DE19731057C1 - Als Wärmetauscher dienender Drehzylinder - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen als Wärmetauscher dienenden Drehzylinder mit einem Mantel, einem Innenteil und einem zwischen Mantel und Innenteil definierten Ringraum zum Durchleiten eines Temperiermediums, wobei der Ringraum im Bereich der Zylinderenden abgedichtet ist und der Mantel im Bereich der Zylinderenden jeweils über eine mit einem Dichtring zusammenwirkende, einen Konusring, einen Spannring und mindestens eine Spannschraube aufweisende Spannvorrichtung gegen das Innenteil verspannbar ist.

Ein derartiger Drehzylinder ist beispielsweise aus der DE 32 13 512 C1 bekannt.

Als Kühlzylinder ausgebildete Temperierzylinder werden insbesondere bei der Herstellung von Verpackungsmaterialien verwendet, um auf Kartonbahnen oder dergleichen aufgetragene plastische Kunststoffbeschichtungen abzukühlen und damit zu verfestigen.

Der Mantel solcher bekannter Kühlzylinder wird vielfach aus Stahl hergestellt, wobei die Oberfläche oft verchromt ist. In zunehmendem Maße werden jedoch auch Mäntel aus Leichtmetall, insbesondere aus Aluminium verwendet, um dessen gute Wärmeleitfähigkeit auszunutzen. Gleichzeitig bemüht man sich auch aus Gründen der Material- und Gewichtseinsparung, die Wandstärke des Zylindermantels zu reduzieren. Dabei besteht jedoch das Problem, daß die beim Spannen der Spannvorrichtung in radialer Richtung wirkenden Kräfte die Verformungsfestigkeit der dünnen Mantelwand mitunter übersteigen, so daß es im Bereich der Spannvorrichtung häufig zu einer Aufweitung des Zylindermantels kommt.

Eine solche Aufweitung kann jedoch die Funktion von Anlagen mit derartigen Kühlzylindern erheblich beeinträchtigen, da die Gefahr besteht, daß sich das Spannsystem des Kühlzylinders löst und sich der Mantel gegenüber dem Innenteil axial verschiebt. Auch kann die Aufweitung des Zylindermantels häufig eine Leckage und somit einen Kühlwasserverlust zur Folge haben. Darüber hinaus kann bei der Aufweitung verchromter Kühlzylinder eine Rißbildung in der Verchromung mit nachfolgender Unterkorrosion und ein Abplatzen der Chromschicht auftreten. Im übrigen lassen sich die Mäntel der Kühlzylinder bedingt durch das Aufweiten meist nur auf Rundlaufgenauigkeiten ≧ 0,3 mm montieren.

Die unerwünschte Aufweitung ist jedoch nicht nur für die Zylinder schädlich, sondern birgt auch Nachteile für die Qualität der auf solchen Zylindern hergestellten Karton/Kunststoff- Verbundmaterialbahnen, da die Aufweitung der Kühlzylinder an ihren äußeren Enden eine unterschiedliche Dicke der PE-Schicht zu Folge hat.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, den eingangs genannten und zuvor näher beschriebenen Drehzylinder so auszugestalten und weiterzubilden, daß eine Aufweitung der Randbereiche des Zylindermantels zuverlässig verhindern werden kann, um die vorgenannten Probleme zu vermeiden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß an jedem der beiden Zylinderenden eine ringförmige Einfassung vorgesehen ist, die den Mantel im Bereich der Spannvorrichtung und das Innenteil an einer an dem jeweiligen Zylinderende ausgebildeten Ausnehmung formschlüssig und im wesentlichen spielfrei umfaßt.

Durch die erfindungsgemäße ringförmige Einfassung wird das Spann- und Dichtungssystem gattungsgemäßer Drehzylinder erheblich verbessert. Eine axiale Relativbewegung zwischen Mantel und Innenteil des Drehzylinders kann nunmehr während des Betriebs sicher ausgeschlossen werden. Ebenso gewährleistet die Erfindung auch eine höhere Rundlaufgenauigkeit des Mantels.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Drehzylinders besteht darin, daß der Konusring an der Innenseite des Mantels und der Einfassung abgestützt ist, wobei die Spannschraube bzw. Spannschrauben der Spannvorrichtung durch jeweils eine in der Einfassung ausgebildete Öffnung hindurchgeführt und gegen die Einfassung verspannbar sind. Hierdurch ist es möglich, zwischen dem Dichtring und dem Spannring eine zusätzliche Dichtung anzuordnen, die vorzugsweise aus einem Flachgummiring mit einer oder mehreren darin eingepaßten Distanzbuchsen besteht. Auf diese Weise wird eine absolute Dichtigkeit des Ringraumes an den Enden des Drehzylinders gewährleistet.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung besteht darin, daß die Einfassung mittels einer Schraubverbindung an dem Innenteil befestigbar ist. Hierdurch wird eine optimale Sicherung gegen ein relatives Wandern des Mantels gegenüber dem Innenteil erzielt.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert.

Die einzige Figur der Zeichnung zeigt einen Teil eines erfindungsgemäßen Kühlzylinders im Axialschnitt. Der in der Zeichnung dargestellte Kühlzylinder weist einen äußeren Mantel 1, ein Innenteil 3 und einen zwischen Mantel und Innenteil definierten Ringraum 2 auf. Das Innenteil 3 des Kühlzylinders ist aus einem zylindrischen Innenmantel 4 und im wesentlichen kreisscheibenförmigen Stirnwänden 5 gebildet, die mit dem Innenmantel 4 verschweißt sind. Die Stirnwände 5 sind mit einer Welle 6 verbunden.

