EP3022356A1 - Dichtleiste für papier-, karton- oder tissuemaschine aus mehreren werkstoffen - Google Patents

Dichtleiste für papier-, karton- oder tissuemaschine aus mehreren werkstoffen

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EP3022356A1
EP3022356A1 EP14723078.3A EP14723078A EP3022356A1 EP 3022356 A1 EP3022356 A1 EP 3022356A1 EP 14723078 A EP14723078 A EP 14723078A EP 3022356 A1 EP3022356 A1 EP 3022356A1
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EP
European Patent Office
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sealing strip
sealing
roll shell
lip
roll
Prior art date
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Granted
Application number
EP14723078.3A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP3022356B1 (de
Inventor
Marc Erkelenz
Jochen Honold
Helmut BAMMER
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Voith Patent GmbH
Original Assignee
Voith Patent GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Voith Patent GmbH filed Critical Voith Patent GmbH
Publication of EP3022356A1 publication Critical patent/EP3022356A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP3022356B1 publication Critical patent/EP3022356B1/de
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Anticipated expiration legal-status Critical

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Classifications

    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21G—CALENDERS; ACCESSORIES FOR PAPER-MAKING MACHINES
    • D21G1/00—Calenders; Smoothing apparatus
    • D21G1/002—Opening or closing mechanisms; Regulating the pressure
    • D21G1/004—Regulating the pressure
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21F—PAPER-MAKING MACHINES; METHODS OF PRODUCING PAPER THEREON
    • D21F3/00—Press section of machines for making continuous webs of paper
    • D21F3/02—Wet presses
    • D21F3/10—Suction rolls, e.g. couch rolls
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21G—CALENDERS; ACCESSORIES FOR PAPER-MAKING MACHINES
    • D21G1/00—Calenders; Smoothing apparatus
    • D21G1/02—Rolls; Their bearings

Definitions

  • Sealing strip for paper, board or tissue machine made of several materials
  • the invention relates to a sealing strip which is suitable for use in a sealing device for sealing an overpressure or vacuum zone of a suction or blown roll of a Brumate al processing and / or manufacturing machine, in particular paper, board or Tissuemaschine.
  • Sealing strips of the aforementioned type are used for a long time in suction or blow rolls of paper, board or Tissuemaschine to seal over or under pressure against the environment by their sealing surface is made against the inside of the roll shell and with rotational movement of the roll shell with the inside of the roll shell is in frictional contact.
  • lubrication of the friction pairing of the sealing surface inside the roll shell takes place by means of spray tubes, which introduce a lubricant - usually water - into the gap between the sealing surface and the inside roll shell.
  • Such systems have the disadvantage that the lubricant often can not be effectively brought between the sealing surface and the inside of the roll shell and therefore a high amount of lubricant for sufficient lubrication is required.
  • the material from which a conventional sealing strip is made is optimized to provide a high abrasion resistance, with the result that it often has a comparatively high modulus of elasticity and is often hard and brittle. Furthermore, the material thickness of the material portion of the sealing strip in the front wall is often quite low. Therefore, it may happen that the sealing strip can break off in the region of the front wall, when the material section which provides the front wall is brought into frictional contact with the roll shell inner side.
  • the object of the present invention is therefore to develop a sealing strip of the aforementioned type to the effect that it can be optimized both in terms of their abrasion resistance and in terms of a possible breakout of parts of the lubricant channel.
  • a sealing strip which is suitable for use in a sealing device for sealing an overpressure or vacuum zone of a suction or blower roll of a web material processing and / or manufacturing machine, in particular paper, board or Tissuemaschine.
  • the sealing strip in this case has a front end side and a rear end side and an upper side extending between the two end sides, the upper side providing a sealing surface and a lubricant channel formed by a cutout of the sealing strip.
  • a front wall is formed at the level of the lubricant channel between the front end side and the lubricant channel and between the lubricant channel and the rear end side a rear wall providing the sealing surface, which has a greater wall thickness than the front wall.
  • the sealing strip When the sealing strip is used as intended, the sealing surface for sealing the overpressure or underpressure zone is against the inside of the roll mantle adjustable and by means of the lubricant groove lubricant in the inlet gap between the sealing surface and the inside of the roll shell can be brought, during rotation of the roll shell of the roll shell runs on the front end on the sealing strip and runs at the rear end side of this, the sealing strip according to the invention is characterized in that the sealing strip comprises a first material section providing the sealing surface and a second material section providing the front wall at least in sections, wherein the first material section is made of a first material and the second material section is made of a second material and the first and the second material are at least a physical property, such as modulus of elasticity, abrasion resistance, hardness, brittleness differ from each other.
  • the solution according to the invention makes it possible to optimally adapt the sealing strip with respect to the material selection to the requirements with regard to abrasion resistance of the sealing surface and elasticity for the area of the front wall of the lubricating water channel.
  • the solution according to the invention does not necessarily require that the entire front wall is provided by the second material portion of the second material, but it is also conceivable that the front wall is provided in sections by another material portion, for example. By the first material portion. It should also be mentioned that the sealing strip, when used in accordance with its intended purpose, is installed with its longitudinal direction oriented in the cross-machine direction of the roll into the roll.
  • both the first material and the second material are elastic.
  • the first material providing the sealing surface should in this case be designed so elastically that the sealing surface can conform to the inside of the roll jacket in order to provide a good sealing effect.
  • On the front wall providing second material portion can act by entrained with the roll shell dirt particles can. Since the second material section in the region of the front wall-viewed in the circumferential direction of the roll shell-has a generally much smaller wall thickness than the first material section providing the sealing surface, the second material section is subject to greater mechanical stresses than the first material section.
  • the second material should therefore preferably be sufficiently elastic that this can act on the front wall acting mechanical stresses - for example.
  • the second material has a smaller modulus of elasticity than the first material.
  • the first material at room temperature have an E-modulus of 10,000 N / mm 2 or more, Furthermore, in this context, it is conceivable that the second material at room temperature an E-modulus of 8000N / mm 2 or less, preferably 5000N / mm Has 2 or less.
  • the second material is less hard and / or brittle than the first material. In this way, the risk of breaking out of the front wall providing second material section can be reduced.
  • Experiments by the Applicant have further shown that, especially when the front wall providing second material portion is brought into frictional contact with the inside of the roll shell makes sense, if in a friction pairing with the material of the inside of the roll shell (in sliding friction) of the first material has the same or greater abrasion resistance than the second material. This ensures that the second material section which provides the front wall wears at least as much as the sealing surface. This avoids that the function of the sealing strip, in particular sealing surface, is affected by jamming of the second material portion on the inside of the roll shell.
  • the requirement of the lowest possible coefficient of friction in the friction pairing with the material of the inside of the roll shell -in the rule steel- is provided. It is conceivable in this context in particular that the first material in the friction pairing with the material of the inside of the roll shell has a coefficient of friction of 0.15 or less. The results show that it is advantageous if the second material has a larger coefficient of friction than the first material. It is conceivable here that the second material in the friction pairing with the material of the inside of the roll mantle-as a rule steel-has a coefficient of friction of 0.18 or more.
  • the first material may be one comprising, as an essential component, a plastic-graphite mixture, in particular a rubber-graphite mixture. It is conceivable, in particular, that the first material is formed by a rubber-graphite mixture. Mixtures of 45-80 wt .-% graphite and 55-20 wt .-% plastic or rubber are conceivable here, wherein at mixing ratios with more graphite than plastic on the one hand, a higher self-lubrication effect is achieved, the graphite but not be too high may, because otherwise the material is too brittle.
  • the second material may be one comprising, as an essential component, a plastic, in particular polyphenylene ether (PPE).
  • essential ingredient When the term “essential ingredient” is used herein, it should be understood that this ingredient constitutes the largest proportion in weight percent of the material.
  • the lubricant is preferably substantially water.
  • the term "essentially” refers to the possible possibility of adding lubricant additives to the water, with water always being the main constituent (based on volume%) of such a mixture
  • the lip forming the front wall forming the lip, wherein the lip is connected at a junction with the base body is Preferably provided in this context in particular that the sealing strip -with exception of any supply connections for the Schmierstoffzucht- only from the The lip is also preferably more elastic, in particular flexurally elastic, than the main body.
  • the base body has a rear side, which provides the rear end side of the sealing strip.
  • the main body it is conceivable for the main body to have a front side with a first and a second section, wherein the first section provides a part of the lubricant channel and the second section provides the connection point at which the lip is connected to the main body.
  • the front face of the sealing strip is provided by the lip.
  • the front of the main body in addition to the first and second portion has a third portion which provides a part of the front end side of the sealing strip.
  • a part of the front end side of the sealing strip is provided by the base body and another part of the front end side of the sealing strip by the lip. Since in sealing strips, the two end faces often serve as guide surfaces of the sealing strip in the sealing strip holder, which define the direction of movement of the sealing strip when they are attached to the inside of the roll shell, it is particularly useful if formed on the front end of the transition between the lip and the base flat is, ie, for example, no level or no paragraph forms.
