[0001] Die Erfindung betrifft allgemein eine Blas- oder Saugwalze einer Maschine zur Herstellung
und/oder Veredlung einer Papier-, Karton-, Tissue- oder einer anderen Materialbahn,
insbesondere Faserstoffbahn, mit einem rotierbaren, perforierten Walzenmantel und
einem Druck- oder Saugkasten, der mit einer Überdruckquelle beziehungsweise einer
Unterdruckquelle verbunden ist. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein
Verfahren zum Herstellen eines Druck- oder Saugkastens für eine solche Blas- oder
Saugwalze.
[0002] Die Verwendung von Blas- oder Saugwalzen in Papiermaschinen ist bekannt. Solche Walzen
weisen eine perforierte Mantelfläche auf, auf welcher durch den Druck- oder Saugkasten
Zonen mit einem Überdruck oder einem Unterdruck ausgebildet werden. Dabei ist der
Druck- oder Saugkasten in der Regel stationär, wohingegen der Walzenmantel über dem
Kasten gedreht wird. Als Einsatzgebiet für solche Walzen in einer Papiermaschine kommen
die Formerpartie (oder der Stoffauflauf), die Pressenpartie und die Trockenpartie
sowie andere Bereiche in Betracht.
[0003] Die Druck- oder Saugkästen werden in der Regel radial innerhalb des rotierenden Walzenmantels
über der gesamten oder im wesentlichen der gesamten axialen Länge des Walzenmantels
angeordnet und sind mit Dichtleisten versehen, welche zur Abdichtung der Druckzonen
oder Saugzonen auf dem Walzenmantel von innen gegen denselben gepresst oder mit einem
vorgegebenen geringen Abstand gegenüber diesem positioniert werden. Dabei können verschiedene
Zonen mit zueinander verschiedenen Drücken auf dem Walzenmantel ausgebildet werden,
welche in der Regel durch jeweils eine oder mehrere entsprechende Dichtleisten gegeneinander
abgedichtet sind.
[0004] Die Dichtflächen der Dichtleisten beziehungsweise die Auflageflächen von Dichtflächenhaltern,
durch welche die Dichtleisten beispielsweise am Saugkasten und nach dessen Montage
gegenüber dem Walzenmantel gehalten werden, werden herkömmlich möglichst eben ausgeführt,
um einen gleichmäßigen Dichtleistenabstand gegenüber der inneren Oberfläche des Walzenmantels
beziehungsweise ein gleichmäßiges Anpressen der Dichtleisten gegen die innere Oberfläche
des Walzenmantels zu erreichen. Diesem gleichmäßigen Beabstanden beziehungsweise der
gleichmäßigen Anpressung steht das Phänomen entgegen, dass sich bei langen Walzen
und dadurch entsprechend in Axialrichtung lang ausgeführten Saugkästen eine Durchbiegung
des Saugkastens einstellt, welche im Hinblick auf eine noch ausreichende Abdichtung
beziehungsweise einen maximal zulässigen Dichtleistenverschleiß stark begrenzt ist,
beispielsweise auf sieben Millimeter. Wenn der vorgegebene Abstand überschritten wird,
ist eine gleichmäßige Abdichtung nicht mehr möglich beziehungsweise die Dichtleisten
verschleißen ungleichmäßig und rasch.
[0005] Aufgrund der vorgegebenen maximalen Durchbiegung des Saugkastens (oder Druckkastens)
ist es bei manchen Walzentypen mit vergleichsweise großer axialer Erstreckung notwendig,
die Walzen mit einem größeren Walzendurchmesser auszuführen, um einen entsprechend
massiven Saugkasten innerhalb von diesen montieren zu können. Eine solche Vergrößerung
des Walzendurchmessers bringt höhere Kosten mit sich, was unerwünscht ist.
[0006] Zur Verhinderung des Durchbiegens solcher Saugkästen ist bereits vorgeschlagen worden,
unterhalb von den Saugkästen zusätzlich einen versteifenden Träger einzusetzen, welcher
beispielsweise über Distanzstücke von unten gegen den Saugkasten drückt und somit
ein Durchbiegen desselben verhindert. Ein solcher Stützträger erhöht jedoch den Montageaufwand
und die Herstellungskosten und verändert zudem das Schwingungsverhalten des Saugkastens.
