DE10162517C1 - Walze - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Walze zur thermischen Behandlung bahnförmiger Medien mit einem zylindrischen Walzenkörper (1), mit mindestens einem, an eine Stirnfläche des Walzenkörpers (1) angeschraubten Zapfen (2) und mit axial parallelen eingebrachten, peripheren Bohrungen (3) für die Durchleitung eines flüssigen Wärmeträgers im Walzenkörper (1), wobei mehrere, zu einer Gruppe zusammengefasste periphere Bohrungen (3) durch Verbindungskanäle (4) für die Durchleitung des flüssigen Wärmeträgers verbunden sind, und dass auf mindestens einer Walzenseite Entleerungskanäle (5) angeordnet sind, welche die gruppenweise zusammengefassten peripheren Bohrungen (3) miteinander verbinden.

Description

Die Erfindung betrifft eine Walze zur thermischen Behandlung von bahnförmigen Medien der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Gattung.

Bei Walzen zur thermischen Behandlung bahnförmiger Medien, wie zum Beispiel Papier, werden zwei Grundtypen unterschieden, nämlich Walzen mit integriertem Verdrängerkörper, wie sie von der Anmelderin unter der Bezeichnung Äquitherm-V angeboten werden, sowie Walzen mit sogenannten peripheren Bohrungen für die Durchleitung eines flüssigen Wärmeträgers, wie sie von der Anmelderin unter der Bezeichnung Äquitherm-P angeboten werden und aus der gattungsbildenden DE 44 04 922 C1 bekannt sind. Bei den peripheren Bohrungen handelt es sich um axialparallele Heizkanäle, die nahe bei der äußeren Oberfläche des Walzenkörpers, also in seiner "Peripherie" eingebracht sind und von dem flüssigen Wärmeträger, wie beispielsweise Thermalöl, durchflossen werden. Auf diese Weise erfolgt die Wärmeabgabe von dem Wärmeträger an den Walzenkörper sehr nahe bei der Walzenoberfläche, wo ihrerseits die Walze die Wärme an das bahnförmige Medium abgibt. Die Temperaturverluste werden so gering, und die Wärmeübertragungsleistungen können hoch gehalten werden, so dass solche Walzen insbesondere bei hohen Heizleistungen eingesetzt werden.

Ein Problem im praktischen Einsatz solcher Walzen stellt die Entleerung des Wärmeträgers dar. Insbesondere die gattungsgemäßen, peripher gebohrten Walzen lassen sich nur mit großen Schwierigkeiten vollständig entleeren. Dies liegt daran, dass die peripheren Bohrungen mit radialen Verbindungskanälen mit den Zentralbohrungen in mindestens einem Zapfen verbunden werden müssen, durch die der flüssige Wärmeträger in den Walzenkörper eingeleitet und aus dem Walzenkörper abgeleitet wird. Dazu sind an den Zapfen spezielle Drehdurchführungen angebracht. Werden diese Drehdurchführungen demontiert, dann entleert sich zunächst nur derjenige Teil des Walzenkörpers, der über dem Niveau des unteren Randes der Zentralbohrung im Zapfen liegt. Ein Anheben des entgegengesetzten Walzenendes verbessert zwar die Entleerung je nach der Art, in welcher die peripheren Kanäle miteinander verbunden sind; dennoch bleibt auf Grund des Prinzips der kommunizierenden Röhren eine nicht unerhebliche Restmenge von Flüssigkeit in der Walze.

Um die Entleerung zu verbessern, könnte man an der tiefsten Stelle am Ende der Walze die betreffende periphere Bohrung mit einer Entleerungsöffnung versehen. Doch auch eine solche Entleerungsöffnung bleibt für benachbarte periphere Bohrungen wirkungslos, wenn die Flüssigkeit dorthin nur so gelangen kann, dass sie zunächst in einem radialen Verbindungskanal nach oben strömen müsste. Um eine vollständige Entleerung durch solche Öffnungen zu erreichen, müsste im Extremfall jede der peripheren Bohrungen zwischen der 3:00 Uhr- und der 9:00 Uhr-Position eine eigene Entleerungsöffnung erhalten. Da jedoch jede dieser Entleerungsöffnungen wieder dicht verschlossen werden muss, stellen sie ein zusätzliches Risiko für Leckagen dar, und auch der Aufwand für das Öffnen und Verschließen der Entleerungsöffnungen ist nicht unerheblich.

