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Die
Erfindung betrifft eine Saug- oder Blaseinrichtung mit einer an
eine bewegte, Perforationen aufweisende Materialfläche, insbesondere
an den Mantel einer Saug- oder
Blaswalze, angrenzenden Unterdruck- oder Überdruckzone, insbesondere
in einer Maschine zur Herstellung einer Papier-, Karton-, Tissue-
oder einer anderen Faserstoffbahn, wobei die Unterdruck- oder Überdruckzone
mit wenigstens einer Dichtungseinrichtung, die an die bewegte Materialfläche angrenzt,
ausgestattet ist, wobei die Dichtungseinrichtung durch ein erstes,
gegen eine erste feststehende Halteeinrichtung drückendes
Druckelement an die bewegte Fläche
andrückbar
ist.
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Derartige
Dichtungseinrichtungen dienen zur seitlichen Abdichtung wenigstens
einer an eine bewegte Fläche
angrenzenden Überdruck-
oder Unterdruckzone in einer Papiermaschine mit wenigstens einem
der bewegten Fläche
gegenüberliegenden Dichtungselement,
einem diesem zugeordneten Halteelement und wenigstens einem Belastungselement,
durch das das Dichtungselement an die bewegte Fläche anpressbar ist.
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Diese
Dichtungseinrichtungen finden in der Praxis sowohl in der Formerpartie
als auch in der Pressenpartie und/oder in der Trockenpartie einer Papier-
oder Kartonmaschine Verwendung, wobei sie unter anderem in Saugwalzen
oder Blaswalzen eingesetzt werden können. So besitzen Saugwalzen
in der Regel feststehende innenliegende Saugkästen, die Zonen unterschiedlichen
Druckniveaus bilden, wobei die Abdichtung der Druckzonen durch Dichtleisten
erfolgt, die sich in der Regel zumindest im wesentlichen über die
gesamte Walzenlänge
erstrecken oder zumindest über
den Bereich, über
den das Siebband läuft;
d. h. über
den Bereich, in dem in dem Walzenmantel Perforationen vorhanden
sind.
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Zur
Erzielung der gewünschten
Dichtwirkung war es bisher allgemein üblich, die Dichtungselemente
oder die Dichtleisten solide auszuführen und durch die Druckelemente
an die betreffende bewegte Fläche
wie beispielsweise die innere Mantelfläche einer perforierten Saugwalze
anzustellen oder anzupressen.
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Die
ausschließlich
drückende
Wirkung der Druckelemente führt
dazu, dass die Dichtungselemente nur an die bewegte Fläche angepresst,
jedoch nicht von dieser abgehoben werden können. Ebenso ist es unter der
ausschließlichen
Verwendung von Druckelementen nicht möglich, die Dichtungselemente
in definierten Positionen, z. B. in definierten Abständen zu
einer bewegten Fläche,
zu halten. Ohne Dichtleistenfixierung besteht die Gefahr, dass die
Dichtleisten unkontrolliert an den Walzenmantel gezogen werden.
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Die
tribologischen Effekte oder die Reibungseffekte zwischen der bewegten
Fläche
und den feststehenden Dichtungselementen führen zu einer materiellen Abnutzung,
d. h. zu einer geringen Standzeit der Dichtungselemente und/oder
der bewegten Materialfläche
des Walzenmantels. Außerdem
resultiert aus der Reibung zwischen dem Dichtungselement und der
bewegten Fläche
auch ein erhöhter
Energiebedarf zum Antrieb der bewegten Fläche.
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Aus
der
DE 295 06 620
U1 ist eine Saugwalze mit einem drehbaren, gelochten Walzenmantel und
mit einem darin angeordneten stationären Saugkasten bekannt. Die
Saugwalze wird in einer Papierherstellungsmaschine eingesetzt, um
die Entwässerung
einer noch nassen Papier- oder Kartonbahn zu unterstützen. Bei
der bekannten Saugwalze berührt der
Saugkasten die Innenfläche
des Walzenmantels mittels Dichtleisten, die mindestens eine Saugzone begrenzen.
