DE9106451U1

DE9106451U1 - Hollow cylinder

Info

Publication number: DE9106451U1
Application number: DE9106451U
Authority: DE
Original assignee: JM Voith GmbH
Current assignee: JM Voith GmbH
Priority date: 1991-05-25
Filing date: 1991-05-25
Publication date: 1991-07-11
Anticipated expiration: 2001-05-26

Description

Anwaltsakte: P 4585 GMAttorney file: P 4585 GM

J.M. Voith GmbHJ.M. Voith GmbH

Kennwort: "Walzenschaufeln"Keyword: "Roller blades"

Hollow cylinder

Die Erfindung betrifft einen Hohlzylinder, insbesondere eine hohle Walze nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a hollow cylinder, in particular a hollow roller according to the preamble of patent claim 1.

In der Papierindustrie werden vielfach hohle Walzen verwendet, die einen gelochten Mantel aufweisen, wobei die Lochung relativ gleichmäßig über den Walzenmantel verteilt ist. Vornehmlich weisen solche Walzen in ihrem Inneren Einbauten auf, um in diesem Bereich Unterdruckgebiete am Walzenmantel zu erzeugen, wobei das Walzeninnere an eine Unterdruckquelle (Saugeinrichtung) angeschlossen ist. Dies ist relativ aufwendig und auch kostenungünstig wegen der für die Erzeugung des Unterdrucks aufzubringenden Energie.In the paper industry, hollow rollers are often used, which have a perforated shell, with the perforations being distributed relatively evenly over the roller shell. Such rollers primarily have internal components to create negative pressure areas on the roller shell in this area, with the interior of the roller being connected to a negative pressure source (suction device). This is relatively complex and also cost-effective due to the energy required to generate the negative pressure.

Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, eine kostengünstigere Einrichtung dieser Art an einer hohlen Walze zu schaffen. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Schutzanspruchs 1 gelöst.The invention has set itself the task of creating a more cost-effective device of this type on a hollow roller. This task is solved according to the invention by the features of the characterizing part of claim 1.

Die Einbauten gemäß der Erfindung führen den Unterdruck - oder auch Überdruck - in den erwünschten Mantelzonen der hohlen Walze ohne weiteres, d.h. ohne weitere energiemäßige Maßnahmen, herbei.The installations according to the invention bring about the negative pressure - or also positive pressure - in the desired casing zones of the hollow roller without any further energy measures.

Dabei ist es günstig, wenn ein kleiner Winkel a der Verlängerung der Leitwände mit der Tangente an den Walzenmantel im Schnittpunkt der Verlängerung - wenn der Winkel radial innen an die Tangente im Walzenhohlraum gezogen wird - vorgesehen wird und dieser Winkel zwischen 2° und 20° beträgt. Geht man davon aus, daß die Grenzschicht allmählich in einem Verhältnis 1:10 bis 1:20 zur Länge der Grenzschicht am WalzeninnenumfangIt is advantageous if a small angle a of the extension of the guide walls with the tangent to the roll shell is provided at the intersection of the extension - when the angle is drawn radially inside to the tangent in the roll cavity - and this angle is between 2° and 20°. If one assumes that the boundary layer gradually increases in a ratio of 1:10 to 1:20 to the length of the boundary layer on the inner circumference of the roll

anwächst, ergeben sich vorzugsweise Winkel zwischen 3° und 6°, wobei dieser Winkel vorzugsweise für die Saugzone des Walzenmantels vorzusehen ist.increases, angles between 3° and 6° preferably result, whereby this angle is preferably provided for the suction zone of the roller shell.

