DE4322244A1 - Saugwalze - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Saugwalze, insbesondere für einen Papierbahntrockner mit perforiertem Walzenmantel, mit wenigstens einer unverdrehbaren Hohlwelle, die über Öffnungen mit dem Inneren der Saugwalze in Verbindung steht, und mit mindestens einem Verschlußorgan zur Abtrennung wenigstens eines Randbereichs der Saugwalze. Dabei ist also die Hohlwelle zumindest gegen Bewegungen in Umfangsrichtung blockiert.

Derartige Saugwalzen werden z. B. in der EP-OS 0 428 470 beschrieben, wobei das Verschlußorgan als Klappe ausgebildet ist und das von der Absaugungsstelle abgewandte Ende einer feststehenden Hohlwelle verschließen kann.

Derartige Vorrichtungen haben den großen Nachteil, daß im Innenraum eine Vielzahl von Gelenkverbindungen erforderlich ist, die eine entsprechende Wartung erfordern.

Dies wird nun erfindungsgemäß dadurch vermieden, daß im Saugwalzen inneren zumindest eine, insbesondere scheibenförmige, Trennwand mit mindestens einer vorteilhaft zentralen Öffnung vorgesehen ist und daß das mindestens eine Verschlußorgan in Achsrichtung verschiebbar ist. Dadurch wird auch die Betriebssicherheit der Saugwalze erheblich erhöht. Vorteilhaft rotiert die Trennwand mit der Walze mit.

Wird das Verschlußorgan als Hohlzylinder ausgebildet, so ist dieser als besonders leichter Körper herstellbar, und es läßt sich auch die Absaugung durch diesen Zylinder durchführen, ohne wesentliche Verengungen des Querschnitts in Kauf nehmen zu müssen.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Hohlzylinder innerhalb der Hohlwelle verschiebbar angeordnet. Dadurch ist eine exakte Führung sowie Einstellung und somit auch eine exakt definierte Absaugung möglich. Ein vollständig offener Hohlzylinder ist auch bei einer am Ende abgeschlossenen Hohlwelle vorteilhaft einzusetzen.

Ist die Hohlwelle am Ende offen ausgeführt, so wird erfindungsgemäß vorteilhafterweise ein Hohlzylinder mit zumindest am von der Stelle der Absaugung aus der Saugwalze abgewandten Ende mit einem geschlossenen Deckel versehen werden. Dadurch wird gewährleistet, daß der Mittelbereich der Saugwalze vom Randbereich abgetrennt werden kann.

Eine Variante der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen der feststehenden Hohlwelle im Mittelbereich der Saugwalze durch das mindestens eine in Achsrichtung verschiebbare Verschlußorgan hinsichtlich ihres Durchtrittsquerschnitts steuerbar sind. Durch das Verschließen der Öffnungen im Mittelbereich der Saugwalze läßt sich die gesamte Absaugleistung auf den Randbereich konzentrieren. Dies ist besonders bevorzugt beim Anfahrbetrieb. Auch bei Stoff- insbesondere Papierbahnen, die an den Rändern zum Schrumpfen bzw. zu Aufwölbungen neigen, lassen sich derartige Vorrichtungen vorteilhaft einsetzen.

