[0001] Die Erfindung betrifft eine mit Dampf beheizbare Hohl-Walze nach dem Oberbegriff
des Anspruches 1.
[0002] Eine derart mit Dampf beheizbare Hohl-Walze wird beispielsweise bei der Herstellung
von Wellpappe als sogenannte Riffelwalze eingesetzt, wie es aus der
EP 0 917 949 B1 (entsprechend
US 6 092 579) bekannt ist. Des Weiteren werden derartige mit Dampf beheizbare Hohl-Walzen als
sogenannte Vorheiz-Walzen in Wellpappeanlagen eingesetzt, um Papierbahnen vorzuheizen.
Weitere Einsatzgebiete befinden sich auf anderen Gebieten der Technik; regelmäßig
werden solche Hohl-Walzen zum Erwärmen oder Erhitzen von in Bahnen über sie geführten
Materialien eingesetzt. Hierbei wird einerseits Dampf, in der Regel Satt-Dampf oder
überhitzter Dampf in die Innen-Hohl-Walze eingeblasen. Er gibt seine Wärme über die
Innen-Wand der Hohl-Walze an deren Mantel ab, wobei der Wasser-Dampf kondensiert.
Das Kondensat sammelt sich aufgrund der Schwerkraft sowie der Fliehkraft der sich
drehenden Hohl-Walze an deren Innen-Wand. Diese Kondensat-Schicht wirkt isolierend
und stört somit den Wärmeübergang vom Dampf auf die Walze. Zum Abführen des Kondensats
wird ein Siphon-Rohr verwendet, dessen Absaug-Öffnung sich in der Nähe der Innen-Wand
der Hohl-Walze befindet. Der Abstand der Absaug-Öffnung des Siphon-Rohres von der
Innen-Wand der Hohl-Walze ist entscheidend für die im Innen-Raum der Hohl-Walze befindliche
Restmenge an Kondensat. Außerdem kann beim Anliegen eines Siphon-Rohres an der Innen-Wand
des Walzen-Mantels sich die Absaug-Öffnung einschleifen, so dass das Siphon-Rohr dicht
an der Innen-Wand anliegt mit der Folge, dass Kondensat nicht mehr abgesaugt werden
kann.
[0003] Bei einer derartigen aus der
EP 0 922 921 B1 bekannten mit Dampf beheizbaren Hohl-Walze besteht das Siphon-Rohr aus einem äußeren,
starren Stützrohr und einem darin verschiebbar gelagerten, flexiblem Einsatzrohr,
wodurch der Abstand der Absaug-Öffnung zur Innen-Wand der Hohl-Walze einstellbar ist.
In der Praxis hat sich gezeigt, dass eine Einstellung des Abstandes der Absaug-Öffnung
von der Innen-Wand der Hohl-Walze nur bei stehender Hohl-Walze, also in Betriebspausen,
möglich ist.
[0004] Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine mit Dampf beheizbare Hohl-Walze
der gattungsgemäßen Art so auszugestalten, dass eine exakte Einstellung des Abstandes
zwischen Absaug-Öffnung und Innen-Wand der Hohl-Walze auch während des Betriebes der
Hohl-Walze möglich ist.
[0005] Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die im Kennzeichnungsteil des Anspruches
1 angegebenen Merkmale gelöst. Da die Einstellung des Abstandes zwischen der Innen-Wand
der Hohl-Walze und der Absaug-Öffnung des Siphon-Rohres durch eine Verschwenkung der
außerhalb der Hohl-Walze liegenden, und sich nicht mit dieser drehenden Dreh-Durchführung
vorgenommen wird, ist eine solche Verstellung auch während des oft hochtourigen Betriebs
einer solchen Hohl-Walze ohne Weiteres möglich. Auch Nachjustierungen während des
Betriebes sind möglich, ohne dass eine Fertigungs-Anlage, in der sich die beheizbare
Hohl-Walze befindet, angehalten werden muss. Ein Anliegen des Siphon-Rohres an der
Hohl-Walze und damit eine Einschleifen kann damit vermieden werden. Das Einstellung
des Abstandes der Absaug-Öffnung von der Innen-Wand kann während des Betriebes in
der Weise erfolgen, dass das Siphon-Rohr mit seiner Absaug-Öffnung gegen die Innen-Wand
der Hohl-Walze angelegt wird. Dies kann akustisch oder durch Schwingungs-Messung erfasst
werden. Anschließend wird die Dreh-Durchführung um einen vorgegebenen Winkel verstellt,
womit exakt die Höhe des Spaltes zwischen Absaug-Öffnung und Innen-Wand festgelegt
wird. Hierzu kann an der Dreh-Durchführung eine entsprechende Anzeige angebracht werden.
