EP0860545A2 - Vorrichtung zur Führung einer Materialbahn - Google Patents

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EP0860545A2
EP0860545A2 EP97119261A EP97119261A EP0860545A2 EP 0860545 A2 EP0860545 A2 EP 0860545A2 EP 97119261 A EP97119261 A EP 97119261A EP 97119261 A EP97119261 A EP 97119261A EP 0860545 A2 EP0860545 A2 EP 0860545A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
impeller
drum
roller
interior
machine
Prior art date
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Application number
EP97119261A
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English (en)
French (fr)
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EP0860545B1 (de
EP0860545A3 (de
Inventor
Zygmunt Madrzak
Karl Rück
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Voith Patent GmbH
Original Assignee
Voith Sulzer Papiermaschinen GmbH
Voith Sulzer Papiertechnik Patent GmbH
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Publication date
Application filed by Voith Sulzer Papiermaschinen GmbH, Voith Sulzer Papiertechnik Patent GmbH filed Critical Voith Sulzer Papiermaschinen GmbH
Publication of EP0860545A2 publication Critical patent/EP0860545A2/de
Publication of EP0860545A3 publication Critical patent/EP0860545A3/de
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Publication of EP0860545B1 publication Critical patent/EP0860545B1/de
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    • B65CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65HHANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H20/00Advancing webs
    • B65H20/12Advancing webs by suction roller
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41FPRINTING MACHINES OR PRESSES
    • B41F13/00Common details of rotary presses or machines
    • B41F13/02Conveying or guiding webs through presses or machines
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41FPRINTING MACHINES OR PRESSES
    • B41F13/00Common details of rotary presses or machines
    • B41F13/08Cylinders
    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21FPAPER-MAKING MACHINES; METHODS OF PRODUCING PAPER THEREON
    • D21F1/00Wet end of machines for making continuous webs of paper
    • D21F1/36Guiding mechanisms
    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21FPAPER-MAKING MACHINES; METHODS OF PRODUCING PAPER THEREON
    • D21F1/00Wet end of machines for making continuous webs of paper
    • D21F1/36Guiding mechanisms
    • D21F1/40Rolls
    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21FPAPER-MAKING MACHINES; METHODS OF PRODUCING PAPER THEREON
    • D21F3/00Press section of machines for making continuous webs of paper
    • D21F3/02Wet presses
    • D21F3/10Suction rolls, e.g. couch rolls
    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21GCALENDERS; ACCESSORIES FOR PAPER-MAKING MACHINES
    • D21G9/00Other accessories for paper-making machines
    • D21G9/0063Devices for threading a web tail through a paper-making machine

Definitions

  • the invention relates to a device for guiding a material web, in particular paper or cardboard web, within a machine, especially one Paper or coating machine, with at least one a coat and two bearing journals Covering drum, the jacket of which a Has number of through openings.
  • Devices of the type mentioned here are known. They include a drilled or punched also referred to as a drum, over which at a start-up of the machine or in the event of a demolition the material web also as a threading strip designated narrow strip of material and while the normal operation of the machine Material web is guided.
  • the roller is over one Drilled hole in the bearing journal of its cover connected to a suction device that the interior a vacuum is applied to the roller.
  • the negative pressure is over the the coat openings penetrating the roller onto the outer surface of the coat transferred.
  • the device includes a drilled one Drum, one coat and two the coat has front-closing lid and is also referred to as a carrying drum.
  • the coat has a number of through openings, through which a negative pressure from inside the drum the outer surface of the drum shell applied respectively can be transferred.
  • the device is characterized by at least one inside the impeller arranged from the drum Help the inside of the drum with a vacuum and / or an excess pressure can be applied.
  • the Generation of negative or positive pressure directly inside the drum shortened in advantageous Way of air flow and is independent from the vortex losses, so that at flow losses occurring in the suction of the drum can be reduced.
  • the device builds very compact, so the space requirement the machine within which the device is arranged is can be reduced.
  • Impeller non-rotatably connected to a drive shaft is arranged concentrically to the axis of rotation of the drum.
  • the impeller can be the inside of the Drum - viewed in the longitudinal direction of the drum subdivide that the drum is only partially is vacuumed, that is, the interior and the Outside area only with a partial vacuum be charged.
  • the outer ones Dimensions of the impeller to the interior of the drum adjusted so that undesirable backflow the air conveyed by the impeller its pressure side on the suction side of the impeller is prevented or at least kept very small.
  • the Interior of the drum in two separate Chambers divided. This enables another Improve the efficiency of suction, which a reduction in the operating costs of the machine is feasible.
  • the impeller can be driven from the outside by means of the drive shaft is.
  • the shaft gear connected to a drive device or a belt pulley connected to a belt drive arranged that the drive shaft with a Drive torque applied.
  • An embodiment of the device is also preferred, where the impeller is driven by an electric motor is drivable, which is arranged inside the drum is. This measure makes the required Installation space for the device is further reduced. Add to that the immediate Arrangement of the electric motor in the area of the impeller, due to a shortened powertrain that Cost of the device for guiding a material web can be reduced.
  • an embodiment of the device which is characterized in that the impeller in the front edge area of the drum arranged and the suction side of the impeller immediately adjacent edge area is facing.