Um die mit der Entleerung verbundene Problematik weiter zu verdeutlichen, wird darauf hingewiesen, dass die vollständige Entleerung des Wärmeträgers aus einer Walze beispielsweise für das Auswuchten von Walzen erforderlich ist, die bereits im Betrieb gewesen sind. Ein solches Auswuchten muss beispielsweise nach der Erneuerung der Beschichtung des Walzenkörpers durchgeführt werden. Restmengen des flüssigen Wärmeträgers in der Walze können das Wuchtergebnis verfälschen, wenn sie nicht gleichmäßig über die Walze, insbesondere den Walzenkörper, verteilt sind. Es ist zu diesem Zwecke heute zum Beispiel üblich, Walzen über eine längere Zeit in der Wuchtmaschine zu drehen, und zwar in der nicht immer erfüllten Hoffnung, dass sich die Restflüssigkeit während dieser Drehungen gleichmäßig über den Walzenkörper verteilen wird. Jedes mal dann, wenn die Drehung unterbrochen werden muss, weil zum Beispiel Wuchtgewichte angebracht werden müssen, fließt jedoch die Restflüssigkeit in der Walze wieder in die unteren Bohrungen, und der Prozess der Vergleichmäßigung durch längeres Drehen der Walze muss von neuem beginnen. Es ist offensichtlich, dass sich dadurch der Auswurfvorgang zeitlich verlängert und verteuert.

Handelt es sich bei dem flüssigen Wärmeträger um Wasser, wie es oft bei Walzen für die Behandlung von Papier eingesetzt wird, dann ist eine vollständige Entleerung wünschenswert, wenn die Walze unter Frostbedingungen transportiert oder gelagert wird. Denn sonst könnte die mit der Bildung von Eis verbundene Volumenvergrößerung den Walzenkörper sprengen. Um dies zu gewährleisten, wird die Walze zusätzlich zu der oben beschriebenen Drehung mit großen Mengen an Pressluft durchblasen, so dass der so erzeugte Luftstrom die in den Bohrungen befindliche Flüssigkeit in Richtung einer Ausströmöffnung mitreißt. Dieses Verfahren ist zeitaufwendig, umständlich und nicht ganz unproblematisch.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Walze für die thermische Behandlung von bahnförmigen Medien, wie beispielsweise Papier, der angegebenen Gattung zu schaffen, bei der die oben erwähnten Nachteile nicht auftreten. Insbesondere soll eine Walze vorgeschlagen werden, aus der mit vergleichsweise geringem Aufwand der gesamte flüssige Wärmeträger zuverlässig entfernt werden kann.

Dies wird erfindungsgemäß durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale erreicht.

Zweckmäßige Ausführungsformen werden durch die Merkmale der Unteransprüche definiert.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile beruhen darauf, dass mehrere periphere Bohrungen zu einer Gruppe zusammen gefasst und die einzelnen Gruppen über zusätzliche Entleerungskanäle miteinander verbunden sind. Diese Entleerungskanäle haben nach einer bevorzugten Ausführungsform aus fertigungstechnischen Gründen einen kleineren Durchmesser als z. B. die Verbindungskanäle zwischen den peripheren Bohrungen und werden während des normalen Betriebes kaum durchströmt, da sich die beiden Öffnungen jedes Entleerungskanals jeweils an Stellen gleichen Betriebsdruckes befinden.

Bei stehender Walze und entsprechender Positionierung der Walzen kann jedoch der flüssige Wärmeträger über diese Entleerungskanäle aus allen Bohrungen und den Verbindungskanälen zwischen den Bohrungen abfließen, so dass die oben erläuterte, längere Entleerungsdrehung nicht mehr erforderlich ist.

Im Prinzip besteht die Möglichkeit, die periphere Bohrung an der tiefsten Stelle des Walzenkörpers oder die damit verbundene Leitung an dem Walzenzapfen als Entleerungsöffnung zu verwenden. Nach einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist jedoch in dem Zapfen eine Entleerungsöffnung vorgesehen, die in radialer Richtung bis zur Außenseite des antriebseitigen Flansches reicht. Wenn sich die Walze in Entleerungsstellung befindet, wird diese Entleerungsöffnung geöffnet, so dass eine vollständige Entleerung der peripheren Bohrungen über die Verbindungskanäle und die Entleerungskanäle erfolgen kann.

Zur Unterstützung und Beschleunigung der Entleerung entweder über die peripheren Bohrungen und die Anschlusskanäle im Zapfen oder über die Entleerungsöffnung kann die Führerseite der Walze etwas angehoben werden.

