PatentDe  


Dokumentenidentifikation DE69810078T2 02.10.2003
EP-Veröffentlichungsnummer 0956389
Titel VERFAHREN ZUR BEAUFSCHLAGUNG DER DICHTUNGSLEISTE EINER SAUGWALZE UND DICHTUNGSLEISTE FÜR EINE WALZE
Anmelder Metso Paper, Inc., Helsinki, FI
Erfinder SAVOLAINEN, Hannu, FIN-41900 Petäjävesi, FI
Vertreter Tiedtke, Bühling, Kinne & Partner GbR, 80336 München
DE-Aktenzeichen 69810078
Vertragsstaaten AT, DE, FI, FR, GB, IT, SE
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 07.10.1998
EP-Aktenzeichen 989475728
WO-Anmeldetag 07.10.1998
PCT-Aktenzeichen PCT/FI98/00782
WO-Veröffentlichungsnummer 0099018286
WO-Veröffentlichungsdatum 15.04.1999
EP-Offenlegungsdatum 17.11.1999
EP date of grant 11.12.2002
Veröffentlichungstag im Patentblatt 02.10.2003
IPC-Hauptklasse D21F 3/10

Beschreibung[de]

Gegenstand dieser Erfindung sind ein Verfahren zur Belastung einer Saugwalzendichtung und eine Saugwalzenabdichtung, deren zugehörige Dichtung eine Verschleißfläche, Seitenflächen und eine untere Fläche aufweist und über ihren Halter an den Konstruktionen des im Inneren des Saugwalze befindlichen Saugkastens angeordnet ist. Die Dichtung erstreckt sich im Wesentlichen über die gesamte Arbeitslänge der Saugwalze. Sie reicht mit ihrer Verschleißfläche bis an die Innenfläche des Saugwalzenmantels und wird in ihrem besagten Halter mit einem die Dichtung belastenden Belastungsmittel im Wesentlichen in Richtung des Saugwalzenradius bewegt.

In Papiermaschinen dienen Saugwalzen zum einen zur Bahnentwässerung, zum anderen zum Leiten der Papierbahn in den Walzengruppen. Durch Beaufschlagung des Inneren der gelochten Saugwalze mit Vakuum wird erreicht, dass die Papierbahn in der gewünschten Weise der Walzenoberfläche folgt. Zur Erzeugung des erforderlichen Vakuums dienen Vakuumkammern, die mit über die gesamte Arbeitslänge der Walze reichenden Dichtungsvorrichtungen zwischen Walzenmantel und Saugkasten begrenzt werden. Die Saugwalze hat in ihrem Inneren zwei oder mehr solche Dichtungsvorrichtungen, die je eine bis an die Mantelinnenfläche reichende Dichtung aufweisen. Beim ständigen Drücken der Dichtung gegen die Mantelinnenfläche kommt es zu einer schnellen Abnutzung der Dichtung. Hauptsächlich zur Verringerung eben dieser Abnutzung wurden zahlreiche verschiedene Dichtungsanpress- und stellvorrichtungen entwickelt. Zum Beispiel in der in der FI-Anmeldung 955275 entspr. der WO-Schrift WO-A-9717490 beschriebenen Lösung hat die Dichtung Belastungsschläuche, wobei mit dem einen Belastungsschlauch die Dichtung an den Mantel gedrückt und mit dem anderen Schlauch die Dichtung um ein Geringes zurückgesetzt und gleichzeitig an ihrer Stelle verriegelt wird. Das Prinzip besteht also darin, die Dichtung nach dem Anlaufen der Saugwalze in einem geringen Abstand vom Walzenmantel zu verriegeln, wodurch sich ihre Abnutzung wesentlich verringert.

Infolge der Durchbiegung des Saugkastens ist der Bewegungsspielraum der Dichtung schnell erschöpft. Eines der Probleme bei den heutigen Abdichtungen ist denn auch, dass sie nur geringen elastischen Bewegungsspielraum bieten. Die Größe des Saugkastens und damit der gesamten Saugwalze konnte nicht reduziert werden, da der Saugkasten nur eine geringe Durchbiegung haben durfte.

Zur Verringerung der Abnutzung der Dichtungen wurde die vorgenannte bekannte Lösung sehr aufwendig gestaltet. Die aus mehreren Komponenten bestehenden Belastungsmittel bedeuten eine erhöhte Gefahr von Funktionsstörungen. Außerdem müssen die Belastungsmittel, sollen sie funktionieren, sehr präzise hergestellt sein, was erhöhte Fertigungs- und Wartungskosten und weiter erhöhtes Risiko des Auftretens von Funktionsstörungen bedeutet. Auch ist die Hublänge der Belastungsmittel begrenzt, so dass diese sich nur für Dichtungen einer gewissen Höhe eignen.