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Es
ist die Aufgabe der Erfindung, eine Saug- oder Blaseinrichtung der
eingangs genannten Art so zu verbessern, dass der Abstand zwischen
dem Dichtungselement und der bewegten Materialfläche präzis einstellbar ist.
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Die
Aufgabe wird bei dieser Saug- oder Blaseinrichtung dadurch gelöst, dass
mindestens ein zweites Druckelement vorhanden ist, das gegen eine zweite feststehende
Halteeinrichtung in Richtung zu der bewegten Fläche drückt und durch das die Dichtungseinrichtung
von der bewegten Fläche
hinwegbewegbar ist.
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Gemäß der Erfindung
lassen sich definierte Abstände
oder Spalte zwischen der bewegten Fläche und dem jeweiligen Dichtungselement
erzeugen; d. h., definierte Betriebszustände sind einstellbar. Damit sind
geringere Materialabnutzungen der Dichtungselemente und somit höhere Standzeiten
möglich. Gleichzeitig
wird weniger Energie benötigt.
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Dadurch,
dass zwei oder mehrere einander entgegenwirkende Druckelemente vorhanden
sind, lässt
sich jede beliebige Position innerhalb des Verstellbereichs der
Druckelemente festlegen, um einen definierten Abstand des Dichtungselements
gegenüber
der bewegten Fläche
einzustellen; das Dichtungselement lässt sich sowohl abheben als
auch andrücken.
Die Verstellposition kann idealerweise über eine Regelung, z. B. in
Abhängigkeit
vom Vakuum oder dem Unterdruck in dem Saugkasten, flexibel eingestellt
werden.
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Vorteilhafte
Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der
Beschreibung und den Zeichnungen.
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Das
zusätzliche
Druckelement kann sich beispielsweise zwischen dem jeweiligen Dichtungselement
und dem zugehörigen
Halteelement oder zwischen dem jeweiligen Dichtungselement und der
bewegten Fläche
befinden. Das zusätzliche
Druckelement wird bis zu einer definierten Größe oder Form oder bis zu einem
definierten Volumen mit einem Fluid befüllt und bleibt dann stabil
in Bewegungsrichtung bzw. in Anpressrichtung des zugehörigen Dichtungselements.
Als Medien zur Befüllung
des zusätzlichen Druckelements
kommen unter hohem Druck stehende Gase, Flüssigkeiten, beispielsweise
Wasser oder Öle,
oder Quasiflüssigkeiten
in Betracht.
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Ebenso
ist es möglich,
als Befüllmedien „intelligente" Flüssigkeiten
zu verwenden; dies sind z. B. Flüssigkeiten,
die ihre Form reaktivierbar oder reversibel verändern können, beispielsweise unter
dem Einfluss eines elektrischen oder magnetischen Feldes. Wesentlich
ist, dass die Kraft zum Abheben des Dichtungselements von der bewegten
Fläche
größer ist
als die Kraft, die zum Anpressen dient. Ebenso muss die Kraft zum
Abheben auch größer sein
als die im Falle einer Saugeinrichtung vorhandene Ansaugkraft zwischen
dem Dichtungselement und der bewegten Fläche.
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In
einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen,
dass die zweite Halteeinrichtung an mindestens eine der Seitenwände der
ersten Halteeinrichtung befestigt ist.
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In
einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die
zweite Halteeinrichtung mit der ersten Halteeinrichtung verbunden
und weist eine Anstellfläche
auf, die zu einer zwischen den Seitenwänden liegenden Grundfläche der
ersten Halteeinrichtung im wesentlichen parallel angeordnet ist
und die in eine Ausnehmung in dem Dichtungselement hineinragt.
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Vorteilhaft
ist eine Saug- oder Blaseinrichtung, bei der die zweite Halteeinrichtung
als mindestens ein Winkelelement ausgebildet ist, das an eine der
Seitenwände
der ersten Halteeinrichtung angesetzt ist und mit einer Anstellfläche in eine
Ausnehmung in das Dichtungselement hineinragt, die zu einer Grundfläche der
ersten Halteeinrichtung im wesentlichen parallel ist.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist mindestens
das erste oder das zweite Druckelement durch eine Flüssigkeit,
eine Quasiflüssigkeit
oder ein unter hohem Druck stehendes Gas befüllbar.