Es ist natürlich die Wirkungsweise umso besser, je geringer der Abstand s zwischen der radial äußeren Kante der Leitwände und dem inneren Walzenumfang ist. Man kann diese Abstände dadurch minimal einstellen, daß man Permanentmagnete sowohl an den Leitwänden als auch in Ringform innen an dem Walzenmantel anbringt, und die Polarität so wählt, daß die Magnete an den Leitwänden und der jeweils zugehörige, ringförmige Magnet (Magnetband) gegenseitig Abstossungskrafte aufeinander ausüben.Of course, the smaller the distance s between the radially outer edge of the guide walls and the inner circumference of the roller, the better the effect. These distances can be set to a minimum by attaching permanent magnets both to the guide walls and in the form of a ring on the inside of the roller shell, and choosing the polarity so that the magnets on the guide walls and the associated ring-shaped magnet (magnetic strip) exert mutual repulsive forces on each other.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der in den Figuren dargestellten Zeichnung erläutert; dabei stelltThe invention is explained below with reference to the drawing shown in the figures;

Figur 1 einen Querschnitt durch die erfindungsgemäße Hohlwalze,Figure 1 shows a cross section through the hollow roller according to the invention,

Figur 2 und 3 eine andere Ausführungsform im Querschnitt und Axialschnitt,Figures 2 and 3 show another embodiment in cross section and axial section,

Figur 4 eine prinzipmäßige Darstellung zu der Erfindung,Figure 4 shows a schematic representation of the invention,

Figur 5 eine Einzelheit eines Querschnitts gemäß Figur 1 zu der Erfindung undFigure 5 shows a detail of a cross section according to Figure 1 of the invention and

Figur 6 eine Ausführungsform mit außenliegenden Leitschaufeln dar.Figure 6 shows an embodiment with external guide vanes.

In Fig. 1 ist die Hohlwalze 2 mit ihrem Mantel 3 und Mantellochungen 19 im Querschnitt dargestellt. In ihrem Inneren weist die Hohlwalze Einbauten in Form eines mit axial durchgehenden Tragrippen 7a, 7b, 8a und 8b sowie in Querrichtung sich erstreckenden dreieckförmigen Tragrippen 16 und 17 ver-In Fig. 1, the hollow roller 2 with its casing 3 and casing holes 19 is shown in cross section. In its interior, the hollow roller has fittings in the form of a support rib 7a, 7b, 8a and 8b that run axially and triangular support ribs 16 and 17 that extend in the transverse direction.

sehenen Tragkörpers 4 und von diesem getragenen Leitwänden 12 und 13 auf. Die Leitwände sind an den Tragrippen bzw. gegenseitig mittels Haltebolzen 5, 6, 14, 15 und 18 gehalten. Die Drehrichtung der Walze ist mit dem außen an dieser angebrachten Pfeil angegeben. Es bildet sich daher nach der Form und Anordnung der Rippen links eine Druckzone und rechts eine Saugzone aus. Es handelt sich bei der Darstellung in Fig. 1 um eine Ansicht für den Tragkörper mit den Leitwänden 12 und 13, wobei der Walzenmantel geschnitten dargestellt ist, um die durchgehenden Löcher 19 besser kenntlich zu machen. Die Leitwände 12 und 13 sind also in axialer Richtung entsprechend der Walzenlänge durchgehend vorgesehen. Die Tragrippen des Tragkörpers weisen stellenweise Löcher auf, um die Luftströmung innerhalb der Walze zu gewährleisten. In Fig. 4 ist angedeutet, wie der Winkel a der Leitwände 12, aber insbesondere 13, in bezug auf den inneren Walzenumfang zu gestalten ist. Es ist hier die Tangente an den zur Walze - mit der inneren Umfangsfläche F konzentrischen Umfangskreis P, der die Leitwände 13 gerade noch berührt, gezeichnet. Dieser Winkel a mit der geradlinigen Verlängerung der dargestellten Leitwand 13 soll zwischen 2° und 20°, vorzugsweise zwischen 3° und 15°, jedoch in bezug auf die Leitwände der Saugzone zwischen 3° und 8° betragen. In Fig. 4 ist noch dargestellt, daß die Leitwände auch Teil einer Zylinderfläche mit dem Krümmungsradius R sein können, wobei das Verhältnis dieses Radius zu dem Krümmungsradius R_w der inneren Mantelfläche F der Walze R/R_w =0,3 bis 0,65 betragen sollte.provided support body 4 and guide walls 12 and 13 carried by the latter. The guide walls are held on the support ribs or each other by means of retaining bolts 5, 6, 14, 15 and 18. The direction of rotation of the roller is indicated by the arrow on the outside. Therefore, depending on the shape and arrangement of the ribs, a pressure zone is formed on the left and a suction zone on the right. The illustration in Fig. 1 is a view of the support body with the guide walls 12 and 13, with the roller shell shown in section to make the through-holes 19 easier to see. The guide walls 12 and 13 are therefore continuous in the axial direction corresponding to the length of the roller. The support ribs of the support body have holes in places to ensure air flow within the roller. Fig. 4 shows how the angle a of the guide walls 12, but in particular 13, is to be designed in relation to the inner circumference of the roller. Here, the tangent to the circumferential circle P, which is concentric with the roller and has the inner circumferential surface F and just touches the guide walls 13, is drawn. This angle a with the straight extension of the guide wall 13 shown should be between 2° and 20°, preferably between 3° and 15°, but between 3° and 8° in relation to the guide walls of the suction zone. Fig. 4 also shows that the guide walls can also be part of a cylindrical surface with the radius of curvature R, whereby the ratio of this radius to the radius of curvature R _w of the inner surface F of the roller should be R/R _w = 0.3 to 0.65.

