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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine
Dichtungsvorrichtung für eine Druckkammer in einer
Rotationsmaschine, vor allem in einer Maschine zur
Herstellung von Wellpappe.
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Bei einer Maschine dieser Art wird ein Kartonbogen
in ein Paar übereinander angeordneter, geriffelter
Rollen, die gegenläufig rotieren, um den Kartonbogen
zu wellen, durchgeführt. Mit Hilfe einer
Beleimungswalze wird auf die Spitzen der
kartonbogenwellungen Leim aufgetragen, wobei der
Kartonbogen mit der unteren geriffelten Rolle in
Kontakt gehalten wird. Hierauf wird der beleimte
Kartonbogen mit einem Deckbogen abgedeckt, welcher mit
Hilfe eines separaten Presseurzylinders herangeführt
wird, der ebenfalls in Bezug auf die untere geriffelte
Walze gegenläufig rotiert.
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Zur Erzielung einer guten Kartonqualität ist es
daher wichtig, dass das geriffelte Papier mit der
Riffelung der unteren Rolle bei der Beleimung bis zum
Auflegen des Deckpapiers, das heisst, bis zur
Erfassung durch den unteren Presseurzylinder, stets in
Kontakt verbleibt. Eine gegenwärtig in Gebrauch
befindliche Lösung besteht darin, die
Beleimungsvorrichtung, sowie den oberen Teil der
unteren und oberen geriffelten Rolle und des
Presseurzylinders in einer Kammer anzuordnen, in
welcher ein Überdruck erzeugt wird, welcher die
Papierbogen an die entsprechende Rolle oder den
entsprechenden Zylinder andrückt. Dabei stellt sich
das Problem der Dichtigkeit auf der ganzen Strecke
zwischen einem drehenden Zylinder und dem seitlichen
Rand gegenüber der Kammer.
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Bei einer gegenwärtig vorgeschlagenen Lösung
umfasst der Kammerteil gegenüber dem Presseurzylinder
eine Wand in der Form eines Zylinderteils, die an
ihrem unteren Rand an einer Achse unterhalb des
Presseurzylinders angelenkt ist, wobei die besagte
Wand den Zylinder beinahe an ihrem Kontaktpunkt mit
der geriffelten Rolle umfängt. Diese Wand in der Form
eines Zylinderteils mit vertikalen kreisbogenartigen
Rippen und/oder horizontalen Querstangen kann mit
Druckmitteln, zum Beispiel Verschiebespindlen, mehr
oder weniger gegen den Presseurzylinder verschoben
werden. Eine solche Vorrichtung ist im einzelnen im
Patent US-A-4,261,784 beschreiben. Um in dieser zone
eine bessere Dichtigkeit zu erzielen, ist in der
Praxis der obere Rand dieser Wand mittels einer
seitlichen Zunge aus biegsamem Material, wie das im
Handel unter der Bezeichnung "Teflon" angebotene,
verlängert worden. Diese Zunge ist in Bezug auf die
Wand schräg nach aussen hin gerichtet. Wird diese Wand
nun vorwärts geschoben, so kommt die biegsame Zunge
mit dem Presseurzylinder in tangentialen Kontakt in
nächster Nähe des Kontaktpunktes zwischen dem besagten
Zylinder und der unteren geriffelten Rolle kurz bevor
der Deckbogen das geriffelte Papier berührt. Der
Ueberdruck in der Druckkammer hat die Tendenz, die
biegsame Zunge für eine bessere Dichtigkeit bis zu
einem gewissen Grade an den Presseurzylinder
anzudrücken.
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Beim Einsatz lässt sich allerdings feststellen,
dass sich diese Dichtungszunge auf ihrer ganzen Länge
ungleich abnützt und nicht zu vernachlässigende
Druckverluste verursacht. Besonders bei
unvollständiger Dichtigkeit können Luftturbulenzen auf
beiden Seiten der Zunge in der Nähe des Drehzylinders
auftreten, was bei der Zunge Vibrationen verursacht,
die ein sehr starkes Pfeifen hervorruft, das sich auf
die Maschinenführer in der Nähe der Maschine besonders
unangenehm auswirkt.