Eine besonders günstige Ausführung der Erfindung ist gekennzeichnet dadurch, daß der in Achsrichtung verschiebbare Hohlzylinder dem Verschluß der zentralen Öffnung der mitrotierenden Trennwand dient. Diese Variante hat den Vorteil, daß keine in den Mittelbereich der Saugwalze hineinragenden Teile nötig sind. Besonders günstig bezüglich Herstellung und Nutzung werden erfindungsgemäß Saugwalzen, wenn die das in Achsrichtung verschiebbare Verschlußorgan enthaltende unverdrehbare Hohlwelle zumindest innerhalb der Saugwalze durchgehend zylindrisch mit gleichem Durchmesser ausgebildet ist.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß im Saugwalzeninnern zumindest eine, insbesondere scheibenförmige, mit der Walze mitrotierende Trennwand mit mindestens einer, vorzugsweise zentralen, Öffnung vorgesehen und daß die unverdrehbare Hohlwelle axial verschiebbar ausgebildet ist und als den Durchtrittsquerschnitt der Öffnung der mit der Walze mitrotierenden Trennwand steuerndes Verschlußorgan dient. Eine weitergehende erfindungsgemäße Ausgestaltung besteht darin, daß die Hohlwelle an ihrem von der Absaugung abgewandten Ende verschlossen ist. Besonders günstig ist es, wenn die Hohlwelle in ihrer Endposition die, vorzugsweise zentrale, Öffnung der mitrotierenden Trennscheibe verschließt. Eine derartige Ausgestaltung ermöglicht eine kurze Ausführung der Hohlwelle und damit eine größere Stabilität sowie eine exakte Führungsmöglichkeit. Durch das verschlossene Ende läßt sich sehr einfach eine Abtrennung der Randzone realisieren, was noch dadurch verbessert wird, daß die Hohlwelle in ihrer Endposition die zentrale Öffnung der Trennscheibe verschließt. Eine erfindungsgemäß besonders einfache Lösung erreicht man, wenn die als in Achsrichtung verschiebbares Verschlußorgan ausgebildete unverdrehbare Hohlwelle zumindest innerhalb der Saugwalze durchgehend zylindrisch mit gleichem Durchmesser ausgestattet ist. Eine weitere Variante der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß zwei abtrennbare Randbereiche mit mitrotierenden Trennwänden mit Öffnungen und in Achsrichtung verschiebbaren Verschlußorganen hierfür vorgesehen sind, wobei die Randbereiche jeweils mit der Absaugung in Verbindung stehen. Hierdurch kann auch neben dem Anfahrbetrieb die Absaugung in den Randbereichen getrennt geregelt werden, was insbesondere beim Auftreten von Schrumpfungen der Papierbahnränder bzw. zur Verhinderung von Bahnflattern besonders günstig ist. Zur Einbindung der erfindungsgemäßen Saugwalze in einen Papierbahntrockner ist diese vorzugsweise gekennzeichnet dadurch, daß Verstellvorrichtungen der Verschlußorgane mit einer Steuerung, vorzugsweise der zentralen Steuerung des Papierbahntrockners, verbunden sind. Dies ermöglicht in besonders günstiger Weise eine Automatisierung des Anfahrbetriebs und die Umschaltung zum darauffolgenden Normalbetrieb, der dadurch von einer zentralen Steuerwarte durchgeführt werden kann.

Eine weitere erfindungsgemäße Ausführung ist beispielsweise dadurch gekennzeichnet, daß an der, insbesondere axial verschiebbaren, Hohlwelle eine Druckmeßstelle vorgesehen ist, die mit einer Steuerung, insbesondere der zentralen Steuerung des Papierbahntrockners, verbunden ist. Mit der erfindungsgemäß angebrachten Druckmeßstelle läßt sich in einfacher Weise feststellen, ob Papier über die Walze läuft. Dies ist sowohl beim Anfahrbetrieb, als auch beim Normalbetrieb möglich. Wird die Druckmeßstelle mit der zentralen Regelung verbunden, so können vom Signal der Druckmeßstelle ausgehend - andere Einheiten des Papierbahntrockners, wie z. B. der sog. Gautschknecht, gesteuert werden, da insbesondere ein Papierabriß leicht erkannt werden kann.

Eine weitere günstige Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß am Umfang der Hohlwelle Schaufeln angebracht sind. Dies führt zu einer Verringerung bzw. Verhinderung einer Zyklonströmung und durch die geringeren Druckverluste zu einer entsprechenden Energieeinsparung für die Absaugung.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnungen beispielsweise erläutert, wobei Fig. 1 eine erste Ausführungsform der Erfindung, Fig. 2 eine zweite Ausführungsform der Erfindung, Fig. 3 eine weitere Ausführungsform der Erfindung mit einem Hohlzylinder, Fig. 4 eine Variante der Erfindung mit einem Hohlzylinder, Fig. 5 eine Variante der Erfindung mit verschiebbarer Hohlwelle und die Fig. 6 bis 8 Varianten der Erfindung gemäß den Fig. 1, 2 und 5 mit am Umfang angeordneten Schaufeln, jeweils in Teilaxialschnitten, darstellt.

