DE3111894A1 - "saugwalze zum foerdern einer materialbahn und eine derartige saugwalze enthaltende anordnung" - Google Patents

Description

JOHN DUSENBERY COFiPANY INC.

(Für diese Anmeldung wird die Priorität aus der US-Patentanmeldung Ser. No. 139,129 vom 10. April 1980 in Anspruch genommen)

Saugwalze zum Fördern einer Materialbahn und eine derartige Saugwalze enthaltende

Anordnung

Die Erfindung betrifft eine Saugwalze zum Fördern einer Materialbahn, die unter der Einwirkung eines Vakuums an einen ausgewählten Teil der Walze angesaugt wird, so dass diese die Fördergeschwindigkeit und die Zugspannung der Materialbahn steuern kann, und eine Anordnung, die eine derartige Saugwalze enthält.

Es sind verschiedene Arten von Saugwalzen bekannt, die den Zweck haben, eine Materialbahn rutschfrei zu fördern und deren Geschwindigkeit zu steuern.

Gemäß der am 28. Dezember 1971 ausgegebenen US-PS 3 630 424 (John A. Rau) ist an eine Saugleitung eine hohle Trommel angeschlossen, die in ihrer Mantelfläche mit ein Muster bildenden Löchern ausgebildet ist.

Gemäß der am 14. Juni 1977 ausgegebenen US-PS 4 029 249 (Nagel und Mitarbeiter) ist der Mantel einer hohlen Saugwalze an seiner Außenfläche mit einander kreuzenden Nuten ausgebildet und an den Kreuzungen der Nuten von Löchern durchsetzt.

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In diesen bekannten Saugwalzen sind den Mantel der Saugwalze durchsetzende Löcher über die ganze Mantelfläche der Walze verteilt. Dabei liegt aber im Betrieb der Saugwalze die von dieser zu fördernde Materialbahn nur auf einer begrenzten Anzahl von Löchern. Infolgedessen liegen die meisten Löcher frei, so dass in der Saugwalze ein außergewöhnlich hohes Vakuum aufrechterhalten werden muß, damit die Materialbahn genügende fest gegen die die Mantelfläche der Walze angesaugt wird. Das bedingt nicht nur einen Energieverlust, sondern begrenzt auch die Zugkraft, die auf die Materialbahn ausgeübt werden kann, ohne dass die Walze eingedruckt wird. In anderen bekannten Saugwalzen ist eine Maskenanordnung vorgesehen, die bewirkt, dass an der Mantelfläche der Walze nur in einer begrenzten Saugzone eine Saugkraft wirksam ist. Dabei tritt jedoch ein gewisses Lecken auf und ist ebenfalls das Vakuum begrenzt, bei dem noch keine Gefahr eines Eindrüückens der Y/alze besteht. Ferner werden bei allen diesen bekannten Saugwalzen die Löcher im Lauf der Zeit mit Schmutz und anderen Fremdstoffen verlegt, so dass die Walze von Zeit zu Zeit zur Reinigung ausgebaut werden muß. Dadurch wird die Betriebszeit der Maschine verkürzt.

Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung einer Saugwalze der eingangs beschriebenen Art, bei der die im Stand der Technik auftretenden Nachteile vermieden werden. Insbesondere soll an der Mantelfläche der Saugwalze eine Saugwirkung nur in einem Teilbereich ausgeübt werden, in dem die Saugwirkung das Fördern der Materialbahn unterstützt, und soll eine Ansammlung von Fremdstoffen an der Mantelfläche der Saugwalze verhindert werden.

Zur Lösung dieser Aufgabe besitzt eine Saugwalze zum

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Fördern einer Materialbahn mit einem drehbar gelagerten, zylindrischen Walzenkörper gemäß der Erfindung

a) in der Außenfläche des Mantels des zylindrischen Walzenkörpers (10) in Abständen voneinander angeordnete Längönuten (14);

b) mehrere Leisten (15), die in je einer der Nuten angeordnet sind und diese abdecken und aus luftdurchlässigem Material bestehen und deren Innenfläche im Abstand vom Grund der Nut (14) angeordnet ist, während die bogenförmige Außenfläche jeder Leiste sich am Außendurchmesser des zylindrischen Walzenkörpers (10) befindet;

c) Mittel (17)» die zur Steuerung des Luftdrucks in ausgewählten Nuten (14) herangezogen werden können.

