EP3583264B1

EP3583264B1 - Trockenhaube, trockenanordnung und verwendung einer solchen

Info

Publication number: EP3583264B1
Application number: EP18704521.6A
Authority: EP
Inventors: Andreas BÖGERSHAUSEN
Original assignee: Voith Patent GmbH
Current assignee: Voith Patent GmbH
Priority date: 2017-02-20
Filing date: 2018-02-08
Publication date: 2023-06-28
Anticipated expiration: 2038-02-08
Also published as: EP3583264A1; WO2018149722A1; US20190368127A1; CN110325682A; DE102017103422A1; CN110325682B; EP3583264C0; US11118310B2

Description

Die Erfindung betrifft eine Trockenhaube, eine Trockenanordnung umfassend eine solche sowie die Verwendung der Trockenhaube in einer solchen Trockenanordnung. Solche Trockenhauben sind z.B. aus der EP 1 347 096 A2 oder US 5 410 819 A bekannt.
Die Trocknung feuchter oder nasser Faserstoffbahnen, wie Papier- oder Kartonbahnen erfolgt mittels Trockenanordnungen in Trockenpartien von Maschinen, wie Papier- oder Kartonherstellungsmaschinen. Dabei wird der Faserstoffbahn Konvektions- und/oder Strahlungswärme zu deren Trocknung zugeführt. Üblicherweise wird dazu die zu trocknende Faserstoffbahn entlang eines Teilbereiches des Außenumfanges eines oder mehrerer beheizten oder beheizbaren Trockenzylinder geführt.
Durch den Kontakt der Faserstoffbahn mit dem wenigstens einen Trockenzylinder verdampft die in der Faserstoffbahn enthaltene Flüssigkeit. Diese wird durch Absaugen über eine oberhalb des Trockenzylinders angeordnete Trockenhaube abgeführt. Die sich ergebende Abluft weist hohe Feuchtigkeitsmengen bzw. Feuchtebeladungen auf. Die abgesaugte Luft wird durch die fortlaufende Zufuhr vergleichsweise trockener und heißer Zuluft ersetzt.
Trockenhauben umfassen eine Mehrzahl von Düsenkästen. Jeder Düsenkasten weist eine Vielzahl von Auslassöffnungen für die Zuluft zum Trocknen der Faserstoffbahn auf. Die Düsenkästen sind innerhalb des Gehäuses der Trockenhaube angeordnet und so ausgerichtet, dass deren Auslassöffnungen auf den Außenumfang des Trockenzylinders, also auf die zu trocknende Faserstoffbahn weisen. Man könnte auch sagen, dass die Düsenkästen im Betrieb der Trockenhaube zwischen dem Gehäuse selbiger und der zu trocknenden Faserstoffbahn angeordnet sind. Die Düsenkästen liegen direkt der Faserstoffbahn gegenüber. Zudem können einander benachbarte Düsenkästen Absaugöffnungen für die Abluft zusammen begrenzen oder ausbilden. Die Düsenkästen sind Bestandteil eines Luftleitsystems der Trockenhaube. Das Luftleitsystem weist zumindest einen Zufuhrkanal für die Zuluft auf, der strömungsleitend - bevorzugt über entsprechende Verteilerkanäle - mit den einzelnen Düsenkästen verbunden ist. Über die zwischen den Düsenkanälen angeordneten oder von diesen ausgebildeten Absaugöffnungen wird feuchtebeladene Abluft aus der Trockenhaube, genauer gesagt u.a. aus dem Spalt, den diese mit der Mantelfläche des Trockenzylinders begrenzen, abgeführt. Die Absaugöffnungen sind hierzu über entsprechende Absaugkanäle mit einem Abluftkanal strömungsleitend verbunden, um die Abluft aus der Trockenhaube abzusaugen. Der Trockenhaube bzw. der Trockenanordnung sind daher entsprechende Einrichtungen (z.B. Gebläse, Absaugung, Heizung etc.) zur Luftförderung und -aufbereitung zugeordnet. Das Luftleitsystem die Verteiler-, Zufuhr- und Abluftkanäle können teilweise oder vollständig innerhalb des Gehäuses der Trockenhaube angeordnet sein.
Grundsätzlich kann die feuchtebeladene Abluft durchaus zwischen ca. 150°C und 500°C heiß sein. Die Temperaturdifferenz zwischen Zuluft und Abluft kann zwischen 50 und 250 K betragen.
Die Erfindung betrifft die eingangs genannten Gegenstände.
Aufgrund dieser vergleichsweise hohen Temperaturunterschiede werden die von Zu- und Abluft um- oder angeströmten Bauteile innerhalb der Trockenhaube auch unterschiedlich thermisch belastet. Die Bauteile können sich während des Betriebs der Trockenhaube daher unterschiedlich stark ausdehnen. Dies führt zu thermisch induziert Spannungen innerhalb dieser Bauteile selbst. Da die Trockenhaube als Tragstruktur für die darin angeordneten Bauteile dient, werden diese Spannungen auf die Trockenhaube übertragen. Hieraus können im Betrieb unerwünschte mechanischen Verspannungen, Verformungen oder gar Schädigungen an selbiger auftreten.