In dem so erweiterten Ringraum 2 ist ein Dichtring 10 angeordnet, der an seinem Außenumfang und in seiner Bohrung jeweils eine Ringnut 11 bzw. 12 mit einem O-Ring 13 bzw. 14 aufweist. Ferner sind in dem Ringraum 2 im Bereich der Zylinderenden jeweils ein Konusring 15 und ein Spannring 16 angeordnet. Der mit seiner Außenseite an der Innenseite des Außenmantels 1 anliegende Konusring 15 weist innenseitig eine Konusfläche 17 auf, an der der Spannring 16 mit einer ebenfalls konusförmigen äußeren Spannfläche 18 anliegt. Der Spannring 16 liegt mit seiner Innenseite an der abgestuften Umfangsfläche 7 der Stirnwand 5 an, die mit einer ringförmigen Ausnehmung 19 versehen ist.

Erfindungsgemäß ist an jedem der beiden Zylinderenden eine Einfassung 20 vorgesehen, die den Außenmantel 1 im Bereich der Spannvorrichtung und die jeweilige Stirnwand 5 im Bereich der Ausnehmung 19, welche im dargestellten und insoweit bevorzugten Ausführungsbeispiel als zylindrische Vertiefung ausgebildet ist, formschlüssig und im wesentlichen spielfrei umfaßt. Zur Befestigung der wie ein Korsett wirkenden Einfassung 20 sind in der Stirnwand 5 des Innenteils 3 eine oder mehrere Gewindebohrungen 21 vorgesehen, in die jeweils eine Schraube 22 eingedreht ist, welche in eine Bohrung 23 mit abgestuftem Innendurchmesser eingesetzt ist.

Es ist zu erkennen, daß der an der Außenseite des Außenmantels 1 anliegende Abschnitt 24 der ringförmigen Einfassung 20 relativ breit ist und sowohl den Konusring 15 als auch den Spannring 16 vollständig überdeckt, während der im Bereich der Ausnehmung 19 der Stirnwand 5 anliegende Abschnitt 25 der Einfassung 20 relativ schmal ist, jedoch eine größere Wandstärke aufweist.

Zur Verspannung des Außenmantels 1 gegen das Innenteil 3 sind mehrere gleichmäßig über den Umfang des Kühlzylinders verteilt angeordnete Spannschrauben 26 vorgesehen, die jeweils in eine zugeordnete, in dem Dichtring 10 ausgebildete Gewindebohrung 27 geschraubt werden. Die Spannschrauben 26 sind ebenfalls Schrauben, die in Bohrungen 28 mit abgestuftem Innendurchmesser in der ringförmigen Einfassung 20 formschlüssig abgestützt sind. Zwischen dem Dichtring 10 und dem Spannring 16, der zur Hindurchführung der Spannschrauben 26 mit mehreren Durchgangsöffnungen versehen ist, sind Distanzbuchsen 30 angeordnet, die beim Anziehen der Spannschrauben 26 die in Richtung der Einfassung 20 gerichtete Bewegung des Dichtrings 10 auf den Spannring 16 übertragen, so daß dieser aufgrund seiner konischen Spannfläche 18 den an der Innenseite des Außenmantels 1 und der Einfassung 20 abgestützten Konusring 15 radial nach außen aufweitet und dadurch den Außenmantel 1 gegen das Innenteil 3 verspannt. Die Distanzbuchsen 30 sind dabei in einem Dichtring 31 eingepaßt, der an der Innenseite des Außenmantels 1 sowie an der Außenseite des Innenteils 3, dichtend anliegt.

Die Einfassung 20 gemäß vorliegender Erfindung eignet sich insbesondere auch für die Nachrüstung vorhandener Kühlzylinder.

Claims (5)

1. Als Wärmetauscher dienender Drehzylinder mit einem Mantel (1), einem Innenteil (3) und einem zwischen Mantel und Innenteil definierten Ringraum (2) zum Durchleiten eines Temperiermediums, wobei der Ringraum (2) im Bereich der Zylinderenden abgedichtet ist und der Mantel (1) im Bereich der Zylinderenden jeweils über eine mit einem Dichtring (10) zusammenwirkende, einen Konusring (15), einen Spannring (16) und mindestens eine Spannschraube (26) aufweisende Spannvorrichtung gegen das Innenteil (3) verspannbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß an jedem der beiden Zylinderenden eine ringförmige Einfassung (20) vorgesehen ist, die den Mantel (1) im Bereich der Spannvorrichtung und das Innenteil (3) an einer an dem jeweiligen Zylinderende ausgebildeten Ausnehmung (19) formschlüssig und im wesentlichen spielfrei umfaßt.

2. Drehzylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Dichtring (10) und dem Spannring (16) ein zusätzlicher Dichtring (31) angeordnet ist.

3. Drehzylinder nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der zusätzliche Dichtring (31) aus einem Flachgummiring mit einer oder mehreren darin eingepaßten Distanzbuchsen (30) besteht.

4. Drehzylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Konusring (15) an der Innenseite des Mantels (1) und der inneren Stirnseite der Einfassung (20) abgestützt ist, wobei die Spannvorrichtung (10, 15, 16) durch in der Einfassung (20) ausgebildete Öffnungen (28) hindurchgeführten Spannschrauben (26) verspannbar ist.

5. Drehzylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Einfassung (20) mittels einer Schraubverbindung (21, 22) an dem Innenteil (3) befestigbar ist.