Ferner nchafft die Erfindung eine Anordnung, mit einer Waugwalze, an deren Mantelfläche in Abständen voneinander angeordnete Leisten vorgesehen sind, die aus luftdurchlässigem Material bestehen und von denen eine erste vorherbestimmte Anzahl einer solchen' Druckdifferenz ausgesetzt ist, dass eine im Bereich dieser Leisten angeordnete Materialbahn an die Mantelfläche der Walze angesaugt wird, während eine zweite vorherbestimmte Anzahl der Leisten einer gegensinnigen Druckdifferenz ausgesetzt ist, so dass von diesen Leisten etwaige Fremdstoff e weggeblasen werden. , χ

Die Saugwalze gemäß der Erfindung besitzt also mehrere luftdurchlässige Elemente, die so ausgebildet und angeordnet sind, dass pro Einheit-der Mantelfläche der Walze nur ein minimales Volumen zu evakuieren ist. Ferner befindet sich der zu evakuierende Bereich in nächster Nähe der zu fördernden Materialbahn, so dass ohne Gefahr eines Eindrückens der Walze ein höheres

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Vakuum verwendet und daher auf die Materialbahn eine stärkere Zugkraft ausgeübt werden kann. Dabei ist die Walze so ausgebildet und angeordnet, dass die luftdurchlässigen Elemente abwechseln zum Ansaugen der Materialbahn an die Mantelfläche der Walze an eine Saugleitung und zum Wegblasen von Fremdstoffen von den luftdurchlässigen Elementen an eine Druckluftleitung angeschlossen werden.

Die Saugwalze gemäß der Erfindung ist hohl, ^n ihrer Mantelfläche sind mehrere in Abstand voneinander angeordnete Längsstäbe aus luftdurchlässigem Material über Nuten angeordnet, die in der Außenfläche des Mantels der Walze ausgebildet sind und sich bis zu deren Enden erstrecken, An diese Nuten kann eine Saugleitung oder eine Druckluftleitung angeschlossen werden. Normalerweise steht eine erste vorherbestimmte Anzahl der Nuten mit der ijaugleitung und steht eine zweite vorherbestimmte Anzahl der Nuten mit der Druckluftleitung in Verbindung. Während sich die Walze dreht, gelangt jede Nut zunächst in Verbindung mit der Saugleitung, so dass eine Materialbahn an die 7/alze angesaugt wird. Danach gelangen diese Nuten in Verbindung mit der Druckluftleitung, so dass die Materialbahn von der Walze weggedrückt wird und von den luftdurchlässigen Leisten etwaige Fremdstoffe weggeblasen werden.

Ausführungsbeispiele der Erfindung worden nachstehend anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben. In diesen zeigt

Figur 1 in einer Seitenansicht eine Anordnung mit eiiner Saugwalze gemäß einer Ausführungsform der Erfindung,

Figur 2 eine Stirnansicht zu Figur 1, von rechts gesehen,

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Figur 3 im Querschnitt längs der Linie 3-3 in Figur 2 in größerem Maßstab einen Teil der Anordnung gemäß der Figur 1,

Figur 4 einen Querschnitt längs der Linie 4-4 in Figur 3> Figur 5 einen Querschnitt längs der Linie 5-5 in Figur 3>

Figur 6 in größerem Maßstab einen Querschnitt längs der Linie 6-6 in Figur 2,

Figur 7 in einer Stirnansicht einen Dichtring nach einer zweiten Ausführungsform der Erfindung und

Figur 8 in einer Seitenansicht den teilweise weggebrochenen Dichtring gemäß Figur 7·

In der Ausführungsform gemäß den Figuren 1 bis 6 besitzt die Saugwalze einen vorzugsweisen aus nichtrostendem Stahl bestehenden zylindrischen Y/alzenkörper 10, mit dem koaxiale Wellenstummel 11, 11a drehfest verbunden sind. Diese sind drehbar in Lagern 12, 12a gelagert, die in Tragplatten 13, 13a montiert sind. In der Außenfläche des ',Valzenkörpers 10 sind um dessen ganzen Umfang verteilte Längsnuten 14 ausgebildet, deren Flanken abgestuft sind. Die Nuten sind mit je einer luftdurchlässigen Leiste 15 abgedeckt, die beispielsweise aus Sintermetall bestehen kann und deren Außenfläche denselben Radius hat wie ■ die Außenfläche des Walzenkörpers, so dass die Walze eine glatte Außenmantelfläche besitzt.

Gemäß der Figur 3 ist der Wellenstummel 11 mit einem .Ringstöpsel 16 verschweißt, der seinerseits mit der Innenwandung des Mantelkörpers 10 verschweißt ist. Der mittlere Teil des Wellenstummels 11 ist mit einem

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Gewinde versehen. Mit riilfe einer Sicherungsscheibe 18 und einer Kontermutter 19 wird eine Verschleißscheibe 17 aus gehärtetem Stahl fest gegen die Stirnwand des V/alzenkörpers gedrückt. Diese Verschleißscheibe besitzt einen dünneren mittleren Teil. Der HandbeisLch der Verschleißscheibe liegt flächig an der Innenfläche eines Dichtringes 21 an und ist mit Löchern ausgebildet, die in der Umfangsrichtung in Abständen voneinander angeordnet sind und mit je einer der Nuten des Walzenkörpers fluchten. Der Dichtring kann aus einem Kunststoff mit niedrigem Reibungskoeffizienten bestehen oder er kann aus Metall bestehen und auf der der Verschleißplatte 17 zugekehrten Seite mit einem überzug mit niedrigem Reibungskoeffizienten versehen sein.