Zur Beseitigung dieser Problematik sind Konstruktionen bekannt, die eine thermisch induzierte Längung der Düsenkästen im Betrieb der Trockenanordnung ausgleichen. So werden die Düsenkästen z.B. jeweils an ihren beiden Längsenden mittels elastisch wirkender Metallklammern mit der Trockenhaube stoffschlüssig verbunden, z.B. durch Verschweißen. Damit sind die Düsenkästen zunächst an ihren beiden Längsenden fest eingespannt. Bei thermisch induzierter Längung drücken dann die Längsenden der sich ausdehnenden Düsenkästen in Richtung der Längsachse gegen die Klammern. Infolge der Verschiebung geben die Klammern entsprechend nach, knicken aus und gleichen so die Längung aus. Diese Lösung hat jedoch zwei Nachteile: In bestimmten Betriebszuständen kann die Richtung des Ausknickens nicht vorhergesagt werden. Dies kann dazu führen, dass die Düsenkästen sich in Richtung auf den Trockenzylinder bewegen und diesen beschädigen. Dies führt im Betrieb zur Beschädigung des Trockenzylinders und damit zum ungeplanten Stillstand der gesamten Maschine. Zum anderen erfordert ein solcher Aufbau, dass die Klammern bei der Montage beidseitig an die Innenseite der Trockenhaube geschweißt werden. Die Schweißarbeiten müssen innerhalb der Trockenhaube manuell verrichtet werden. In der Regel ist eine Vorfertigung aufgrund der engen Platzverhältnisse innerhalb der Trockenhaube nicht möglich.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Trockenhaube der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, dass Verspannungen und Verformungszustände an dieser, die zu Schädigungen führen können, vermieden werden. Zudem soll der Aufbau einer solchen weniger komplex sein und die Montage durch einen hohen Vorfertigungsgrad erleichtert werden.
Die Aufgabe wird durch eine Trockenhaube sowie eine Trockenanordnung wie eine Verwendung der Trockenhaube gemäß den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Die abhängigen Ansprüche betreffen besonders bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung.
Der Erfinder hat erkannt, dass durch das Vorsehen zweier, hinsichtlich ihrer translatorischen Freiheitsgrade unterschiedlicher Lager gegenüber der festen Einspannung der axialen Enden des Düsenkastens im Betrieb der Trockenhaube nachteilige Spannungszustände vermieden werden können. Gegenüber einer festen Einspannung mittels Metallklammern können nämlich Kräfte, die eine tordierende Belastung auf die Düsenkästen ausüben, über das Zusammenspiel der beiden Lager gezielt und spannungs- bzw. deformationsfrei auf die Trockenhaube abgeführt werden. Daher können durch die erfindungsgemäße Lagerung der einzelnen Düsenkästen die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile vermieden werden.
Im Sinne der Erfindung wir unter dem Begriff Düsenkasten der eingangs definierte Gegenstand verstanden, der Teil einer ebenfalls dort beschriebenen Trockenhaube ist.
Mit dem Begriff Lager ist gemäß der Erfindung ein Element im Sinne des Statik zu verstehen, das eine Verbindung zwischen zwei Elementen, hier dem entsprechenden Düsenkasten und dem Gehäuse der Trockenhaube herstellt, und Kraftgrößen (Kräfte und Momente), die infolge der Bewegung einer der beiden Elemente entstehen, auf das jeweils andere Element überträgt.
Wenn gemäß der Erfindung von Freiheitsgrad die Rede ist, dann ist damit ein Freiheitsgrad im Sinne der Mechanik gemeint. Ein frei im Raum bewegbarer Körper besitzt insgesamt 6 Freiheitsgrade, nämlich drei translatorische und drei rotatorische. Diese entsprechen den drei Raumachsen eines kartesischen Koordinatensystems. Die erfindungsgemäßen Lager sind derart ausgeführt, dass sie sich hinsichtlich ihrer translatorischen Freiheitsgrade um eins unterscheiden. Das bedeutet z.B., dass das zweite Lager eine relative Axialbewegung des Düsenkastens zur Trockenhaube (auch Längsbewegung oder Linearbewegung genannt) entlang zweier Raumachsen zulässt, wohingegen das erste Lager eine solche Axialbewegung lediglich hinsichtlich einer (einzigen) Raumachse zulässt. Grundsätzlich wäre es denkbar, dass das zweite Lager (drei) Axialbewegungen und das erste Lager (genau) zwei Axialbewegungen zulässt. Prinzipiell wäre ein solcher Unterschied von mindestens einem Freiheitsgrad möglich, sodass das erste Lager einen translatorischen Freiheitsgrad von (genau) drei und das zweite Lager einen solchen von genau eins aufweist. Wenn die Lager im Bereich der axialen Enden des jeweiligen Düsenkastens angeordnet werden, dann weist das betreffende axiale Ende des jeweiligen Düsenkastens den entsprechenden Freiheitsgrad des Lagers, in dem es gelagert ist, auf.
Im Sinne der vorliegenden Erfindung werden Bewegungen des Düsenkastens relativ zum Gehäuse infolge von aus der Herstellung des Lagers resultierenden Fertigungstoleranzen (z.B. Lagerspiel) nicht als (zusätzliche) Freiheitsgrade aufgefasst.