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Auf ähnliche Weise wird der obere seitliche
Rand der Druckkammer gegenüber der oberen Riffelwalze
durch eine seitliche Platte ergänzt, die an
Scharnieren angebracht und schräg nach unten gerichtet
ist, wobei diese Platte auf ihrer ganzen Länge eine
Dichtung in der Form einer seitlichen Teflon-Leiste
trägt. Wird nun die Platte durch darunter angeordnete
Mittel angehoben, so besteht die Möglichkeit, diese
Dichtungsleiste aus Teflon gegen die Riffeln der
oberen Rolle zu drücken. In den Hebemitteln eingebaute
Federn erlauben bei den geriffelten Rollen geringe
Durchmesservariationen, die auf ihren Riffeltyp
zurückzuführen sind. Die Leiste bietet ebenfalls eine
gewisse Breite und eine bombierte Kontaktfläche zum
Ausgleichen der geringen, im Wesen der
Maschinenfunktion liegenden, Parallelverschiebungen
der oberen geriffelten Rolle in Bezug auf die untere
geriffelte Rolle.
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Wie leicht zu verstehen ist, reicht die
notwendige Härte des Teflons zur Gewährleistung der
Dichtigkeit nicht aus, um die lärmigen Vibrationen
beim Reiben der Leiste an den Riffelungen
abzuschwächen. Des weiteren verursacht die ungleiche
Abnützung der Kontaktfläche ebenfalls unerwünschte
Druckverluste.
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Der Zweck der vorliegenden Erfindung liegt in
einer Dichtungsvorrichtung für eine Druckkammer in
einer Rotationsmaschine, wozu die besagte Vorrichtung
eine Dichtung aufweist, die zwischen der festen
Umrandung einer Wand und einem gegenüber drehenden
Zylinder angeordnet ist, und sich viel langsamer und
regelmässiger abnützen soll, um dadurch dem seitlichen
Rand entlang, auch bei besonders breiten Maschinen,
dauernd eine wirksame Dichtigkeit zu gewährleisten. Im
gleichen Sinne sollen die Gestaltung und die Andordnung
der Bestandteile so sein, dass die hervorgerufenen
Vibrationen keinen übermässigen Lärm verursachen
können.
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Erreicht werden diese Ziele dank einer
Dichtungsvorrichtung zwischen einem drehenden Zylinder
und dem gegenüberliegenden Rand einer Wand einer
Druckkammer in einer Rotationsmaschine mit einer
Dichtung, die auf der ganzen Länge des Randes
befestig ist, welch letzterer parallel zur
Rotationsachse des Zylinders liegt, wobei die Wand in
der Richtung des Zylinders durch Druckmittel
verschiebbar ist, damit die Dichtung an den Zylinder
angedrückt werden kann, dadurch dass die besagte
Dichtung die Form wenigstens einer Längsbürste mit
Borsten aus einem verhältnismässig weichen und
abstossenden Material, in welchem sich Staub verfängt
und verfilzt und die Dichtigkeit verbessert, aufweist.
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Vorteilhafterwise bestehenden die Borsten der
Bürste aus einem unter der Marke "Nylon" im Handel
befindlichen Material.
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Werkstattversuche haben geziegt, dass sich
zahlreiche, stets in einer solchen Maschine
vorhandene, Staubpartiktel zwischen den Borsten der
Bürste verfangen und eine Verfilzung bewirken, die die
anfängliche Dichtigkeit der Bürste in Bezug auf den
Überdruck in der Kammer verstärken. Diese Verfilzung
beeinträchtigt die Bürstenelastizität in keiner Weise,
welche das Abheben der Dichtung beim Durchlauf von
etwaigen Überdicken des Deckpapiers, den Durchlauf von
Papier verschiedener Dicke ohne Änderung der
Einstellung des Dichtungshalters, sowie eine leichtes
Einziehen des Papiers beim Anlaufen der Maschine
ermöglicht.