Gemäß den Figuren 2 und 3 wird der Dichtring 21 von vier Schraubenfedern 25 gegen die Verschleißscheibe gedruckt. Eine der Schraubenfedern und die ihr zugeordnete Einstellschraube 26 sind in derFigur J gezeigt. Alle vier Einstellschrauben 26 sind in Figur 2 in Stirnansicht dargestellt. Vier Sicherungsschrauben 27 (Figur 2) verhindern, dass sich der Dichtring mit der Verschleißscheibe 17 dreht. In Figur 6 erkennt man im Querschnitt, dass das Gewinde der Sicherungsschraube 27 in ein Loch der Tragplatte 13 geschraubt ist und dass ein abgesetzter Endteil der Schraube satt in einem Loch des Dichtringes sitzt.

In dem Dichtring sind zwei bogenförmige Bohrungen 28, (Figur 5) ausgebildet, die seitlich an der Fläche offen sind, die an der Verschleißscheibe angreift. Gemäß der Figur 5 hat die Bohrung 28 eine solche Bogenlänge, dass sie mit sechs der Nuten 14· des Qalzenkörpers 10 in Ver-

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bindung steht. An dem Dichtring ist ein übliches Fitting 30 (Figur 2 und 3) befestigt, das die Bohrung 28 mit einer SaugMtung verbindet, so dass an den Außenflächen der luftdurchlässigen Leisten 15 eine Saugkraft wirksam ist. Im Betrieb der Saugwalze wird eine um diese geführte Materialbahn an jene luftdurchlässigen Leisten angesaugt, die mit der Bohrung 28 korrespondieren. Die andere Bohrung 29 steht mit vier der Nuten 14 des Walzenkörpers in Verbindung. An dem Dichtring ist ein zweites Fitting 31 (Figur 2) befestigt, das mit einer Druckluftquelle verbunden wird, so dass die Materialbahn zuverlässig von der Walze abgedrückt wird und gleichzeitig von den luftdurchlässigen Leisten Fremdstoffe weggeblasen wer-den, die sich sonst auf und/oder in den Leisten ,ansammeln können.

Beide Enden der Saugwalze sind gleich ausgebildet. Während einer Rotation des Walzenkörpers und der Verschleißscheiben gelangt jede der in dem Walzenkörper ausgebildeten Nuten nacheinander in Verbindung mit den Bohrungen der Dichtringe. An jede luftdurchlässige Leiste .wird die Materialbahn angesaugt, wenn die Leiste mit den Bohrungen korrespondiert, an denen ein Unterdruck liegt. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird die Materialbahn stets an sechs Leisten angesaugt. Dadurch wird ein Schlupf der Materialbahn verhindert und eine zuverlässige Steuerung der Fördergeschwindigkeit der Materialbahn gewährleistet. Wenn die Leisten mit den Bohrungen korrespondieren, in denen ein Überdruck aufrechterhalten wiLrd, ergeben sich zwei Wirkungen. Erstens wird die Materialbahn, wenn sie die Saugwalze noch berührt, von deren Mantelfläche weggedrückt. Zweitens werden die Leisten von etwaigen Fremdkörpern befreit.

Eine weitere Ausführungsform der Erfindung ist in den Figuren 7 und 8 gezeigt. Hier sind bogenförmige Einsätze

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34- und 35 vorgesehen, die in entsprechend geformten Bohrungen des Dichtringes 36 herausnehmbar sitzen. Die freilegenden Flächen derEinsätze stehen mit den Verschleißscheiben der Saugwalze in Gleitberührung. In dem Dichtring und den .Einsätzen sind miteinander fluchtende Gewindelöcher 37 und 38 ausgebildet, in die die Fittings eingeschraubt werden, die zum Anschluß an die Saugleitung und die Druckluftleitung dienen. Im allgemeinen können die Einsätze aus einem Kunststoff mit niedrigem Reibungskoeffizienten bestehen. Diese Auuführungsform ist jedoch besonders vorteilhaft, wenn hohe Drücke und hohe Geschwindigkeiten angewendet werden, weil die Einsätze auch aus einem Metall mit niedrigem Heibungskoeffizienten hergestellt werden können.