In Fig. 1 ist eine erste Variante der erfindungsgemäßen Saugwalze 1 dargestellt. Die Saugwalze 1 weist dabei einen perforierten Saugwalzenmantel 2 auf. Die Walze 1 wird in diesem Beispiel über am Umfang der Hohlwelle 3 angeordnete Lager 4 gelagert. Zur Unterteilung des Innenraumes der Saugwalze 1 sind mit dem inneren Umfang des Saugwalzenmantels 2 fest verbundene Trennscheiben 5 mit einer zentralen Öffnung 22 vorgesehen. Diese Scheiben stehen mit einem am äußeren Umfang der Hohlwelle 3 angebrachten Dichtring 6 in Verbindung. Das Innere der Hohlwelle 3 ist über Öffnungen 7 mit dem Randbereich 8 der Saugwalze 1 und über Öffnungen 7′ mit deren Mittelbereich 8′ verbunden. Die durch den perforierten Walzenmantel 2 abgesaugte Luft wird nunmehr durch die Öffnungen 7, 7′ in die Hohlwelle 3 und von dort weiter in Richtung des Pfeiles 11 gesaugt. Zur Abtrennung des Randbereiches 8 vom Mittelbereich 8′ wird nunmehr der offene Hohlzylinder 9 mittels einer Schiebestange 10 in Richtung des geschlossenen Endes 12 der Hohlwelle 3 geschoben. Dabei werden die Öffnungen 7′ verschlossen, und es ist nurmehr eine Absaugung über die Öffnungen 7 möglich. Zur Steuerung der Absaugung kann der Hohlzylinder 9 in Richtung des Pfeiles 13 verschoben werden. Je nach Position der Öffnungen 7′ im Mittelteil 2′ kann die Offenposition durch Verschieben des Hohlzylinders 9 in Richtung zum Rand der Saugwalze 1 (wie in Fig. 1 dargestellt) oder in Richtung der Mitte der Saugwalze 1 erfolgen. Fig. 2 stellt nun eine weitere Ausführungsvariante dar, wobei für gleiche Teile auch gleiche Bezugszeichen verwendet werden. Hier wird eine Hohlwelle 3 mit offenem Ende 12′ verwendet. Dabei ist der Hohlzylinder 9 mit einem Deckel 14 verschlossen, der auf einer der beiden Stirnseiten des Hohlzylinders 9 angebracht ist. Die Funktionsweise entspricht jener in Fig. 1, wobei allerdings Offen- und Verschließposition vertauscht sind. Grundsätzlich können auch sowohl die Stirnwand 12′ der Hohlwelle 3 sowie die Stirnwand des Hohlzylinders 9 mit einem Deckel 14 verschlossen sein. Die Hohlwelle 3 ist bei diesen Varianten als zylindrisches Rohr mit gleichbleibendem Durchmesser ausgeführt, das durch das Lager hindurch geführt ist. Dies hat gegenüber Ausführungen mit sich im Inneren der Saugwalze 1 erweiterndem Durchmesser 5 den Vorteil, daß keine Stufen vorhanden sind, an denen sich Luftwirbel ausbilden können, was zu unerwünschten Druckverlusten führen kann. Weiterhin läßt sich die Hohlwelle 3 einschließlich des Verschlußorgans 9 dann leicht montieren bzw. demontieren.

Die Variante in Fig. 3 weist neben der Hohlwelle 3 eine weitere äußere Hohlwelle 15 auf, die sich um die Hohlwelle 3 konzentrisch erstreckt. Sie kann sich darüber hinaus über die gesamte Länge der Saugwalze 1 erstrecken. Die äußere Hohlwelle 15 ist dabei mit achsparallelen Dichtstreifen 16 versehen, die den nicht papierberührten Umfang der Saugwalze 1 von der Absaugung abtrennen. Diese Hohlwelle 15 ist in Lager 4′ drehbar bzw. verschwenkbar gelagert, um den nicht von der Absaugung erfaßten Bereich den betrieblichen Gegebenheiten anpassen zu können. Die Absaugung erfolgt in diesem Fall durch einen feststehenden Absaugraum 17, der mit einer Dichtung 18 gegen die rotierende Saugwalze 1 abgedichtet ist. Zur besseren Führung der Luftströmung sind Schaufeln 19, 19′ fest mit dem Deckel 21 der Saugwalze 1 bzw. dem Deckel 21′ der äußeren Hohlwelle 15 verbunden. Die Absaugung erfolgt durch Öffnungen 20 bzw. 20′ in den Deckein 21 bzw. 21′. Zur Steuerung des Papierbahntrockners, speziell bei Abriß der Papierbahn, kann auch eine Druckmeßstelle 24, z. B. im Saugkanal des Absaugraums 17 angebracht sein. In Fig. 3 wurde außerdem die Möglichkeit der Absaugung in die andere Richtung dargestellt, wobei diese nicht zwingend ist.