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Zur
Ausbildung der äußeren Form
des Druckelements eignen sich verschiedene Aufnahmen für das unter
Druck stehende Fluid, beispielsweise ein Rund- oder ein Formschlauch.
Der Anstellweg des Dichtungselements wird durch Materialdehnung
oder durch Formänderung
erzielt.
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Mit
Vorteil lässt
sich die Erfindung auch einsetzen, wenn mindestens das erste und/oder
das zweite Druckelement in einem Kipp- oder Schwenkmechanismus integriert
ist, durch den das Dichtungselement gegen die bewegte Materialfläche bzw.
von diesem hinwegbewegbar ist. In diesem Fall lässt sich auch der jeweilige
Drehpunkt für
den Kipp- oder Schwenkmechanismus verstellen, beispielsweise durch
ein höhenverstellbares
Haltemittel auf der Ablaufkante des Dichtungselements oder durch
ein zusätzliches
Anpressmittel, z. B. einen Schlauch.
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Vorteilhaft
ist auch die Ausführung
des Dichtungselements als Lärmdämmleiste.
Hierzu ist in an sich aus der
DE 101 10 946 A1 bekannter Weise das ablaufseitige
Dichtungselement der Saug- oder Blaseinrichtung auf seiner der bewegten
Materialfläche zugewandten
Oberfläche
mit einer Vielzahl von sich jeweils in Laufrichtung erstreckenden
nebeneinander angeordneten Zähnen
versehen, die so gestaltet und angeordnet sind, dass die dazwischen
gebildeten, zum, in Laufrichtung betrachtet, hinteren Ende hin offenen
Nuten jeweils einen sich in Laufrichtung kontinuierlich erweiternden
Querschnitt besitzen und sich am hinteren Ende eine im wesentlichen
sägezahn- oder
wellenförmige
Ablaufkante ergibt. Infolge des örtlich
und zeitlich optimierten Druckgradienten führt der Einsatz einer derartig
ausgeformten Dichtleiste zu einer deutlich reduzierten Luftschallemission
in der Maschine zur Herstellung der Faserstoffbahn.
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Nachstehend
wird die Erfindung in Ausführungsbeispielen
anhand der Zeichnungen näher
erläutert.
Die Figuren zeigen:
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1 einen ersten schematischen
Querschnitt eines Ausschnitts einer Saugwalze mit einer heb- und
senkbaren Dichtungseinrichtung,
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2 einen zweiten schematischen
Querschnitt eines Ausschnitts einer Saugwalze mit einer heb- und
senkbaren Dichtungseinrichtung in einer anderen Ausführungsform,
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3 einen zweiten schematischen
Querschnitt eines Ausschnitts einer Saugwalze mit einer schwenkbaren
Dichtungseinrichtung,
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4 eine perspektivische Ansicht
einer auf einer Halteeinrichtung befestigten winkelförmigen Leiste,
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S eine weitere perspektivische Ansicht einer
anderen Ausgestaltung der Halteeinrichtung in Verbindung mit der
Leiste,
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6 eine Schnittansicht der
Halteeinrichtung und der Leiste gemäß einer Schnittlinie VI-VI
in 5 und
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7 einen Formschlauch zum
Einsatz in einer Dichtungseinrichtung in perspektivischer Ansicht.
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Eine
Saugwalze 1 (1)
weist einen mit durchgehenden (hier durch schmale Striche angedeuteten)
Perforationen 2 ausgestatteten, sich drehenden Walzenmantel 3 auf.
(Aus Gründen
der Vereinfachung ist dieser hier ohne Krümmung dargestellt. In Wirklichkeit
hat dieser eine gekrümmte
Kontur entsprechend dem kreisförmigen
Querschnitt der Walze 1.)