Die erfindungsgemäße Definition der Lager hinsichtlich des Unterschieds an translatorischen Freiheitsgraden kann alternativ wie folgt umschrieben werden, wenn angenommen wird, dass der Freiheitsgrad des ersten Lagers zwei und der des zweiten Lagers eins beträgt: Das erste Lager ist als ein zweifach verschiebliches Lager ausgeführt, welches derart eingerichtet ist, dass es eine Verschiebung des Düsenkastens relativ zum Gehäuse entlang der Längsachse des Düsenkastens und entlang einer senkrecht dazu verlaufenden Querachse ermöglicht. Hingegen ist das zweite Lager als ein einfach verschiebliches Lager ausgeführt, welches derart eingerichtet ist, dass es eine Verschiebung des Düsenkastens relativ zum Gehäuse (nur) entlang der Querachse ermöglicht. Diese Definition besagt nichts anderes, als den eben genannten Unterschied an translatorischen Freiheitsgraden zwischen den beiden Lagern. Man könnte auch sagen, dass das erste Lager eine Linearverschiebung des Düsenbalkens entlang dessen Längs- sowie Querachse und das zweite Lager eine solche Linearverschiebung relativ zur Trockenhaube lediglich in Querrichtung des Düsenbalkens zulässt.
Im Vergleich dazu bildet die eingangs genannte feste Einspannung ein Festlager, das zunächst alle translatorischen wie rotatorischen Bewegungen des daran angeschlossenen Bauteils unterbindet oder verhindert. Es weist also sowohl einen translatorischen als auch rotatorischen Freiheitsgrad von null auf.
Wenn gemäß der Erfindung von einem verschieblichen Lager die Rede ist, dann ist damit gemeint, dass sich nicht zwingend das Lager selbst verschiebt, sondern es eine entsprechende Bewegung bzw. Verschiebung (Axialbewegung oder Linearbewegung) des an diesem gelagerten Bauteils in der entsprechenden Raumachse ermöglicht.
Wird davon gesprochen, dass einem Lager ein Gegenstand zugeordnet ist, dann wird darunter verstanden, dass dieser Gegenstand örtlich am (in der Nähe des Lagers) Lager oder an einem das Lager mitausbildendem Element, wie dem Düsenkasten oder dem Gehäuse angeordnet ist.
Unter einem Trockenzylinder wird eine beheizte oder beheizbare, im bestimmungsgemäßem Betrieb der Trockenanordnung angetriebene Walze verstanden. Auf deren Außenumfang kann mittelbar die zu trocknende Faserstoffbahn geführt werden. Im Betrieb dreht sich der Trockenzylinder relativ zur feststehenden Trockenhaube um seine Drehachse. Ein solcher Trockenzylinder kann auch als Yankee-Zylinder ausgeführt sein.
Die Längsachse des Düsenkastens beschreibt dessen Längserstreckung im Raum. Sie kann auch der Symmetrielängsachse desselben entsprechen. Die Längsachse kann im Raum der X-Achse eines kartesischen Koordinatensystems entsprechen. Sobald die Trockenhaube in einer erfindungsgemäßen Trockenanordnung und eingebaut ist und sich letztere im Betrieb befindet, ist die Längsachse parallel zur Maschinenquerrichtung der Trockenanordnung. Die Maschinenquerrichtung entspricht der Breitenrichtung der zu trocknenden Faserstoffbahn. Die Maschinenquerrichtung steht in der Faserstoffebene senkrecht zur Maschinenrichtung, die die Längsrichtung, also die Laufrichtung der Faserstoffbahn vorgibt, wenn sie durch die Trockenanordnung hindurchläuft.
Die Querachse des Düsenkastens steht senkrecht auf der Längsachse des Düsenkastens. Sie beschreibt die Breitenerstreckung des Düsenkastens und kann entsprechend der Y-Achse eines kartesischen Koordinatensystems verlaufen. Die Querachse kann eine Symmetriequerachse des jeweiligen Düsenkastens darstellen. Im betriebsbereiten Zustand der Trockenhaube in der Trockenanordnung können die Düsenkästen innerhalb der Trockenhaube am Außenumfang des Trockenzylinders angeordnet sein. Und zwar so, dass deren jeweilige Längsachsen parallel zur Drehachse des Trockenzylinders verlaufen. Zusätzlich dazu können die Düsenkästen derart innerhalb der Trockenhaube positioniert sein, dass deren jeweilige Querachsen parallel zu einer Tangente an den Mantel (Außenumfang) des Trockenzylinders verlaufen, und zwar an dem Punkt, an dem eine Lotrechte zwischen der Drehachse des Trockenzylinders und der entsprechenden Längsachse des Düsenbalkens den Mantel des Trockenzylinders schneidet. Dies gilt in einer Seitenansicht auf die Trockenanordnung in Richtung der Drehachse des Trockenzylinders gesehen. In dieser Anordnung stehen sich die Düsenkästen und der Trockenzylinder gegenüber, um die zwischen ihnen, vom Trockenzylinder transportierte Faserstoffbahn zu trocknen. Dabei bilden die Düsenkästen mit der Mantelfläche des Trockenzylinders einen Spalt aus oder begrenzen einen solchen. An der der Mantelfläche des Trockenzylinders zugewandten Seite des Düsenbalkens können Auslassöffnungen für Zuluft zur Trockenhaube und/oder Absaugöffnungen für Abluft aus der Trockenhaube vorgesehen sein.
Unter einer Faserstoffbahn im Sinne der Erfindung ist ein Gelege bzw. Gewirre von Fasern, wie Holzfasern, Kunststofffasern, Glasfasern, Kohlenstofffasern, Zusatzstoffen, Additiven oder dergleichen zu verstehen. So kann die Faserstoffbahn beispielsweise als Papier-, Karton- oder Tissuebahn ausgebildet sein. Sie kann im Wesentlichen Holzfasern umfassen, wobei geringe Mengen anderer Fasern oder auch Zusatzstoffe und Additive vorhanden sein können. Dies bleibt je nach Einsatzfall dem Fachmann überlassen.