Die Entleerungskanäle könnten durch einen in Umfangsrichtung gefrästen oder gedrehten, durchgehenden Kanal zwischen den peripheren Bohrungen gebildet werden. Der Nachteil dieser prinzipiell möglichen Lösung besteht jedoch darin, dass in diesem Fall keine Dichtungen zwischen den Verbindungskanälen und der jeweiligen peripheren Bohrung zwischen Zapfenflansch und Walzenkörper vorgesehen werden können, die eine zusätzliche Abdichtung nach außen und damit ein doppeltes Dichtsystem zur Verfügung stellen, das Leckagen praktisch ausschließt.

Nach einer besonders bevorzugten Ausführungsform erstrecken sich deshalb die Entleerungskanäle einer Gruppe von Verbindungskanälen zwischen den peripheren Bohrungen, so dass die Anbringung von Dichtungen zwischen den peripheren Bohrungen und den Verbindungskanälen keine Probleme bereitet. Hierbei reicht es aus, wenn der Entleerungskanal an einen der z. B. drei Verbindungskanäle einer zusammengeschlossenen Gruppe von peripheren Bohrungen angeschlossen ist.

Die zusätzlichen Entleerungskanäle sind auf mindestens einer Walzenseite angeordnet und können sich entweder im Zapfenflansch oder im Walzenkörper befinden.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beiliegende, schematische Zeichnung näher erläutert, deren einzige Figur eine Ausführungsform der Erfindung darstellt.

Die Figur zeigt die Abwicklung eines Umfangsschnittes auf dem Niveaus des Teilkreises der peripheren Bohrungen auf der Antriebsseite einer Walze. Es handelt sich in diesem Falle um eine sogenannte TRIPASS-2-Walze, bei der die peripheren Bohrungen so ausgeführt sind, dass der flüssige Wärmeträger, insbesondere Wasser, an einem Ende über den Zapfen in eine periphere Bohrung des Walzenkörpers eingeführt wird, zu dem gegenüberliegenden Ende des Walzenkörpers fließt, dort eine U-Wende macht, zurück zu dem Ausgangsende fließt, dort eine erneute U-Wende macht und über eine zentrale Bohrung in der Walze zur Auslassseite zurückfließt.

In der Figur ist rechts ein Walzenkörper 1 mit peripheren Bohrungen 3 dargestellt. Zur Realisierung des oben erläuterten Strömungsschemas sind jeweils drei benachbarte periphere Bohrungen 3 in der Weise miteinander verbunden, dass der über den führerseitigen Zapfen eingeführte flüssige Wärmeträger in den beiden äußeren Bohrungen dieser Gruppe von drei Bohrungen von der Führerseite zur Antriebsseite der Walze strömt. Dort wird der Strom dieser beiden peripheren Bohrungen 3 zusammengefasst, und der Wärmeträger strömt dann in der mittleren peripheren Bohrung 3 dieser Gruppe von drei Bohrungen 3 zur Führerseite zurück. Von dort gelangt über die Zentralbohrung zurück zur anderen Seite und damit zum Auslass.

Die unteren drei Bohrungen 3 in der Figur bilden eine solche vollständige Gruppe von drei peripheren Bohrungen 3. Von der darüber liegenden Dreiergruppe von peripheren Bohrungen 3 sind nur zwei Bohrungen 3 dargestellt.

Die peripheren Bohrungen 3 jeder Dreier-Gruppe sind im Flansch 2 des antriebseitigen Zapfens der Walze über Verbindungskanäle 4 miteinander verbunden, so dass in jeder Gruppe die beiden äußeren Bohrungen 3, also in der Darstellung nach der Figur der unterste Kanal 3 und der dritte Kanal 3 von unten, in Verbindungskanäle 4 münden, die auf der Linie der mittleren Bohrung 3 zusammenlaufen, an die sie über einen weiteren, in der Figur horizontalen Verbindungskanal 4 angeschlossen sind.

Benachbarte Dreiergruppen von Verbindungskanälen 4 sind durch zusätzliche Entleerungskanäle 5 mit kleinerem Durchmesser verbunden, die bei der Ausführungsform nach der Figur durch aufeinander zu laufende Kanäle 5 im Flansch 2 des antriebsseitigen Zapfens gebildet werden. Da sich die beiden Öffnungen des Entleerungskanals 5 jeweils an Stellen befinden, an denen der gleiche Betriebsdruck herrscht, erfolgt beim Betrieb kaum eine Durchströmung dieser Entleerungskanäle 5.

