren Radius derart radial innerhalb der vorstehenden Führung mit dem größeren Radius platziert werden, dass die vorstehenden Führungen 12, 13 die radiale Position einer Endwand 8, 9 bezüglich des Mantels 2 bestimmen/definieren können. Die vorstehenden Führungen 12, 13 können dann dazu dienen, die relative Position der Endwand 8, 9 bezüglich des Mantels 2 in sowohl einer radialen als auch axialen Richtung zu bestimmen.
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In 6 ist dann ersichtlich, wie die Endwand 8 mit dem Mantel 2 über mindestens eine Schweißnaht 11 verbunden wurde. Die Schweißnaht 11 kann eine umlaufende Schweißnaht 11 sein, die den gesamten Umfang des Mantels 2 umspannt, um den Mantel 2 mit der Endwand 8 zu verbinden. Die Schweißnaht 11 in 6 muss jedoch nicht notwendigerweise als eine fortlaufende umlaufende Schweißnaht interpretiert werden, stattdessen könnte sie auch als eine Anzahl an Schweißnähten, die entlang des Umfangs des Mantels 2 voneinander getrennt sind, verstanden werden oder könnten als eine Schweißnaht, die fortlaufend ist, sich jedoch nicht über den gesamten Umfang des Mantels 2 erstreckt, verstanden werden. Was hier über die Endwand 8 und das axiale Ende 3 des Mantels 2 gesagt wurde, gilt auch für die andere Endwand 9 und das andere axiale Ende 4 des Mantels 2.
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Nun wird Bezug auf 7 genommen. In 7 ist ersichtlich, wie die vorstehenden Führungen 12, 13 gemeinsam einen Wulst 36 bilden, der in den eingeschlossenen Raum zu der Mittenachse A hin vorsteht. Wenn das Zwischenprodukt IP weiter bearbeitet wird, um zum Endprodukt, d. h. dem Yankee-Trockenzylinder zu werden, wird dieser Wulst 36 normalerweise mittels Schleifens oder Bearbeitens entfernt. In 7 ist ein Werkzeug 37 symbolisch angegeben, das in der Richtung entgegen den Wulst 36 wirken kann, wie symbolisch durch den Pfeil T angegeben. Das Werkzeug 37 kann als ein Schleifwerkzeug oder ein Bearbeitungswerkzeug gesehen werden.
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Mit Bezug auf 8 ist ersichtlich, dass nach dem Entfernen des Wulsts 37 nun ein glatter Übergangsbereich 38 zwischen der Endwand 8 und dem Mantel 2 besteht. Dasselbe kann auch als für das andere axiale Ende 4 des Mantels 2, wo die Endwand 9 an den Mantel 2 geschweißt ist, geltend gesehen werden.
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Eine vorteilhafte Weise das Schweißen durchzuführen wird nun mit Bezug auf 9 und 10 erläutert. Anstatt eine fortlaufende Schweißnaht 11, die umlaufend ist und sich vollständig 360° um die Rille 28 erstreckt, zu machen, kann eine Anzahl an getrennten Schweißnähten 11a, 11b, 11c, 11d, 11c, 11f, 11g, 11h derart in einem Muster gebildet werden, dass jede Schweißnaht 11 zu einem Paar von Schweißnähten gehört, die in der Umfangsrichtung um einen Winkel von 180° oder näher an 180° voneinander beabstandet sind. Zum Beispiel können sie um 175°bis 185° voneinander beabstandet sein. Solche getrennten Schweißnähte werden bevorzugt in einer Reihenfolge gemacht, bei der gegenüberliegende Schweißnähte in demselben Paar hintereinander gemacht werden. Auf diese Weise können die Effekte von Wärmeverformung gleichmäßiger um den Mantel 2 verteilt werden, was ein Vorteil für weiteres Bearbeiten auf dem Mantel 2 ist, wenn die Manteldicke über das gesamte Produkt, d. h. den Yankee-Trockenzylinder, gleichmäßig sein soll. Mit Bezug auf 9 kann dann eine mögliche Schweißfolge derart sein, dass die Schweißnaht 11a zuerst gemacht wird. Danach wird die zweite Schweißnaht 11b an einer Stelle, die 180° von der ersten Schweißnaht 11a entfernt ist (oder nahe 180°), gemacht. Eine dritte Schweißnaht 11c wird an einer Stelle gemacht, die 90° in der Umfangsrichtung des Mantels 2 von der ersten Schweißnaht 11a entfernt ist (oder nahe 90°, zum Beispiel 85° bis 95°). Eine vierte Schweißnaht 11d wird dann gegenüberliegend der dritten Schweißnaht 11c, d. h. 180° oder ungefähr 180° von der dritten Schweißnaht 11c entfernt, gemacht. Die nachfolgenden Schweißnähte werden dann in gegenüberliegenden Paaren, wie durch 9 angegeben, gemacht und die alphabetische Reihenfolge (11a, 11b, 11c ...) kann als eine Angabe einer möglichen Reihenfolge, in der die Schweißnähte 11 gemacht werden, gesehen werden. Auf diese Weise kann Wärmeverformung, die durch Schweißen erzeugt wird, gleichmäßiger verteilt