Ist gemäß der Erfindung von Luft, Zuluft oder Abluft die Rede, dann ist von dieser Definition nicht nur Luft, sondern auch ein Luft-Wasser-Gemisch, wie Aerosol oder Dampf, grundsätzlich beliebiger Temperatur und beliebigen Drucks umfasst.
Wenigstens teilweise bedeutet im Sinne der vorliegenden Erfindung teilweise oder vollständig.
Ist davon die Rede, dass die Trockenhaube die Düsenkästen teilweise oder vollständig umgibt, so ist damit gemeint, dass diese zumindest teilweise innerhalb des Gehäuses untergebracht sind.
Wenn davon gesprochen wird, dass die Düsenkästen einzeln (am Gehäuse) gelagert sind, dann wird darunter verstanden, dass diese unabhängig voneinander, also separat mit solchen Lagern versehen sind. Damit ist jeder einzelne Düsenkasten unabhängig von den benachbarten Düsenkästen jeweils zum Gehäuse, an dem es aufgehängt ist, relativbeweglich in wenigstens einer Linearrichtung angeordnet. Anders ausgedrückt ist dem entsprechenden Düsenkasten jeweils ein erstes und zweites Lager zugeordnet.
Wenn gemäß der Erfindung davon die Rede ist, dass die Düsenkästen an der Trockenhaube gelagert sind, dann ist immer das Gehäuse der Trockenhaube gemeint.
Unter der Formulierung "im Bereich der axialen Enden eines Düsenkastens" wird jener Bereich verstanden, der sich bezogen auf die Längenausdehnung, also Längsrichtung jeweils im letzten Drittel des entsprechenden axialen Endes des Düsenkastens befindet.
Das Gehäuse der Trockenhaube kann ein- oder mehrteilig ausgebildet sein. Bei mehrteiligen Gehäusen können einzelne Bauteile zu Baukomponenten vorkonfektioniert und montiert werden und ergeben dann einen entsprechenden Teil des Gehäuses. In der Endmontage werden die einzelnen Teile dann zu dem vollständigen Gehäuse zusammengebaut. Diese ermöglicht eine einfache und sichere Vormontage. Denn nötige Schweißarbeiten müssen nicht innerhalb der Trockenhaube vor Ort hergestellt werden, sondern direkt auf einer Werkbank.
Die beiden erfindungsgemäßen Lager können derart ausgeführt sein, dass sie reine Linearlager sind. Sie lassen lediglich Linearbewegungen zulassen und sperren Drehungen, also lassen keinerlei rotatorische Freiheitsgrade zulassen. Sie sind in einem solchen Fall nicht als Drehlager ausgeführt, somit frei von rotatorischen Freiheitsgraden. Anders ausgedrückt beträgt der rotatorische Freiheitsgrad null . Die erfindungsgemäßen Lager könnten also derart ausgeführt sein, dass sie nur translatorische Freiheitsgrade aufweisen, also nur eine reine Verschiebung bzw. mehrere Verschiebungen in Linearrichtung zulassen.
Wenn die Lager als Kulissenführung ausgeführt sind, hat dies den Vorteil, dass die Konstruktion eines solchen Lagers vergleichsweise einfach und die Herstellung kostengünstig ist. Werden zudem Gleitlager eingesetzt, können diese vergleichsweise wartungsarm und zuverlässig auch bei hohen Temperaturen betrieben werden.
Prinzipiell wäre es denkbar, dass wenigstens eines der beiden Lager als Verformungslager, wie Elastomerlager ausgeführt sein könnte. Verformungslager ermöglichen eine Verschiebung oder Drehung des gelagerten Bauteils nicht durch eine starre, vorgegebene Mechanik, wie z.B. die einer Kulissenführung (Festkörperbewegung), sondern durch Verformung des Lagers - genauer gesagt dessen Materials - selber.
Eine Anordnung der beiden Lager derart, dass das erste im Bereich des einen axialen Endes des Düsenkasten und das zweite Lager im Bereich des anderen axialen Endes - bezogen auf die Längsachse des Düsenkastens - liegt, hat Vorteile in der Wartung und Montage. Die Lager liegen näher an der Trockenhaube und sind daher bei Vorsehen entsprechender Wartungsöffnungen in der Trockenhaube von außen gut zugänglich. Dies gilt umso mehr für den Fall, als dass die Lager im Bereich der Stirnseiten zwischen Düsenkasten und Gehäuse der Trockenhaube angeordnet sind.
Die Erfindung betrifft auch eine Trockenanordnung zur Trocknung einer Faserstoffbahn wie einer Tissuepapierbahn, umfassend einen Trockenzylinder und eine den Trockenzylinder wenigstens teilweise umgebende Trockenhaube, wobei die Trockenhaube erfindungsgemäß ausgeführt ist.
Ferner betrifft die Erfindung die Verwendung einer erfindungsgemäßen Trockenhaube in einer Trockenanordnung zur Trocknung einer Faserstoffbahn wie einer Tissuepapierbahn.
Schließlich betrifft die Erfindung eine Maschine zur Herstellung oder Behandlung einer Faserstoffbahn, umfassend eine erfindungsgemäße Trockenhaube oder eine entsprechende Trockenanordnung mit Trockenhaube.
Die Erfindung wird nachstehend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ohne Einschränkung der Allgemeinheit näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1: eine schematische Seitenansicht auf eine Trockenanordnung umfassend eine Trockenhaube und einen Trockenzylinder,
Fig. 2: eine Prinzipskizze einer Lageranordnung gemäß eines Ausführungsbeispiels der Erfindung,
Fig. 3: eine teilgeschnittene Ansicht eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäß ausgebildeten Düsenkastens entlang dessen Längsachse,und
Fig. 4a, 4b: konstruktive Details des in Figur 3 dargestellten Düsenkastens in Richtung der Längsachse L gesehen.