  • the lip can be connected to the main body. According to one possibility, it is conceivable that the lip is releasably connected to the base body, in particular non-positively and / or positively connected to the base body. Conceivable here are in particular screw or joint connections. Through a detachable connection, it is possible without much effort to replace a damaged lip with a new lip.
  • a preferred embodiment of the invention therefore provides that the lip and the base body are connected to one another in a movable manner relative to one another in the longitudinal direction of the sealing strip , Specifically, this can be provided, for example, by a positive connection between the lip and the base body, for example in the form of a dovetail joint, which permits a relative movement of the lip and the base body in the longitudinal direction of the sealing strip. It should be noted at this point that the above relative mobility is not only in Connection with different thermal linear expansion of lip and body is conceivable.
  • the lip arranged on the main body is inextricably linked, in particular materially bonded, to the main body.
  • a connection that is particularly easy to manufacture and therefore inexpensive to produce in the production of the sealing strip is provided. It is conceivable, for example, an adhesive bond.
  • the sealing strip comprises stiffening ribs against which the lip is supported during rotational movement of the roll shell. It is conceivable in this context in particular that the stiffening ribs are arranged on the lip. Alternatively or additionally, it is conceivable that the stiffening ribs are arranged on the rear wall.
  • the lip is formed such that this under normal use inclined and / or curved to the radial direction of the roll shell, wherein the inclination and / or curvature is directed in the direction of movement of the roller.
  • the lip is designed in such a way that, when used as intended, it extends essentially in the radial direction of the roll mantle.
  • Such a lip is particularly simple and therefore inexpensive to produce.
  • the sealing surface viewed in the circumferential direction of the roll shell has an extension of 15 millimeters - 70 millimeters, in particular 15 millimeters - 50 millimeters.
  • the lip seen in the circumferential direction of the roll shell has a wall thickness of 0.5 millimeters - 6 millimeters.
  • the lip is designed such that when properly using the sealing strip in the state by the sealing surface is employed against the inside of the roll shell, the upper edge lip against the Inside the roll shell is employed -th during rotation of the roll shell with the inside in frictional contact is or spaced at most 10 millimeters, preferably at most 4 millimeters to the inside of the roll shell.
  • the lip In the salaried then acts the lip in the manner of a "sealing lip” or a “wiper blade” and seals the lubricant channel from the front, so that the lubricant either remains in the lubrication channel or is drawn into the inlet gap of the sealing surface and roll shell inside, but only slightly different can escape from the lubricant channel. Furthermore, the fact that the lip is turned on the roller shell inside only after a certain period of operation, eg. In the course of wear of the sealing surface, occur and does not necessarily have to be the case already at the beginning of the operating time of the sealing strip.
  • the lubricant channel extends from the bottom inclined to the sealing surface, the inclination is directed towards the rear end of the sealing strip, in particular with a horizontal angle between 20 ° and 70 °, in particular between 30 ° and 50 °.
  • the lubricant along the oblique plane formed by the rear wall can be transported particularly easily into the inlet gap between the sealing surface and the roll shell inner side. This effect is particularly pronounced when the lubricant channel is filled to or almost to the inside of the roll shell with the lubricant, and is thereby entrained by the inside of the roll shell.
  • a preferred embodiment of the invention provides that the lubricant groove extends over the greater part of the length of the sealing strip.
  • the sealing strip comprises a guided inside the sealing lubricant distribution with a extending in the longitudinal direction of the sealing strip Schmierstoffzu Switzerlandkanal and one or a plurality of riser (s), the one end with the lubricant groove and the other end with the lubricant supply channel is connected or are, in the case of several risers these are arranged side by side in the longitudinal direction of the lubricant channel.
  • the lubricant channel can be connected to a lubricant supply line guided outside the sealing strip.
  • the sealing strip according to the invention can be used in any kind of suction or blower rolls for web material processing and / or manufacturing machines, especially paper, board or tissue machines at different positions.
  • the sealing strip according to the invention can be used in positions in which the lubricant channel is not "upside down” with the opening facing downwards is arranged, since in a "head over" orientation of the lubricant channel the
  • a suction or blower roll with a sealing device for sealing an overpressure or underpressure zone of the suction or blower roll with at least one sealing strip according to one of claims 1 to 13, in which the sealing strip in the Suction or blow roller - considered in a plane spanned by the rotational movement of the roll mantle - is installed in a 7 o'clock to 12 o'clock position when the rotational direction of the roll mantle is clockwise and in a 5 o'clock to 12 o'clock position when the direction of rotation of the roll mantle is counterclockwise.
  • FIG. 1 shows a first embodiment of a sealing strip according to the invention in one
  • Figure 2 shows a second embodiment of a sealing strip according to the invention in a suction roll of a paper, board or Tissuemaschine
  • Figure 3 shows a third embodiment of a sealing strip according to the invention in one
  • Figure 4 shows a fourth embodiment of a sealing strip according to the invention in one
  • FIG. 5 shows a lip of a sealing strip according to the invention in a perspective view and FIG. 6 shows a suction roll according to the invention.
  • the generic sealing strips have a longitudinal direction, which extends under the intended use of the sealing strips in the cross-machine direction of the roller in which they are installed.
  • the sealing strips 1, 1 a, 1 b, 1 c shown in Figures 1 -4 are shown in a cross-sectional plane which is perpendicular to the longitudinal direction of the sealing strips 1, 1 a, 1 b, 1 c spanned.
  • the rotational direction of movement of the roll mantle also extends in the aforementioned cross-sectional plane.
  • FIG. 1 shows a sealing strip 1, when used as intended, in a sealing device of a suction roll of a web material processing and / or manufacturing machine (not shown further).
  • the sealing strip 1 has a front end face 14 and a rear end face 15 and an upper face 19 extending between the two end faces 14, 15 which provides a sealing surface 2 and a lubricant groove 5 formed by a cutout of the sealing strip 1.
  • the lubricant channel 5 is arranged between the front end face 14 and the sealing surface 2. Furthermore, it can be seen from FIG.
  • a lubricant-present in Shape of water in the inlet gap 8 between the sealing surface 2 and the inside 3 of the roll shell 4 can be brought.
  • the roll shell 4 runs on the front face 14 on the sealing strip 1 and on the rear face 15 of this again, viewed in the rotational direction D of the roll shell, the lubricant groove 5 in front of the sealing surface 2 and the front wall 6 arranged in front of the rear wall 7.
  • the sealing strip 1 further has a guided within the sealing strip 1 Schmierffenverteilsystem with extending in the longitudinal direction of the sealing strip 1 Schmierffenzu Switzerland 9 and a plurality of risers 10 (of which in the illustration of Figure 1 only one can be seen).
  • the risers 10 are connected at one end to the lubricant channel 5 and the other end to the lubricant supply channel 9 and arranged in the longitudinal direction of the lubricant channel 5 side by side.
  • the sealing strip 1 shown in FIG. 1 is formed by a first material section, which forms a base body 11, from a first material and a second material section, which forms a flexurally elastic lip 12, from a second material.
  • the main body 1 1, the rear wall 7 with the sealing surface 2k.
  • the first and the second material differ in the present case, at least in the physical properties modulus of elasticity, abrasion resistance and friction coefficient of each other.
  • the first material essentially comprises a rubber-graphite mixture and has a graphite content of 60 wt .-% and a rubber content of 35 wt .-% and other ingredients.
  • the second material comprises as essential ingredient Polyphenylenether (PPE).
  • PPE Polyphenylenether
  • the first material has an E-modulus of approx. 14000 N / mm 2 and the second material has an E-modulus of approx. 2400N / mm 2 . Therefore, the second material has a smaller modulus of elasticity than the first material.
  • the first material and the second material are matched to one another in such a way that in a friction pairing with the material of the inner side 3 of the roll shell 4 -this steel is in the case of sliding friction a smaller coefficient of friction - namely 0.125- as the second material-namely 0.2 - Has.
  • the lip 12 is designed such that when properly using the sealing strip 1 in the state by the sealing surface 2 is employed against the inside 3 of the roll shell 4, the upper edge 13 lip 12 against the inside. 3 the roller shell 4 is employed and in frictional contact with this. Furthermore, the lip 12 extends curved in the direction of movement D of the roll shell 4 viewed.
  • the lip 12 is already made curved or by the lip without self-curvature due to the friction with the roll shell inner side 3 undergoes this curving force.
  • the lip in the present case is made so that the upper edge 13 in the state in which the sealing surface 2 is not employed against the roll shell inner side 3 protrudes in height above the sealing surface 2.
  • the lip can be releasably connected to the base body 11 at a connection point 20, for example, in a force-locking manner in the form of a screw connection.
  • the base body 1 1 further forms the rear end face 15 of the sealing strip 1 from.
  • the base body 1 1 has a front side which has a first portion 21, a second portion 20 and a third portion 22, wherein the first portion provides a part of the lubricant channel 5, the second portion, the joint 20 at the lip 12 with the Base body 1 1 is connected and the third portion 22 provides a portion of the front end face 14 of the sealing strip 1.
  • the front end face 14 of the sealing strip 1 is provided by the lip 12 and the third section 22 of the front side of the base body 1 1.