  • the device described below is general inside a machine for guiding one Material web can be used.
  • the following is purely exemplary assumed that the device inside a machine for producing a paper web, within a paper making machine, is arranged and for guiding a paper web serves.
  • FIG. 1 shows a sectional partial view of the Device 1 according to the invention, one in the following designated as roller 3 includes the drum is hollow inside.
  • the roller 3 has a jacket 5 and is at its front end areas each closed by a lid, of which only the cover 7 can be seen here.
  • the coat 5 is provided with through openings 9 which the outer surface 11 of the jacket 5 with the interior 13 connect.
  • the through openings 9 are as Drilled holes and point in the area of Outer surface 11 has an enlarged cross section.
  • the interior 13 of the roller 3 is of a circular cylindrical Through opening 15 is formed.
  • the Cover 7 is arranged on the end face of the roller 3 and closes the interior from the environment from.
  • the cover 7 is not shown Fasteners connected to the jacket 5.
  • the Cover 7 formed in one piece with a bearing pin 17, on which a bearing 19 is arranged.
  • the second cover 8 is arranged, on which a additional bearing journal is arranged.
  • the bearing journals serve to support the roller 3.
  • An impeller 21 is arranged inside the roller 3, the rotatably connected to a drive shaft 23 is.
  • the drive shaft 23 is by means of Bearings 25 and 27 in a cover 7 and Bearing pin 17 penetrating bore 29 is mounted.
  • the bore 29 is concentric with the dashed line indicated axis of rotation 31 of the roller 3. How 1 shows the drive shaft 23 one-sided, that is, overhung and pointing a drive pin 33.
  • a groove 35 is arranged to receive a Key serves.
  • About the drive pin 33 can a drive torque on the drive shaft 23 from one Transfer drive device, not shown will.
  • the drive device can directly engage on the drive pin 33 or, for example with a gear or a pulley be connected to it.
  • the arranged on the drive shaft 23 and with this connected impeller 21 also has a wing designated blades, of which only here the blades 37 and 39 are visible.
  • the impeller 21 is in the front edge region 41 of the roller 3 arranged.
  • the impeller 21 has an outer diameter on the diameter of the through hole 15 is adjusted so that a narrower Gap 43 between the blades of the impeller 21 and the jacket 5 of the roller 3 is formed.
  • the impeller 21 divides the interior 13 of the roller 3 into one another separate chambers 45 and 47.
  • the first, smaller chamber 47 is the impeller 21 and the Cover 7 and the jacket 5 and the second, larger Chamber 45 from the impeller 21 and the second cover 8 or another impeller and the jacket 5 limited.
  • the suction side of the in this embodiment is designed as an axial wheel impeller 21 here the chamber 47 and the pressure side of the impeller 21 facing the chamber 45.
  • the device 1 is particularly characterized by a compact structure, the low Because of the air flow the friction losses are very are low.
  • the device 1 is also at high Machine speeds can be used, the Provision of a high vacuum at any time can be guaranteed. Elaborate and costly Pipelines through which the air is known devices deployed from the roller will not be needed here.
  • Figure 2 shows a side view of another Embodiment of the device 1. Parts with those in Figure 1 are the same Provide reference numerals, so that in this respect on their Description in Figure 1 can be referenced. in the The following only deals with the differences.
  • An electric motor 51 is arranged inside the roller 3, with its motor shaft 53, the impeller 21st is rotatably connected.
  • the electric motor 51 is included here only indicated fasteners 55, for example Screws attached to a holding flange 57.
  • the holding flange 57 is in turn with further fastening means 55 on the cover 7 of the Roller 3 fixed.
  • the energy supply of the electric motor 51 takes place via connecting lines 59 and 61, which are arranged in the bore 29 of the cover 7 are.
  • the connecting lines 59 and 61 are with a Contact plate 63 connected or end in this, the bore 29 and thus the interior 13 completes against the environment.
  • the Power supply takes place via an only indicated here Power supply device 65, which means the contact plate - not shown - sliding contacts with the connecting lines 59 and 61 is connected.
  • the impeller 21 arranged in the interior of the rotating roller 3 can be driven by means of the electric motor.
  • the impeller 21 sucks air from the outer surface 11 of the roller 3 through the through openings 9 into the interior 13 or into the chamber 47 via the through openings 9.
  • the air flow is indicated by arrows 49.
  • the air in the chamber 47 is conveyed by the impeller 21 into the second chamber 45 and can escape through the through openings 9 arranged in the region of the chamber 45 in the jacket 5 of the roller 3 to the outer surface of the jacket or to the environment.
  • the impeller 21 sucks air in the edge region 41 on the outer surface 11 of the roller 3, so that a negative pressure designated p 0 is established.
  • the pressure ratios within the chambers 45 and 47 or the interior 13 correspond to the pressures described in FIG. 1.
  • the negative pressure p 1 acting in the chamber 47 is greater than the negative pressure p 0
  • an excess pressure p 2 acts in the chamber 45 which, as already described, can escape through the through openings 9.
  • a comparison of the two pressures p 1 and p 0 considered as absolute values shows that the pressure p 1 is less than the ambient pressure or atmospheric pressure and the pressure p 0 .