Die Figur 1 zeigt in schematisiert vereinfachter Darstellung eine Trockenanordnung 1 für den Einsatz in einer Maschine zur Herstellung oder Behandlung einer Materialbahn, insbesondere einer Faserstoffbahn in Form einer Papier-, Karton- oder Tissuebahn.
Dabei ist die Trockenanordnung 1 in einer Ansicht gezeigt, die in der Einbausituation in der Maschine in einer Seitenansicht in Blickrichtung auf die Drehachse AL eines Trockenzylinders 3. In der Darstellung verläuft die Drehachse AL lotrecht in die Zeichenebene hinein.
Der Trockenzylinder 3, kann je nach Ausführung der Trockenanordnung 1 als beheizbarer Zylinder mit geschlossener Oberfläche oder aber als - hier nicht dargestellt - besaugbarer Zylinder ausgeführt sein. In Drehrichtung des Trockenzylinders 3 (hier durch den Pfeil angedeutet), wird die zu trocknende Faserstoffbahn von dem Außenumfang 6 desselben mitgenommen und durch die Trockenanordnung 1 hindurchgeführt. Die Drehrichtung des Trockenzylinders 3 (hier rechtsdrehend) entspricht daher der Maschinenrichtung, also der Längsrichtung der zu trocknenden Faserstoffbahn.
Die Trockenanordnung 1 umfasst ferner zumindest eine, den Trockenzylinder 3 in Umfangsrichtung wenigstens teilweise umschließende Trockenhaube 2. Zur einfachen Positionierung unter Umschließung eines größeren Bereiches des Trockenzylinders 3 in Umfangsrichtung ist die Trockenhaube 2 zweiteilig ausgeführt. Grundsätzlich kann die Trockenhaube 2 eine gasbeheizte Kreppzylinderhaube sein.
Die Trockenhaube 2 umfasst eine Mehrzahl von Düsenkästen 8. Diese umfassen eine Wandung und begrenzen zusammen mit dem Außenumfang 6 des Trockenzylinders 3 einen Spalt 4 über zumindest einen Teilbereich 5 seines Außenumfanges 6. Jeder Düsenkasten 8 weist eine Vielzahl von Auslassöffnungen 9 auf, um Luft zur Trocknung auf die Faserstoffbahn, also in Richtung auf den Außenumfang 6 des Trockenzylinders 3 auszuströmen. Die in Umfangsrichtung um die Drehachse AL des Trockenzylinders 3 angeordneten Düsenkästen 8 verlaufen somit hinsichtlich ihrer Längsachsen sowohl parallel zueinander als auch parallel zur Drehachse AL. Sie können so angeordnet sein, dass deren Längsachsen auf einem Umkreis um den Trockenzylinder 3 liegen, der einen größeren Durchmesser hat als der Trockenzylinder 3 selbst. Die Längsachsen verlaufen parallel zur Maschinenquerrichtung, also der Breitenrichtung der Faserstoffbahn. Die Länge der Düsenkästen 8 ist so bemessen, dass sich diese zumindest über die gesamte Breitenrichtung der Faserstoffbahn erstrecken.
Einander benachbarte Düsenkästen 8 bilden im vorliegenden Fall gemeinsam Zwischenräume aus, die als Absaugöffnungen 7 fungieren. Über diese kann feuchte Abluft aus dem Innenraum der Trockenhaube 2 heraus geleitet werden.
Zum Zuführen von Zuluft zu der Trockenhaube 2 und zum Abführen von Abluft aus dieser ist der Trockenhaube 2 ein Luftleitsystem 11 zugeordnet. Es kann Teil der Trockenanordnung 1 sein. Das Luftleitsystem 11 weist zumindest einen Zufuhrkanal 12 für die (heiße und vergleichsweise trockene) Zuluft auf, der strömungsleitend über entsprechende Verteilerkanäle, von denen hier einer mit 13 exemplarisch dargestellt ist, mit den einzelnen Düsenkästen 8 verbunden ist. So kann jedem Düsenkasten 8 wenigstens ein einzelner Verteilkanal 13 zugeordnet sein. Über die zwischen den Düsenkanälen 8 angeordneten oder von diesen ausgebildeten Absaugöffnungen 7 wird feuchtebeladene Abluft aus der Trockenhaube 2, genauer gesagt u.a. aus dem Spalt 4, den diese mit der Mantelfläche des Trockenzylinders 3 begrenzen, abgeführt. Die einzelnen Absaugöffnungen 7 sind hierzu über diesen zugeordnete, einzelne Absaugkanäle, von denen hier einer exemplarisch mit 14 bezeichnet ist, mit einem Abluftkanal 15 strömungsleitend verbunden. Über den Abluftkanal 15 wird die (im Vergleich zur Zuluft feuchtere) Abluft über die Absaugöffnungen 7 aus der Trockenhaube 2 herausbefördert. Die Absaugöffnungen 7 können sich genauso wie die Auslassöffnungen 9 über die gesamte Länge der jeweiligen Düsenkästen 8 erstrecken. Der Trockenhaube 2 bzw. der Trockenanordnung sind entsprechende Einrichtungen (z.B. Gebläse, Absaugungen, Heizungen) zur Luftförderung und - aufbereitung zugeordnet, die jedoch vorliegend nicht dargestellt sind.
