Die Erfindung betrifft eine Dichtung zur Abgrenzung von zwei Druckbereichen mit
unterschiedlichem Innendruck im Inneren eines perforierten, rotierbaren
Walzenmantels, wobei die Druckbereiche jeweils vom Walzenmantel und einem zum
Walzenmantel hin offenen Druckkasten begrenzt werden, die Dichtung zwischen
Druckkasten und Walzenmantel vorhanden und zumindest ein Druckbereich mit einer
Über- oder Unterdruckquelle verbunden ist.
Derartige Dichtungen sind seit längerem bekannt und finden beispielsweise in
Saugwalzen von Maschinen zur Herstellung und/oder Veredlung von Papier-, Karton-,
Tissue- oder anderen Faserstoffbahnen Anwendung.
Auf Grund der hohen Maschinengeschwindigkeiten verschleißen die
Walzendichtungen relativ schnell.
Außerdem kann die Verschmutzung durch Faserreste, Schmutzpartikel und ähnliches
die Funktion der Dichtung beeinträchtigen.
In Summe ergibt sich nicht nur eine Verminderung der Lebensdauer der Dichtung
sondern auch ein Energieverlust durch Druckverluste über die verschlissene
Dichtung.
Die Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Dichtung mit vermindertem Verschleiß
zu entwickeln.
Erfindungsgemäß wurde die Aufgabe dadurch gelöst, dass die Dichtung von
wenigstens einem, in einem Dichtungshalter rotierbar gelagerten, zylinderförmigen
Dichtelement gebildet wird, dessen Rotationsachse parallel zur Rotationsachse des
Walzenmantels verläuft.
Durch die rotierbare Anordnung des Dichtelementes vermindert sich die Reibung
zwischen dem Dichtelement und der Innenseite des Walzenmantels erheblich. Der
rotierende Walzenmantel versetzt durch den Kontakt, d. h. Reibung das Dichtelement
in Rotation um dessen Rotationsachse, so dass keine oder zumindest eine stark
verminderte Relativbewegung zwischen dem Walzenmantel und dem zylindrischen
Dichtelement auftritt.
Im Ergebnis vermindert sich der Verschleiß des Dichtelementes erheblich.
Je nach Länge, Konstruktion und Material der Dichtung kann es vorteilhaft sein, wenn
die Dichtung von nur einem oder mehreren zylinderförmigen Dichtelementen gebildet
wird. Diese können in Rotationsrichtung hintereinander und/oder parallel zur
Rotationsachse nebeneinander angeordnet sein.
Dabei ist im Interesse einer guten Dichtwirkung zu gewährleisten, dass sich das
Dichtelement möglichst umfassend an die Durchbiegung des Walzenmantels
anpasst.
Die Anpassung und die Dichtwirkung kann wesentlich verbessert werden, wenn das
Dichtelement gegen die Innenseite des Walzenmantels gedrückt wird.
Je nach Beanspruchung und dem zu erwartenden Verschleiß kann es von Vorteil
sein, wenn zumindest die Oberfläche eines Dichtelementes aus Metall, insbesondere
aus Hartmetall und/oder aus einem Kunststoff, vorzugsweise einem elastischen
Kunststoff und/oder aus Keramik besteht.
Die Mantelfläche des Dichtelementes kann dabei glatt oder profiliert, vorzugsweise in
Umfangrichtung oder axial gerillt ausgeführt sein oder einen polygonen Querschnitt
besitzen.
Um die Reibung zwischen dem Dichtungshalter und dem Dichtelement zu
vermindern, sollte auf das Dichtelement und/oder den Dichtungshalter ein Gleitmittel
aufgebracht werden. Hierfür eignet sich besonders ein Fluid wie Wasser, Druckluft o.
ä..
Eine besonders einfache Konstruktion ergibt sich, wenn das Dichtelement in einem
Dichtungshalter des Druckkastens rotierbar fixiert wird.
Dies ermöglicht es, das Dichtelement vorzugsweise über den Dichtungshalter von
einem Anpresselement gegen die Innenseite des Walzenmantels zu drücken.
Diese Dichtung ist wegen der zylindrischen Form und der Rotation des
Dichtelementes weniger anfällig für Verschmutzung als stehende Dichtleisten.
Von Vorteil kann es auch sein, Verunreinigungen von der Oberfläche des
Dichtelementes, vorzugsweise über Schaber, Wasserstrahl und/oder Druckluft
abzulösen. Dadurch soll insbesondere der Bereich zwischen Dichtelement und
Dichtungshalter vor Verschmutzung geschützt werden.
Nachfolgend soll die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden.
In der beigefügten Zeichnung zeigt:
Figur 1: einen schematischen Querschnitt durch eine Dichtung und Figur 2: einen Querschnitt durch eine Saugwalze Figur 3: eine andere Gestaltung der Dichtung und Figur 4: eine andere Form der Schmierung des Dichtelementes 3.