  • FIG. 2 Device 1 stands out due to the positioning the impeller drive inside the roller, due to a compact design.
  • the device is also in particularly cramped installation conditions can be used inside the machine.
  • Figure 3 shows a third embodiment of the invention Device 1 in side view.
  • the same parts have the same reference numerals provided so that in this respect to the description Figures 1 and 2 is referred.
  • the in Figure 3 shown embodiment variant of the device 1 differs from that shown in FIG. 1 by the fact that in both front Ranau areas 41 and 42 of the roller 3 each have an impeller 21 and 21 'arranged inside the roller 3 is. That arranged in the right edge area 42 Impeller 21 'is analogous to that described in FIG. 1 Impeller 21- with a drive shaft 23 rotatably connected in the cover 8 by means of bearing 25 and 27 is overhung.
  • Impeller arranged concentrically to the axis of rotation 31 of the roller and divides another from their interior 13 Chamber 47 'from between the impeller 21' and the lid 8 is arranged.
  • the suction side of the Impeller 21 ' faces the cover 8, so that a suction of the outer surface 11 of the roller 3 in Edge area 42 possible during operation of the impeller 21 ' is.
  • the interior 13 of the roller 3 is thus divided into a total of three separate chambers; in the in the front end areas the roller arranged chambers 47 and 47 'and in that arranged between the impellers 21 and 21 ' Chamber 45.
  • the edge regions 41 and 42 of the roller are vacuumed.
  • a negative pressure p 0 is established on the outer surface, which holds a paper web or a threading strip guided over the roller securely on the roller 3, so that it can be transferred flutter-free and smoothly.
  • the use of the device 1 is expanded by the possibility of bilateral edge suction.
  • the impellers 21 and 21 ' can be driven separately from one another.
  • This can each have an electric motor arranged inside the roller be assigned or their drive takes place from the outside, for example by means of a Belt drive.
  • Figure 4 shows a side view of a fourth embodiment the device 1. are the same parts provided with the same reference numerals so that to the description of Figures 1, 2 and 3 can be referred.
  • the interior 13 of the roller 3 near the edge regions 41 and 42 is one Impeller arranged.
  • the Cover 7 are holes 67 and 69 and in cover 8 Bores 67 'and 69' are provided which provide a flow connection from the inside of the roller 3 to the outside enable. Their function is explained in the following the resulting during the operation of the impellers Air flow explained in more detail.
  • the impellers are preferably fan wheels trained, that is, the pressure ratio between its pressure side and suction side preferably less than 1.3. It is also possible, form the impellers as compressor wheels with which a larger pressure ratio and thus a higher negative pressure / positive pressure can be generated.
  • the device 1 according to the invention can for example inside a paper machine instead of one known carrier drum roller can be used.
  • a Carrier drum roller is at the end of the paper machine arranged and consists of a roller, the so-called Carrier drum against which the drum or Winding mandrel is pressed onto which finished paper web is to be wound up.
  • the Paper web is passed over the carrier drum by a Nip guided between the drum and drum and then wound up on the reel.
  • the one at the beginning the winding process by means of a transfer device Threading strips transferred to the through the device 1 replaced the carrying drum.
  • the thereby applied from the inside to the outer surface of the roller Vacuum holds the stripe on the coat the roller so that it does not extend over the edge out of the roller or toward the center of the roller running. This ensures a safe transfer of the threading strip even at high machine speeds possible.
  • the device 1 can be built simply and compactly and less because of the simple construction Has costs than known devices. It is possible, an embodiment explained with reference to Figure 4 the device 1 within the dry or To use the press section of the paper machine, for example, instead of one of the overpass Dryer screen and a suction roll serving a material web. It is clear that the invention Device can be used wherever a Material web, a narrow material web strip or sheet-shaped goods deflected by a roller and need a guide.

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Abstract

Es wird eine Vorrichtung zur Führung einer Materialbahn, insbesondere Papier- oder Kartonbahn, innerhalb einer Maschine, insbesondere einer Papier- oder Streichmaschine, mit mindestens einer einen Mantel und zwei mit Lagerzapfen versehene Deckel umfassende Trommel, deren Mantel eine Anzahl von Durchgangsöffnungen aufweist, vorgeschlagen. Die Vorrichtung (1) zeichnet sich durch mindestens ein im Innern der Trommel (3) angeordnetes Laufrad (21;21') aus. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Führung einer Materialbahn, insbesondere Papier- oder Kartonbahn, innerhalb einer Maschine, insbesondere einer Papier- oder Streichmaschine, mit mindestens einer einen Mantel und zwei mit Lagerzapfen versehene Deckel umfassende Trommel, deren Mantel eine Anzahl von Durchgangsöffnungen aufweist.