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Vorteilhafterweise kann die Dichtung aus zwei
nahe beieinander stehenden und parallelen Bürsten
bestehen, die als labyrinthartige Hindernisse wirken,
um den Überdruck in zwei Stufen aufrechtzuerhalten.
Durch ihre grosse Kontaktfläche ermöglicht eine solche
Doppeldichtung auch den Ausgleich möglicher
Zylinderbewegungen in Bezug auf den Rand der
Druckkammer oder umgekehrt.
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Wenn die Wand zur Befestigung der Dichtung
gegenüber dem Presseurzylinder die Form eines
Zylinderteils, der an seinem unteren Rand mittels
eines Drehzapfens angelenkt ist, aufweist, mag es
vorteilhaft sein, den Winkel an der Spitze zur
Definierung des Querschnitts in einem Kreisbogen der
Wand auf einen Wert zwischen 45º und 75º, auf jeden
Fall jedoch ausreichend, zu verringeren, um die
Dichtung über die Linie zu bewegen, welche das
Rotationszentrum des Presseurzylinders mit dem
Rotationszentrum des Rollenpositionierhebels
verbindet.
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Wenn sich der Presseurzylinder in gesenkter
Stellung befindet, wird das Einziehen des Bogens durch
die Erweiterung des Zwischenraums zwischen der
Dichtung und dem Presseurzylinder erleichtert. Mit dem
durch den Kontaktpunkt laufenden Zylinderradius kann
die Dichtung in Form einer Bürste einen Winkel
zwischen 10º und 45º, vorzugsweise 25º, bilden, der in
der Zylinderrotationsrichtung ausgerichtet ist. Die
Druckmittel zum Andrücken der Dichtung an den Zylinder
wirken vorzugsweise an einem Punkt, der mit Beginn am
oberen die Dichtung tragenden Rand zwischen einem
Drittel und einem Viertel der Länge des Kreisbogens
der Wand liegt. Auf diese Weise werden die
Vibrationen, die in der Vorrichtung durch den an der
Dichtung drehenden Zylinder auftreten, noch weiter
vermindert, woduchr die etwaigen Lärmquellen gedämpft
werden.
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Wenn die Dichtung an einer nach unten schrägen
Platte, die mit Hilfe von Scharnieren mit dem oberen
seitlichen Rand der Druckkammer gegenüber der oberen
geriffelten Rolle verbunden ist, befestigt wird, kann
die besagte Dichtung aus einer Doppelbürste bestehen,
die sozusagen senkrecht auf die Rolle gerichtet ist.
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Besser verständlich wird die Erfindung durch
die Prüfung der Realisierungsverfahren in einer
Maschine zur Herstellung von Karton, wobei die
besagten Verfahren in keiner Weise begrenzt und mit
den beigelegten Zeichnungen dargestellt werden, auf
welchen :
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- Fig. 1 eine schematische Schnittansicht eines
ersten Realisierungsverfahrens für den
Presseurzylinder und
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- Fig. 2 eine schematische Schnittansicht eines
zweiten Realisierungsverfahrens für die obere
geriffelte Rolle derselben.
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Fig. 1 veranschaulicht teilweise eine untere
geriffelte Rolle 12, die mit dem Presseurzylinder 10
in Kontakt steht. Ein erster Papierbogen 2 wurde durch
Drücken in die Riffelungen der unteren Rolle 12
gewellt, während die Spitzen des gewellten Papiers 2
durch eine hier nicht dargestellte Vorrichutng beleimt
wurden. Ein Deckpapier 4 wird durch Umlauf um den
Presseurzylinder 10 in Kontakt mit den Spitzen des
gewellten Papiers 2 herangeführt, an welchen es
nunmehr haftet. Zum günstigeren Anliegen des gewellten
Papiers 2 an der unteren Rolle 12 sind der hintere
Teil des Zylinders 10, der unteren gewellten Rolle 12,
sowie der hintere Teil der oberen gewellten Rolle und
der nicht dargestellten Beleimungsvorrichtung in einer
Kammer, in welcher Überdruck herrscht, vereint. Zur
klareren Darstellung der Fig. 1 wurde nur die Wand 100
der Kammer in der Nähe des Presseurzylinders 10
dargestellt. Die Dichtigkeit zwischen den beiden
Zylindern wird durch den engen Kontakt gewährleiste.