  • the transition between the lip 12 and the base body 1 1 is flat, ie, for example, no step or no shoulder forms.
  • the lubricant channel 5 extends inclinedly from the bottom towards the sealing surface, wherein the inclination with a horizontal is between 20 ° and 70 °. Further, in all shown in Figures 1 -4 and 5 sealing strips 1, 1 a, 1 b, the lubricant channel 5 extends over most of the length of the respective sealing strip 1, 1 a, 1 b, 1 c.
  • the sealing strip 1 a shown in FIG. 2 comprises a plurality of reinforcing ribs 16 juxtaposed in the longitudinal direction of the sealing strip against which the lip 12 a is supported during rotational movement D of the roll shell 4 by pressing the lip 12 with the reinforcing ribs 16 against the rear wall 7.
  • the stiffening ribs 16 are arranged on the lip 12a.
  • the lip 12a is designed such that it is used in the condition that the sealing surface 2 against the inner side 3 of the roll shell 4, when used properly the sealing strip 1 a, the upper edge 13 lip 12a to the inside 3 of the roll shell 4 is spaced, wherein the distance is present 2-4 millimeters. Further, the lip 12 extends inclined in the direction of movement D of the roll shell 4, wherein the lip 12 'is already made inclined. In the case of the sealing strip 1 a shown in FIG. 2, it can also be seen that the transition between the lip 12 a and the base body 1 1 is formed by a shoulder on the front end face 14.
  • the sealing strip 1 b shown in FIG. 3 differs from that of FIG. 2 only in that the front end face 14 is completely provided by the lip 12 b ' . As a result, a flat front end side 14 is also provided.
  • FIG. 4 shows a further sealing strip 1 c according to the invention in a cross-sectional plane perpendicular to its longitudinal direction.
  • the lip 12c of the sealing strip 1c shown in FIG. 4 is designed such that, when used as intended, it extends substantially in the radial direction of the roll shell 4
  • Figure 4 shows the sealing strip 1 c but not installed, ie without roll shell. Further, this is the same as in the sealing strip 1 shown in Figure 1 - the base body 1 1 has a rear side, which provides the rear end face 15 of the sealing strip 1 c.
  • the base body 1 1 has a front side with a first portion 21, a second portion 20 and a third portion 22, wherein the first portion 21 a part of the lubricant groove 5, the second portion 20, the junction of the main body 1 1 with the lip 12 c and the third portion 22 provides a part of the front end face 14 of the sealing strip 1 c.
  • the front end face 14 of the sealing strip is formed in sections by the lip 12c and partially by the base body 1 1, wherein at the front end 14 of the transition between the lip 12c and the base body 1 first even, that is without level or paragraph forms.
  • the rear end face 15 of the sealing strip 1 c is formed only by the main body 1 1.
  • the lip 12c is positively connected to the base body 11 at the connection point 20.
  • the joint 20 forms a dovetail connection, the relative mobility of lip 12c and body 1 1 in the longitudinal direction of the sealing strip 1 c, ie when used as intended in the cross machine direction of the roller, but allows a relative mobility in other directions than the aforementioned substantially or completely prevented ..
  • FIG. 5 shows the lip 12a or 12b in a perspective view with the several stiffening ribs 16 arranged side by side in the longitudinal direction of the lip 12a, 12b.
  • Suction or blower roll for a web material processing and / or producing machine in particular paper, board or tissue machine
  • a sealing device for sealing an overpressure or underpressure zone of the suction or blower roll
  • the sealing device at least one sealing strip according to one of claims 1 -14.
  • 6 shows a suction roll according to the invention 18 for a web material processing and / or manufacturing machine, in particular paper, board or Tissuemaschine, in a cross-sectional plane perpendicular to the longitudinal direction of the suction roller 18. It should be noted that the longitudinal direction of the sealing strip 1 or 1 a or 1 b or 1 c and that of the suction roll 18 coincide.
  • the suction roll 18 has at least one sealing device 17 for sealing a vacuum zone V of the suction roll 18 with respect to the surroundings U.
  • the sealing device 17 comprises at least one sealing strip 1, 1 a, 1 b or 1 c-present two sealing strips according to the invention.
  • the two sealing strips 1, 1 a or 1 b are considered according to the invention in the suction roller 18 in the cross-sectional plane or in a plane defined by the rotational movement D of the roll shell 4 level in a 7 o'clock to 12 o'clock position in clockwise rotation and in a 5 o'clock built up to 12 o'clock position when turned counterclockwise.
  • the rotation D of the roll shell takes place in a clockwise direction and the two sealing strips 1, 1 a, 1 b or 1 c are installed in a 10 o'clock position in the roller 18.
  • the two sealing strips 1, 1 a, 1 b or 1 c are incorporated as intended in the roller 18, ie viewed in the rotational direction D of the roll shell 4, the lubricant channel 5 is arranged in front of the sealing surface 2 and the front wall 6 in front of the rear wall 7.

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  • Sealing With Elastic Sealing Lips (AREA)
  • Paper (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Dichtleiste (1) für eine Dichteinrichtung zur Abdichtung einer Über- oder Unterdruckzone einer Saugoder Blaswalze einer Bahnmaterial verarbeitenden und/oder herstellenden Maschine, insbesondere Papier-, Karton- oder Tissuemaschine, wobei die Dichtleiste (1) eine Dichtfläche hat, die zur Abdichtung der Über- oder Unterdruckzone gegen die Innenseite (3) eines Walzenmantels (4) anstellbar und bei Drehbewegung des Walzenmantels (4) mit dieser in Reibkontakt ist und die Dichtleiste (1) eine durch einen Ausschnitt aus der Dichtleiste gebildete und zur Innenseite des Walzenmantels hin offene Schmiermittelrinne (5) mit einer vorderen und einer hinteren Wandung (6, 7) umfasst und mittels der Schmiermittel in den Einlaufspalt zwischen der Dichtfläche (2) und der Innenseite (3) des Walzenmantels bringbar ist, wobei in der Drehbewegungsrichtung (D) des Walzenmantels (4) betrachtet die Schmiermittelrinne (5) vor der Dichtfläche (2) und die vordere Wandung (6) vor der hinteren Wandung (7) angeordnet ist. Die Dichtleiste (1) umfasst einen zumindest die Dichtfläche (2) bereitstellenden ersten Materialabschnitt aus einem ersten Werkstoff sowie einen zumindest die vordere Wandung (6) zumindest abschnittweise bereitstellenden zweiten Materialabschnitt aus einem zweiten Werkstoff, wobei sich der erste und der zweite Werkstoff in zumindest einer physikalischen Eigenschaft, wie bspw. E-Modul, Abriebbeständigkeit, Härte, Sprödigkeit voneinander unterscheiden.

Description

Dichtleiste für Papier-, Karton- oder Tissuemaschine aus mehreren Werkstoffen
Die Erfindung betrifft eine Dichtleiste die geeignet ist für den Einsatz in einer Dichteinrichtung zur Abdichtung einer Über- oder Unterdruckzone einer Saug- oder Blaswalze einer Bahnmate al verarbeitenden und/oder herstellenden Maschine, insbesondere Papier-, Karton- oder Tissuemaschine.
Dichtleisten der vorgenannten Art werden seit langer Zeit in Saug- oder Blaswalzen von Papier-, Karton- oder Tissuemaschine eingesetzt, um Über- oder Unterdruckzonen gegenüber der Umgebung abzudichten, indem deren Dichtfläche gegen die Innenseite des Walzenmantels angestellt wird und sich bei Drehbewegung des Walzenmantels mit der Innenseite des Walzenmantels im Reibkontakt befindet. Bei den seit Langen bekannten Dichtleisten findet eine Schmierung der Reibpaarung Dichtfläche-Innenseite Walzenmantel durch Spritzrohre statt, die ein Schmiermittel - in der Regel Wasser- in den Spalt zwischen Dichtfläche und Innenseite Walzenmantel einbringen. Solche Systeme haben den Nachteil, dass das Schmiermittel oft nicht effektiv zwischen die Dichtfläche und Innenseite des Walzenmantels gebracht werden kann und daher eine hohe Menge an Schmiermittel für eine ausreichende Schmierung erforderlich ist.
Um das vorgenannte Von der Anmelderin wurde in der nahen Vergangenheit ein neues Dichtleistensystem entwickelt, bei dem in der Dichtleiste eine Schmiermittelrinne mit einer vorderen und einer hinteren Wandung eingearbeitet ist, die in Drehbewegungsrichtung des Walzenmantels betrachtet vor der Dichtfläche angeordnet ist und mittels der das Schmiermittel direkt in den Einlaufspalt zwischen der Dichtfläche und Walzenmantelinnenseite einbringbar ist.