Vorrichtungen der hier angesprochenen Art sind bekannt. Sie umfassen eine gebohrte oder gelochte auch als Trommel bezeichnete Walze, über die bei einem Anfahrvorgang der Maschine oder bei einem Abriß der Materialbahn ein auch als Einfädelstreifen bezeichneter schmaler Materialbahnstreifen und während des Normalbetriebs der Maschine die gesamte Materialbahn geführt wird. Die Walze ist über eine im Lagerzapfen ihres Deckels eingebrachte Bohrung mit einer Absaugeinrichtung verbunden, die den Innenraum der Walze mit einem Unterdruck beaufschlagt. Der Unterdruck wird über die den Mantel der Walze durchdringenden Öffnungen auf die Außenfläche des Mantels übertragen. Durch diese Maßnahme werden ein Flattern und ein unruhiger Lauf der Materialbahn vermieden. Besonders nachteilig bei den bekannten Vorrichtungen ist, daß bei steigenden Maschinengeschwindigkeiten die Wirbelverluste der Luftströmung im Innenraum der Walze und die Reibungsverluste in der Lagerzapfenbohrung derart groß werden, daß eine ausreichende Besaugung des Innenraums der Walze nicht mehr möglich ist. Um Abhilfe zu schaffen, muß der Querschnitt der im Lagerzapfen angeordneten Bohrung vergrößert werden. Dies ist jedoch nicht beliebig möglich, so daß die vorstehend beschriebene Vorrichtung für hohe Maschinengeschwindigkeiten nicht mehr einsetzbar ist.
Weiterhin sind Vorrichtungen bekannt, bei denen eine Luftdurchtrittsöffnungen im Mantel aufweisende Walze mittels eines Saugkastens an ihrer Außenfläche des Mantels besaugt wird, wodurch ein Unterdruck in den Innenraum eingeleitet wird. Der Unterdruck breitet sich über die Luftdurchtrittsöffnungen bis zu dem von der Materialbahn abgedeckten Bereich der Walze aus. Aufgrund des hohen Platzbedarfs derartiger Vorrichtungen, der innerhalb der Maschine nicht in allen Fällen zur Verfügung steht, sind deren Einsatzmöglichkeiten eingeschränkt.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zu schaffen, die einfach und kompakt aufgebaut ist und die ein ruhiges und flatterfreies Führen der Bahn auch bei hohen Maschinengeschwindigkeiten gewährleistet.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine Vorrichtung vorgeschlagen, die die im Anspruch 1 genannten Merkmale aufweist. Die Vorrichtung umfaßt eine gebohrte Trommel, die einen Mantel und zwei den Mantel stirnseitig verschließende Deckel aufweist und auch als Tragtrommel bezeichnet wird. Der Mantel weist eine Anzahl von Durchgangsöffnungen auf, durch die ein Unterdruck vom Innern der Trommel auf die Außenfläche des Trommelmantels aufgebracht beziehungsweise übertragen werden kann. Die Vorrichtung zeichnet sich durch mindestens ein im Innern der Trommel angeordnetes Laufrad aus, mit dessen Hilfe das Innere der Trommel mit einem Unterdruck und/oder einem Überdruck beaufschlagbar ist. Die Erzeugung eines Unter- beziehungsweise Überdrucks direkt im Inneren der Trommel verkürzt in vorteilhafter Weise die Wege der Luftströmung und ist unabhängig von den Wirbelverlusten, so daß die bei der Besaugung der Trommel auftretenden Strömungsverluste reduziert werden können. Hierdurch wird der energetische Wirkungsgrad der Vorrichtung zur Führung einer Materialbahn verbessert. Die Vorrichtung baut sehr kompakt, so daß der Platzbedarf der Maschine, innerhalb derer die Vorrichtung angeordnet ist, verringert werden kann.
Besonders bevorzugt wird eine Ausführungsform der Vorrichtung, die sich dadurch auszeichnet, daß das Laufrad drehfest mit einer Antriebswelle verbunden ist, die konzentrisch zur Drehachse der Trommel angeordnet ist. Somit kann das Laufrad das Innere der Trommel -in Längsrichtung der Trommel betrachtetderart unterteilen, daß die Trommel lediglich teilweise besaugt wird, das heißt der Innenraum und die Außenfläche nur bereichsweise mit einem Unterdruck beaufschlagt werden. Vorzugsweise sind die äußeren Abmessungen des Laufrads an den Innenraum der Trommel derart angepaßt, daß ein unerwünschtes Rückströmen der von dem Laufrad geförderten Luft von dessen Druckseite auf die Saugseite des Laufrades verhindert oder zumindest sehr klein gehalten wird. Bei dieser Ausführungsform der Vorrichtung wird der Innenraum der Trommel in zwei voneinander getrennte Kammern unterteilt. Dies ermöglicht eine weitere Verbesserung des Wirkungsgrads der Absaugung, wodurch eine Reduzierung der Betriebskosten der Maschine realisierbar ist.
Es wird außerdem eine Ausführungsform der Vorrichtung bevorzugt, die sich dadurch auszeichnet, daß das Laufrad von außen mittels der Antriebswelle antreibbar ist. An der Welle ist beispielsweise ein mit einer Antriebseinrichtung verbundenes Zahnrad oder eine mit einem Riementrieb verbundene Riemenscheibe angeordnet, die die Antriebswelle mit einem Antriebsmoment beauschlagt.