[0007] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Herstellen eines Druck-
oder Saugkastens für eine Papiermaschinenwalze oder dergleichen anzugeben, durch welches
die genannten Probleme des Durchbiegens des Druck- oder Saugkastens überwunden werden,
ohne die Produktionskosten wesentlich zu erhöhen. Ferner soll eine Blas- oder Saugwalze
einer Papiermaschine oder dergleichen angegeben werden, welche einen entsprechend
hergestellten Druck- oder Saugkasten aufweist.
[0008] Die erfindungsgemäße Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen von Anspruch
1 und eine Blas- oder Saugwalze mit den Merkmalen von Anspruch 6 gelöst. Gegenstand
der abhängigen Ansprüche sind vorteilhafte und besonders zweckmäßige Ausgestaltungen
der Erfindung.
[0009] Die Erfindung soll nachfolgend anhand des Beispiels eines Saugkastens für eine Saugwalze
einer Papiermaschine erläutert werden. Die Erfindung ist jedoch auch bei Druckkästen
für Blaswalzen und bei anderen Maschinen zur Herstellung von einer Materialbahn, insbesondere
Faserstoffbahn, anwendbar. Zum leichteren Verständnis wird jedoch im folgenden der
Kasten als Saugkasten und die Walze als Saugwalze bezeichnet, welche an eine Unterdruckquelle
angeschlossen sind.
[0010] Das erfindungsgemäße Verfahren dient dem Herstellen eines Saugkastens für eine Saugwalze
einer Papiermaschine oder dergleichen, wobei die Saugwalze einen rotierbaren, perforierten
Walzenmantel und im montierten Zustand den Saugkasten umfasst, um auf die bekannte
Art, eine oder mehrere Saugzonen auf dem Walzenmantel auszubilden. Dementsprechend
ist der Saugkasten mit einer Unterdruckquelle verbunden und dem Walzenmantel derart
zugeordnet, dass er auf die innere Oberfläche des Walzenmantels einen vorgegebenen
Bereich mit einem Unterdruck aufbringt. Der Bereich wird durch wenigstens eine Dichtleiste,
in der Regel mehrere Dichtleisten, des Saugkastens von innen gegen den Walzenmantel
abgedichtet, wobei die Dichtleiste oder die Dichtleisten jeweils eine Dichtfläche
aufweist/aufweisen, welche entweder im Betrieb gegen den Walzenmantel gepresst wird
oder mit einem vorgegebenen Spaltabstand, beispielsweise von einem bis fünf Millimeter,
insbesondere drei Millimeter, gegenüber der inneren Oberfläche des Walzenmantels positioniert
wird.
[0011] Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass entweder die Dichtfläche
der Dichtleiste und/oder eine Auflagefläche für die Dichtleiste, auf welcher die Dichtleiste
im Betrieb der Saugwalze zumindest mittelbar aufliegt, mit einer konvexen oder konkaven
Krümmung entlang der Längsachse der Dichtleiste und damit des Saugkastens und der
Saugwalze hergestellt wird. Eine konvexe Krümmung, das heißt eine fassartige Krümmung,
wird immer dann vorgesehen, wenn die Dichtleiste dazu bestimmt und positioniert ist,
dass sie von unten nach oben gegen den Walzenmantel gepresst wird beziehungsweise
mit einem vorgegebenen Abstand gegenüber diesem positioniert wird. Eine konkave Krümmung
hingegen wird vorgesehen, wenn die Dichtleiste von oben nach unten gegen den Walzenmantel
gepresst wird beziehungsweise mit einem vorgegebenen Abstand gegenüber diesem positioniert
wird.