werden. Wenn der Mantel 2 einen Durchmesser in einem Bereich von 2m bis 8m aufweist, kann die Anzahl solcher getrennten Schweißnähte geeigneter Weise 16 bis 32 sein. Jede solche getrennte Schweißnaht 11a, 11b, 11c ... kann geeigneter Weise eine Länge von 100mm bis 250mm oder 150mm bis 200mm aufweisen, es können aber auch andere Zahlenwerte in Erwägung gezogen werden. In vorteilhaften Ausführungsformen der Erfindung ist der Winkelabstand α zwischen benachbarten Schweißnähten (11a, 11b, 11c ...) derselbe für alle getrennten Schweißnähte 11. Es gilt zu verstehen, dass 9 als eine schematische Darstellung gedacht ist, die mit Bezug auf den Mantel 2 (oder eher einem axialen Ende 3, 4 des Mantels 2) gemacht wurde, aber dass die Schweißnähte 11a, 11b, 11c, 11d ... auch den Mantel 2 mit der Endwand 8, 9 verbinden. In 9 sind die Schweißnähte 11a, 11b, 11c, 11d, 11e, 11f, 11g, 11h als entlang des Umfangs des Mantels 2 verteilt gezeigt, sie sind jedoch natürlich auch entlang des entsprechenden Teils des Umfangs der Endwand 8, 9 verteilt.
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Mit Bezug auf 10 können die Räume zwischen getrennten Schweißnähten 11 mit Zwischen-/Verbindungsschweißnähten 39 gefüllt werden. Schließlich eine fortlaufende Schweißnaht 40, die eine Außenschweißnaht ist, die von außen durchgeführt wird.
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In dem Zustand, der in 3 in Kombination mit 6 und 7 dargestellt ist, kann das erfindungsgemäße Zwischenprodukt IP somit als ein Zwischenprodukt IP in dem Herstellungsprozess eines Yankee-Trockenzylinders 1 aus Stahl zum Trocknen eines Faserflors W beschrieben werden. Das Zwischenprodukt IP weist einen Mantel 2, der eine kreisförmige zylindrische Form aufweist und sich in einer axialen Richtung um eine Mittenachse A erstreckt, auf. Der Mantel 2 weist zwei axiale Enden 3, 4 und eine innere Oberfläche 5, in der umlaufende Rillen 6 gebildet sind, auf. Für jedes axiale Ende 3, 4 ist eine Endwand 8, 9 derart über mindestens eine Schweißnaht 11 mit dem axialen Ende 3, 4 verbunden, dass der Mantel 2 und die Endwände 8, 9 einen eingeschlossenen Raum V innerhalb des Zwischenprodukts 1 definieren. Jede Endwand 8, 9, weist eine äußere Oberfläche 34, 35, die einen Teil der Außenfläche des Zwischenprodukts IP bildet, und eine Innenfläche 32, 33 auf, die dem eingeschlossenen Raum V zugewandt ist, derart, dass die Innenflächen 32, 33 der Endwände 8, 9 einander zugewandt sind und die innere Oberfläche 5 des Mantels 2 und die Innenflächen 32, 33 der Endwände 8, 9 zusammen eine Innenfläche 7 des gesamten Zwischenprodukts IP bilden. Jedes axiale Ende 3, 4 des kreisförmigen zylindrischen Mantels 2 weist eine vorstehende Führung 12 entlang mindestens eines Teils seines Umfangs auf, und jede Endwand 8, 9 weist eine vorstehende Führung 13 entlang eines Teils ihres Umfangs auf, die in die mindestens eine vorstehende Führung 12 des axialen Endes 3, 4 des kreisförmigen zylindrischen Mantels 2, an dem die Endwand 8, 9 über mindesten eine Schweißnaht 11 verbunden ist, eingreift und damit zusammenwirkt. Hier gilt es zu verstehen, dass die vorstehenden Führungen 12, 13 der Endwände 8, 9 und des Mantels 2 bevorzugt derart umlaufend sind, dass sie sich über 360° erstrecken, aber dass Ausführungsformen denkbar sind, in denen sich die vorstehenden Führungen 12, 13 nur über Teile des Umfangs erstrecken. Die vorstehenden Führungen 12, 13 weisen gegenüberliegende Oberflächen auf, die aneinander anliegen, um eine vorbestimmte Position der Endwand 8, 9 bezüglich des Mantels 2 zu definieren. In dieser vorbestimmten Position ist eine umlaufende Rille 28 zwischen der Endwand 8, 9 und dem Mantel 2 definiert. Die umlaufende Rille 28 erstreckt sich von der äußeren Oberfläche 43 des Mantels 2 radial nach innen zu einer Unterseite der Rille 28, wobei diese Unterseite von mindestens einer der vorstehenden Führungen 12, 13 definiert ist. Die vorstehenden Führungen 12, 13 bilden einen Wulst 36 auf der inneren Oberfläche 7 des Zwischenprodukts IP und der Wulst 36 steht in den eingeschlossenen Raum V zu der Mittenachse A hin vor. Dieser Wulst 36 kann mittels Schleifens oder Bearbeitens derart entfernt werden, dass nach dem Entfernen des Wulsts 36 ein glatter Übergang oder Übergangsbereich 38 zwischen der inneren Oberfläche 5 des Mantels und der Innenfläche 32, 33 der Endwand 8, 9 bestehen kann.