Die Trockenhaube 2 bildet ein Gehäuse 16 aus, das die gezeigten Bauteile beherbergt. So umgibt es im vorliegenden teilweise die Düsenkästen 8. Letztere sind an dem Gehäuse 16 aufgehängt. Im Betrieb der Trockenanordnung 1 werden die Düsenkästen 8 infolge der Zu- und Abluft mit unterschiedlichen Temperaturen beaufschlagt. Dies kann zu lokal unterschiedlichen Wärmedehnungen führen. Damit gehen Spannungen und Verschiebungen der Düsenkästen 8 einher, welche das Gehäuse 16 der Trockenhaube 2 auffangen muss.
Dazu sind die Düsenkästen 8 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung speziell gelagert. In Figur 2 ist eine prinzipielle Lageranordnung exemplarisch für einen einzelnen Düsenkasten 8 gemäß einer weiteren Ausführungsform gezeigt.
Der Düsenkasten 8 ist über zwei Lager 17, 18 am Gehäuse 16 gelagert. Die Lager 17, 18 sind hier im Bereich der axialen Enden des Düsenkastens 8 - ausgehend von dessen Längsachse L gesehen - angeordnet. Das erste Lager 17 ist hier derart ausgeführt, dass es eine Bewegung des Düsenkastens 8 relativ zum Gehäuse 16 entlang sowohl der Längsachse L als auch einer dazu senkrecht stehenden Querachse Q des Düsenkastens 8 ermöglicht. Hingegen ist das zweite Lager 18 derart eingerichtet, dass es nur eine relative Bewegung des Düsenkastens 8 zum Gehäuse 16 entlang der Querachse Q (bzw. einer Parallelen dazu) erlaubt. Damit unterschieden sich die beiden Lager 17, 18 hinsichtlich ihrer translatorischen Freiheitsgrade um eins: Denn das erste Lager 17 ermöglich zwei solcher translatorischen Freiheitsgrade, das zweite Lager 18 hingegen nur einen. Die Darstellung des ersten Lagers 17 durch Viertelkreise soll andeuten, dass dieses die entsprechenden beiden translatorischen Freiheitsgrade aufweist. Hingegen soll die Darstellung der beiden Halbkreise des zweiten Lagers 18 andeuten, dass dieses lediglich einen translatorischen Freiheitsgrad zulässt. Die Striche ober- und unterhalb der beiden Lager 17, 18 sollen Anschläge andeuten, die die entsprechende Linearbewegung entlang der gezeigten Richtung begrenzen. Eine solche Begrenzung kann im Ausführungsbeispiel bezogen auf die Darstellung der Figuren 4a und 4b, auf das noch später eingegangen wird, durch die Kontur der Nut 21 - hier z.B. durch die Endbereiche der Nut 21 realisiert werden: Der in die Nut 21 eingreifende Bolzen 19 wird seitlich von der Kontur der Nut 21 in seiner Bewegung entlang der Querrichtung Q beiderseitig an einer Weiterbewegung über die Begrenzung der Kontur der Nut 21 hinaus gehindert.
In Figur 3 ist in einer schematischen und unmaßstäblichen Darstellung eine teilgeschnittene Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Trockenanordnung 1 gezeigt. Dargestellt sind jeweils die beiden axialen Enden eines Düsenkastens 8 und dessen Aufhängung am Gehäuse 16 der Trockenhaube 2. Die Anordnung der Figur 3 entspricht dem Grundprinzip der Lageranordnung von Figur 2.
Beide Lager 17, 18 sind hier nach einer Art Kulissenführung ausgebildet. Im Gehäuse 16 der Trockenhaube 2, genauer gesagt im Bereich der axialen Enden des Düsenkastens 8 ist je eine Öffnung 20 vorgesehen. Durch jeweils eine Öffnung 20 greift je ein Bolzen 19 in eine jeweilige Nut 21 des Düsenkastens 8 ein, und zwar von außerhalb des Gehäuses 16 über den vom Gehäuse umschlossenen Innenraum der Trockenhaube 2 in den Bereich des axialen Endes des Düsenkastens 8. Die Bolzen 19 können an der dem Düsenkasten 8 abgewandten Seite (Außenseite) der Trockenhaube 2 mit dieser bzw. mit dem Gehäuse 16 kraft-, form- und/oder stoffschlüssig, bevorzugt durch Schweißen verbunden oder verbindbar sein. Um ein Entweichen von Zuluft an der Stelle, in die der Bolzen in den Düsenkasten 8 hineinreicht, zu vermeiden, können entsprechende Abdichtungen 22 an den respektiven Stellen am Düsenkastens 8 vorgesehen sein.
Prinzipiell wäre es denkbar, dass die wenigstens eine Nut 21 zumindest eines der beiden Lager 17, 18 auch von dem Gehäuse 16 der Trockenhaube 2 und der Bolzen 19 von dem jeweiligen Düsenkasten 8 ausgebildet sein könnte. Auch wäre es denkbar, dass die Nut 21 oder der Bolzen 19 des wenigstens einen Lagers 17, 18 auch von zu Gehäuse 16 bzw. zu Düsenkasten 8 separaten Elementen ausgebildet wird.