[0012] Dies hat den folgenden Hintergrund: Wenn die Dichtleiste von unten nach oben an der
oder mit einem Spaltabstand gegenüber der inneren Oberfläche des Walzenmantels positioniert
wird, so gleicht die konvexe Krümmung der Dichtfläche der Dichtleisten die Durchbiegung
des Saugkastens über seiner axialen Länge aus, so dass im Betrieb die Dichtfläche
eben oder im wesentlichen eben ist. Dabei kann die konvexe Krümmung entweder durch
entsprechendes Bearbeiten der Dichtfläche der Dichtleiste selbst oder durch entsprechendes
Bearbeiten der genannten Auflagefläche für die Dichtleiste erfolgen, wobei die Dichtleiste
aufgrund ihrer Elastizität der konvexen Auflagefläche in ihrer Form folgt, das heißt
die Dichtleiste biegt sich entlang der konvexen Auflagefläche, so dass sie auf dieser
in der Regel satt aufliegt.
[0013] Umgekehrt, wenn die Dichtleiste von oben nach unten gegenüber der inneren Oberfläche
des Walzenmantels positioniert wird, so gleicht die konkave Krümmung der Dichtfläche
die Durchbiegung des Saugkastens aus. Im Betrieb ist die Dichtfläche wiederum im wesentlichen
oder vollständig eben. Für die Herstellung der konkaven Krümmung gelten die Ausführungen
zu der konvexen Krümmung entsprechend.
[0014] Der Saugkasten weist insbesondere einen Dichtleistenhalter auf, in welchem die beschriebene
Auflagefläche für die Dichtleiste ausgeführt ist. Beispielsweise ist auf der Auflagefläche
ein mit einem Druckmedium befüllbarer Schlauch positioniert, welcher die Dichtleiste
unmittelbar auf sich trägt. Der Schlauch folgt der Krümmung in der Auflagefläche und
gibt diese Krümmung sozusagen an die Dichtleiste weiter, welche dadurch der Krümmung
ebenfalls folgt und, auch wenn sie zuvor mit einem rechtwinkligen, geraden Querschnitt
aufgeführt wurde, sich entsprechend durchbiegt, so dass die Dichtfläche sich krümmt.
[0015] Die Auflagefläche unterhalb des Schlauches, der beispielsweise mit Luft befüllt werden
kann, kann dabei auch stufig ausgeführt sein, wobei der Schlauch die Unstetigkeiten
der Stufen ausgleicht und der Dichtleiste eine stetig gekrümmte Auflagefläche zur
Verfügung stellt.
[0016] Entlang der Längsachse des Saugkastens und der Saugwalze und selbstverständlich auch
entlang des Umfangs der Saugwalze können eine Vielzahl von entsprechend ausgeführten
beziehungsweise aufliegenden Dichtleisten vorgesehen sein, die beispielsweise einzeln
oder gruppenweise gezielt gegenüber der Innenfläche des Walzenmantels positionierbar
oder anpressbar sind, um die gewünschte konkave oder konvexe Oberfläche der Dichtfläche
herzustellen. Die konkave oder konvexe Oberfläche weist in diesem Fall einen Oberflächenverlauf
mit Sprungstellen auf, wohingegen in den bisher beschriebenen Ausführungen der Verlauf
stetig war.
[0017] Die erfindungsgemäße Saugwalze weist einen Saugkasten mit wenigstens einer Dichtleiste
auf, die im Betrieb der Saugwalze eine ebene oder im wesentlichen ebene Dichtfläche
hat. Wenn jedoch eine Durchbiegung des Saugkastens dadurch vermieden wird, dass der
Saugkasten im wesentlichen vollflächig oder vollständig flächig auf eine ebene Unterlage
aufgelegt wird, so zeigt die Dichtfläche die erfindungsgemäße Krümmung mit einer Wölbung
im Bereich ihrer axialen Mitte nach außen, das heißt mit einer konvexen Form, oder
mit einer Wölbung im Bereich ihrer axialen Mitte nach innen, das heißt mit einer konkaven
Form.