Bevorzugt wird auch eine Ausführungsform der Vorrichtung, bei der das Laufrad von einem Elektromotor antreibbar ist, der im Innern der Trommel angeordnet ist. Durch diese Maßnahme wird der benötigte Bauraum für die Vorrichtung weiter verkleinert. Hinzu kommt, daß durch die unmittelbare Anordnung des Elektromotors im Bereich des Laufrads, infolge eines verkürzten Antriebsstrangs, die Kosten für die Vorrichtung zur Führung einer Materialbahn reduziert werden können.
Weiterhin wird eine Ausführungsform der Vorrrichtung bevorzugt, die sich dadurch auszeichnet, daß das Laufrad im stirnseitigen Randbereich der Trommel angeordnet und die Saugseite des Laufrads dem unmittelbar benachbartem Randbereich zugewandt ist. Durch die Besaugung des Randbereichs kann ein schmaler Materialbahnstreifen, ein sogenannter Einfädelstreifen, der bei einem Anfahren der Maschine oder nach einem Bahnabriß durch die Maschine hindurchgeführt wird, sicher fixiert und über die Trommel geführt werden.
Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der Vorrichtung ergeben sich aus den übrigen Unteransprüchen.
Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1
einen Ausschnitt einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung in Seitenansicht und
Figuren 2 bis 4
eine Ansicht weiterer Ausführungsvarianten der erfindungsgemäßen Vorrichtung in Schnittdarstellung.
Die im folgenden beschriebene Vorrichtung ist allgemein innerhalb einer Maschine zur Führung einer Materialbahn einsetzbar. Im folgenden wird rein beispielhaft davon ausgegangen, daß die Vorrichtung innerhalb einer Maschine zur Herstellung einer Papierbahn, also innerhalb einer Papierherstellungsmaschine, angeordnet ist und zur Führung einer Papierbahn dient.
Die Figur 1 zeigt eine geschnittene Teilansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1, die eine im folgenden als Walze 3 bezeichnete Trommel umfaßt, die im Innern hohl ist. Die Walze 3 weist einen Mantel 5 auf und ist an ihren stirnseitigen Endbereichen jeweils von einem Deckel verschlossen, von denen hier lediglich der Deckel 7 erkennbar ist. Der Mantel 5 ist mit Durchgangsöffnungen 9 versehen, die die Außenfläche 11 des Mantels 5 mit dem Innenraum 13 verbinden. Die Durchgangsöffnungen 9 sind als Bohrungen ausgebildet und weisen im Bereich der Außenfläche 11 einen erweiterten Querschnitt auf.
Der Innenraum 13 der Walze 3 wird von einer kreiszylindrischen Durchgangsöffnung 15 gebildet. Der Deckel 7 ist an der Stirnseite der Walze 3 angeordnet und schließt den Innenraum gegenüber der Umgebung ab. Der Deckel 7 ist mit nicht dargestellten Befestigungsmitteln mit dem Mantel 5 verbunden. In dieser Ausführungform der Vorrichtung 1 ist der Deckel 7 einstückig mit einem Lagerzapfen 17 ausgebildet, an dem ein Lager 19 angeordnet ist. An der anderen -nicht dargestellten- Stirnseite der Walze 3 ist der zweite Deckel 8 angeordnet, an dem ein weiterer Lagerzapfen angeordnet ist. Die Lagerzapfen dienen der Lagerung der Walze 3.
Im Innern der Walze 3 ist ein Laufrad 21 angeordnet, das drehfest mit einer Antriebswelle 23 verbunden ist. Die Antriebswelle 23 ist mittels der Lager 25 und 27 in einer den Deckel 7 und den Lagerzapfen 17 durchdringenden Bohrung 29 gelagert. Die Bohrung 29 verläuft konzentrisch zur gestrichelt angedeuteten Drehachse 31 der Walze 3. Wie aus Figur 1 ersichtlich, ist die Antriebswelle 23 einseitig, das heißt fliegend gelagert und weist einen Antriebszapfen 33 auf. In dem Antriebszapfen 33 ist eine Nut 35 angeordnet, die zur Aufnahme einer Paßfeder dient. Über den Antriebszapfen 33 kann ein Antriebsmoment auf die Antriebswelle 23 von einer nicht dargestellten Antriebseinrichtung übertragen werden. Die Antriebseinrichtung kann direkt an dem Antriebszapfen 33 angreifen oder beispielsweise über ein Zahnrad oder eine Riemenscheibe mit diesem verbunden sein.
Das an der Antriebswelle 23 angeordnete und mit dieser verbundene Laufrad 21 weist auch als Flügel bezeichnete Schaufeln auf, von denen hier lediglich die Schaufeln 37 und 39 sichtbar sind. Das Laufrad 21 ist im stirnseitigen Randbereich 41 der Walze 3 angeordnet. Das Laufrad 21 weist einen Außendurchmesser auf, der an den Durchmesser der Durchgangsöffnung 15 derart angepaßt ist, daß ein schmaler Spalt 43 zwischen den Schaufeln des Laufrads 21 und dem Mantel 5 der Walze 3 gebildet ist. Das Laufrad 21 unterteilt den Innenraum 13 der Walze 3 in voneinander getrennte Kammern 45 und 47. Die erste, kleinere Kammer 47 wird von dem Laufrad 21 und dem Deckel 7 sowie dem Mantel 5 und die zweite, größere Kammer 45 von dem Laufrad 21 und dem zweiten Deckel 8 oder einem weiteren Laufrad sowie dem Mantel 5 begrenzt. Die Saugseite des in diesem Ausführungsbeispiel als Axialrad ausgebildeten Laufrads 21 ist hier der Kammer 47 und die Druckseite des Laufrad 21 der Kammer 45 zugewandt.