Wie in Figur 2 gezeigt, besitzt die Saugwalze im Inneren zwei, voneinander
abgegrenzte Druckbereiche 7,8, in denen unterschiedliche Luftdrücke herrschen.
Während ein Druckbereich 8 nicht evakuiert wird, d. h. Normaldruck herrscht, ist der
andere Druckbereich 7 über eine Leitung 12 mit einer Unterdruckquelle verbunden.
Die Saugwalze besitzt einen rotierbaren Walzenmantel 2 mit einer Perforation in
Form von durchgehenden Bohrungen 9. Der Unterdruck im Druckbereich 7 bewirkt so
ein Ansaugen von Luft durch die Perforation des Walzenmantels 2.
In Figur 2 ist der Einsatz der Saugwalze in einer Maschine zur Herstellung einer
Papier-, Karton-, Tissue- oder einer anderen Faserstoffbahn 1 gezeigt. Die
Faserstoffbahn 1 läuft hier gemeinsam mit beidseitig je einem luftdurchlässigen Band
10,11 zur Saugwalze. Anschließend umschlingt die Faserstoffbahn 1 gemeinsam mit
dem innenliegenden Band 10 den Teil des Walzenmantels 2, der den mit der
Unterdruckquelle verbundenen Druckbereich 7 begrenzt. Dieser Unterdruck bewirkt
durch die Perforation des Walzenmantels 2 ein Ansaugen der Faserstoffbahn 1 an
das Band 10 und stabilisiert so den Lauf der Faserstoffbahn 1. Durch die verstärkte
Haftung der Faserstoffbahn 1 ist es möglich, während der Umschlingung der
Saugwalze das außen liegende Band 11 von der Faserstoffbahn 1 wegzuführen.
Nach der Umschlingung führt das Band 10 die Faserstoffbahn 1 allein zu einer in
Bahnlaufrichtung 13 folgenden Einheit der Maschine.
Die Druckbereiche 7,8 werden dabei von einem zum Walzenmantel 2 hin offenen
Druckkasten 6 und dem Walzenmantel 2 begrenzt.
Die Druckbereiche 7,8 erstrecken sich hier axial über die gesamte Länge der
Saugwalze. Es ist jedoch auch möglich, axial mehrere Druckbereich 7,8
nebeneinander anzuordnen.
Die Abdichtung der quer zur Bahnlaufrichtung 13 verlaufenden Kanten des
Druckkastens 6 gegenüber der Innenseite des Walzenmantels 2 erfolgt über
erfindungsgemäße Dichtungen.
Die Dichtung wird dabei, wie in Figur 1 zu sehen, von einem rotierbar in einem
Dichtungshalter 4 gelagerten, zylindrischen Dichtelement 3 gebildet. Die
Rotationsachse des Dichtelementes 3 verläuft parallel zur Rotationsachse des
Walzenmantels 2. Um eine optimale Anpassung des Dichtelementes 3 an die Form
des Walzenmantels 2 zu erreichen, wird der Dichtungshalter 4 und somit auch das
Dichtelement 3 von einem, zwischen Druckkasten 6 und Dichtungshalter 4
angeordneten Anpresselement 5 gegen die Innenseite des Walzenmantels 2
gedrückt. Die Anpressung kann beispielsweise hydraulisch oder über einen mit
Druckluft gefüllten Druckschlauch erfolgen.
Der Dichtzylinder 3 besteht aus Metall und rotiert durch die Anpressung im
wesentlichen mit derselben Geschwindigkeit wie der Walzenmantel 2. Dies
vermindert die Reibung und damit den Verschleiß erheblich.
Um Verunreinigungen abzulösen, wird das Dichtelement 3 von einer axial entlang des
Dichtelementes 3 verlaufenden Reihe von Düsen 14 mit einem Gleitmittel, hier
Wasser besprüht.
Das Gleitmittel kann auch, wie in Figur 4 gezeigt, über eine Bohrung 17 zu einer zum
Dichtelement 3 hin offenen Nut 18 des Dichtungshalters 4 gebracht werden. Beim
Überstreichen des Bereiches der Nut 18 nimmt dabei die Mantelfläche des
Dichtungselementes 3 das Gleitmittel auf.
Die Anordnung gemäß Figur 3 besitzt einen dem Dichtelement 3 zugeordneten
Schaber 16 zur Entfernung der davor durch das Aufbringen von Wasser gelösten
Verunreinigungen.
Der Schaber 16 verläuft parallel zur Rotationsachse. In Figur 3 wird das Gleitmittel
über eine Ausspaarung 15 des Dichtungshalters 4 am Einlauf des Dichtelementes 3
im Spalt zwischen Dichtelement 3 und Dichtungshalter 4 zugeführt.
Falls ein Druckbereich 7,8 mit einer Überdruckquelle verbunden wird, lässt sich so
analog auch ein Blaszone bzw. Blaswalze realisieren.