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Bei bevorzugten Ausführungsformen handelt es sich bei mindestens einer der vorstehenden Führungen 12, 13 um eine umlaufende Führung 12, 13, die sich über den gesamten Umfang einer Endwand 8, 9 bzw. des Mantels erstreckt 2.
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Es sind Ausführungsformen denkbar, bei denen sowohl die vorstehenden Führungen 12 der Endwände 8, 9 als auch die vorstehende Führung 13 an jedem axialen Ende 3, 4 des Mantels 2 umlaufende Führungen sind, die sich über den gesamten Umfang der Endwand 8, 9 und des Mantels 2 erstrecken.
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Bei weiteren möglichen Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Zwischenprodukts kann mindestens eine Endwand 8, 9 eine Vielzahl an vorstehenden Führungen 13 aufweist, die voneinander getrennt sind und entlang des Umfangs der Endwand 8, 9 angeordnet sind, während das axiale Ende 3, 4 des Mantels 2, der mit der Endwand 8, 9 verbunden ist, eine fortlaufende vorstehende Führung 12 aufweist, die sich über den gesamten Umfang des Mantels 2 an seinem axialen Ende 3, 4 erstreckt.
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Es sind auch Ausführungsformen vorstellbar, bei denen mindestens eine Endwand 8, 9 eine fortlaufende vorstehende Führung 13 aufweist, die sich über den gesamten Umfang der Endwand 8, 9 erstreckt, während das axiale Ende 3, 4 des Mantels 2, der mit der Endwand 8, 9 verbunden ist, eine Vielzahl an vorstehenden Führungen 12 aufweist, die voneinander getrennt sind und entlang des Umfangs des Mantels 2 an seinem axialen Ende 3, 4 angeordnet sind.
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Wie in den Figuren gezeigt, kann mindestens eine vorstehende Führung 13 einer Endwand 8, 9 derart in Beziehung zu der vorstehenden Führung 12 des Mantels 2, mit der sie zusammenwirkt, platziert sein, dass mindestens ein Teil der vorstehenden Führung 13 der Endwand 8, 9 radial innerhalb der vorstehenden Führung 12 des Mantels 2 platziert ist. Es gilt jedoch zu verstehen, dass das Gegenteil der Fall sein kann und dass Ausführungsformen denkbar sind, bei denen eine vorstehende Führung 13 einer Endwand 8, 9 derart in Beziehung zu der vorstehenden Führung 12 des Mantels 2, mit der sie zusammenwirkt, platziert ist, dass mindestens ein Teil der vorstehenden Führung 13 der Endwand 8, 9 radial außerhalb der vorstehenden Führung 12 des Mantels 2 platziert ist. Mit Bezug auf 11, 12 und 13 ist ersichtlich, wie die vorstehenden Führungen 12, 13 in einer unterschiedlichen radialen Position in Bezug zueinander platziert werden können, als bei der Ausführungsform, die in 4 bis 7 gezeigt ist, der Fall ist. Abgesehen von der radialen Position der vorstehenden Führungen 12, 13 ist alles, das oben mit Bezug auf 4 bis 7 beschrieben wurde, auch für die Ausführungsform, die in 11 bis 13 gezeigt ist, gültig.