Dieser Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine unkomplizierte, für verschiedene Dichtungshöhen passende Saugwalzendichtung bereitzustellen, deren Druckwirkung auf den Mantel regulierbar ist und mit der ein bedeutend größerer flexibler Bewegungsspielraum als gegenwärtig möglich erzielbar ist. Die kennzeichnenden Merkmale des erfindungsgemäßen Verfahrens gehen aus Patentanspruch 1, die kennzeichnenden Merkmale der dieses Verfahren nutzenden Saugwalzenabdichtung aus Patentanspruch 2 hervor. Gemäß der Erfindung fungiert die Dichtung selbst als Teil des Belastungsmittels, wodurch sich die Dichtungskonstruktion vereinfacht. Die Belastungsschläuche und anderen früher eingesetzten Hilfsmittel erübrigen sich hierbei, da nun die Druckwirkung des Druckmediums unmittelbar auf die Unterseite der Dichtung gerichtet wird. Zusätzlich zum Andrücken der Dichtung gegen den Mantel kann sie auch in ihrem Halter in gewünschter Weise bewegt werden. Dabei ist gleichzeitig gewährleistet, dass die Eigenschaften der Dichtung trotz Abnutzung derselben unverändert erhalten bleiben. Weiter können bei der Montage der erfindungsgemäßen Dichtung bereits vorhandene Halter genutzt werden, und die Lebensdauer der Dichtung lässt sich einfach durch Vergrößern ihrer Höhe verlängern.

Im Folgenden wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten, eine Ausführungsform der Erfindung zeigenden Zeichnungen im Einzelnen beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 im Inneren einer Saugwalze angeordnete erfindungsgemäße Abdichtungen in schematischer Darstellung;

Fig. 2 die erfindungsgemäße Abdichtung am Druckluftstutzen im Querschnitt;

Fig. 3 einen Schnitt der erfindungsgemäßen Abdichtung stirnseitig in der Ebene der Dichtungsoberfläche betrachtet;

Fig. 4 eine gegenüber Fig. 3 an der Stirnseite der Abdichtung anders gestaltete Ausführungsform.

Fig. 1 zeigt eine Walzengruppe der Papiermaschine. In dem Prozess wird die Papierbahn 10 zwischen der Saugwalze 11 und deren ersten Gegenwalze 12 auf die Saugwalze 11 und von dieser über die zweite Gegenwalze 13 weiter geleitet. Die erfindungsgemäße Abdichtung 14 ist an dem im Inneren der Saugwalze 11 befindlichen Saugkasten 15 angeordnet. Im hier gezeigten Beispiel sind im Bereich zwischen den von der Saugwalze 11 und den Gegenwalzen 12 und 13 gebildeten Nips im Inneren der Saugwalze 11 drei Abdichtungen 14 vorhanden, die die erforderlichen Vakuumkammern 18 und 19 bilden. Die Saugwalze 11 dient sowohl zum Leiten wie auch zur Entwässerung der Papierbahn 10.

In Fig. 2 ist die erfindungsgemäße Abdichtung 14 in Arbeitsstellung gezeigt. Der herkömmliche Halter 20 hat im Querschnitt U-Form. Er ist aus kalt gewalztem Stahlblech hergestellt und hat also von Natur aus glatte Oberflächen. Die Gleitflächen erfordern somit nur ein geringfügiges Schleifen. Der Halter 20 ist mit einer seiner Flanken an der Konstruktion des Saugkastens 15 befestigt. Der Halter 20 hat im Wesentlichen die gleiche Länge wie die Saugwalze 11 und biegt sich zusammen mit dem Saugkasten. Die eigentliche Dichtung 21 ist dicht, wenngleich beweglich in den Halter 20 eingepasst. Die Verschleißfläche 21.1 der Dichtung 21 gleitet über die Innenfläche des Mantels 23. Gemäß der Erfindung wirken der Halter 20, die untere Fläche 21.2 der Dichtung 21 und der von ihnen begrenzte Raum 22 zusammen und bilden dabei das Belastungsmittel. Somit erübrigen sich separate Belastungsschläuche und sonstige Zwischenteile zur Belastung der Dichtung 21. Die bevorzugt aus Gummigraphit gefertigte Dichtung 21 lässt sich auf einfache Weise durch Einleiten von Druckluft über den Stutzen 24 in den vorgenannten Raum 22 gegen den Mantel 23 der Saugwalze 21 schieben. Außerdem wird die Dichtung bevorzugt durch O-Ring-Dichtband 25, das in Nuten 26 am unteren Ende der Dichtung 21 eingelegt wird, gegen den Halter abgedichtet. Diese O-Ringdichtung 25 dichtet, wie in Fig. 2 gezeigt, gegen die Innenflächen 28 des Halters 20 ab. Der Raum 22 zwischen Halter 20 und Dichtung 21 ist, wie in Verbindung mit Fig. 3 näher erläutert wird, auch an den stirnseitigen Teilen des Halters 20 abgedichtet.