Eine weitere Ausführungsform der Erfindung ist in Fig. 4 dargestellt. Hierbei erstreckt sich die Hohlwelle 3 nur im Randbereich 8 der Saugwalze 1. Dieser Bereich 8 wird wiederum mittels einer mit dem perforierten Walzenmantel 2 mitrotierenden Trennscheibe 5 vom Mittelbereich 8′ getrennt. Für den Anfahrbetrieb wird nun der Hohlzylinder 9 mit seinem geschlossenen Deckel 14 durch die Schiebestange 10 an die Trennscheibe 5 gedrückt. Dadurch wird die Öffnung 22 zum Mittelbereich 8′ verschlossen und nunmehr Luft aus dem Randbereich 8 durch die Öffnungen 7 der Hohlwelle 3 in Richtung des Pfeiles 11 abgesaugt. Im geöffneten Zustand wird die Luft aus dem Mittelbereich 8′ der Saugwalze 1 durch die Öffnung 22 der Trennscheibe 5 und weiter durch die Öffnungen 7 der Hohlwelle 3 abgesaugt.

Eine weitere Variante ist in Fig. 5 dargestellt. Hierbei ist die Hohlwelle 3 selbst als Verschlußorgan ausgebildet. Zur Abtrennung des Randbereiches 8 vom Mittelbereich 8′ der Saugwalze 1 wird die Hohlwelle in Richtung des Pfeiles 13′ verschoben und verschließt nunmehr in ihrer Endposition mit dem Ende 12 die Öffnung 22 der Trennscheibe 5. Zur besseren Verschiebbarkeit ist die Hohlwelle 3 im Lager 4′′ verschiebbar gelagert. Diese Variante hat den großen Vorteil einer einfachen Konstruktion und der kurzen Verschubwege. Der Anschluß der Hohlwelle 3 zur Absaugung kann in einfacher Weise über flexible Schläuche durchgeführt werden. Auch hier kann zur Steuerung des Papierbahntrockners eine Druckmeßstelle 24 z. B. im Deckel der Hohlwelle 3 angebracht sein. Bei einer Ausführung mit zwei Absaugungen kann die Druckmeßstelle auf jeder beliebigen Seite angebracht werden. Grundsätzlich ist es möglich, die Druckmeßstelle 24 in der anschließenden fixen Rohrleitung anzubringen.

Das Drucksignal ist umso deutlicher, je näher die Druckmeßstelle 24 zur Saugwalze 1 liegt.

Auch bei den Varianten der Fig. 4 und 5 ist die Hohlwelle 3 als zylindrisches Rohr mit gleichbleibendem Durchmesser ausgebildet, um unerwünschte Verwirbelungen der Absaugluft und auch unnötige Strömungsumlenkungen zu vermeiden.

Die Ausführungen der Fig. 6 und 7 entsprechen jenen der Fig. 1 und 2, wobei jedoch am Umfang der Hohlwelle 3 Schaufeln 23, 23′ vorgesehen sind, um eine eventuell auftretende Zyklonströmung zu verringern bzw. ganz zu verhindern. Es können dabei einerseits Schaufeln 23 im Randbereich 8 oder andererseits Schaufeln 23′ im Mittelbereich 8′ vorgesehen sein. Allenfalls können diese Ausführungen auch kombiniert werden. Die Ausführungsvariante in Fig. 8 entspricht jener von Fig. 5, wobei wiederum zusätzlich Schaufeln 23 zur Verringerung bzw. Verhinderung einer eventuellen Zyklonströmung vorgesehen sind.

Die in den Fig. 1 bzw. 8 dargestellten Ausführungsformen der Erfindungen können ebenfalls am anderen Ende der Saugwalze sowie auch symmetrisch vorgesehen sein, um neben der speziellen Steuerung für den Anfahrbetrieb auch eine Steuerung zur Behinderung der Schrumpfung von Materialbahnen, z. B. Papierbahnen, bzw. auch ein Verhindern von Bahnflattern zu erreichen.

Die Erfindung erstreckt sich nicht nur auf die in den Zeichnungen dargestellten Varianten, sondern vielmehr auch auf alle anderen Ausführungsformen im Rahmen der Ansprüche, wobei im Saugwalzeninnern zumindest eine mit der Walze mitrotierende, insbesondere scheibenförmige, Trennwand mit mindestens einer vorteilhaft zentralen Öffnung vorgesehen ist, deren Durchtrittsquerschnitt mittels in Achsrichtung verschiebbaren Verschlußorgans steuerbar ist sowie bevorzugt das mindestens eine Verschlußorgan als Hohlzylinder ausgebildet ist.