Im folgenden wird die Wirkungsweise des Laufrads anhand der Luftströmung naher erläutert.
Bei Beaufschlagung des Laufrads 21 mit einem Antriebs- oder Drehmoment wird -im Bereich des Randbereichs 41- über die Durchgangsöffnungen 9 Luft von der Außenfläche 11 des Mantels in die Kammer 47 eingesaugt. Die Luftströmung ist mit Pfeilen 49 angedeutet. Die angesaugte Luft wird von dem Laufrad 21 aus der Kammer 47 in die Kammer 45 gefördert, wo sie durch die in diesem Bereich angeordneten Durchgangsöffnungen 9 im Mantel 5 der Walze 3 wieder entweichen kann. Während der Besaugung der Walze 3 ergeben sich folgende Druckverhältnisse: In der Kammer 47 herrscht ein Unterdruck p1, der größer ist als der im besaugten Randbereich 41 herrschende Unterdruck p0. Ausgehend vom Atmosphärendruck als Bezugsgröße und bei Betrachtung von absoluten Drücken ist der Druck p1 also kleiner als der Druck p0. In der Kammer 45 herrscht ein mit p2 bezeichneter Überdruck.
Durch den im Randbereich 41 an der Außenfläche 11 der Walze 3 wirkenden Unterdruck P0 kann ein über die Walze 3 geführter, insbesondere schmaler Papierbahn-/Einfädelstreifen angesaugt und festgehalten werden. Der Einfädelstreifen kann ruhig und ohne zu flattern über die Walze 3 geführt werden. Weiterhin wird durch die Besaugung der Walze 3 ein seitliches Hinausbewegen des Streifens in Richtung der Mitte oder des seitlichen Rands der Walze sicher verhindert.
Die Vorrichtung 1 zeichnet sich insbesondere durch einen kompakten Aufbau aus, wobei durch die geringen Wege der Luftströmung die Reibungsverluste sehr gering sind. Die Vorrichtung 1 ist auch bei hohen Maschinengeschwindigkeiten einsetzbar, wobei die Bereitstellung auch eines hohen Unterdrucks jederzeit gewährleistet werden kann. Aufwendige und kostenintensive Rohrleitungen, über die die Luft bei bekannten Vorrichtungen aus der Walze ausgebracht wird, werden hier nicht benötigt.
Figur 2 zeigt eine Seitenansicht einer weiteren Ausführungsform der Vorrichtung 1. Teile, die mit denen in Figur 1 übereinstimmen, sind mit gleichen Bezugszeichen versehen, so daß insofern auf deren Beschreibung in Figur 1 verwiesen werden kann. Im folgenden wird lediglich auf die Unterschiede eingegangen.
Im Innern der Walze 3 ist ein Elektromotor 51 angeordnet, mit dessen Motorwelle 53 das Laufrad 21 drehfest verbunden ist. Der Elektromotor 51 ist mit hier nur angedeuteten Befestigungsmitteln 55, beispielsweise Schrauben, an einem Halteflansch 57 befestigt. Der Halteflansch 57 ist seinerseits mit weiteren Befestigungsmitteln 55 an dem Deckel 7 der Walze 3 fixiert. Die Energieversorgung des Elektromotors 51 erfolgt über Anschlußleitungen 59 und 61, die in der Bohrung 29 des Deckels 7 angeordnet sind. Die Anschlußleitungen 59 und 61 sind mit einer Kontaktplatte 63 verbunden beziehungsweise enden in dieser, die die Bohrung 29 und somit den Innenraum 13 gegenüber der Umgebung abschließt. Die Stromversorgung erfolgt über eine hier nur angedeutete Stromversorgungseinrichtung 65, die mittels an der Kontaktplatte anliegenden -nicht dargestellten- Schleifkontakten mit den Anschlußleitungen 59 und 61 verbunden ist.
Bei Inbetriebnahme der Vorrichtung 1 oder während des laufenden Betriebs kann das im Inneren der rotierenden Walze 3 angeordnete Laufrad 21 mittels des Elektromotors angetrieben werden. Dabei saugt das Laufrad 21 über die Durchgangsöffnungen 9 Luft von der Außenfläche 11 der Walze 3 durch die Durchgangsöffnungen 9 in den Innenraum 13 beziehungsweise in die Kammer 47. Die Luftströmung ist mit Pfeilen 49 angedeutet. Die in der Kammer 47 befindliche Luft wird von dem Laufrad 21 in die zweite Kammer 45 gefördert und kann durch die im Bereich der Kammer 45 angeordneten Durchgangsöffnungen 9 im Mantel 5 der Walze 3 an die Außenfläche des Mantels beziehungsweise an die Umgebung entweichen. Das Laufrad 21 saugt im Randbereich 41 an der Außenfläche 11 der Walze 3 Luft ab, so daß sich ein mit p0 bezeichneter Unterdruck einstellt. Die Druckverhältnisse innerhalb der Kammern 45 und 47 beziehungsweise dem Innenraum 13 entsprechen denen in Figur 1 beschriebenen Drücken. Der in der Kammer 47 wirkende Unterdruck p1 ist größer als der Unterdruck p0, und in der Kammer 45 wirkt ein Überdruck p2, der -wie bereits beschrieben- durch die Durchgangsöffnungen 9 entweichen kann. Bei einem Vergleich der beiden als Absolutgrößen betrachteten Drücke p1 und p0 wird deutlich, daß der Druck p1 kleiner ist als der Umgebungsdruck beziehungsweise Atmosphärendruck und als der Druck p0.