[0018] Die Ausprägung der Wölbung kann entsprechend der erwarteten, das heißt der berechneten
oder versuchsweise ermittelten Durchbiegung des Saugkastens ausgeführt werden. Wenn
zum Beispiel eine Durchbiegung eines Dichtleistenhalters in einem Saugkasten von 4,5
mm erwartet wird, wird die Dichtleistenhalterauflagefläche, das heißt jene Fläche,
mit welcher der Dichtleistenhalter auf dem Saugkasten aufliegt, um diesen Wert (4,5
mm) bombiert, so dass sich im Betrieb eine ebene Auflagefläche ergibt. Alternativ
oder zusätzlich kann, wie dargestellt, unmittelbar die Dichtfläche der Dichtleiste
bombiert werden.
[0019] Die Erfindung soll nachfolgend exemplarisch anhand der Figuren erläutert werden.
[0020] Es zeigen:
- Figur 1
- einen Längsschnitt durch eine Saugwalze;
- Figur 2
- einen Axialschnitt durch die Saugwalze aus der Figur 1;
- Figur 3
- eine schematische Darstellung einer konvexen Auflagefläche eines Dichtleistenhalters
auf dem Saugkasten;
- Figur 4
- eine Dichtleiste mit einer konvexen Dichtfläche;
- Figur 5
- eine Dichtleiste mit einer konvexen Dichtfläche und zugleich einer konvexen Auflagefläche;
- Figur 6
- eine gestufte Auflagefläche für eine Dichtleiste.
[0021] In der Figur 1 erkennt man eine Saugwalze 1 mit dem rotierbaren, perforierten Walzenmantel
2. Die innere Oberfläche des Walzenmantels 2 wird über einem vorgegebenen Bereich
mittels des Saugkastens 3 mit einem Unterdruck beaufschlagt.
[0022] Die Saugwalze 1 wird beispielsweise von einem luftdurchlässigen Band wie einem Sieb
oder einem Filz und einer daraufliegenden, zu entwässernden Faserstoffbahn umschlungen,
wobei der von dem zum Walzenmantel 2 hin offenen, feststehenden Saugkasten 3 gebildete
Unterdruckbereich im Walzeninneren an den Umschlingungsbereich angrenzt. Hierzu ist
das Innere des Saugkastens 3 mit einer Unterdruckquelle (nicht gezeigt) verbunden.
Der Saugkasten 3 grenzt über eine von einem Dichtleistenhalter 8 gehaltene Dichtleiste
4 an die Innenseite des Walzenmantels 2 an, das heißt entweder wird die Dichtleiste
4 von innen gegen den Walzenmantel 2 gepresst oder mit einem vorgegebenen Abstand
gegenüber dieser Fläche gehalten.
[0023] Der Walzenmantel 2 dreht sich über der feststehenden Welle 10 und ist hierzu mittels
der gezeigten Lager 9 auf der feststehenden Welle 10 gelagert.
[0024] Wie man insbesondere in der Figur 2 erkennen kann, weist der Saugkasten 3 zwei Dichtleistenhalter
8 auf, die jeweils eine Dichtleiste 4 in Radialrichtung der Walze 1 beweglich halten.
Jeder Dichtleistenhalter 8 bildet mit dem Saugkasten 3 eine Auflagefläche 5 aus, auf
welcher ein mit einem Druckmedium, insbesondere Druckluft, befüllbarer Schlauch 6
ruht, der wiederum jeweils eine Dichtleiste 4 unmittelbar trägt. Durch Befüllen des
Schlauches 6 wird die Dichtleiste 4 in Richtung der inneren Oberfläche des Walzenmantels
2 bewegt, so dass sie mit ihrer Dichtfläche 7 innen am Walzenmantel 2 anliegt oder
mit einem vorgegebenen Abstand gegenüber der inneren Oberfläche des Walzenmantels
2 positioniert ist. Beispielsweise wird ein Abstand zwischen einem und fünf Millimeter,
insbesondere von drei Millimeter eingestellt.