An dem Ort des Zusammenschlusses der drei Verbindungskanäle 4 bei der gemäß der Darstellung in der Figur unteren Dreiergruppe von peripheren Bohrungen 3 ist in dem Zapfen 2 eine Entleerungsöffnung 6 vorgesehen, die in radialer Richtung bis zur Außenseite des antriebsseitigen Flansches 2 reicht. Bei normalem Betrieb ist diese Entleerungsöffnung verschlossen.

Wird nun bei stehender Walze der Walzenkörper 1 so positioniert, dass sich der gemäß der Darstellung in der Figur zentrale, mittlere Verbindungskanal der unteren Dreiergruppe von peripheren Bohrungen 3 an der tiefsten Stelle des Walzenkörpers 1, also in der 6:00 Uhr- Position befindet, und wird die Entlüftungsöffnung 6 geöffnet, dann kann eine vollständige Entleerung aller peripheren Bohrungen 3 über die Verbindungskanäle 4 und die Entleerungskanäle 5 erfolgen.

Bei Bedarf kann diese Entleerung noch unterstützt und beschleunigt werden, indem die Walze an ihrer Führerseite etwas angehoben wird.

Bei der dargestellten Ausführungsform der Walze sind Dichtungen 7 vorgesehen, die jeden Verbindungskanal 4 mit der zugehörigen peripheren Bohrung 3 zwischen dem Zapfenflansch 2 und dem Walzenkörper 1 zusätzlich nach außen abdichten und dadurch ein doppeltes Dichtsystem ermöglichen.

Als Alternative zu der oben erläuterten Anordnung der Entleerungskanäle 5 zwischen den Verbindungskanälen 4 benachbarter Dreiergruppen von peripheren Bohrungen 3 können diese Entleerungsbohrungen 5 auch durch einen in Umfangsrichtung gefrästen oder gedrehten, durchgehenden Kanal zwischen den peripheren Bohrungen 3 gebildet werden. In diesem Fall muss allerdings auf die Dichtungen 7 verzichtet werden, so dass bei dieser Ausführungsform das Risiko von Leckagen in Kauf genommen werden muss, wie sie durch das oben erläuterte doppelte Dichtsystem vermieden werden.

Claims (11)

1. Walze zur thermischen Behandlung von bahnförmigen Medien

• a) mit einem zylindrischen Walzenkörper (1),
• b) mit mindestens einem, an eine Stirnfläche des Walzenkörpers (1) angeschraubten Zapfen (2), und
• c) mit axialparallelen peripheren Bohrungen (3) für die Durchleitung eines flüssigen Wärmeträgers im Walzenkörper (1),

dadurch gekennzeichnet, dass

• a) mehrere, zu einer Gruppe zusammengefasste benachbarte periphere Bohrungen (3) durch Verbindungskanäle (4) für die Durchleitung des flüssigen Wärmeträgers verbunden sind, und dass
• b) auf mindestens einer Walzenseite Entleerungskanäle (S) angeordnet sind,
• c) welche die gruppenweise zusammengefassten peripheren Bohrungen (3) miteinander verbinden.

2. Walze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils drei nebeneinander liegende periphere Bohrungen (3) durch Verbindungskanäle (4) miteinander verbunden sind.

3. Walze nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Entleerungskanäle (5) in den Walzenkörper (1) eingebracht sind.

4. Walze nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Entleerungskanäle (5) in den Zapfenflansch (2) eingebracht sind.

5. Walze nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass Dichtungen (7) zwischen jedem Verbindungskanal (4) und der zugehörigen peripheren Bohrung (3) zwischen Zapfenflansch 2) und Walzenkörper (1) angeordnet sind.

6. Walze nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Entleerungskanäle (5) jeweils Verbindungskanäle (4) von benachbarten Gruppen von peripheren Bohrungen miteinander verbinden.

7. Walze nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Entleerungskanäle (5) als in Umfangsrichtung gefräste oder gedrehte, durchgehende Kanäle zwischen den Bohrungen (3) ausgebildet sind.

8. Walze nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Entleerungskanäle (5) einen kleineren Strömungsquerschnitt als die Verbindungskanäle (4) zwischen den peripheren Bohrungen (3) haben.

9. Walze nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine, mit einem Verbindungskanal (4) und/oder einer peripheren Bohrung (3) verbundene Entleerungsöffnung (6) vorgesehen ist.

10. Walze nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Entleerungsöffnung (6) in dem Zapfen (2) angeordnet ist.

11. Walze nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Entleerungsöffnung (6) in radialer Richtung zur Außenseite des Zapfenflansches (2) reicht.