Mit Auflaufen der Papierbahn 10 auf die zwischen den Nips 16 und 17 liegende Saugzone steigt in den Vakuumkammern 18 und 19 das Vakuum. In der Praxis saugt der in den Sauglöchern wirkende Unterdruck die Dichtung 21 gegen den Mantel 23, selbst wenn der Druck unter der Dichtung 21 beseitigt wird. Trotz Beseitigung des Druckes schleift dann die Dichtung 21 mit ihrer Verschleißfläche 21.1 unter gleichzeitiger Abnutzung weiter am Saugwalzenmatel. Zur Verringerung dieser Abnutzung wird gemäß der Erfindung in dem von der Dichtung 21 und dem Halter 20 umschlossenen Raum 22 ein Unterdruck erzeugt, der bewirkt, dass die Dichtung 21 über ihre untere Fläche 21.2 von der Mantelinnenfläche der Saugwalze 11 abgehoben wird. Mit anderen Worten: Unter der Dichtung 21, an deren unteren Fläche 21.2, wird Vakuum zur Wirkung gebracht, das den auf die Verschleißfläche 21.1 wirkenden Sog kompensiert. Das dafür erforderliche Vakuum ist geringer als der im Inneren der Saugwalze wirkende Unterdruck, weil ja die Wirkfläche am oberen Ende der Dichtung 21 wegen der Lochung der Saugwalze 11 kleiner ist. In der Regel beträgt der Lochanteil im Arbeitsbereich der Saugwalze 11 rund 25 Prozent der Saugwalzenoberfläche. Im Betrieb wird also zur Kompensation des Sogs ein Viertel des in der Vakuumkammer wirkenden Unterdruckes benötigt. Die Wirkung der Hilfsdichtung 25 auf den Vakuumbedarf ist nur gering.

Zur Beaufschlagung der Unterseite der Dichtung 21 mit passendem Vakuum ist deshalb am Halter 20 wenigstens ein Stutzen 24 vorhanden, der an die (nicht dargestellten) erforderlichen Ventile und Druckregler angeschlossen ist. Bevorzugt werden jeder Dichtung eigene Ventile zugeordnet, so dass auch unterschiedliche Gegebenheiten der Dichtungen ausgeglichen werden können.

In Fig. 3 ist der Halter 20 der erfindungsgemäßen Abdichtung 14 im Längsschnitt gezeigt. Um Ausdehnung der Dichtung 21 während des Betriebs zu ermöglichen, ist der Halter auf bekannte Weise stirnseitig offen. Deshalb muss ein Abdichten des Endes der Dichtung 21 gegen den Boden 27 und die Seitenflächen 28 des Halters 20 erfolgen. Eine Lösungsmöglichkeit dafür ist in Fig. 3 gezeigt: In einer am Ende der Dichtung 21 vorhandenen Aussparung 29 ist eine im Wesentlichen halterbreite stirnseitige Abdichtung 30 angeordnet, welche die Hilfsdichtung 25 längs der Innenflächen 27 und 28 des Halters 20 unter die Dichtung 21 führt. Außerdem passt sich die stirnseitige Abdichtung 30 der Bewegung der Dichtung 21 an. Zur Sicherung der Abdichtung wird die Dichtungsvorrichtung 30 durch eine Feder 31 belastet. Bei dieser Lösung haben die in Höhen- und Längsrichtung erfolgenden Bewegungen der Dichtung 21 keinen Einfluss auf die Abdichtung.

In Fig. 4 ist eine verbesserte Ausführung der stirnseitigen Abdichtung gezeigt. Funktional einander entsprechende Teile haben die gleichen Bezugszahlen wie in Fig. 3. Der Boden 27 des Halters 20 ist am Halterende aufgeschnitten, und die Flanken 28 sind nach unter verlängert. Der Boden 27 findet seine Fortsetzung in dem Flansch 32. Am Ende der Dichtung 21 ist ein Gummistreifen 33 eingesetzt, der an den Flanken der Dichtung 21 über eine gewisse Strecke die Hilfsdichtung 25 überlappt. Zu diesem Zweck erstreckt sich der Gummistreifen 33 an den Flanken längs der Dichtung 21 weiter als in der Mitte. Der Gummistreifen 33 hat in leicht gestauchtem Zustand die Breite des Innenraums des Halters 20 und ist an seinem einen Ende durch einen Bolzen 26 am Flansch 32 befestigt. Somit sperrt der Gummistreifen 33 den Raum 22 zur Stirnseite hin hermetisch ohne jedoch die Bewegung und Wärmeausdehnung der Dichtung 21 zu behindern.