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Bei allen Ausführungsformen kann es so sein, dass mindestens eine Endwand 8, 9 mittels einer Vielzahl an Schweißnähten 11, die entlang des Umfangs der umlaufenden Rille 8 angeordnet und voneinander getrennt und in Paaren von gegenüberliegenden Schweißnähten, die voneinander um 175°bis 185° getrennt sind, angeordnet sind, an ein axiales Ende 3, 4 des Mantels 2 geschweißt ist.
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Das erfindungsgemäße Zwischenprodukt verleiht mehrere Vorteile. Ein solcher Vorteil ist, dass es die zusammenwirkenden Führungen auf beiden Endwänden 8, 9 und dem Mantel 2 möglich machen, eine gute Positionierung der Endwände 8, 9 bezüglich des Mantels 2 zu erzielen. Ein weiterer Vorteil ist, dass die vorstehenden Führungen 12, 13 derart platziert sind, dass sie eine Rille definieren, die vollständig von außen geschweißt werden kann, während die vorstehenden Führungen 12, 13 einen Wulst 36 auf der Innenseite des Mantels 2 bilden, wobei der Wulst 36 einfach mittels Schleifens oder Bearbeitens entfernt werden kann. Auf diese Weise wird Schweißen von innen unnötig. Deshalb ist das erfindungsgemäße Zwischenprodukt ein Weg, einen effizienten Herstellungsprozess zu erzielen. Es kann hinzugefügt werden, dass der Herstellungsprozess, da das erfindungsgemäße Zwischenprodukt eine Gestaltung aufweist, die Schweißen nur von außen gestattet, vorteilhaft in Bezug auf die Gesundheit von Arbeitenden ist, da das Schweißen innerhalb des Mantels 2 die Arbeitenden Gasen aussetzten kann, die die Gesundheit der Arbeitenden gefährden können.
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Ein weiterer Vorteil wird nun kurz mit Bezug auf 14, 15 und 16 erläutert. 14 ist eine schematische und symbolische Darstellung einer Endwand 8 und eines Mantels 2, die zusammengeschweißt werden sollen. In diesem Fall liegen die Endwand 8 und der Mantel 2 nicht aneinander an und es gilt zu verstehen, dass beide in einem Gerät gehalten werden können oder dass sie von einem oder mehreren Abstandshaltern voneinander getrennt sein können. In 15 ist gezeigt, wie eine Schweißnaht 11 angewendet wurde, um die Endwand 8 mit dem Mantel 2 zu verbinden. Wenn die Schweißnaht 11 abkühlt, neigt das Material in der Schweißnaht 11 dazu, zu schrumpfen, was Spannung, wie durch Pfeile F angegeben, erzeugen kann. Während mehrere Schweißnähte 11 gemacht werden bzw. während eine fortlaufende Schweißnaht 11 um den gesamten Umfang gemacht wird, können getrennte Schweißnähte 11 oder verschiedene Teile einer fortlaufenden Schweißnaht zu leicht unterschiedlichen Zeitpunkten abkühlen und schrumpfen, was zu dem gewünschten Ergebnis führen kann, dass sich der Abstand zwischen gegenüberliegenden Oberflächen der Endwand 8 und des Mantels 2 ändert, bevor das Schweißen abgeschlossen ist. Während die Verwendung von Abstandshaltern dieses Risiko reduzieren kann, fügen Abstandshalter ein weiteres Element mit neuen möglichen Fehlerquellen hinzu. 16 ist eine symbolische und schematische Darstellung des Falls, wenn die Endwand 8 und der Mantel 2 aneinander anliegen, d. h. sich in direktem Kontakt miteinander befinden. Auf diese Weise ist die relative Position in der axialen Richtung der Endwand 8 und des Mantels 2 klar von gegenüberliegenden Oberflächen bestimmt und Schrumpfen in der Schweißnaht ändert nicht die relative Position in der axialen Richtung der Endwand 8 und des Mantels 2. In 16 sind keine gegenüberliegenden Führungen gezeigt, da 16 nur dazu gedacht ist, das Prinzip gegenüberliegender Oberflächen, die in Kontakt miteinander stehen, zu veranschaulichen.
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Es gilt zu verstehen, dass die Erfindung, auch wenn die Erfindung hier im Begriff eines Zwischenprodukts definiert wurde, auch im Begriff eines Verfahrens zum Herstellen eines Yankee-Trockenzylinders definiert werden kann, wobei das Verfahren die Schritte, die oben (in den verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung) beschrieben sind, verwendet.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- WO 2015/076718 [0002]
- CN 203977226 U [0002]
- US 5816528 [0011]
- US 9511968 [0011]
- US 8959790 [0013]
- US 5537756 [0013]