Im Bereich des axialen Endes des Düsenkastens 8, an dem das zweite Lager 18 angeordnet ist (hier rechts dargestellt), ist ein erster Linearanschlag 23.1 und ein zweiter Linearanschlag 23.1 vorgesehen. Beide dienen vorliegend dazu, einerseits, die Linearbewegung des zweiten Lagers 18 in Längsrichtung des Düsenkastens 8 zu verhindern und andererseits einen definierten Spalt zwischen den einander zugewandten Stirnseiten von Gehäuse 16 und Düsenkasten 6 an dem betreffenden axialen Ende des Düsenkastens 8 einzustellen. Der Linearanschlag 23 unterbindet die beiderseitige Bewegung des axialen Endes des Düsenkastens 8 in dem Bereich, an dem das zweite Lager 18 angeordnet ist entlang seiner Längsachse L. Anders ausgedrückt, wird das betreffende axiale Ende an einer Bewegung in Richtung der Längsachse durch das zweite axiale Lager 18 gehindert. In der dargestellten Ausführungsform sind die beiden Linearanschläge 23.1, 23.2 von zwei separaten Teilen gebildet. So kann der zweite Linearanschlag 23.2 eine Erhebung, die im Spalt zwischen den einander zugewandten, axialen Stirnseiten von Düsenkasten 8 und Gehäuse 16 angeordnet ist und bevorzugt am Düsenkasten 8 befestigt oder einteilig mit diesem ausgeführt ist, sein. Und zum anderen kann der erste Linearanschlag 23.1 als Gegenanschlag dienen, der einerseits mit dem Bolzen 19 verbunden ist (oder einteilig damit ausgeführt sein kann) und sich an dem Düsenkasten 8 derart abstützt, dass er diesen an einer Bewegung in entgegengesetzter Richtung entlang dessen Längsachse abhält. Der Gegenanschlag sowie die Erhebung können auch mit dem Bolzen 19 verbunden oder (lösbar) verbindbar ausgeführt sein. Sie können einteilig mit dem Bolzen 19 oder dem Element, auf dem sie angeordnet sind, ausgeführt sein. Die beiden Linearanschläge 23.1, 23.2 können somit Teil des zweiten Lagers 18 sein bzw. diesem zugeordnet sein.
Die Figuren 4a und 4b zeigen jeweils eine schematische, teilgeschnittene Darstellung durch die beiden Lager 17, 18 von Figur 3 senkrecht zur Längsachse gesehen. So ist in Figur 4a der Schnitt entlang der Linie A-A aus Figur 3 und in Figur 4b der Schnitt entlang der Linie B-B aus Figur 3 dargestellt. Wie man den beiden Figuren 4a, 4b entnimmt, sind die Nuten 21 der beiden Lager 17, 18 als (geradlinige, eine ovale Kontur begrenzende) Längsnuten ausgeführt. Die Längsachse bzw. Symmetrieachse der Nuten 21 fällt mir der Querachse Q des entsprechenden Düsenkastens 8 (oder einer hierzu Parallelen) zusammen. Die Bolzen 19 haben eine zu der Kontur der Nuten 21 komplementäre Außenform, sodass sich diese in der Nut 19, in die sie beim Betrieb der Trockenanordnung 1 eingreifen, entlang der Querachse Q bewegen können. Hier sind die Bolzen 19 als rotationssymmetrische Körper, also Zylinder ausgeführt. Auch andere Formen - auch der Nuten 21 - wären grundsätzlich denkbar, soweit diese miteinander eine Kulissenführung ausbilden.
Somit bilden die einander zugewandten Stirnseiten der Nut 21 und die Mantelfläche des Bolzens 19 entsprechende Lagerflächen des Lagers 17, 18. Im Falle, dass die beiden Lager 17, 18 als Gleitlager ausgebildet sind, handelt es sich bei den Lagerflächen um die Gleitflächen des Gleitlagers.
Gemäß der Figur 4a kann also das erste Lager 17 derart ausgeführt werden, dass es einen translatorischen Freiheitsgrad von zwei aufweist, somit eine Bewegung des Düsenkastens 8 in sowohl in Richtung der Längsachse L als auch in Richtung der Querachse Q erlaubt.
Wie es in der Figur 4b durch die gestrichelten Linien angedeutet ist, ist der erste Linearanschlag 23.1, hier der Gegenanschlag hinsichtlich seiner Außenkontur so ausgeführt, dass dieser in einer ersten Position axial in die Nut 21 und durch diese hindurch über und hinter die Wandung des Düsenkastens 8 einführbar ist. Durch Drehen des Bolzens 19 um dessen Längsachse, die hier z.B. mit der Längsachse des Düsenkastens 8 zusammenfällt, wird dieser gegen die Wandung des Düsenkastens 8 verschränkt. Damit ist dieser verliersicher an der Wandung des Düsenkastens 8 gehalten und blockiert diesen in einer Bewegung entlang seiner Längsachse. So wird also eine entgegengesetzte Bewegung des Düsenkastens 8 in einer Richtung auf das erste Lager 17 zu entlang der Längsachse L des jeweiligen Düsenkastens 8 nach beiden Richtungen verhindert. In der gezeigten verschränkten Position kann dann der Bolzen 19 kraft-, form- und/oder stoffschlüssig mit dem Gehäuse 16 verbunden werden. Der Gegenanschlag oder allgemein der erste Linearanschlag 23.1 kann damit nach Art eines (lösbaren) Bajonettverschlusses ausgeführt sein. Zusammenfassend betrachtet kann mit diesem Lager 18 lediglich ein einziger translatorischer Freiheitsgrad, nämlich in Richtung der Querachse, erzielt werden.