Die erfindungsgemäße Lösung eignet sich am besten für die in Einlaufrichtung betrachtet zweite und die darauf folgenden Dichtungen, in gewissen Fällen auch für die erste Dichtung. Die Konstruktion kann auf bereits vorhandene Saugkästen angewendet werden, ohne dass erhebliche Umrüstarbeiten am Saugkasten erforderlich wären. Die Verringerung der auf die Dichtung wirkenden Belastung erhöht die Lebensdauer der Dichtung und damit auch die Wartungsintervalle der Walze wesentlich. Verlängert werden kann die Lebensdauer weiter durch Verwendung von Dichtungen, die eine größere Höhe als normalerweise haben, denn zum Beispiel wegen des Wegfalls der Belastungsschläuche lässt sich die Verschleißhöhe der Dichtung um ca. 5 mm erhöhen. Im Prinzip kann die erfindungsgemäße Dichtung so lange benutzt werden wie sie vom Halter gehalten wird und ausreichende Abdichtung gewährleistet ist.


Anspruch[de]

1. Verfahren zum Belasten einer Saugwalzendichtung (21), die eine Verschleißfläche, Seitenflächen und eine untere Fläche (21.2) aufweist und über ihren Halter (20) an den Konstruktionen des im Inneren der Saugwalze (11) vorhandenen Saugkastens (15) angeordnet ist und sich im Wesentlichen über die gesamte Arbeitslänge der Saugwalze (11) erstreckt und mit ihrer Verschleißfläche an die Innenfläche des Mantels (23) der Saugwalze (11) heranreicht, wobei die Dichtung (21) in ihrem besagten Halter (20) mit einem die Dichtung (21) belastenden Belastungsmittel im Wesentlichen radial zur Saugwalze (11) bewegt wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Belastungsmittel durch unmittelbares Druckbeaufschlagen der unteren Fläche (21.2) der Dichtung (21) mit unter Unter- oder Überdruck stehendem Druckmedium gebildet wird.

2. Saugwalzenabdichtung, die über ihren Halter (20) an den Konstruktionen des im Inneren der Saugwalze (11) befindlichen Saugkastens (15) angeordnet ist und sich im Wesentlichen über die gesamte Arbeitslänge der Saugwalze (1) erstreckt und an die Innenfläche des Mantels (23) der Saugwalze 11 heranreicht, wobei die Dichtung (21) in dem besagten Halter (20) durch ein auf die Dichtung (21) wirkendes Belastungsmittel im Wesentlichen radial zur Saugwalze bewegt werden kann, dadurch gekennzeichnet, dass der Halter (20), die Dichtung (21) und der von diesen umschlossene Raum (22) zwecks Bildung des besagten Belastungsmittels zusammenwirken.

3. Abdichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwecks Erzeugens von Vakuum oder Überdruck in dem besagten Raum (22) an dem Halter (20) wenigstens ein in diesen Raum (22) mündender Stutzen (24) vorhanden ist.

4. Abdichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass in an der Dichtung (21) vorhandene Nuten (26) eine sich im Wesentlichen um die gesamte Dichtung (21) herum erstreckende zweite Dichtung (25) eingesetzt ist, die gegen die Innenfläche (27, 28) des Halters (20) abdichtet.

5. Abdichtung nach irgendeinem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Nuten (26) an den Enden der Dichtung (21) zu deren Unterkante hin erstrecken und so ermöglichen, dass die besagte zweite Dichtung (25), bevorzugt eine O-Ringdichtung, unter der Dichtung (21) hinweg geführt wird.

6. Abdichtung nach irgendeinem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass an den Stirnseiten der Dichtung (21) zwischen Halter (20) und Dichtung (21) eine entsprechend der Position der Dichtung (21) bewegliche Dichtungsvorrichtung (30, 31) angeordnet ist, die dazu dient, die besagte zweite Dichtung (25) längs der Innenfläche (27, 28) des Halters (20) von der einen Seite der Dichtung (21) auf die andere zu führen.

7. Abdichtung nach irgendeinem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass an der Stirnseite der Dichtung (21) als deren Fortsetzung ein elastischer, in seiner Breite im Wesentlichen der Breite des Innenraums des Halters (20) entsprechender Streifen (33) angeordnet ist, der mit seinem einen Ende so am Halter (20) befestigt ist, dass er den besagten Raum 22 stirnseitig verschließt.







IPC
A Täglicher Lebensbedarf
B Arbeitsverfahren; Transportieren
C Chemie; Hüttenwesen
D Textilien; Papier
E Bauwesen; Erdbohren; Bergbau
F Maschinenbau; Beleuchtung; Heizung; Waffen; Sprengen
G Physik
H Elektrotechnik

Anmelder
Datum

Patentrecherche

Patent Zeichnungen (PDF)

Copyright © 2008 Patent-De Alle Rechte vorbehalten. eMail: info@patent-de.com