[0006] Die Ansprüche 2 bis 4 geben vorteilhafte Ausgestaltungen der Dreh-Durchführung wieder.
[0007] Die Ansprüche 5 bis 9 geben verschiedene vorteilhafte Ausgestaltungen einer Schwenk-Verstell-Einrichtung
für die Dreh-Durchführung wieder.
[0008] Vorteilhafte Weiterbildungen nach den Ansprüchen 10 bis 12 ermöglichen, dass die
Absaug-Öffnung auch in Umfangs-Richtung, und zwar in Dreh-Richtung der Hohl-Walze
verschwenkt und festgestellt werden kann, was im Hinblick auf die hohen Umfangsgeschwindigkeiten
derartiger Hohl-Walzen in den entsprechenden Anlagen den Vorteil hat, dass Kondensat
aufgrund der Mitnahme an der Innen-Wand der Hohl-Walze nicht am untersten Walzen-Grund,
sondern weiter oben abgesaugt wird.
[0009] Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden
Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung. Es zeigt:
- Fig. 1
- einen vertikalen Längsschnitt durch eine Hohl-Walze nach der Erfindung in einer Betriebsstellung
mit an der Innen-Wand der Hohl-Walze befindlicher Absaug-Öffnung des Siphon-Rohres,
- Fig. 2
- die Hohl-Walze gemäß Figur 1 mit maximal hoch geschwenktem Siphon-Rohr,
- Fig. 3
- eine Draufsicht auf die Hohl-Walze nach den Figuren 1 und 2 entsprechend dem Sichtpfeil
III in den Figuren 1, 2 und 4,
- Fig. 4
- eine Seiten-Längs-Ansicht der Hohl-Walze nach den Figuren 1 bis 3 entsprechend dem
Sichtpfeil IV in Figur 3,
- Fig. 5
- eine Hohl-Walze entsprechend der Darstellung in Figur 4 mit gegenüber den Figuren
1 bis 4 geänderter Schwenk-Verstell-Einrichtung,
- Fig. 6
- eine abgeänderte Ausführungsform der Hohl-Walze in einer Darstellung gemäß Figur 1
mit einer Dreh-Verstell-Einrichtung,
- Fig. 7
- die Hohl-Walze gemäß Figur 6 in einer Darstellung gemäß Figur 4,
- Fig. 8
- eine Stirnansicht der Hohl-Walze nach den Figuren 6 und 7 entsprechend dem Sichtpfeil
VIII in den Figuren 6 und 7 mit unverdrehtem Siphon-Rohr, und
- Fig. 9
- eine Darstellung entsprechend Figur 8 mit in Dreh-Richtung der Hohl-Walze verdrehtem
Siphon-Rohr.
[0010] Die in der Zeichnung dargestellte heizbare Hohl-Walze 1 weist einen im Wesentlichen
zylindrischen Walzen-Mantel 2 auf, der durch zwei Stirnwände 3 und 4 dampfdicht abgeschlossen
ist. An beiden Stirnwänden 3, 4 sind konzentrisch zur Mittel-Längs-Achse 5 der Hohl-Walze
1 Lager-Zapfen 6, 7 angebracht, die mit Wälz-Lagern 8, 9 in Lager-Böcken 10, 11 gelagert
sind. Die Hohl-Walze 1 ist also drehbar gelagert. Derartige Hohl-Walzen sind in der
Regel drehantreibbar. Ein solcher in der Zeichnung nicht dargestellter Drehantrieb
kann über den in der Zeichnung links dargestellten Lager-Zapfen 6 erfolgen.