Für gewisse Anwendungen, wie bspw. Anwendungen bei denen die Dichtleiste bspw. in einer 5-12Uhr Position (bei Drehbewegungsrichtung des Walzenmantels gegen den Uhrzeigersinn) oder in einer 7-12 Uhr Position (bei Drehbewegungsrichtung des Walzenmantels in Uhrzeigersinn) in die Walze eingebaut ist, hat sich nun gezeigt, dass die vordere Wandung der Schmiermittelrinne vorteilhafterweise bis oder nahezu bis zur Innenseite des Walzenmantels hochgezogen sollte, um die Effektivität der Ausbringung des Schmiermittels weiter zu verbessern. Dies bedeutet, dass der die vordere Wandung bereitstellende Materialabschnitt der Dichtleiste für diese Anwendungsfälle in Reibkontakt mit der Walzenmantelinnenseite sein kann.
Das Material aus dem eine übliche Dichtleiste hergestellt ist, ist auf die Bereitstellung einer hohen Abriebsbeständigkeit hin optimiert mit der Folge, dass dieses oftmals einen vergleichsweise hohen E-Modul hat sowie oftmals hart und spröde ist. Ferner ist die Materialstärke des Materialabschnitts der Dichtleiste im Bereich der vorderen Wandung oftmals recht gering. Daher kann es vorkommen, dass die Dichtleiste im Bereich der vorderen Wandung ausbrechen kann, wenn der die vordere Wandung bereitstellende Materialabschnitt mit der Walzenmantelinnenseite in Reibkontakt gebracht ist.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht daher darin eine Dichtleiste der vorgenannten Art dahingehend weiterzuentwickeln, dass diese sowohl in Hinblick auf deren Abriebbeständigkeit als auch im Hinblick auf ein mögliches Ausbrechen von Teilen der Schmiermittelrinne hin optimiert werden kann.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Dichtleiste die für den Einsatz in einer Dichteinrichtung zur Abdichtung einer Über- oder Unterdruckzone einer Saug- oder Blaswalze einer Bahnmaterial verarbeitenden und/oder herstellenden Maschine, insbesondere Papier-, Karton- oder Tissuemaschine, geeignet ist. Die Dichtleiste hat hierbei eine vordere Stirnseite und eine hintere Stirnseite sowie eine sich zwischen den beiden Stirnseiten erstreckende Oberseite, wobei die Oberseite eine Dichtfläche sowie eine durch einen Ausschnitt aus der Dichtleiste gebildete Schmiermittelrinne bereitstellt. Bei der Dichtleiste ist auf Höhe der Schmiermittelrinne zwischen der vorderen Stirnseite und der Schmiermittelrinne eine vordere Wandung sowie zwischen der Schmiermittelrinne und der hinteren Stirnseite eine die Dichtfläche bereitstellende hintere Wandung gebildet, die eine größere Wandstärke als die vordere Wandung hat.
Bei bestimmungsgemäßer Verwendung der Dichtleiste ist die Dichtfläche zur Abdichtung der Über- oder Unterdruckzone gegen die Innenseite des Walzenmantels anstellbar und mittels der Schmiermittelrinne Schmiermittel in den Einlaufspalt zwischen der Dichtfläche und der Innenseite des Walzenmantels bringbar, wobei bei Drehbewegung des Walzenmantels der Walzenmantel an der vorderen Stirnseite auf die Dichtleiste aufläuft und an der hinteren Stirnseite von dieser abläuft, Die erfindungsgemäße Dichtleiste zeichnet sich dadurch aus, dass die Dichtleiste einen die Dichtfläche bereitstellenden ersten Materialabschnitt sowie einen die vordere Wandung zumindest abschnittweise bereitstellenden zweiten Materialabschnitt umfasst, wobei der erste Materialabschnitt aus einem ersten Werkstoff und der zweite Materialabschnitt aus einem zweiten Werkstoff gefertigt ist und sich der erste und der zweite Werkstoff in zumindest einer physikalischen Eigenschaft, wie bspw. E-Modul, Abriebbeständigkeit, Härte, Sprödigkeit voneinander unterscheiden.
Durch die erfindungsgemäße Lösung ist es möglich die Dichtleiste bzgl. der Materialauswahl optimal an die Anforderungen im Hinblick auf Abriebbeständigkeit der Dichtfläche und Elastizität für den Bereich der vorderen Wandung der Schmierwasserrinne anzupassen.
Ein erhöhter Verschleiß, wie dies der Fall sein könnte, wenn für die Dichtfläche derselbe Werkstoff verwendet würde wie für den die vordere Wandung bereitstellenden Materialabschnitt, kann somit verhindert werden. Ebenso kann ein Ausbrechen des die vordere Wandung bereitstellenden Materialabschnitts verhindert werden, wie dies der Fall sein könnte wenn für den die vordere Wandung bereitstellenden Materialabschnitt derselbe Werkstoff verwendet würde wie für die Dichtfläche.
Die erfindungsgemäße Lösung fordert nicht zwangsläufig, dass die gesamte vordere Wandung durch den zweiten Materialabschnitt aus dem zweiten Werkstoff bereitgestellt ist, sondern es ist auch denkbar, dass die vordere Wandung abschnittweise durch einen anderen Materialabschnitt, bspw. auch durch den ersten Materialabschnitt bereitgestellt ist. Zu erwähnen ist noch, dass die Dichtleiste bei bestimmungsgemäßer Verwendung mit Ihrer Längsrichtung in Maschinenquerrichtung der Walze orientiert in die Walze eingebaut ist.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Vorzugsweise sind sowohl der erste Werkstoff und als auch der zweite Werkstoff elastisch ausgebildet. Der die Dichtfläche bereitstellende erste Werkstoff sollte hierbei derart elastisch ausgebildet sein, dass sich die Dichtfläche zur Bereitstellung einer guten Dichtwirkung an die Innenseite des Walzenmantels anschmiegen kann. Auf den die vordere Wandung bereitstellenden zweite Materialabschnitt können durch mit dem Walzenmantel mitgenommene Schmutzpartikel einwirken, kann. Da der zweite Materialabschnitt im Bereich der vorderen Wandung - in Umfangsrichtung des Walzenmantels betrachtet- eine in der Regel deutlich geringere Wandstärke als der die Dichtfläche bereitstellende erste Materialabschnitt hat, ist der zweite Materialabschnitt gegenüber mechanischen Einwirkungen stärker beansprucht als der erste Materialabschnitt. Der zweite Werkstoff sollte daher vorzugsweise ausreichend elastisch ausgebildet sein, dass dieser auf die vordere Wandung einwirkenden mechanischen Beanspruchungen - bspw. durch Schläge aufgrund von am Walzenmantel mitgenommenen Schmutzpartikeln- ohne Beschädigung des zweiten Materialabschnitts aufnehmen kann. Versuche der Anmelderin haben gezeigt, dass es insbesondere von Vorteil ist, wenn der zweite Werkstoff einen kleineren E-Modul als der erste Werkstoff hat. Konkret kann der erste Werkstoff bei Raumtemperatur einen E-Modul von 10.000 N/mm2 oder mehr haben, Ferner ist in diesem Zusammenhang denkbar, dass der zweite Werkstoff bei Raumtemperatur einen E- Modul von 8000N/mm2 oder weniger, bevorzugt 5000N/mm2 oder weniger hat.
Ferner ist es von Vorteil, wenn der zweite Werkstoff weniger hart und/oder spröde ist als der erste Werkstoff. Hierdurch kann die Gefahr eines Ausbrechens des die vordere Wandung bereitstellenden zweiten Materialabschnitts verringert werden. Versuche der Anmelderin haben weiter gezeigt, dass es -insbesondere wenn der die vordere Wandung bereitstellende zweite Materialabschnitt in Reibkontakt mit der Innenseite des Walzenmantels gebracht wird- sinnvoll ist, wenn in einer Reibpaarung mit dem Werkstoff der Innenseite des Walzenmantels (bei Gleitreibung) der erste Werkstoff die gleiche oder eine größere Abriebbeständigkeit als der zweite Werkstoff hat. Hierdurch wird sichergestellt, dass der die vordere Wandung bereitstellende zweite Materialabschnitt mindestens so stark verschleißt wie die Dichtfläche. Hierdurch wird vermieden, dass die Funktion der Dichtleiste, insbesondere Dichtfläche, durch Verklemmen des zweiten Materialabschnitts an der Innenseite des Walzenmantels beeinträchtigt wird.
An den die Dichtfläche bereitstellenden ersten Werkstoff wird die Anforderung eines möglichst geringen Reibkoeffizienten in der Reibpaarung mit dem Material der Innenseite des Walzenmantels -in der Regel Stahl- gestellt. Denkbar ist in diesem Zusammenhang insbesondere dass der erste Werkstoff in der Reibpaarung mit dem Werkstoff der Innenseite des Walzenmantels einen Reibkoeffizient von 0,15 oder weniger hat. Die Ergebnisse zeigen, dass es von Vorteil ist, wenn der zweite Werkstoff einen größeren Reibungskoeffizienten als der erste Werkstoff hat. Denkbar ist es hierbei, dass der zweite Werkstoff in der Reibpaarung mit dem Werkstoff der Innenseite des Walzenmantels -in der Regel Stahl- einen Reibkoeffizient von 0,18 oder mehr hat.