In Fig. 1 sind die in den Rippen vorgesehenen, die Luftströmung gewährleistenden Löcher strichliert angedeutet.In Fig. 1, the holes provided in the ribs to ensure air flow are indicated by dashed lines.

Der Maximalabstand der dem Walzenmantel nahen Kante der Leitwände 12, 13 usw. beträgt 5 mm, besser 2 mm, anzustreben ist natürlich ein möglichst kleiner Abstand von z.B. 0,5 mm oder daß die Leitwände am Walzenmantel schleifen, sich z.B. dabei etwas abnutzen und somit den idealen Minimalabstand erreichen. Sie können auch leicht an den Walzenmantel, z.B. mit FedernThe maximum distance between the edge of the guide walls 12, 13 etc. closest to the roller shell is 5 mm, preferably 2 mm. The aim is of course to achieve the smallest possible distance, e.g. 0.5 mm, or that the guide walls rub against the roller shell, e.g. wear down slightly, and thus reach the ideal minimum distance. They can also be easily attached to the roller shell, e.g. with springs.

(siehe Fig. 5), angedrückt werden. Sie sollten dann aus einem Werkstoff guter Gleitfähigkeit - z.B. Kunststoff, wie Polyethylen oder Polyamid, bestehen.(see Fig. 5). They should then be made of a material with good sliding properties - e.g. plastic such as polyethylene or polyamide.

Fig. 2 zeigt im Querschnitt eine andere Ausführungsform, die im entsprechenden Axialschnitt der Fig. 3 besser in den Einzelheiten zu erkennen ist. Die entsprechenden Schaufeln 12, 13 der Fig. 1 sind hier als Schaufeln 12' und 13' nur im Endbereich der Hohlwalze, und zwar von einem nur hier vorgesehenen Tragkörper getragen angeordnet. Dieser Tragkörper besteht aus einer axial mehr der Walzenmitte benachbarten, zum Walzenmantel im wesentlichen senkrecht ausgerichteten Scheibe 21, die dem Walzenmantel gegenüber mit einem kleinen Abstandsspalt angeordnet ist und aus einer in axialer Richtung verlaufenden Trennwand 22, die gegenüber dem Walzenmantel auch mit einem relativ engen Abstandsspalt gegenüber angeordnet ist und die an einer axialen Endscheibe 23 der Hohlwalze einen relativ großen Spalt frei läßt, damit die Luft von dem Druckbereich in den Saugbereich überströmen kann. In diesem Falle sind die Lochungen des Walzenmantels auch nur in dem von den Leitwänden erzeugten Saugbzw. Druckbereich vorgesehen. In diesem Falle strömt also die Luft zum unten befindlichen Druckbereich vom oben befindlichen Saugbereich. Die Walze ist an einem an der Endscheibe 23 angebrachten Stumpf 25 über Lager 2 6 zu lagern. Der Tragkörper ist gehalten von einer zentralen Achse 28, die über Wälzlager 27 an dem Walzenstumpf sich drehbar abstützt. Die Walze könnte auch allein an der Achse 28 gelagert sein.Fig. 2 shows a cross-section of another embodiment, which can be seen better in detail in the corresponding axial section of Fig. 3. The corresponding blades 12, 13 of Fig. 1 are arranged here as blades 12' and 13' only in the end area of the hollow roller, and are supported by a support body provided only here. This support body consists of a disk 21 which is axially closer to the center of the roller and is aligned essentially perpendicularly to the roller shell, which is arranged opposite the roller shell with a small gap, and of a partition wall 22 which runs in the axial direction and is also arranged opposite the roller shell with a relatively narrow gap and which leaves a relatively large gap free on an axial end disk 23 of the hollow roller so that the air can flow from the pressure area into the suction area. In this case, the holes in the roller shell are also only provided in the suction or pressure area created by the guide walls. In this case, the air flows to the pressure area below from the suction area above. The roller is to be mounted on a stump 25 attached to the end plate 23 via bearings 26. The support body is held by a central axis 28, which is rotatably supported on the roller stump via roller bearings 27. The roller could also be mounted on the axis 28 alone.