Andererseits lohnt es, eine spezielle
Dichtungsvorrichtung zwischen dem drehenden Zylinder
10 und dem Rand 107 gegenüber der Kammer vorzusehen.
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Entsprechend der Darstellung besitzt die Wand
100 in der Nähe des Presseurzylinders 10 die Form
eines Zylinderteils, dessen unterer Rand an einem
horizontalen Drehzapfen 110 so angelenkt ist, dass die
Möglichkeit 50 durch Druck von hinten mit diesem Zylinder
10 in Kontakt zu bringen. Diese Wand 100 kann
vorteilhafterweise hinten mit Rippen 105 und/oder
Querstangen gestaltet werden. Des weiteren besitzt
diese bewegliche Wand 100 gemäss der Erfindung eher
verhältnismässig geringe Abmessungen, damit etwaige
innere Schwingungen in ihrer Amplitude begrenzt werden
können. Der obere Rand 107 liegt allerdings in jedem
Fall oberhalb der Linie, die das Rotationszentrum 150
des Presseurzylinders 10 mit dem Rotationszentrum 160
des nicht dargestellten Positionierhebels des besagten
Presseurzylinders 10 verbindet. Günstig ist es, wenn
der Presseurzylinder 10 stets abgesenkt werden kann,
ohne dass die Stellung der Wand 100 verändert werden
muss. Wie aus der Darstellung hervorgeht, liegt der
Winkel an der Spitze des Kreisbogens, der den
Querschnitt dieser Wand 100 definiert, zwischen 45º
und 75º, beispielswiese 60º.
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Die Dichtung 50 besitzt die Form einer
Längsbürste, die in eine Halterung 60 eingebaut ist,
welche ihrerseits auf der ganzen Länge des Randes 107
der Wand 100 befestigt ist. Hergestellt wird diese
Bürste 50 mit Borsten aus einem verhältnismässig
biegsamen, jedoch auch abstossenden Material, das die,
durch das ständige Reiben am rotierenden
Presseurzylinder entstehende, Wärme erträgt.
Vorteilhafterweise bestehen die Borsten dieser Bürste
aus einem im Handel unter der Bezeichnung "Nylon"
angebotenen Material. Die Bürste 50 kann in Bezug auf
den Zylinderradius, der durch seinen Kontaktpunkt in
der Drehrichtung des Zylinders 12 mit einem Winkel
zwischen 10º und 45º durchläuft, schräggestellt
werden.
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Beim Einsatz lässt sich feststellen, dass sich
der in einer solchen Maschine allgegenwärtige
Kartonstaub in den Borsten der Bürste verfängt und
eine Verfilzung bringt, die die Dichtigkeit verstärkt.
Durch die im Wesen dieser Dichtungsart liegende
Biegsamkeit besteht die Möglichkeit, Deckpapiere
verschiedener Dicken ohne Positionsveränderung der
Wand 100, das heisst, des die Dichtung 50 tragenden
Randes 107, durchlaufen zu lassen, Dank dieser
Biegsamkeit besteht des weiteren die Möglichkeit, das
vordere Ende des Deckpapiers beim Anlaufen der
Maschine ohne Behinderung einzuziehen, oder momentane
Überdicken, wie etwa Verspleissungen zwischen zwei
aufeinanderfolgenden Deckpapierrollen, durchlaufen zu
lassen.