Konkret kann es sich bei dem ersten Werkstoff um einen solchen handeln, der als wesentlichen Bestandteil eine Kunststoff-Graphit-Mischung, insbesondere eine Gummi-Graphit-Mischung, umfasst. Denkbar ist insbesondere, dass der erste Werkstoff durch eine Gummi-Graphit-Mischung gebildet ist. Denkbar sind hierbei bspw. Mischungsverhältnisse von 45-80 Gew.-% Graphit und 55-20 Gew.-% Kunststoff bzw. Gummi, wobei bei Mischungsverhältnissen mit mehr Graphit als Kunststoff einerseits ein höherer Selbstschmierungseffekt erzielt wird, der Graphitanteil aber nicht zu hoch sein darf, da das Material sonst zu spröde ist. Bei dem zweiten Werkstoff kann es sich um einen handeln, der als wesentlichen Bestandteil einen Kunststoff, insbesondere Polvphenylenether (PPE) umfasst.
Wenn vorliegend der Begriff „wesentlicher Bestandteil" verwendet wird soll darunter verstanden werden, dass dieser Bestandteil zu den größten Anteil in Gew.-% des Werkstoffs ausmacht.
Bei dem Schmiermittel handelt es sich vorzugsweise um im Wesentlichen Wasser. Der Begriff „im Wesentlichen" bezieht sich hierbei auf die eventuelle Möglichkeit der Zugabe von Schmierstoff-Additiven zum Wasser, wobei Wasser immer den Hauptbestandteil (bezogen auf Volumen-%) einer solchen Mischung darstellt. Konkret kann der erste Materialabschnitt einen die hintere Wandung und die Dichtfläche bereitstellenden Grundkörper und der zweite Materialabschnitt eine die vordere Wandung bereitstellende Lippe bilden, wobei die Lippe an einer Verbindungsstelle mit dem Grundkörper verbunden ist. Bevorzugt ist in diesem Zusammenhang insbesondere vorgesehen, dass die Dichtleiste -mit Ausnahme eventueller Zuleitungsanschlüsse für die Schmiermittelzufuhr- lediglich aus dem Grundkörper und der Lippe gebildet ist. Vorzugsweise ist die Lippe ferner elastischer, insbesondere biegeelastischer als der Grundkörper.
Konkret kann weiter vorgesehen sein, dass der Grundkörper eine Hinterseite hat, welche die hintere Stirnseite der Dichtleiste bereitstellt. Des Weiteren ist es denkbar, dass der Grundkörper eine Vorderseite mit einem ersten und einem zweiten Abschnitt hat, wobei der erste Abschnitt einen Teil der Schmiermittelrinne und der zweite Abschnitt die Verbindungsstelle bereitstellt, an der die Lippe mit dem Grundkörper verbunden ist. Eine solche Ausgestaltung ist besonders einfach und kostengünstig herstellbar. In diesem Fall wird die vordere Stirnseite der Dichtleiste durch die Lippe bereitgestellt. Denkbar ist auch, dass die Vorderseite des Grundkörpers zusätzlich zu dem ersten und zweiten Abschnitt einen dritten Abschnitt hat, der einen Teil der vorderen Stirnseite der Dichtleiste bereitstellt. In diesem Fall ist also ein Teil der vorderen Stirnseite der Dichtleiste durch den Grundkörper und ein anderer Teil der vorderen Stirnseite der Dichtleiste durch die Lippe bereitgestellt. Da bei Dichtleisten die beiden Stirnseiten oftmals als Führungsflächen der Dichtleiste im Dichtleistenhalter dienen, welche die Bewegungsrichtung der Dichtleiste bei deren Anstellung an die Innenseite des Walzenmantels festlegen, ist es insbesondere sinnvoll, wenn an der vorderen Stirnseite der Übergang zwischen der Lippe und dem Grundkörper eben ausgebildet ist, d.h. bspw. keine Stufe oder keinen Absatz bildet.
Es sind mehrere Möglichkeiten denkbar, wie die Lippe mit dem Grundkörper verbunden sein kann. Nach einer Möglichkeit ist es denkbar, dass die Lippe mit dem Grundkörper lösbar verbunden ist, insbesondere kraftschlüssig und/oder formschlüssig mit dem Grundkörper verbunden ist. Denkbar sind hierbei insbesondere Schraub- oder Fügeverbindungen. Durch eine lösbare Verbindung ist es ohne großen Aufwand möglich eine beschädigte Lippe gegen eine neue Lippe auszutauschen.
Weisen der erste und der zweite Werkstoff zueinander unterschiedliche thermische Längenausdehnungen auf kann es sein, dass sich in Längsrichtung der Dichtleiste betrachtet die Lippe und der Grundkörper zueinander unterschiedlich ausdehnen. Um eine durch unterschiedliche thermische Längenausdehnung von Grundkörper und Lippe bedingte Deformation oder Krümmung der Dichtleiste in deren Längsrichtung zu reduzieren oder zu verhindern, sieht eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung daher vor, dass die Lippe und der Grundkörper in Längsrichtung der Dichtleiste relativ zueinander bewegbar miteinander verbunden sind. Konkret kann dies bspw. durch eine formschlüssige Verbindung zwischen Lippe und Grundkörper bereitgestellt werden, bspw. in Form einer Schwalbenschwanzverbindung, die eine relative Bewegung von Lippe und Grundkörper in Längsrichtung der Dichtleiste zulässt. Zu bemerken ist an dieser Stelle, dass die o.g. relative Bewegbarkeit nicht nur in Verbindung mit unterschiedlichen thermischen Längenausdehnungen von Lippe und Grundkörper denkbar ist.
Alternativ dazu ist es denkbar, dass die an dem Grundkörper angeordnete Lippe unlösbar, insbesondere stoffschlüssig mit dem Grundkörper verbunden ist. Hierdurch wird eine besonders in der Fertigung der Dichtleiste leicht und damit kostengünstig herstellbare Verbindung bereitgestellt. Denkbar ist hierbei bspw. eine Klebeverbindung.
Um die Steifigkeit der Lippe gegen eine in Drehbewegungsrichtung des Walzenmantels gerichtete Belastung zu erhöhen, ist es insbesondere sinnvoll wenn die Dichtleiste Versteifungsrippen umfasst, gegen welche sich die Lippe bei Drehbewegung des Walzenmantels abstützt. Denkbar ist in diesem Zusammenhang insbesondere dass die Versteifungsrippen an der Lippe angeordnet sind. Alternativ oder ergänzend dazu ist denkbar, dass die Versteifungsrippen an der hinteren Wandung angeordnet sind. Um sicherzustellen dass bei Montage der Dichtleiste ein Umklappen der Lippe entgegen der Drehbewegungsrichtung des Walzenmantels erfolgt, was eine Beschädigung der Lippe und/oder eine Beschädigung der Verbindungsstelle zur Folge haben könnte ist nach einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die Lippe derart ausgebildet ist, dass diese bei bestimmungsgemäßer Verwendung geneigt und/oder gekrümmt zur radialen Richtung des Walzenmantels verläuft, wobei die Neigung und/oder Krümmung in Bewegungsrichtung der Walze gerichtet ist.
Alternativ dazu ist denkbar, dass die Lippe derart ausgebildet ist, dass diese bei bestimmungsgemäßer Verwendung im Wesentlichen in radialer Richtung des Walzenmantels verläuft. Eine solche Lippe ist besonders einfach und damit kostengünstig herstellbar. Nach einer konkreten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Dichtfläche in Umfangsrichtung des Walzenmantels betrachtet eine Erstreckung von 15 Millimeter - 70 Millimeter, insbesondere 15 Millimeter - 50 Millimeter hat. Nach einer weiteren konkreten Ausgestaltung der Erfindung ist ferner vorgesehen, dass die Lippe in Umfangsrichtung des Walzenmantels betrachtet eine Wandstärke von 0,5 Millimeter - 6 Millimeter hat.
Wie bereits vorher erläutert, kann es zur Bereitstellung einer guten Schmiermittelversorgung zwischen Dichtfläche und Walzenmantelinnenseite sinnvoll sein, wenn die Lippe derart ausgelegt ist, dass bei bestimmungsgemäßer Verwendung der Dichtleiste im Zustand indem die Dichtfläche gegen die Innenseite des Walzenmantels angestellt ist , die Oberkante Lippe gegen die Innenseite des Walzenmantels angestellt ist -d.h. bei Drehbewegung des Walzenmantels mit dessen Innenseite in Reibkontakt ist- oder maximal 10 Millimeter, bevorzugt maximal 4 Millimeter zur Innenseite des Walzenmantels beabstandet ist. Im angestellten fungiert dann die Lippe in der Art einer„Dichtlippe" oder eines„Wischerblatts" und dichtet die Schmiermittelrinne nach vorne ab, so dass das Schmiermittel entweder in der Schmierrinne verbleibt oder in den Einlaufspalt von Dichtfläche und Walzenmantelinnenseite gezogen wird, aber nur wenig anderweitig aus der Schmiermittelrinne austreten kann. Ferner kann der Umstand, dass die Lippe an die Walzenmantelinnenseite angestellt ist erst nach einer gewissen Betriebszeit, bspw. im Laufe der Abnutzung der Dichtfläche, eintreten und muss nicht zwingend erforderlich schon am Anfang der Betriebszeit der Dichtleiste der Fall sein.