Die Ausführungsformen können so abgewandelt werden, daß z.B. nur eine Druckzone oder insbesondere nur jeweils eine Saugzone erzeugt wird. Insbesondere eine Saugzone bietet sich an für den Fall, daß die Leitwände radial außen dem Walzenmantel zugeordnet sind - siehe Fig. 6 - wo die Leitwände 13" im nicht vonThe embodiments can be modified so that, for example, only one pressure zone or, in particular, only one suction zone is created. A suction zone is particularly suitable for the case that the guide walls are assigned radially to the outside of the roller shell - see Fig. 6 - where the guide walls 13" are not

der Bahn B umschlungenen Bereich angeordnet sind und Unterdruck im Inneren der hohlen Lochwalze 34 erzeugen.the area wrapped around the web B and generate negative pressure inside the hollow perforated roller 34.

In Fig. 5 ist in einem Ausschnitt eines Axialschnitts entsprechend Fig. 1 dargestellt, wie der Abstand der Leitwände zu dem Walzenumfang auf ein Minimum eingestellt werden kann. Dazu sind Permanentmagnete 36 an den radial äußeren Kanten der Leitwände 13 und in diesem Bereich der Permanentmagnete Ringeinsätze 37 aus Permanentmagnetmaterial in dem Walzenmantel vorgesehen; dabei ist die Polarität der Magnete so gewählt, daß die Magnete 36 an den Leitwänden von den Magnetbändern 3 7 abgestoßen werden, um so den Minimalabstand der Leitwände zu erzielen. Die Leitwände sind dazu relativ dünn und sehr weich elastisch auszubilden oder man kann die Leitwände - wie dargestellt - an zylindrischen Schraubenfedern 38 an dem zentralen Tragkörper 4' befestigen. Im letzteren Fall können dann die Leitwände relativ starr ausgebildet sein. Es ist natürlich anzustreben, daß die Leitwände in der Nähe des Walzenmantels relativ dünn ausgebildet sind. Die Magnete, also insbesondere auch die Magnetringe 37 sind gleichmäßig über die axiale Länge der Hohlwalze verteilt anzubringen. Ihre axiale Ausdehnung braucht nur klein zu sein und kann etwa 4 bis 6 cm betragen. Die Magnetringe könnten in einem gegenseitigen Abstand von etwa 1 m angebracht werden, und zwar könnte man für ihre Befestigung ohne weiteres eine Klebeverbindung verwenden. Die Löcher 19 des Walzenmantels sind natürlich zweckmäßig nicht in den Bereichen der Magnetringe 37 vorzusehen - können aber auch dort und auch durch die Magnetringe dann natürlich - in fluchtender Weise verlaufend vorhanden sein.In Fig. 5, a section of an axial section corresponding to Fig. 1 shows how the distance between the guide walls and the roller circumference can be set to a minimum. For this purpose, permanent magnets 36 are provided on the radially outer edges of the guide walls 13 and in this area of the permanent magnets, ring inserts 37 made of permanent magnet material are provided in the roller shell; the polarity of the magnets is selected so that the magnets 36 on the guide walls are repelled by the magnetic strips 37 in order to achieve the minimum distance between the guide walls. The guide walls are to be designed to be relatively thin and very soft and elastic, or the guide walls can be attached to cylindrical coil springs 38 on the central support body 4' as shown. In the latter case, the guide walls can then be designed to be relatively rigid. It is of course desirable for the guide walls to be designed to be relatively thin in the vicinity of the roller shell. The magnets, and in particular the magnetic rings 37, are to be installed evenly distributed over the axial length of the hollow roller. Their axial extension only needs to be small and can be about 4 to 6 cm. The magnetic rings could be installed at a distance of about 1 m from each other, and an adhesive connection could easily be used to attach them. The holes 19 in the roller shell are of course not intended to be in the areas of the magnetic rings 37 - but can also be present there and also through the magnetic rings - of course - running in an aligned manner.