[0025] Um ein Durchbiegen des Saugkastens 3 zu kompensieren, weist, wie in der Figur 1 dargestellt
ist, die Auflagefläche 5 eine konvexe Oberfläche auf, das heißt eine nach außen gerichtete
Wölbung über der Längsachse des Saugkastens 3, wobei der höchste Punkt der Wölbung
mittig über der Längsachse des Saugkastens 3 positioniert ist, und die niedrigsten
Punkte der Auflagefläche 5 jeweils an den beiden axialen Enden des Saugkastens 3 positioniert
sind. Sowohl die Schläuche 6 als auch die Dichtleisten 4 passen sich dieser Wölbung
der Auflagefläche 5 an, so dass auch die Dichtfläche 7 von jeder Dichtleiste eine
entsprechend konvexe Form aufweist. Im Betriebszustand (nicht dargestellt) ergibt
sich eine Durchbiegung des gezeigten Saugkastens 3 nach unten, so dass die vorgesehene
Wölbung der Auflagefläche 5 nahezu oder vollständig kompensiert wird oder überkompensiert
wird, so dass sich im Betrieb eine im wesentlichen oder vollständig ebene, waagerechte
Auflagefläche 5 und somit auch Dichtfläche 7 bei der Dichtleiste 4 ergibt.
[0026] In den Figuren 3 bis 6 sind mögliche Ausführungen des Saugkastens 3 beziehungsweise
jener Bereiche mit der Auflagefläche 5 und der Dichtfläche 7 dargestellt. Gemäß der
Figur 3 ist entsprechend der Figur 1 die Auflagefläche 5 konvex über der Längsachse
gewölbt, wobei zugleich, um eine gleichmäßige Spannungsverteilung zu erreichen, auch
die Dichtfläche 7 der Dichtleiste 4 konvex gewölbt hergestellt wird. Zum besseren
Verständnis ist in der Figur 7 nochmals die Dichtleiste 4 ohne den Schlauch 6 und
den Dichtleistenhalter 8 unmittelbar nach ihrer Herstellung gezeigt. Wie man sieht,
weist diese Dichtleiste 4 eine konkave Grundfläche 11 auf, mit welcher sie, insbesondere
unter Zwischenschaltung eines Schlauches 6, auf der konvexen Auflagefläche 5 aufliegt.
Die Dichtfläche 7 ist über der Längsachse der Dichtleiste 4 konvex ausgebildet.
[0027] In der Figur 4 hingegen weist die dort dargestellte Dichtleiste 4 unmittelbar nach
ihrer Herstellung zwar eine konvexe Dichtfläche 7 jedoch eine ebene Grundfläche 11
auf. Diese Grundfläche 11 kann entweder auf eine eben geformte Auflagefläche 5 oder
eine konvex geformte Auflage 5 aufgesetzt werden, wobei sich im letzteren Fall die
Dichtleiste 4 entsprechend verbiegt und die Konvexität der Dichtfläche 7 gegenüber
dem gezeigten Zustand zunimmt.
[0028] In der Figur 6 ist ein Beispiel für eine gestufte Auflagefläche 5 eines Dichtleistenhalters
8 dargestellt. Auf dieser Auflagefläche 5 kann gemäß einer Ausführung unmittelbar
eine Dichtleiste 4 aufgelegt werden. Diese Dichtleiste 4 kann beispielsweise die in
der Figur 4 oder die in der Figur 5 dargestellte Form aufweisen, oder auch beispielsweise
eine im Querschnitt rechtwinklige Form. Aufgrund der Gestaltung ergibt sich entweder
durch eine Biegung der Dichtleiste 4 die gewünschte konvex geformte Dichtfläche 7,
oder die Dichtleiste 4 weist zusätzlich oder alternativ eine konvex geformte Grundfläche
11 auf.
[0029] Vorteilhaft wird jedoch auf die in der Figur 6 dargestellte gestufte Auflagefläche
5 zunächst ein Schlauch 6 aufgelegt, welcher wiederum eine Dichtleiste 4 trägt. Der
Schlauch 6 führt dazu, dass die gestufte Auflagefläche 5 in eine stetig gewölbte unmittelbare
Auflagefläche für die Dichtleiste 4 gewandelt oder "gedämpft" wird.