Für eine gute Schmiermittelversorgung kann es ferner sinnvoll sein, wenn sich die Schmiermittelrinne von deren Boden zur Dichtfläche hin geneigt erstreckt, wobei die Neigung in Richtung der hinteren Stirnseite der Dichtleiste gerichtet ist, insbesondere mit einer Horizontalen einen Winkel zwischen 20° und 70°, insbesondere zwischen 30° und 50° einschließt. Hierdurch kann das Schmiermittel entlang der durch die hintere Wandung gebildeten schiefen Ebene besonders leicht in den Einlaufspalt zwischen Dichtfläche und Walzenmantelinnenseite transportiert werden. Dieser Effekt ist insbesondere dann stark ausgeprägt, wenn die Schmiermittelrinne bis oder nahezu bis zur Innenseite des Walzenmantels mit dem Schmiermittel gefüllt ist, und dadurch durch die Innenseite des Walzenmantels mitgerissen wird.
Um über die im wesentlichen gesamte Länge der Dichtleiste eine gute Schmierung der Reibpaarung Dichtfläche-Innenseite Walzenmantel mit dem Schmiermittel zu erreichen sieht eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung vor, dass sich die Schmiermittelrinne über den größten Teil der Länge der Dichtleiste erstreckt,
Eine Möglichkeit um die Schmiermittelrinne mit Schmiermittel zu versorgen sieht vor, dass die Dichtleiste ein innerhalb der Dichtleiste geführtes Schmiermittelverteilsystem mit einem sich in Längsrichtung der Dichtleiste erstreckenden Schmiermittelzuführkanal und einer oder einer Vielzahl von Steigleitung(en) umfasst, die einendseitig mit der Schmiermittelrinne und andernendseitig mit dem Schmiermittelzuführkanal verbunden ist bzw. sind, wobei im Falle der mehreren Steigleitungen diese in Längsrichtung des Schmiermittelkanals nebeneinander angeordnet sind. Der Schmiermittelkanal ist mit einer außerhalb der Dichtleiste geführten Schmiermittelzuführleitung verbindbar.
Die erfindungsgemäße Dichtleiste kann in jeglicher Art von Saug- oder Blaswalzen für Bahnmaterial verarbeitende und/oder herstellende Maschinen, insbesondere Papier-, Karton- oder Tissuemaschinen an unterschiedlichsten Positionen zum Einsatz kommen. Besonders vorteilhaft ist die erfindungsgemäße Dichtleiste in Positionen einsetzbar, bei denen die Schmiermittelrinne nicht „kopfüber" mit der Öffnung nach unten angeordnet ist, da bei einer „kopfüber" Orientierung der Schmiermittelrinne die
Funktion der Schmiermittelrinne weniger stark zum Tragen kommt, da diese in diesem Fall weniger als reservoir für das Schmiermittel dienen kann als wenn die Öffnung der Rinne nach oben gerichtet ist. Ein auf dieser Erkenntnis beruhender unabhängiger Aspekt der Erfindung schlägt daher eine Saug- oder blaswalze mit einer Dichteinrichtung zur Abdichtung einer Über- oder Unterdruckzone der Saug- oder Blaswalze mit zumindest einer Dichtleiste nach einem der Ansprüche 1 -13 vor, bei der die Dichtleiste in der Saug- oder Blaswalze -betrachtet in einer durch die Drehbewegung des Walzenmantels aufgespannten Ebene- in einer 7 Uhr bis 12 Uhr Position eingebaut ist, wenn die Drehbewegungsrichtung des Walzenmantels in Uhrzeigersinn ist und in einer 5 Uhr bis 12 Uhr Position, wenn die Drehbewegungsrichtung des Walzenmantels gegen den Uhrzeigersinn ist.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von schematischen, nicht maßstabsgetreuen Zeichnungen weiter erläutert. Es zeigen die
Figur 1 eine erste Ausführungsform eine erfindungsgemäßen Dichtleiste in einer
Saugwalze einer Papier-, Karton- oder Tissuemaschine,
Figur 2 eine zweite Ausführungsform eine erfindungsgemäßen Dichtleiste in einer Saugwalze einer Papier-, Karton- oder Tissuemaschine, Figur 3 eine dritte Ausführungsform eine erfindungsgemäßen Dichtleiste in einer
Saugwalze einer Papier-, Karton- oder Tissuemaschine,
Figur 4 eine vierte Ausführungsform eine erfindungsgemäßen Dichtleiste in einer
Saugwalze einer Papier-, Karton- oder Tissuemaschine,
Figur 5 eine Lippe einer erfindungsgemäßen Dichtleiste in perspektivischer Ansicht und Figur 6 eine erfindungsgemäße Saugwalze.
Die gattungsgemäßen Dichtleisten haben eine Längsrichtung, die sich bei bestimmungsgemäßer Verwendung der Dichtleisten in Maschinenquerrichtung der Walze erstreckt in welche diese eingebaut sind. Die in den Figuren 1 -4 gezeigten Dichtleisten 1 , 1 a, 1 b, 1 c sind in einer Querschnittsebene gezeigt, die senkrecht zur Längsrichtung der Dichtleisten 1 , 1 a, 1 b, 1 c aufgespannt ist. Bei bestimmungsgemäßer Verwendung der gattungsgemäßen Dichtleisten verläuft ferner die Drehbewegungsrichtung des Walzenmantels in der vorgenannten Querschnittsebene. Die in der Figur 1 zeigt eine Dichtleiste 1 bei bestimmungsgemäßer Verwendung in einer -nicht weiter gezeigten- Dichteinrichtung einer Saugwalze einer Bahnmaterial verarbeitenden und/oder herstellenden Maschine.
Die Dichtleiste 1 hat eine vordere Stirnseite 14 und eine hintere Stirnseite 15 sowie eine sich zwischen den beiden Stirnseiten 14, 15 erstreckende Oberseite 19 welche eine Dichtfläche 2 sowie eine durch einen Ausschnitt aus der Dichtleiste 1 gebildete Schmiermittelrinne 5 bereitstellt. Wie aus der Darstellung der Figur 1 zu erkennen ist, ist die Schmiermittelrinne 5 zwischen der vorderen Stirnseite 14 und der Dichtfläche 2 angeordnet. Weiter ist aus der Figur 1 zu erkennen, dass auf Höhe H der Schmiermittelrinne 5 zwischen der vorderen Stirnseite 14 und der Schmiermittelrinne 5 eine vordere Wandung 6 sowie zwischen der Schmiermittelrinne 5 und der hinteren Stirnseite 15 eine die Dichtfläche 2 bereitstellende hintere Wandung 7 gebildet ist, wobei die hintere Wandung 7 -in Umfangsrichtung eines Walzenmantels 4 betrachtet- eine größere Wandstärke als die vordere Wandung 6 hat.
Bei bestimmungsgemäßer Verwendung der Dichtleiste 1 ist die Dichtfläche 2 zur Abdichtung der Über- oder Unterdruckzone gegen die Innenseite 3 des eine Vielzahl von Sauglöchern L umfassenden Walzenmantels 4 anstellbar und bei Drehbewegung D des Walzenmantels 4 mit dieser in Reibkontakt. Mittels der zur Innenseite 3 des Walzenmantels 4 hin offenen Schmiermittelrinne 5 ist ein Schmiermittel -vorliegend in Form von Wasser- in den Einlaufspalt 8 zwischen der Dichtfläche 2 und der Innenseite 3 des Walzenmantels 4 bringbar. Ferner läuft bei Drehbewegung D des Walzenmantels 4 der Walzenmantel 4 an der vorderen Stirnseite 14 auf die Dichtleiste 1 auf und an der hinteren Stirnseite 15 von dieser wieder ab, In Drehbewegungsrichtung D des Walzenmantels betrachtet ist die Schmiermittelrinne 5 vor der Dichtfläche 2 und die vordere Wandung 6 vor der hinteren Wandung 7 angeordnet.