Die vorstehend beschriebene SaugwiLze arbeitet lange Zeit hindurch störungsfrei und greift fest an der Materialbahn an, so dass diese zuverlässig um die Walze herumgefördert wird. Bei Verwendung einer Verschleißplatte aus einem geeigneten Werkstoff kann die '7alze mit wesentlich höheren Drehzahlen arbeiten als bekannte Saugwalzen. Ferner sind die zu evakuierenden Bereiche relativ klein und befinden sich in der Nähe der Mantelfläche der Saugwalze. Infolgedessen kann mit einem höheren Vakuum und daher mit einer höheren Zugspannung der Materialbahn gearbeitet werden, ohne dass eine Gefahr eines Eindrückens der Walze besteht„

Leerseite

Claims (8)

PATENTANSERÜCBE

1. Saugwalze ζυΐα Fördern einer Materialbahn, gekennzeichnet dtirch:

a) Einen drehbar gelagerten, zylindrischen Walzenkörper;

b) mehrere in der Außenfläche de Mantels des zylindrischen Walzenkörpers in Abständen voneinander angeordnete Längsnuten;

c) mehrere Leisten, die in je einer der Nuten angeordnet sind und aus luftdurchlässigem Material bestehen und deren Innenfläche im Abstand von Grund der Nut angeordnet ist, während die bogenförmige Außenfläche sich am Außendurchmesser des zylindrischen Walzenkörpers befindet;

d) Mittel zur Steuerung des Luftdrucks in ausgewählten Nuten.

2. Saugwalze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Nuten bis zu den Enden des zylindri schen Walzenkörpers erstrecken und dass der zylindrische Walzenkörper an seinen Enden durch mit ihm drehfest verbundene Verschleißplatten abgeschlossen ist, in denen in Abständen voneinander angeordnete und mit den Nuten fluchtende Löcher ausgebildet sind.

3. Anordnung mit einer Saugwalze nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der zylindrische Walzenkörper um seine Achse drehbar gelagert und zu diesem Zweck mit im Abstand voneinander angeordneten Wellenstummeln verbunden ist, die in Lagern drehbar gelagert sind, die von Tragplatten getragen werden, die im Abstand von je einem Ende des zylindrischen Jalzenkörpers angeordnet sind, d^iss zwei Dichtringe vorgesehen sind, sowie Mittel zur Halterung

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je eines der Dichtringe zwischen einer der Tragplatten und der ihr benachbarten Verschleißplatte, ferner Federmittel, die jeden der Dichtringe in flächiger Anlage an der zugeordneten Verschleißscheibe gegen diese drücken, und in jedem der Dichtringe ausgebildete, bogenförmige Bohrungen, von denen jede mit einer vorherbestimmten Anzahl der in dem zugeordneten Verschleißring ausgebildeten Löcher in Verbindung steht.

4. Anordnung nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtringe aus einem Werkstoff mit niedrigem Reibungskoeffizienten und die Leisten aus Sintermetall bestehen.

5. Anordnung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum Verbinden einer bogenförmigen Bohrung jedes Dichtrings mit einer Vakuumquelle und eine Einrichtung zum Verbinden der anderen bogenförmigen Bohrung jedes Dichtringes mit einer Druckluftquelle.

6. Anordnung mit einer Saugwalze nach

Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der zylindrische Walzenkörper um seine Achse drehbar gelagert und zu diesem Zweck mit im Abstand voneinander angeordneten Wellenstummeln verbunden ist, die in Lagern drehbar gelagert sind, die von Tragplatten getragen werden, die im Abstand von je einem En^Le des zylindrischen Walzenkörpers angeordnet sind, dass zwei Dichtringe vorgesehen sind, sowie Mittel zur Halterung je eines der Dichtringe zwischen einer der Tragplatten und der ihr benachbarten Verschleißplatte, ferner ledermitte1, die jeden der Dichtringe in flächiger Anlage an der zugeordneten Verschleißscheibe gegen diese drücken, und in jedem der Dichtringe ausgebildete, bogenförmige Bohrungen und in je einer der

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bogenförmigen Bohrungen angeordnete, napfförmige Einsätze, die je einen offenen Endteil "besitzen, der von der zugeordneten Bohrung vorsteht und mit der zugeordneten VerschMßplatte in GleitTaerührung steht, wobei der Innenraum jedes der napfförmigen Einsätze mit einer vorherbestimmten Anzahl der in dem zugeordneten Verschleißring ausgebildeten löcher in Verbindung steht.

7. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtringe und die napfförmigen Einsätze aus einem Werkstoff mit niedrigem Reibkoeffizienten bestehen.

8. Anordnung nach Anspruch 7» gekennzeichnet, durch eine Einrichtung zum Verbinden eines napfförmigen Einsatzes jedes Dichtringes mit einer Vakuumquelle und eine Einrichtung zum Verbinden des Innenraums eines der anderen napfförmigen Einsätze jedes Dichtringes mit einer Druckluftquelle.