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Festgestellt werden kann auch, dass diese
Dichtung 50 in der Form einer Bürste geräuschfrei,
unter Beseitigung der Vibrationen zwischen dem
rotierenden Zylinder 10 und der festen Wand 100 als
Quelle von Lärm und mechanischer Ermüdung der
Bestandteile, arbeitet und darüberhinaus die
Möglichkeit von Abdrücken der Dichtung auf dem Papier
ausschliesst. Die Abnützung der Bürste erfolgt langsam
und regelmässig, was auf längere Zeit eine konstante
Dichtigkeit gewährleistet.
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Die Druckmittel 140 wirken an einem Punkt, der
ungefähr in einem Viertel der Länge des Kreisbogens
liegt, welcher den Querschnitt der Wand 100 mit Beginn
am oberen Rand 107, das heisst, eher in der Nähe
dieses Randes, definiert, was eine genauere Einwirkung
der Druckkraft ermöglicht. Diese Druckmittel 140
bestehen aus einer Gewindestange, die einenteils in
einer am Boden gelagerten Basis und anderenteils an
einer Rippe 105 der Wand 100 mit Mutteren befestigt
ist. Durch Drehen der Muttern entlang der
Gewindestange besteht so die Möglichkeit, die Wand 100
mehr oder weniger stark gegen den Zylinder 10 zu
drücken. Selbstverständlich könnten auch andere
Mittel, einschliesslich Druckfedern, verwendet werden.
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Die Zone zwischen der Dichtung 50 und dem
Kontaktpunkt zwischen dem Zylinder 10 und der Rolle
12, die beide vorgängig durch eine viel längere,
jedoch ausladende Wand geschützt werden, wird hier
durch eine feste, mit einer Querstange 120,
verbundenen Abdeckung 122 umrandet.
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Fig. 2 veranschaulicht eine obere geriffelte
Rolle 14 in Zusammwirkung mit der unteren
geriffelten Rolle 12 (bereits in Fig. 1 aufgeführt und
hier ebenfalls, jedoch nur teilweise dargestellt),
sowie die in das Leimbecken 18 eingetauchte
Beleimungsrolle 16. Der obere Rand der Druckkammer 20
besteht aus der Querstange 207. Eine, die Dichtung
tragende Platte 20 mit Schrägstellung nach unten, ist
freidrehend durch eine Reihe von Scharnieren 210 an
der Querstange 207 angelenkt. Hebemittel 240 mit
Federn ermöglichen das beliebige Anheben der Platte
200 in Richtung der geriffelten Rolle 14 und das
elastische Andrücken der Dichtung an die besagte Rolle
14.
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Entsprechend der Erfindung besteht die Dichtung
für den Luftüberdruck aus zwei nahe beieinander
liegenden parallelen Bürsten 250, 251, die entlang der
Platte 200, das heisst, parallel zur oberen
geriffelten Rolle 14, angeordnet sind. Beide Bürsten
sind gegebenenfalls mit einem geringen Winkel in der
Rollenrotationsrichtung gegen die Rolle gerichtet.
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Diese doppelte Anordnung ermöglicht zuerst ein
besseres Aufrechterhalten des Überdrucks durch
zweistufige, labyrinthartige Hindernisse, sowie den
Ausgleich der Parallelverschiebungen der oberen Rolle
14 in Bezug auf die untere Rolle 12, die für ein gutes
Funktionieren der Maschine notwendig und durch die
Fig. 2 mit den Pfeilen dargestellt sind. Diese
bürstenartige Dichtung ermöglicht auch das Auffangen
geringer Durchmesservariationen, die durch die
verschiedenen verwendbaren Riffelungen auftreten
können.
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Obwohl diese Dichtungsvorrichtung im Rahmen
einer Rotationsmaschine zur Herstellung von Wellpappe
beschrieben wird, kann sie ebenfalls auch in jeder
anderen Maschine mit einem Zylinder, der nahe am Rand
einer Überdruckkammer dreht, verwendet werden. Im
Rahmen dieser Erfindung sind an dieser Vorrichtung
zahlreiche Verbesserungen möglich.