[0011] Der in der Zeichnung rechts dargestellte Lager-Zapfen 7 ist hohl ausgebildet. Durch
ihn wird entsprechend dem Strömungs-Richtungs-Pfeil 12 von einer nicht dargestellten
Wasser-Dampf-Quelle kommender Wasser-Dampf in die Hohl-Walze 1 eingeführt, wodurch
der Walzen-Mantel 2 beheizt wird. Durch diesen Heiz-Vorgang und die damit verbundene
Wärmeabgabe des Dampfes kondensiert der Wasser-Dampf. Das Kondensat wird aus dem unteren
Bereich des Innen-Raums 13 der Hohl-Walze 1 mittels eines sogenannten Siphon-Rohres
14 abgesaugt, wobei die Absaug-Richtung durch den Strömungs-Richtungs-Pfeil 15 angedeutet
ist. An das Siphon-Rohr 14 ist eine nicht dargestellte Unterdruck-Quelle angeschlossen.
[0012] Die Wasser-Dampf-Zuführung und die Kondensat-Absaugung erfolgt über eine sogenannte
Dreh-Durchführung 16. Diese weist ein undrehbares Gehäuse 17 auf, das im Wesentlichen
konzentrisch zur Achse 5 angeordnet ist und das an seinem außenliegenden Boden 18
das fest mit ihm verbundene Siphon-Rohr 14 trägt. In das Gehäuse 17 mündet ein Dampf-Zuführ-Stutzen
19 ein.
[0013] Das Gehäuse 17 der Dreh-Durchführung 16 ist mittels eines Kugel-Kalotten-Lagers 20
drehbar und gegenüber der Achse 5 verschwenkbar mit dem Lager-Zapfen 7 verbunden.
Das Lager 20 weist eine zylindrische Innen-Wand 21 auf, so dass zum einen das Siphon-Rohr
14 auch von dem Kugel-Kalotten-Lager 20 frei ist und weiterhin zwischen dem Siphon-Rohr
14 und dem Gehäuse 17 bzw. dem Lager-Zapfen 7 ein Ring-Kanal 22 zur Zuführung des
Wasser-Dampfes vom Stutzen 19 in den Innen-Raum 13 der Hohl-Walze 1 gegeben ist. Das
Kugel-Kalotten-Lager 20 kann aus einem geeigneten Kunststoff bestehen, so dass es
gleichzeitig gegenüber dem jeweils aus Metall bestehenden Gehäuse 17 einerseits und
dem Lager-Zapfen 7 andererseits anliegt und so eine Dampf-Dichtung nach außen bildet.
Selbstverständlich können aber auch andere geeignete Dichtungen vorgesehen sein.
[0014] Bei der Betriebsstellung gemäß Figur 1 verläuft die Haupt-Längs-Achse 23 des Siphon-Rohres
14 fluchtend mit der Mittel-Längs-Achse 5 der Hohl-Walze 1. In dieser Position des
Siphon-Rohrs 14 hat dessen innere untere Absaug-Öffnung 24 einen Minimal-Abstand a
zur Innen-Wand 25 der Hohl-Walze 1. In der in Figur 2 dargestellten Lage des Siphon-Rohres
14 ist dessen Haupt-Längs-Achse 23 um einen Schwenk-Winkel α gegenüber der Mittel-Längs-Achse
5 verschwenkt, so dass die Absaug-Öffnung 24 einen größeren Abstand b zur Innen-Wand
25 hat. Dieser Winkel α kann bis zu 5° betragen. In der Regel wird der Winkel α ≤
2° sein.
[0015] Eine manuell zu betätigende Schwenk-Verstell-Einrichtung für das Siphon-Rohr 14 ergibt
sich aus den Figuren 3 und 4. In an dem hohlen Lager-Zapfen 7 lagernden Lager-Bock
11 sind in einer horizontalen Ebene, in der sich auch die Mittel-Längs-Achse 5 befindet,
beiderseits des Lager-Zapfens 7 und des Gehäuses 17 Lager-Stäbe 26, 27 geschraubt.
Auf diesen Lager-Stäben 26, 27 ist das Gehäuse 17 der Dreh-Durchführung 16 mittels
kugeliger Schwenk-Lager 28 schwenkbar gelagert, so dass die zuvor im Hinblick auf
die Figuren 1 und 2 geschilderten Schwenkbewegungen ausgeführt werden können. Die
beiden kugeligen Schwenk-Lager 28 haben eine gemeinsame horizontale Schwenk-Achse
29, die fluchtend mit der Mittel-Schwenk-Achse 30 des Kugel-Kalotten-Lagers 20 verläuft.