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Über den
Mantel 3 läuft
in Richtung eines Pfeils A eine Papierbahn 4 ab. Innerhalb
des Mantels 3 ist ein stationärer Saugkasten 5 angeordnet,
der die Innenfläche
des Walzenmantels 3 mittels einer jeweils eine Dichtungseinrichtung
bildenden, auflaufseitigen und einer ablaufseitigen Dichtleiste 6 berührt und
eine Unterdruckzone einer Saugeinrichtung bildet. Vorliegend ist
nur die ablaufseitige Dichtleiste 6 oder das ablaufseitige
Dichtungselement dargestellt. Anstelle eines einzigen Saugkastens 5 kann
die Saugeinrichtung auch eine Mehrzahl von Saugkästen umfassen, die beispielsweise
in axialer Richtung neben einander angeordnet sind. In der vorliegenden Ausgestaltung
der Dichtleiste 6 ist diese in einem Halteelement 7,
d. h. einer Halteeinrichtung, in Richtung eines Doppelpfeils B bewegbar
angeordnet.
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Die
Dichtleiste 6 wird durch ein erstes Druckelement 8 in
Form eines Druckschlauches gegen die Materialfläche des Walzenmantels 3 angehoben
und gegen diese gedrückt.
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An
der dem Innenraum des Saugkastens 5 zugewandten Innenwand
der Dichtleiste 6 ist ein gegen eine Halteeinrichtung 9 drückbares
Druckelement 10, ebenfalls in Form eines Druckschlauches, vorhanden.
Wenn das Druckelement 10 mit Druck beaufschlagt wird, drückt es die
Dichtleiste 6 in Richtung zu einer Bodenplatte 11 des
Halteelements 7. Dadurch lässt sich ein Spalt 12 zwischen
der Innenseite des Walzenmantels 3 und der gegen diesen drückbaren
Dichtleiste 6 erzeugen oder die Anpresskraft fein justieren.
Auf diese Weise ist die Dichtleiste 6 durch wenigstens
ein (oder mehrere) Anpressmittel, d. h. beispielsweise durch das
Druckelement 10, in seiner Betriebsposition belastbar.
Das Druckelement 10 wird von einer seitlichen Nut in der
Dichtleiste 6 aufgenommen, welche groß genug ist, um zusätzlich auch
noch eine Leiste der Halteeinrichtung 13 aufzunehmen.
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In 2 ist eine weitere Ausgestaltung
der Dichtungseinrichtung dargestellt. Hierbei ist anstelle der mit
einer Seitenwand der Halteeinrichtung 7 unmittelbar verbundenen
Halteeinrichtung 9 eine gesonderte, in Form eines feststehenden
Haltewinkels ausgebildete Halteeinrichtung 13 vorhanden,
die mit der Seitenwand der Halteeinrichtung 7 durch eine feste
Verbindung, beispielsweise eine Schraubverbindung, verbunden ist.
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In
einer weiteren Ausführungsform
der Erfindung (3) ist
eine in einer Kipplagerung 14 angeordnete und in Richtung
eines Doppelpfeils C schwenkbare Dichtleiste 15 vorhanden,
die mittels eines gegen eine Halteeinrichtung 16 abgestützten Formschlauchs 17 gegen
den Walzenmantel 3 gedrückt
wird. Die stabile Form des Formschlauchs 17 gewährleistet
einen über
lange Zeit konstanten, exakt definierten Abstand zwischen dem jeweiligen Dichtungselement
und der bewegten Fläche.
Die Dichtleiste 15 ist durch wenigstens ein Anpressmittel in
ihrer Betriebsposition belastbar und kann außerdem den vorherrschenden
Bedingungen angepasst werden, beispielsweise der Abnutzung des Dichtungselements.
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Zusätzlich kann
als zweites Druckelement ein Druckschlauch 18 eingesetzt
werden, der gegen einen als Halteeinrichtung wirkenden festen Anschlag 19 drückbar ist
und auf einen Vorsprung 20 an der Dichtleiste 15 einwirkt,
um diese entgegen der durch in den Formschlauch 17 eingebrachten
Druck erzeugten Bewegungsrichtung von dem Walzenmantel 3 hinweg
zu bewegen.