Heidenheim, 23.05.91
0593k/Cg/Srö/65-69Heidenheim, 23.05.91
0593k/Cg/Srö/65-69

Claims

Attorney file: P 4585 GM J.M. Voith GmbH Keyword: "Roller blades" Protection claims

1. Hollow roller with a perforated casing for generating zones of different pressure for forming suction and pressure zones at least on the radially outer casing circumference, in particular for the industry for the production or processing of paper or cardboard, characterized by guide vane-like guide walls (12, 13; 12', 13') aligned parallel to the longitudinal central axis of the roller, the radially outer end edges of which are a small distance from the radially inner roller casing, preferably at most 5 mm, whereby on the roller casing in the section perpendicular to the longitudinal central axis of the roller a small acute angle a of the tangent to the circumferential circle P, which is concentric with the roller and just touches the guide walls (12, 13; 12', 13 ') radially on the outside, is formed with the straight, imaginary extension S of the guide walls (12, 13; 13', 13) drawn through the point of contact, in such a way that in the suction area this angle in the direction of rotation behind the respective point of contact and in the pressure area in front of the respective contact point and the angle a is between 2° and 20°.

2. Roller according to claim 1, characterized in that the guide walls (12, 13; 12', 13') are curved in section transverse to the longitudinal center axis of the roller in such a way that they are part of a cylindrical surface or that the radius of curvature decreases continuously radially inwards in the manner of a spiral.

3. Roller according to claim 2, characterized in that the radius of curvature R of the cylinder surface is between 0.3 and 0.65 times the radius of curvature R _w of the inner circumferential surface.

4. Roller according to claim 1, characterized in that the guide walls are essentially straight at least in the area of the roller shell surface.

5. Roller according to one of claims 1 to 4, characterized in that the guide walls (12, 13; 12', 13') are arranged on a support body (21, 22) only in one or both axial end regions of the roller, that towards the axial center of the roller a circular disk (21) is slightly smaller in diameter than the inner diameter of the roller and towards the axial ends of the roller a central, axially aligned partition wall (22) forms the support body, and that in the axial region the partition wall (22) has a small radial distance from the roller shell and in the roller end region a slightly larger distance from an end disk (23) of the roller (2') there and separates the pressure region formed by the guide walls (12') from the suction region formed by the guide walls (13').

6. Roller according to one of claims 1 to 5, characterized in that the minimum distance of the guide walls from the inner circumferential surface of the hollow roller is between zero and 0.5 mm.

7. Roller according to one of claims 1 to 6, characterized in that the guide walls are designed or suspended in a slightly resiliently elastic manner and have permanent magnets (36) in their radial end regions, which form magnet pairs with rings (37) made of permanent magnet material attached to the roller shell, the polarity of which is provided in such a way that the magnets exert mutual repulsive forces in order to produce a minimum distance between the radially outer edges of the guide walls and the inner shell circumference.

8. Roller according to claim 7, characterized in that the rings (16) made of permanent magnetic material and the permanent magnets (37) on the guide walls are evenly distributed along the roller axis.

9. Roller according to claim 8, characterized in that the guide walls (12, 13; 12', 13'; 13") are pressed against the roller shell.

Heidenheim, 23.05.91
O593k/Cg/Srö/62-64