Claims (16)

1. Saugwalze, insbesondere für einen Papierbahntrockner, mit perforiertem Walzenmantel, mit wenigstens einer unverdrehbaren Hohlwelle mit kreisförmigem Querschnitt, die über Öffnungen mit dem Inneren der Saugwalze in Verbindung steht, und mit mindestens einem Verschlußorgan zur Abtrennung wenigstens eines Randbereichs der Saugwalze, dadurch gekennzeichnet, daß im Saugwalzeninnern zumindest eine - insbesondere scheibenförmige - Trennwand (5) mit mindestens einer - vorteilhaft zentralen - Öffnung (22) vorgesehen ist und daß das mindestens eine Verschlußorgan (9) in Achsrichtung verschiebbar ist.

2. Saugwalze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennwand (5) mit der Walze mitrotiert.

3. Saugwalze nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das mindestens eine Verschlußorgan (9) als Hohlzylinder ausgebildet ist.

4. Saugwalze nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlzylinder (9) innerhalb der Hohlwelle (3) verschiebbar angeordnet ist.

5. Saugwalze nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlzylinder (9) zumindest am von der Stelle der Absaugung aus der Saugwalze (1) abgewandten Ende einen geschlossenen Deckel (14) aufweist.

6. Saugwalze nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß Öffnungen (7′) der feststehenden Hohlwelle (3) im Mittelbereich (8′) der Saugwalze (1) durch das mindestens eine in Achsrichtung verschiebbare Verschlußorgan (9) hinsichtlich ihres Durchtrittsquerschnitts steuerbar sind.

7. Saugwalze nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der in Achsrichtung verschiebbare Hohlzylinder (9) dem Verschluß der zentralen Öffnung der mitrotierenden Trennwand (5) dient.

8. Saugwalze nach einem der Ansprüche 1 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die das in Achsrichtung verschiebbare Verschlußorgan (9) enthaltende unverdrehbare Hohlwelle (3) zumindest innerhalb der Saugwalze (1) durchgehend zylindrisch mit gleichem Durchmesser ausgebildet ist.

9. Saugwalze, insbesondere für einen Papierbahntrockner, mit perforiertem Walzenmantel, mit wenigstens einer unverdrehbaren Hohlwelle mit kreisförmigem Querschnitt, die über Öffnungen mit dem Inneren der Saugwalze in Verbindung steht, und mit mindestens einem Verschlußorgan zur Abtrennung wenigstens eines Randbereiches der Saugwalze, dadurch gekennzeichnet, daß im Saugwalzeninnern zumindest eine, insbesondere scheibenförmige, mit der Walze (1) mitrotierende Trennwand (5) mit mindestens einer, vorzugsweise zentralen Öffnung (22) vorgesehen und daß die unverdrehbare Hohlwelle (3) axial verschiebbar ausgebildet ist und als den Durchtrittsquerschnitt der Öffnung (22) der Trennwand (5) steuerndes Verschlußorgan dient.

10. Saugwalze nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlwelle (3) an ihrem von der Absaugstelle abgewandten Ende (12) verschlossen ist.

11. Saugwalze nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlwelle (3) in ihrer Endposition die, vorzugsweise zentrale, Öffnung (22) der mitrotierenden Trennscheibe (5) verschließt.

12. Saugwalze nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die als in Achsrichtung verschiebbares Verschlußorgan ausgebildete unverdrehbare Hohlwelle (3) zumindest innerhalb der Saugwalze (1) zylindrisch mit gleichem Durchmesser ausgestattet ist.

13. Saugwalze nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß zwei abtrennbare Randbereiche (8) mit mitrotierenden Trennwänden (5) mit Öffnungen (22) und in Achsrichtung verschiebbaren Verschlußorganen (3, 9) hierfür vorgesehen sind, wobei die Randbereiche (8) mit der Absaugung in Verbindung stehen.

14. Saugwalze nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß Verstelleinrichtungen der Verschlußorgane (3, 9) mit einer Steuerung, vorzugsweise der zentralen Steuerung eines Papierbahntrockners, verbunden sind.

15. Saugwalze nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß an der, insbesondere axial verschiebbaren, Hohlwelle (3) eine Druckmeßstelle (24) vorgesehen ist, die mit der Steuerung, insbesondere der zentralen Steuerung eines Papierbahntrockners, verbunden ist.

16. Saugwalze nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß am Umfang der Hohlwelle (3) Schaufeln (23, 23′) angebracht sind.