Die Dichtleiste 1 hat ferner ein innerhalb der Dichtleiste 1 geführtes Schmiermittelverteilsystem mit einem sich in Längsrichtung der Dichtleiste 1 erstreckenden Schmiermittelzuführkanal 9 und einer Vielzahl von Steigleitungen 10 (von denen in der Darstellung der Figur 1 nur eine zu sehen ist). Die Steigleitungen 10 sind einendseitig mit der Schmiermittelrinne 5 und andernendseitig mit dem Schmiermittelzuführkanal 9 verbunden und in Längsrichtung des Schmiermittelkanals 5 nebeneinander angeordnet. Die in der Figur 1 gezeigte Dichtleiste 1 ist durch einen einen Grundkörper 1 1 bildenden ersten Materialabschnitt aus einem ersten Werkstoff sowie einem eine biegeelastische Lippe 12 bildenden zweiten Materialabschnitt aus einem zweiten Werkstoff gebildet. Hierbei stellt der Grundkörper 1 1 die hintere Wandung 7 mit der Dichtfläche 2bereit. Ferner stellt die Lippe 12 die vordere Wandung 6 bereit. Der erste und der zweite Werkstoff unterscheiden sich vorliegend zumindest in den physikalischen Eigenschaften E-Modul, Abriebbeständigkeit und Reibungskoeffizient voneinander. Konkret umfasst der erste Werkstoff im Wesentlichen eine Gummi- Graphit Mischung und hat einen Graphitanteil von 60 Gew.-% und einem Gummianteil von 35 Gew.-% sowie weitere Bestandteile. Der zweite Werkstoff umfasst als wesentlichen Bestandteil Polvphenylenether (PPE). Der erste Werkstoff hat einen E-Modul von ca. 14000 N/mm2 und der zweite Werkstoff hat einen E-Modul von ca. 2400N/mm2. Daher hat der zweite Werkstoff einen kleineren E-Modul als der erste Werkstoff. Ferner sind der erste Werkstoff und der zweite Werkstoff derart aufeinander abgestimmt, dass in einer Reibpaarung mit dem Werkstoff der Innenseite 3 des Walzenmantels 4 -dieser ist vorliegend Stahl- bei Gleitreibung einen kleineren Reibungskoeffizient -nämlich 0,125- als der zweite Werkstoff -nämlich 0,2- hat. Wie aus der Darstellung der Figur 1 zu erkennen ist, ist die Lippe 12 derart ausgelegt, dass bei bestimmungsgemäßer Verwendung der Dichtleiste 1 im Zustand indem die Dichtfläche 2 gegen die Innenseite 3 des Walzenmantels 4 angestellt ist, die Oberkante 13 Lippe 12 gegen die Innenseite 3 des Walzenmantels 4 angestellt und mit dieser in Reibkontakt ist . Ferner verläuft die Lippe 12 in Bewegungsrichtung D des Walzenmantels 4 betrachtet gekrümmt. Dies kann dadurch entstehen, indem die Lippe 12 bereits gekrümmt gefertigt ist oder aber indem die Lippe ohne Eigenkrümmung aufgrund der Reibung mit der Walzenmantelinnenseite 3 eine diese krümmende Kraft erfährt. In zuletzt genannten Fall ist die Lippe vorliegend so gefertigt, dass deren Oberkante 13 im Zustand in dem die Dichtfläche 2 nicht an die Walzenmantelinnenseite 3 angestellt ist, in der Höhe über der Dichtfläche 2 übersteht.
Die Lippe kann vorliegend lösbar an einer Verbindungsstelle 20 mit dem Grundkörper 1 1 verbunden sein, bspw. kraftschlüssig in Form einer Schraubverbindung. Bei dem in der Figur 1 gezeigten Ausführungsbeispiel bildet der Grundkörper 1 1 des Weiteren die hintere Stirnseite 15 der Dichtleiste 1 aus.
Des Weiteren hat der Grundkörper 1 1 eine Vorderseite die einen ersten Abschnitt 21 , einen zweiten Abschnitt 20 und einen dritten Abschnitt 22 hat, wobei der erste Abschnitt einen Teil der Schmiermittelrinne 5, der zweite Abschnitt die Verbindungsstelle 20 bereitstellt an der die Lippe 12 mit dem Grundkörper 1 1 verbunden ist und der dritte Abschnitt 22 einen Teil der vorderen Stirnseite 14 der Dichtleiste 1 bereitstellt. Demzufolge wird vorliegend die vordere Stirnseite 14 der Dichtleiste 1 durch die Lippe 12 und den dritten Abschnitt 22 der Vorderseite des Grundkörpers 1 1 bereitgestellt. Des Weiteren ist erkennbar, dass an der vorderen Stirnseite 14 der Übergang zwischen der Lippe 12 und dem Grundkörper 1 1 eben ausgebildet ist, d.h. bspw. keine Stufe oder keinen Absatz bildet.
Es ist zu bemerken, dass sich bei sämtlichen in den Figuren 1 -4 gezeigten Dichtleisten 1 , 1 a, 1 b, 1 c die Schmiermittelrinne 5 von deren Boden zur Dichtfläche hin geneigt erstreckt, wobei die Neigung mit einer Horizontalen einen Winkel zwischen 20° und 70°einschließt. Ferner erstreckt sich bei allen in den Figuren 1 -4 und 5 gezeigten Dichtleisten 1 , 1 a, 1 b die Schmiermittelrinne 5 über den größten Teil der Länge der jeweiligen Dichtleiste 1 , 1 a, 1 b, 1 c.
Bei den in den Figuren 2 bis 4 gezeigten alternativen Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Dichtleisten sollen nur auf die Unterschiede zu der in der Figur 1 gezeigten Dichtleiste 1 angesprochen werden. Die in der Figur 2 gezeigte Dichtleiste 1 a umfasst mehrere in Längsrichtung der Dichtleiste nebeneinander angeordnete Versteifungsrippen 16 gegen welche sich die Lippe 12a bei Drehbewegung D des Walzenmantels 4 abstützt indem die Lippe 12 mit den Versteifungsrippen 16 gegen die hintere Wandung 7 gedrückt wird. Vorliegend sind die Versteifungsrippen 16 an der Lippe 12a angeordnet. Wie aus der Darstellung der Figur 2 zu erkennen ist, ist die Lippe 12a derart ausgelegt, dass diese bei bestimmungsgemäßer Verwendung der Dichtleiste 1 a im Zustand indem die Dichtfläche 2 gegen die Innenseite 3 des Walzenmantels 4 angestellt ist, die Oberkante 13 Lippe 12a zur Innenseite 3 des Walzenmantels 4 beabstandet ist, wobei der Abstand vorliegend 2-4 Millimeter beträgt. Ferner verläuft die Lippe 12 in Bewegungsrichtung D des Walzenmantels 4 betrachtet geneigt, wobei die Lippe 12' bereits geneigt gefertigt ist. Bei der in der Figur 2 gezeigten Dichtleiste 1 a ist ferner zu erkennen, dass an der vorderen Stirnseite 14 der Übergang zwischen der Lippe 12a und dem Grundkörper 1 1 durch einen Absatz gebildet ist.
Die in der Figur 3 gezeigte Dichtleiste 1 b unterscheidet sich von der der Figur 2 lediglich dadurch, dass die vordere Stirnseite 14 vollständig durch die Lippe 12b' bereitgestellt wird. Hierdurch wird ebenfalls eine ebene vordere Stirnseite 14 bereitgestellt.
Die Figur 4 zeigt eine weitere erfindungsgemäße Dichtleiste 1 c in einer zu deren Längsrichtung senkrechten Querschnittsebene. Im Gegensatz zu den in den Figuren 1 bis 3 gezeigten Dichtleisten 1 , 1 a und 1 b ist die Lippe 12c der in der Figur 4 gezeigten Dichtleiste 1 c derart ausgebildet, dass sich diese bei bestimmungsgemäßer Verwendung im Wesentlichen in radialer Richtung des Walzenmantels 4 erstreckt. Die Figur 4 zeigt die Dichtleiste 1 c aber in nicht eingebautem Zustand, d.h. ohne Walzenmantel. Ferner -dies ist gleich wie bei der in der Figur 1 gezeigten Dichtleiste 1 - weist der Grundkörper 1 1 eine Hinterseite auf, welche die hintere Stirnseite 15 der Dichtleiste 1 c bereitstellt. Des Weiteren hat der Grundkörper 1 1 eine Vorderseite mit einem ersten Abschnitt 21 , einem zweiten Abschnitt 20 und einem dritten Abschnitt 22, wobei der erste Abschnitt 21 einen Teil der Schmiermittelrinne 5, der zweite Abschnitt 20 die Verbindungsstelle des Grundkörpers 1 1 mit der Lippe 12c und der dritte Abschnitt 22 einen Teil der vorderen Stirnseite 14 der Dichtleiste 1 c bereitstellt. Dies bedeutet, dass bei der in der Figur 4 gezeigten Ausführungsform die vordere Stirnseite 14 der Dichtleiste abschnittweise durch die Lippe 12c und abschnittweise durch den Grundkörper 1 1 gebildet ist, wobei an der vorderen Stirnseite 14 der Übergang zwischen der Lippe 12c und dem Grundkörper 1 1 eben, d.h. ohne Stufe oder Absatz aus bildet ist. Ferner ist die hintere Stirnseite 15 der Dichtleiste 1 c lediglich durch den Grundkörper 1 1 gebildet. Die in der Figur 4 gezeigte Dichtleiste 1 c ist vorliegend lediglich aus dem Grundkörper 1 1 und der Lippe 12c gebildet, wobei der sich vom Rinnenboden zur Dichtfläche 2 erstreckende Abschnitt der Schnniernnittelrinne 5 durch den ersten Abschnitt 21 des Grundkörpers 1 1 gebildet ist und als schiefe Ebene in einem Winkel von ca. 40°-50° zur Horizontalen geneigt verläuft. Bei der in der Figur 4 gezeigten Dichtleiste 1 c ist ferner die Lippe 12c mit dem Grundkörper 1 1 an der Verbindungsstelle 20 formschlüssig verbunden. Hierbei bildet die Verbindungsstelle 20 eine Schwalbenschwanzverbindung aus, die eine relative Bewegbarkeit von Lippe 12c und Grundkörper 1 1 in Längsrichtung der Dichtleiste 1 c, d.h. bei deren bestimmungsgemäßen Verwendung in Maschinenquerrichtung der Walze, zulässt aber eine relative Beweglichkeit in andere Richtungen als die vorgenannte im Wesentlichen oder vollständig verhindert.. Diese Ausgestaltung ist insbesondere dann sinnvoll, wenn die Lippe 12c und der Grundkörper 1 1 in Längsrichtung der Dichtleiste 1 c eine zueinander unterschiedliche thermische Längenausdehnung haben. Die Figur 5 zeigt die Lippe 12a oder 12b in perspektivischer Ansicht mit den mehreren in Längsrichtung der Lippe 12a, 12b nebeneinander angeordneten Versteifungsrippen 16.