[0016] Die Schwenk-Verstellung und -Feststellung der Dreh-Durchführung 16 mit Siphon-Rohr
14 erfolgt bei dem Ausführungsbeispiel nach den Figuren 1 bis 4 mittels zwei Paaren
von Stell-Schrauben 31, 32, die in entsprechenden seitlich vorspringenden Widerlagern
33, 34 gelagert sind und gegen die Lager-Stäbe 26 bzw. 27 anliegen. Durch entsprechendes
Herausdrehen der oberen Stell-Schrauben 31 aus den entsprechenden oberen Widerlagern
33 und entsprechendes Hineinschrauben der jeweiligen unteren Stell-Schraube 32 in
das entsprechende untere Widerlager 34 wird das Gehäuse 17 der Dreh-Durchführung 16
aus der in Figur 1 dargestellten Position in die in Figur 2 dargestellte Position
verschwenkt und dort jeweils fixiert. Eine Sicherung dieser Position erfolgt über
Konter-Muttern 35.
[0017] Bei der abgewandelten Ausführungsform nach Figur 5 ist eine motorische Verstellung
und Feststellung der Dreh-Durchführung 16 möglich. Bei dieser Schwenk-Verstell-Einrichtung
weisen die Lager-Stäbe 26', 27' nur die kugeligen Schwenk-Lager 28 auf. Anstelle der
Stell-Schrauben 31, 32 ist ein Linear-Antrieb 36 in Form eines hydraulisch oder pneumatisch
beaufschlagbaren Kolben-Zylinder-Antriebs vorgesehen, bei dem das eine untere Ende
des Zylinders 37 schwenkbar an einem ortsfesten Lager 38 angelenkt ist, während die
Kolbenstange 39 im unteren Bereich des Gehäuses 17 mittels eines Lagers 40 angelenkt
ist. Durch entsprechende Beaufschlagung des Zylinders 37 mit Druckfluid wird die Kolbenstange
39 relativ zum Zylinder 37 verstellt, wodurch wiederum das Gehäuse 17 der Dreh-Durchführung
16 in der geschilderten Weise verstellt wird. Durch hydraulische Verriegelung erfolgt
gleichzeitig eine Festsetzung des Gehäuses 17 in dieser gewünschten Position.
[0018] Die Ausführungsform nach den Figuren 6 bis 9 unterscheidet sich von der nach den
Figuren 1 bis 4 dadurch, dass nicht nur der Spalt 41 zwischen der Absaug-Öffnung 24
des Siphon-Rohres 14 und der Innen-Wand 25 der Hohl-Walze 1 verstellt werden kann,
sondern dass auch das Siphon-Rohr 14 mittels einer Dreh-Verstell-Einrichtung um seine
Haupt-Längs-Achse 23 verschwenkt werden kann, so dass die Öffnung 24 sich nicht in
der vertikalen Längs-Mittel-Ebene 42 der Hohl-Walze 1 befindet, wie beim Ausführungsbeispiel
nach den Figuren 1 bis 4 oder bei der Stellung gemäß Figur 8, sondern in einer hierzu
um einen Dreh-Winkel β geneigten Längs-Mittel-Ebene 43 gemäß Figur 9. Um dies zu ermöglichen,
ist am Lager-Bock 11' ein Ring-Lager 44 ausgebildet, auf dem eine Ring-Scheibe 45
drehbar gelagert ist. Die Ring-Scheibe 45 ist - wie die Figuren 6, 8 und 9 erkennen
lassen - mittels zwei in der vertikalen Längs-Mittel-Ebene 42 angeordneten Schrauben
46 am Lager-Bock 11' gehalten. Die Schrauben 46 durchsetzen sich in Umfangsrichtung
der Ring-Scheibe 45 erstreckende Lang-Löcher 47, so dass - entsprechend der Länge
der Lang-Löcher 47 - die Ring-Scheibe 45 um den Winkel β in Umfangsrichtung verstellt
werden kann, der dem Winkel zwischen den Ebenen 42 und 43 entspricht. Die Lager-Stäbe
26" und 27" sind in diesem Fall an der Ring-Scheibe 45 befestigt. Ansonsten ist der
Aufbau wie zu den Figuren 1 bis 4 beschrieben.