Bezugszeichenliste

1: Trockenanordnung
2: Trockenhaube
3: Trockenzylinder
4: Spalt
5: Teilbereich
6: Außenumfang
7: Absaugöffnungen
8: Düsenkasten
9: Auslassöffnungen
11: Luftleitsystem
12: Zufuhrkanal
13: Verteilkanal
14: Absaugkanal
15: Abluftkanal
16: Gehäuse
17: erstes Lager
18: zweiter Lager
19: Bolzen
20: Öffnung
21: Nut
22: Abdichtung
23: Linearanschlag
20: Wandbereich
21: Tragstruktur
22: Stützeinheit
23: Wärmedämmung
AL: Drehachse
L: Längsachse
Q: Querachse

Claims

Trockenhaube (2) zur Trocknung einer Faserstoffbahn wie einer Tissuepapierbahn, umfassend eine Mehrzahl von Düsenkästen (8) zum Zu- oder Abführen von Luft, ein Gehäuse (16), das die Düsenkästen (8) wenigstens teilweise umgibt, dadurch gekennzeichnet, dass die Düsenkästen (8) jeweils über ein erstes und ein zweites Lager (17,18) einzeln am Gehäuse (16) gelagert sind, wobei die beiden Lager (17, 18) derart ausgeführt sind, dass sie zumindest eine Bewegung des Düsenkastens (8) relativ zum Gehäuse (16) entlang einer Längsachse (L) des Düsenkastens (8) und/oder wenigstens eine Bewegung in Querrichtung dazu, entlang einer Querachse (Q) des Düsenkastens (8) ermöglichen und die beiden Lager (17, 18) sich hinsichtlich ihrer translatorischen Freiheitsgrade um eins unterscheiden.
Trockenhaube (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Lager (17, 18) derart ausgeführt sind, dass der translatorische Freiheitsgrad des ersten Lagers (17) zwei beträgt und der des zweiten Lagers (18) eins beträgt, und bevorzugt das erste Lager (17) eine Bewegung des Düsenkastens (8) relativ zum Gehäuse (16) in Längsrichtung und Querrichtung und das zweite Lager (18) eine Bewegung des Düsenkastens (8) relativ zum Gehäuse (16) in Querrichtung zulässt.
Trockenhaube (2) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Lager (17) als ein zweifach verschiebliches Lager ausgeführt ist, welches derart eingerichtet ist, dass es eine Verschiebung des Düsenkastens (8) relativ zum Gehäuse (16) entlang der Längsachse (L) des Düsenkastens (8) und entlang einer senkrecht dazu verlaufenden Querachse (Q) ermöglicht, und das zweite Lager (18) als ein einfach verschiebliches Lager ausgeführt ist, welches derart eingerichtet ist, dass es eine Verschiebung des Düsenkastens (8) relativ zum Gehäuse (16) entlang der Querachse (Q) ermöglicht.
Trockenhaube (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten und zweiten Lager als Linearlager, bevorzugt als reine Linearlager ausgeführt sind.
Trockenhaube (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Lager (17, 18) des jeweiligen Düsenkastens (8) im Bereich der axialen Enden des jeweiligen Düsenkastens (8) angeordnet sind.
Trockenhaube (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Lager (17, 18) des jeweiligen Düsenkastens (8) an den einander zugewandten Stirnseiten von Gehäuse (16) und Düsenkasten angeordnet sind.
Trockenhaube (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Lager (17, 18) jeweils nach Art einer Kulissenführung ausgeführt sind und eine Nut (21) sowie einen darin eingreifenden Bolzen (19) umfassen, wobei die Nut (21) dem Gehäuse (16) und der Bolzen (19) dem jeweiligen Düsenkasten (8) zugeordnet ist oder von diesem begrenzt oder ausgebildet wird.
Trockenhaube (2) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Bolzen (19) eine rotationssymmetrische Außenkontur aufweist, die Nut (21) eine gerade Längsnut ist und komplementär zum in diese eingreifenden Bolzen (19) ausgebildet ist.
Trockenhaube (2) nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Bolzen des ersten und/oder des zweiten Lagers mit seinem einen, dem Gehäuse (16) zugewandten axialen Ende kraft-, form- und/oder stoffschlüssig mit dem Gehäuse (16) verbunden oder verbindbar ist und bevorzugt das dem Düsenkasten (8) zugewandte axiale Ende des Bolzens (19) in die dem Düsenkasten (8) zugeordnete Nut (21) eingreift.
Trockenhaube (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dem ersten Lager (17) wenigstens ein Linearanschlag zugeordnet ist oder von diesem ausgebildet wird, um einen definierten Spalt zwischen den einander zugewandten Stirnseiten von Gehäuse (16) und Düsenkasten (8) auszubilden.
Trockenhaube (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Lager (17, 18) als Gleitlager ausgeführt sind.
Trockenanordnung (1) zur Trocknung einer Faserstoffbahn wie einer Tissuepapierbahn, umfassend einen Trockenzylinder (3) und eine den Trockenzylinder (3) wenigstens teilweise umgebende Trockenhaube (2), wobei die Trockenhaube (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche ausgeführt ist.
Trockenanordnung (1) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Mehrzahl der Düsenkästen (8) über wenigstens einen Teil des Außenumfangs des Trockenzylinders (3) um diesen herum angeordnet ist.
Trockenanordnung (1) nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Trockenzylinder (3) beheizt oder beheizbar und bevorzugt als Yankee-Zylinder ausgeführt ist.
Verwendung einer Trockenhaube (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 11 in einer Trockenanordnung (1) zur Trocknung einer Faserstoffbahn wie einer Tissuepapierbahn, bevorzugt nach einem der Ansprüche 12 bis 14.