Die in Figur 2 dargestellte Ausführungsform der Vorrichtung 1 zeichnet sich, aufgrund der Positionierung des Laufradsantriebs im Innern der Walze, durch eine kompakte Bauweise aus. Die Vorrichtung ist auch in besonders beengten Einbauverhältnissen innerhalb der Maschine einsetzbar.
Figur 3 zeigt eine dritte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 in Seitenansicht. Gleiche Teile wurden mit gleichen Bezugszeichen versehen, so daß insofern auf die Beschreibung zu den Figuren 1 und 2 verwiesen wird. Die in Figur 3 dargestellte Ausführungsvariante der Vorrichtung 1 unterscheidet sich von der in Figur 1 abgebildeten dadurch, daß in beiden stirnseitigen Ranübereichen 41 und 42 der Walze 3 jeweils ein Laufrad 21 beziehungsweise 21' im Innern der Walze 3 angeordnet ist. Das im rechten Randbereich 42 angeordnete Laufrad 21' ist -analog zu dem in Figur 1 beschriebenen Laufrad 21- mit einer Antriebswelle 23 drehfest verbunden, die im Deckel 8 mittels Lager 25 und 27 fliegend gelagert ist. Auch hier ist das Laufrad konzentrisch zur Drehachse 31 der Walze angeordnet und teilt von deren Innenraum 13 eine weitere Kammer 47' ab, die zwischen dem Laufrad 21' und dem Deckel 8 angeordnet ist. Die Saugseite des Laufrads 21' ist dem Deckel 8 zugewandt, so daß eine Besaugung der Außenfläche 11 der Walze 3 im Randbereich 42 -im Betrieb des Laufrads 21'- möglich ist. Der Innenraum 13 der Walze 3 ist somit insgesamt in drei voneinander getrennte Kammern unterteilt; in die in den stirnseitigen Endbereichen der Walze angeordneten Kammern 47 und 47' und in die zwischen den Laufrädern 21 und 21' angeordnete Kammer 45.
Wird auf die Antriebswellen 23 der Laufräder 21 und 21' jeweils ein Antriebsmoment aufgebracht (siehe mit MA bezeichnete Pfeile), so werden die Randbereiche 41 und 42 der Walze besaugt. Dabei stellt sich an der Außenfläche ein Unterdruck p0 ein, der eine über die Walze geführte Papierbahn beziehungsweise einen Einfädelstreifen sicher an der Walze 3 hält, so daß dieser flatterfrei und ruhig überführt werden kann. Durch die Möglichkeit einer beidseitigen Randbesaugung werden die Einsatz- und Anwendungsmöglichkeiten der Vorrichtung 1 erweitert.
Die Laufräder 21 und 21' sind -wie oben beschrieben- getrennt voneinander antreibbar. Diesen kann jeweils ein im Innern der Walze angeordneter Elektromotor zugeordnet sein oder aber deren Antrieb erfolgt von außen, beispielsweise mittels eines Riementriebs.
Figur 4 zeigt eine Seitenansicht einer vierten Ausführungform der Vorrichtung 1. Gleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen, so daß insofern auf die Beschreibung zu den Figuren 1, 2 und 3 verwiesen werden kann. Im Innenraum 13 der Walze 3, nahe den Randbereichen 41 und 42, ist jeweils ein Laufrad angeordnet. Die Saugseite der Laufräder 21 und 21' sind der Mitte der Walze 3 zugewandt. Im Deckel 7 sind Bohrungen 67 und 69 und im Deckel 8 Bohrungen 67' und 69' vorgesehen, die eine Strömungsverbindung vom Innern der Walze 3 nach außen ermöglichen. Deren Funktion wird im folgenden anhand der während des Betriebs der Laufräder entstehenden Luftströmung näher erläutert.
Bei einer Beaufschlagung der Antriebswellen 23 mit einem Antriebsmoment, das hier mit dem Bezugszeichen MA und einem Pfeil angedeutet ist, beginnen die Laufräder 21 und 21' Luft im Bereich der Kammer 45 durch die in diesem Bereich angeordneten Durchgangsöffnungen 9 im Mantel 5 der Walze 3 von vor Außenfläche 11 abzusaugen und in die Kammer 47 beziehungsweise 47' zu fördern. In den Kammern 47 und 47' bildet sich ein Überdruck, der hier mit den Bezugszeichen P2 versehen ist. Der Überdruck kann durch die Bohrungen 67 und 69 beziehungsweise 67' und 69' nach außen entweichen. Im Bereich der besaugten Außenfläche 11 des Mantels 5 entsteht ein Unterdruck p0, der kleiner ist als der in der Kammer 45 wirkende Unterdruck p1.