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Die
Kipplagerung 14 umfasst eine winkelförmige Leiste 141,
die über
Schrauben 142 mit der Halteeinrichtung 16 verbunden
sind. Um die Leiste 141 auch in Richtung eines Doppelpfeils
D bezüglich
des Walzenmantels 3 verschieben zu können, sind in der Leiste 141 Langlöcher vorhanden,
in denen sich die Schrauben 142 in verschiedenen Positionen
in der Halteeinrichtung arretieren lassen, so dass die Leiste 141 in
verschiedenen Abständen
zum Walzenmantel befestigt wird.
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Der
parallel zur Längsachse
der Schrauben 142 abgebogene Teil der Leiste 141 weist
eine verrundete vordere Kante 143 auf, die in eine ebenfalls einen
verrundeten Querschnitt aufweisende Nut 144 in der Dichtleiste 15 eingreift.
Der Querschnitt der Nut 144 ist dabei so gewählt, dass
er ein Verkippen der Dichtleiste 15 in der Nut um einen
Winkel von beispielsweise 5 oder 10° gestattet.
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In 4 ist eine Ausführungsform
der Leiste 141 in einer starken Vergrößerung dargestellt. Diese weist
mehrere Langlöcher 145, 146, 147 auf,
die dazu dienen, die Leiste 141 bezüglich der Halteeinrichtung 16 mittels
Schrauben 148, 149, 150 in der jeweils
gewünschten
Position festzuschrauben.
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In
einer anderen Ausgestaltung (5)
der Erfindung sind die Schrauben 148 bis 150 dazu
da, eine ausreichend feste Verbindung zwischen der Halteeinrichtung 16 und
Leiste 141 herzustellen, wobei die Leiste 141 jedoch
nicht durch Lösen
der Schrauben 148 bis 150 bezüglich der Halteeinrichtung 16 verschoben
wird, sondern mittels Bolzen 151, 152, die mit
der Leiste 141 untrennbar verbunden sind, beispielsweise
durch eine Schweißverbindung.
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Die
Bolzen 151, 152 ragen jeweils in Langlöcher 153 (6) in der Halteeinrichtung 16 hinein.
In den Langlöchern 153 verlaufen
gleichzeitig Druckschläuche 154, 155 parallel
zu den Wänden
der Leiste 141. Je nach dem, welcher der beiden Druckschläuche 154, 155 mit
Druck beaufschlagt wird, wird die Leiste 141 in Richtung
eines Doppelpfeils E gegenüber
der Halteeinrichtung 16 abgesenkt oder angehoben. Dabei
ist die Druckkraft, die in den Druckschläuchen 154, 155 angelegt
wird, größer als
die Reibungskraft, die die Schrauben 148 bis 150 auf
die äußere Wand
der Leiste 141 und auf die Wand zwischen der Leiste 141 und
der Halteeinrichtung 16 ausüben, so dass sich die Leiste
durch Änderung
der Drücke
in den Druckschläuchen 154, 155 bewegen lässt.
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7 zeigt einen Formschlauch 21,
der wie der Formschlauch 17 an seinen Seitenwänden jeweils
eine Einbuchtung aufweist. Der Formschlauch 17 lässt sich
jeweils anstelle des Druckschlauchs 8 oder 10 einsetzen.
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Gemäß der Erfindung
wird der Abstand zwischen der bewegten Materialfläche und
der Dichtleiste 6, 15 kontrollierbar. Idealerweise
kann ein berührungsloser
Betriebszustand erzielt werden. Dadurch ergibt sich die Möglichkeit,
den Anstelldruck des Dichtleistenelements sowie den Druckgradienten
im Bereich des von dem Fluid durchströmten Dichtungselements einstellbar
zu verändern
oder zu optimieren.
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Der
Einsatz der Erfindung führt
infolge der verringerten Reibung der Dichtungselemente zu erhöhten Standzeiten
und verringertem Energiebedarf zum Antrieb der bewegten Fläche.