Saug- oder Blaswalze für eine Bahnmaterial verarbeitende und/oder herstellende Maschine, insbesondere Papier-, Karton- oder Tissuemaschine, mit einer Dichteinrichtung zur Abdichtung einer Über- oder Unterdruckzone der Saug- oder Blaswalze, wobei die Dichteinrichtung zumindest eine Dichtleiste nach einem der Ansprüche 1 -14. Die Figur 6 zeigt eine erfindungsgemäße Saugwalze 18 für eine Bahnmaterial verarbeitende und/oder herstellende Maschine, insbesondere Papier-, Karton- oder Tissuemaschine, in einer Querschnittsebene senkrecht zur Längsrichtung der Saugwalze 18. Zu bemerken ist, dass die Längsrichtung der Dichtleiste 1 oder 1 a oder 1 b oder 1 c und die der Saugwalze 18 zusammenfallen. Gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung weist die Saugwalze 18 zumindest eine Dichteinrichtung 17 zur Abdichtung einer Unterdruckzone V der Saugwalze 18 gegenüber der Umgebung U auf. Hierbei umfasst die Dichteinrichtung 17 zumindest eine Dichtleiste 1 , 1 a, 1 b oder 1 c -vorliegend zwei erfindungsgemäße Dichtleisten. Die beiden Dichtleisten 1 , 1 a oder 1 b sind erfindungsgemäß in der Saugwalze 18 in der Querschnittsebene bzw. in einer durch die Drehbewegung D des Walzenmantels 4 aufgespannten Ebene betrachtet in einer 7 Uhr bis 12 Uhr Position bei Drehung in Uhrzeigersinn und in einer 5 Uhr bis 12 Uhr Position bei Drehung gegen den Uhrzeigersinn eingebaut. In der in der Figur 6 gezeigten Ausführungsform erfolgt die Drehung D des Walzenmantels in Uhrzeigersinn und die beiden Dichtleisten 1 , 1 a, 1 b oder 1 c sind in einer 10 Uhr Position in die Walze 18 eingebaut. Die beiden Dichtleisten 1 , 1 a, 1 b oder 1 c sind bestimmungsgemäß in die Walze 18 eingebaut, d.h. in der Drehbewegungsrichtung D des Walzenmantels 4 betrachtet ist die Schmiermittelrinne 5 vor der Dichtfläche 2 und die vordere Wandung 6 vor der hinteren Wandung 7 angeordnet.

Claims

Patentansprüche
1 . Dichtleiste geeignet für eine Dichteinrichtung zur Abdichtung einer Über- oder Unterdruckzone einer Saug- oder Blaswalze einer Bahnmate al verarbeitenden und/oder herstellenden Maschine, insbesondere Papier-, Karton- oder Tissuemaschine, wobei die Dichtleiste eine vordere Stirnseite und eine hintere Stirnseite sowie eine sich zwischen den beiden Stirnseiten erstreckende Oberseite hat, wobei die Oberseite eine Dichtfläche sowie eine durch einen Ausschnitt aus der Dichtleiste gebildete Schmiermittelrinne bereitstellt, und auf Höhe der Schmiermittelrinne zwischen der vorderen Stirnseite und der Schmiermittelrinne eine vordere Wandung sowie zwischen der Schmiermittelrinne und der hinteren Stirnseite eine die Dichtfläche bereitstellende hintere Wandung gebildet ist, die eine größere Wandstärke als die vordere Wandung hat, wobei bei bestimmungsgemäßer Verwendung der Dichtleiste die Dichtfläche zur Abdichtung der Über- oder Unterdruckzone gegen die Innenseite des Walzenmantels anstellbar und mittels der Schmiermittelrinne ein Schmiermittel in den Einlaufspalt zwischen der Dichtfläche und der Innenseite des Walzenmantels bringbar ist und bei Drehbewegung des Walzenmantels der Walzenmantel an der vorderen Stirnseite auf die Dichtleiste aufläuft und an der hinteren Stirnseite von dieser wieder abläuft,
dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtleiste einen die hintere Wandung im Bereich der Dichtfläche bereitstellenden ersten Materialabschnitt aus einem ersten Werkstoff sowie einen die vordere Wandung zumindest abschnittweise bereitstellenden zweiten Materialabschnitt aus einem zweiten Werkstoff umfasst, und sich der erste und der zweite Werkstoff in zumindest einer physikalischen Eigenschaft, wie bspw. E-Modul, Abriebbeständigkeit, Härte, Sprödigkeit voneinander unterscheiden.
2. Dichtleiste nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Werkstoff einen kleineren E-Modul als der erste Werkstoff hat.
3. Dichtleiste nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Werkstoff spröder und/oder härter als der zweite Werkstoff ist.
4. Dichtleiste nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Werkstoff und der zweite Werkstoff derart aufeinander abgestimmt sind, dass in einer Reibpaarung mit dem Werkstoff der Innenseite des Walzenmantels (bei Gleitreibung) der erste Werkstoff einen kleineren Reibungskoeffizient als der zweite Werkstoff hat.
5. Dichtleiste nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Werkstoff und der zweite Werkstoff derart aufeinander abgestimmt sind, dass in einer Reibpaarung mit dem Werkstoff der Innenseite des Walzenmantels (bei Gleitreibung) der erste Werkstoff eine größere Abriebbeständigkeit als der zweite Werkstoff hat.
6. Dichtleiste nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Werkstoff als wesentlichen Bestandteil eine Gummi-Graphit Mischung umfasst.
7. Dichtleiste nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Werkstoff als wesentlichen Bestandteil einen Kunststoff, insbesondere Polyphenylenether (PPE) umfasst.
8. Dichtleiste nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Materialabschnitt einen die hintere Wandung mit Dichtfläche bereitstellenden Grundkörper und der zweite Materialabschnitt eine die vordere Wandung bereitstellende Lippe bildet, die an einer Verbindungsstelle mit dem Grundkörper verbunden ist.
9. Dichtleiste nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lippe derart ausgelegt ist, dass bei bestimmungsgemäßer Verwendung der Dichtleiste im Zustand indem die Dichtfläche gegen die Innenseite des Walzenmantels angestellt ist, die Oberkante Lippe gegen die Innenseite des Walzenmantels angestellt ist oder maximal 10 Millimeter, bevorzugt maximal 4 Millimeter zur Innenseite des Walzenmantels beabstandet ist.
10. Dichtleiste nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die hintere Wandung vom tiefsten Punkt der Schmiermittelrinne zur Dichtfläche hin geneigt erstreckt, wobei die Neigung in Richtung der hinteren Stirnseite gerichtet ist, insbesondere mit einer Horizontalen einen Winkel zwischen 20° und 70°, insbesondere zwischen 30° und 50° einschließt.
1 1 . Dichtleiste nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lippe lösbar mit dem Grundkörper verbunden ist, insbesondere kraftschlüssig und/oder formschlüssig mit dem Grundkörper verbunden ist. (R)
12. Dichtleiste nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere in Längsrichtung der Dichtleiste nebeneinander angeordnete Versteifungsrippen vorgesehen sind, gegen welche sich die Lippe bei Drehbewegung des Walzenmantels abstützt.
13. Dichtleiste nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Schmiermittelrinne über den größten Teil der Länge der Dichtleiste erstreckt.
14. Dichtleiste nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an der vorderen Stirnseite der Übergang zwischen der Lippe und dem Grundkörper eben ausgebildet ist.
15. Saug- oder Blaswalze für eine Bahnmaterial verarbeitende und/oder herstellende Maschine, insbesondere Papier-, Karton- oder Tissuemaschine, mit einer Dichteinrichtung zur Abdichtung einer Über- oder Unterdruckzone der Saug- oder Blaswalze, wobei die Dichteinrichtung zumindest eine Dichtleiste nach einem der Ansprüche 1 -14 umfasst und die Dichtleiste in der Saug- oder Blaswalze in einer durch die Drehbewegung des Walzenmantels aufgespannten Ebene betrachtet in einer 7 Uhr bis 12 Uhr Position eingebaut ist, wenn die Drehbewegungsrichtung des Walzenmantels in Uhrzeigersinn ist und in einer 5 Uhr bis 12 Uhr Position, wenn die Drehbewegungsrichtung des Walzenmantels gegen den Uhrzeigersinn ist.
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