Die Erfindung betrifft eine Saug- oder Blaseinrichtung mit einer an eine bewegte,
Perforationen aufweisende Materialfläche, insbesondere an den Mantel einer Saugoder
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen,
der Beschreibung und den Zeichnungen.
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.
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.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die zweite
Halteeinrichtung an mindestens eine der Seitenwände der ersten Halteeinrichtung
befestigt ist.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
Nachstehend wird die Erfindung in Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnungen
näher erläutert. Die Figuren zeigen:
- Fig. 1
- einen ersten schematischen Querschnitt eines Ausschnitts einer Saugwalze
mit einer heb- und senkbaren Dichtungseinrichtung,
- Fig. 2
- einen zweiten schematischen Querschnitt eines Ausschnitts einer Saugwalze
mit einer heb- und senkbaren Dichtungseinrichtung in einer anderen
Ausführungsform,
- Fig. 3
- einen zweiten schematischen Querschnitt eines Ausschnitts einer Saugwalze
mit einer schwenkbaren Dichtungseinrichtung,
- Fig. 4
- eine perspektivische Ansicht einer auf einer Halteeinrichtung befestigten
winkelförmigen Leiste,
- Fig. 5
- eine weitere perspektivische Ansicht einer anderen Ausgestaltung der
Halteeinrichtung in Verbindung mit der Leiste,
- Fig. 6
- eine Schnittansicht der Halteeinrichtung und der Leiste gemäß einer
Schnittlinie VI - VI in Fig. 5 und
- Fig. 7
- einen Formschlauch zum Einsatz in einer Dichtungseinrichtung in
perspektivischer Ansicht.
Eine Saugwalze 1 (Fig. 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.)
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.
Die Dichtleiste 6 wird durch ein erstes Druckelement 8 in Form eines
Druckschlauches gegen die Materialfläche des Walzenmantels 3 angehoben und
gegen diese gedrückt.
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.
In Fig. 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.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung (Fig. 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.
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.
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.
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.
In Fig. 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.
In einer anderen Ausgestaltung (Fig. 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.
Die Bolzen 151, 152 ragen jeweils in Langlöcher 153 (Fig. 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.
Fig. 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.
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.
Der Einsatz der Erfindung führt infolge der verringerten Reibung der
Dichtungselemente zu erhöhten Standzeiten und verringertem Energiebedarf zum
Antrieb der bewegten Fläche.