1. Verfahren zum Herstellen eines Druck- oder Saugkastens (3) für eine Blas- oder Saugwalze
(1) einer Maschine zur Herstellung und/oder Veredelung einer Papier-, Karton-, Tissue-
oder einer anderen Materialbahn, wobei die Maschine im montierten Zustand einen rotierbaren,
perforierten Walzenmantel (2) und den Druck- oder Saugkasten (3) umfasst, und der
Druck- oder Saugkasten (3) mit einer Unterdruckquelle oder einer Überdruckquelle derart
verbunden ist, dass er auf die innere Oberfläche des Walzenmantels (2) einen Unterdruck
oder einen Überdruck aufbringt, und
wobei der Druck- oder Saugkasten (3) wenigstens eine Dichtleiste (4) umfasst, welche
mit einer Dichtfläche (7) von innen gegen den Walzenmantel (2) pressbar oder mit einem
vorgegebenen Spaltabstand gegenüber diesem positionierbar ist;
dadurch gekennzeichnet, dass
die Dichtfläche (7) der Dichtleiste (4) und/oder eine Auflagefläche (5) für die Dichtleiste
(4), auf welcher die Dichtleiste (4) im Betrieb der Blas- oder Saugwalze (1) zumindest
mittelbar gelagert ist, mit einer konvexen oder konkaven Krümmung entlang der Längsachse
des Druck- oder Saugkastens (3) hergestellt wird.
2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtleiste (4) derart im Bereich des oberen Endes im Druck- oder Saugkasten
(3) montiert wird, dass die Dichtleiste (4) und ihre Dichtfläche (7) im montierten
Zustand in der Blas- oder Saugwalze (1) von unten nach oben gegen die Innenfläche
des Walzenmantels (2) gepresst oder mit einem vorgegebenen Spaltabstand gegenüber
dieser positioniert wird, und die Dichtfläche (7) der Dichtleiste (4) und/oder die
Auflagefläche (5) für die Dichtleiste (4) mit einer konvexen Krümmung entlang der
Längsachse des Druck- oder Saugkastens (3) hergestellt wird.
3. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtleiste (4) unter Zwischenschaltung eines mit einem Druckmedium, insbesondere
Druckluft, befüllbaren Schlauches (6) auf der Auflagefläche (5) montiert wird.
4. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass in Axialrichtung des Druck- oder Saugkastens (3) eine Vielzahl von einzelnen oder
gruppenweise gegenüber der Innenfläche des Walzenmantels (2) positionierbaren oder
anpressbaren Dichtleistensegmenten montiert wird.
5. Verfahren gemäß Anspruch 3 und insbesondere gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Auflagefläche (5) stufig ausgeführt wird, auf welche der Schlauch (6) derart
montiert wird, dass er nach seinem Aufblasen eine konkave oder konvexe Lagerfläche
für die Dichtleiste (4) zur Verfügung stellt.
6. Blas- oder Saugwalze (1) einer Maschine zur Herstellung und/oder Veredelung einer
Papier-, Karton-, Tissue- oder einer anderen Materialbahn, mit einem rotierbaren,
perforierten Walzenmantel (2) und einem Druck- oder Saugkasten (3), wobei der Druck-
oder Saugkasten (3) mit einer Unterdruckquelle oder Überdruckquelle derart verbunden
ist, dass er auf die innere Oberfläche des Walzenmantels (2) einen Unterdruck oder
Überdruck aufbringt,
wobei der Druck- oder Saugkasten (3) wenigstens eine Dichtleiste (4) umfasst, welche
mit einer Dichtfläche (7) von innen gegen den Walzenmantel (2) gepresst wird oder
mit einem vorgegebenen Spaltabstand gegenüber diesem positioniert ist;
dadurch gekennzeichnet, dass
die Dichtfläche (7) der Dichtleiste (4) und/oder eine Auflagefläche (5) für die Dichtleiste
(4) im Zustand einer ebenen, im wesentlichen vollflächigen Auflage des Druck- oder
Saugkastens (3) auf einer ebenen Unterlage konvex oder konkav in Richtung der Längsachse
des Druck- oder Saugkastens (3) ausgebildet ist.