[0019] Durch die Verstellmöglichkeit der Ring-Scheibe 45 kann das Gehäuse 17 der Dreh-Durchführung
16 mit dem Siphon-Rohr 14 um seine Haupt-Längs-Achse 23 verschwenkt werden, so dass
die Öffnung 24 in Dreh-Richtung 48 der Hohl-Walze 1 verstellt werden kann. Hierdurch
kann - insbesondere bei hochtourig angetriebenen Hohl-Walzen 1 - berücksichtigt werden,
dass das erwähnte Kondensat in Dreh-Richtung 48 mitgenommen wird. Eine Einstellung
des Abstandes b der Absaug-Öffnung 24 von der Innen-Wand 25 der Hohl-Walze 1, das
heißt eine Einstellung der Weite des Spaltes 41, erfolgt auch hierbei über die beiden
Paare von Stell-Schrauben 31,32.
1. Mit Dampf beheizbare Hohl-Walze (1),
- die einen Walzen-Mantel (2) mit einer Innen-Wand (25), zwei Stirnwände (3, 4), eine
Mittel-Längs-Achse (5) und einen Innen-Raum (13) aufweist,
- die drehbar gelagert ist,
- die einen koaxial zur Mittel-Längs-Achse (5) in den Innen-Raum (13) einmündenden
Dampf-Zuführ-Kanal aufweist und
- die ein koaxial zur Mittel-Längs-Achse (5) in den Innen-Raum (13) einmündendes Siphon-Rohr
(14) mit einer benachbart zur Innen-Wand (25) befindlichen Absaug-Öffnung (24) aufweist,
dadurch gekennzeichnet,
dass das starr ausgebildete Siphon-Rohr (14) in einer Dreh-Durchführung (16) gehalten
ist, die relativ zur Mittel-Längs-Achse (5) derart um einen Schwenk-Winkel α verschwenkbar
ist, dass der Abstand b der Absaug-Öffnung (24) von der Innen-Wand (25) einstellbar
ist.
2. Hohl-Walze (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
dass die der Dreh-Durchführung (16) benachbarte Stirnwand (4) mit einem hohlen Lager-Zapfen
(7) versehen ist, der mit einem Gehäuse (17) der Dreh-Durchführung (16) drehbar und
um den Schwenk-Winkel α verschwenkbar und dampfdicht verbunden ist.
3. Hohl-Walze (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Dreh-Durchführung (16) einen Dampf-Zuführ-Stutzen (19) aufweist, der in den das
Siphon-Rohr (14) umgebenden als Ring-Kanal (22) ausgebildeten Dampf-Zuführ-Kanal übergeht.
4. Hohl-Walze (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
dass die Dreh-Durchführung (16) auf Schwenk-Lagern (28) gelagert ist.
5. Hohl-Walze (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
dass eine Schwenk-Verstell-Einrichtung vorgesehen ist zur Schwenk-Verstellung der Dreh-Durchführung
(16) mit dem Siphon-Rohr (14).
6. Hohl-Walze (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,
dass die Schwenk-Lager (28) ortsfest angeordnet sind.
7. Hohl-Walze (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
dass die Schwenk-Verstellung-Einrichtung manuell betätigbar ausgebildet ist.
8. Hohl-Walze (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,
dass die Schwenk-Verstell-Einrichtung Verstell-Schrauben (31, 32) zur Schwenk-Verstellung
aufweist.
9. Hohl-Walze (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
dass die Schwenk-Verstellung-Einrichtung motorisch betätigbar ausgebildet ist.
10. Hohl-Walze (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet,
dass die Dreh-Durchführung (16) mit Siphon-Rohr (14) um die Mittel-Längs-Achse (5) um
einen Dreh-Winkel β verstellbar ist.
11. Hohl-Walze (1) nach Anspruch 10 und einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet,
dass die Dreh-Durchführung (16) an einer Ring-Scheibe (45) gelagert ist, die drehbar und
feststellbar abgestützt ist.
12. Hohl-Walze (1) nach den Ansprüchen 5 und 11, dadurch gekennzeichnet,
dass die Schwenk-Lager (28) an der Ring-Scheibe (45) angebracht sind.