Durch die Anordnung von zwei Laufrädern sowie das Einbringen von Bohrungen in die Deckel der Walze ist eine Besaugung der gesamten Außenfläche des Mantels 5 der Walze 3 möglich. Die in Figur 4 abgebildete Vorrichtung 1 ist somit sowohl für die Überführung einer ganzen Materialbahn als auch eines schmalen Einfädelstreifens einsetzbar.
Die anhand der Figuren 1 bis 4 beschriebenen Laufräder 21 und 21' können sowohl als Axialräder als auch als Querstromräder ausgebildet sein. In besonders vorteilhafter Weise ergibt deren konzentrische Lagerung zur Drehachse 31 der Walze 3 eine Unterteilung des Innenraums in mehrere Kammern, so daß eine Besaugung und/oder Beblasung eines definierten Bereichs der Außenfläche der Walze realisierbar ist. Die Laufräder sind vorzugsweise als Ventilatorräder ausgebildet, das heißt, das Druckverhältnis zwischen ihrer Druckseite und Saugseite ist vorzugsweise kleiner als 1,3. Es ist auch möglich, die Laufräder als Verdichterräder auszubilden, mit denen ein größeres Druckverhältnis und somit ein höherer Unterdruck/Überdruck erzeugt werden kann.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 kann beispielsweise innerhalb einer Papiermaschine anstelle eines bekannten Tragtrommelrollers eingesetzt werden. Ein Tragtrommelroller ist am Ende der Papiermaschine angeordnet und besteht aus einer Walze, der sogenannten Tragtrommel, gegen welche der Tambour beziehungsweise Wickeldorn gepreßt wird, auf den die fertige Papierbahn aufgewickelt werden soll. Die Papierbahn wird über die Tragtrommel durch einen Nip zwischen Tragtrommel und Tambour geführt und dann auf den Tambour aufgewickelt. Der zum Beginn des Wickelvorgangs mittels einer Überführeinrichtung überführte Einfädelstreifen wird auf die durch die Vorrichtung 1 ersetzte Tragtrommel geführt. Der dabei vom Innern an die Außenfläche der Walze aufgebrachte Unterdruck hält den Streifen am Mantel der Walze, so daß dieser sich nicht über den Rand der Walze hinausbewegt oder zur Mitte der Walze läuft. Dadurch ist ein sicheres Überführen des Einfädelstreifens auch bei hohen Maschinengeschwindigkeiten möglich.
Zusammenfassend ist festzuhalten, daß die Vorrichtung 1 einfach und kompakt aufgebaut werden kann und aufgrund der einfachen Konstruktion geringere Kosten aufweist als bekannte Vorrichtungen. Es ist möglich, eine anhand der Figur 4 erläuterte Ausführungsform der Vorrichtung 1 innerhalb der Trocken- oder Preßenpartie der Papiermaschine einzusetzen, beispielsweise anstelle einer der Überführung eines Trockensiebs und einer Materialbahn dienenden Saugwalze. Es wird deutlich, daß die erfindungsgemäße Vorrichtung überall dort einsetzbar ist, wo eine Materialbahn, ein schmaler Materialbahnstreifen oder tafelförmige Güter von einer Walze umgelenkt werden und einer Führung bedürfen.

Claims (11)

  1. Vorrichtung zur Führung einer Materialbahn, insbesondere Papier- oder Kartonbahn, innerhalb einer Maschine, insbesondere einer Papier- oder Streichmaschine, mit mindestens einer einen Mantel und zwei mit Lagerzapfen versehene Deckel umfassende Trommel, deren Mantel eine Anzahl von Durchgangsöffnungen aufweist, gekennzeichnet durch mindestens ein im Innern der Trommel (3) angeordnetes Laufrad (21;21').
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Laufrad (21;21') drehfest mit einer Antriebswelle (23) verbunden ist, die konzentrisch zur Drehachse (31) der Trommel (3) angeordnet ist.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Laufrad (21;21') den Innenraum (13) der Trommel (3) in voneinander getrennte Kammern (45,47;47') unterteilt.
  4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Laufrad (21;21') in einem Deckel (7,8) der Trommel (3) fliegend gelagert ist.
  5. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Laufrad (21;21') von außen mittels der Antriebswelle (23) antreibbar ist.
  6. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Laufrad (21;21') von einem Elektromotor (51) antreibbar ist, der im Innern der Trommel (3) angeordnet ist.
  7. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Laufrad (21;21') im stirnseitigen Randbereich (41,42) der Trommel (3) angeordnet ist.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Saugseite des Laufrads (21;21') dem unmittelbar benachbarten Randbereich (41;42) der Trommel (3) zugewandt ist.
  9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckseite des Laufrads (21;21') dem unmittelbar benachbarten Randbereich (41;42) der Trommel (3) zugewandt ist.
  10. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in beiden stirnseitigen Randbereichen (41,42) der Trommel (3) jeweils ein Laufrad (21,21') angeordnet ist.
  11. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Laufrad (21;21') als Axialrad oder Querstromrad ausgebildet ist.
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