DE10036674A1

DE10036674A1 - Schuhpreßeinheit

Info

Publication number: DE10036674A1
Application number: DE10036674A
Authority: DE
Inventors: Eckart Kraegeloh; Robert Wolf; Andreas Schuette
Original assignee: Voith Paper Patent GmbH
Current assignee: Voith Patent GmbH
Priority date: 2000-06-07
Filing date: 2000-07-27
Publication date: 2001-12-13

Abstract

Eine Schuhpreßeinheit zur Behandlung einer Materialbahn, insbesondere Papier- oder Kartonbahn, in einem mit einer Gegenfläche gebildeten Preßspalt umfaßt wenigstens einen der Abstützung eines umlaufenden Preßbandes oder -mantels dienenden Preßschuh und wenigstens eine an einem Träger abgestützte, den Preßschuh beaufschlagende Zylinder/Kolben-Einheit, deren relativ zum Träger beweglicher Kolben auf seiner dem Preßschuh zugewandten Seite wenigstens eine aus verschleißfestem, reibungsarmem Material wie insbesondere Teflon·R· gebildete Druckfläche und wenigstens eine hydrostatische Druckfläche aufweist. Dabei ist wenigstens eine Zylinder/Kolben-Einheit vorgesehen, bei deren Kolben der Anteil der hydrostatischen Gesamtdruckfläche an der gesamten Kolbenwirkfläche gleich oder größer ist als der Anteil der aus verschleißfestem, reibungsarmem Material gebildeten Gesamtdruckfläche, wobei die gesamte Kolbenwirkfläche der im Zylinder der Zylinder/Kolben-Einheit hydrostatisch beaufschlagten Arbeitsfläche des Kolbens entspricht.

Description

Die Erfindung betrifft eine Schuhpreßeinheit zur Behandlung einer Ma terialbahn, insbesondere Papier- oder Kartonbahn, in einem mit einer Ge genfläche gebildeten Preßspalt, mit wenigstens einem der Abstützung ei nes umlaufenden Preßbandes oder -mantels dienenden Preßschuh und wenigstens einer an einem Träger abgestützten, den Preßschuh beauf schlagenden Zylinder/Kolben-Einheit, deren relativ zum Träger bewegli cher Kolben auf seiner dem Preßschuh zugewandten Seite wenigstens eine aus verschleißfestem, reibungsarmem Material wie insbesondere Teflon® gebildete Druckfläche und wenigstens eine hydrostatische Druckfläche aufweist.

Der Reibungskoeffizient µ der in die Wirkflächen der Kolben (Gleitplatten) eingebrachten Teflonplatten führt bei einer Relativbewegung zwischen dem Preßschuh und dem Kolben zu Reibungskräften. Dabei kann es zu einer Verschiebung und/oder einem Verkippen der Kolben gegen die je weilige Innenwand der Kolbenlagerung kommen, was erhöhte Reibungs kräfte zwischen einem jeweiligen Kolben und dessen Kolbenlagerung mit sich bringt. Im Ergebnis kann dies zu einem Blockieren der Kolben, Re gelungsschwierigkeiten, Funktionsproblemen (Klemmung usw.) und/oder dergleichen führen.

Ziel der Erfindung ist es, eine Schuhpreßeinheit der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der die zuvor genannten Nachteile beseitigt sind. Da bei soll insbesondere eine Reduzierung und/oder Minimierung der zwi schen dem Preßschuh und einem jeweiligen Kolben auftretenden Rei bungskräfte und entsprechend eine verbesserte Funktionssicherheit bei erhöhter Lebensdauer und reduzierten Kosten erreicht werden.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß wenigstens eine Zylinder/Kolben-Einheit vorgesehen ist, bei deren Kolben der Anteil der hydrostatischen Gesamtdruckfläche an der gesamten Kolbenwirkflä che gleich oder größer ist als der Anteil der aus verschleißfestem, rei bungsarmem Material gebildeten Gesamtdruckfläche, wobei die gesamte Kolbenwirkfläche der im Zylinder der Zylinder/ Kolben-Einheit hydrosta tisch beaufschlagten Arbeitsfläche des Kolbens entspricht.

Aufgrund dieser Ausbildung werden die zwischen dem Preßschuh und ei nem jeweiligen Kolben auftretenden Reibungskräfte verringert. Entspre chend wird die Funktionssicherheit verbessert. Überdies werden die Le bensdauer erhöht und die Kosten reduziert. Ein Grundgedanke der Erfin dung besteht somit darin, zur entsprechenden Verringerung der Rei bungskräfte nur kleine Kräfte über Strukturkontaktflächen zu übertragen und folglich einen möglichst großen Anteil der Kolbenkraft über Hydrosta tiktaschen zu übernehmen.

Dabei kann gegenüber den bisher bekannten Schuhpreßeinheiten bei spielsweise der Anteil der hydrostatischen Gesamtdruckfläche erhöht wer den. Der Anteil der aus verschleißfestem, reibungsarmem Material gebil deten Gesamtdruckfläche kann beispielsweise beibehalten und vorzugs weise verringert werden. Eine jeweilige aus verschleißfestem, reibungsar mem Material gebildete Druckfläche kann beispielsweise durch eine jewei lige Teflonplatte gebildet sein.

Es können hydrostatische Druckflächen beliebiger Kontur vorgesehen sein. So kann eine jeweilige hydrostatische Druckfläche beispielsweise ei ne runde, vorzugsweise kreisrunde, oder eine ovale Kontur oder beispiels weise auch die Kontur eines Kreissegments und/oder dergleichen besit zen.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schuhpreßeinheit weist der Kolben wenigstens zwei hydrostatische Druckflächen auf.

Vorzugsweise ist wenigstens eine hydrostatische Druckfläche vorgesehen, die durch eine Hydrostatiktasche gebildet ist.

Bei einer zweckmäßigen Ausführungsform weist der Kolben wenigstens zwei aus verschleißfestem, reibungsarmem Material gebildete Druckflä chen auf.

Zweckmäßigerweise ist der Kolben mit wenigstens vier hydrostatischen Druckflächen und wenigstens zwei aus verschleißfestem, reibungsarmem Material gebildeten Druckflächen versehen.

In bestimmten Fällen ist es von Vorteil, wenn der Kolben eine gleiche An zahl von hydrostatischen Druckflächen und aus verschleißfestem, rei bungsarmem Material gebildeten Druckflächen aufweist. Dabei kann der Kolben beispielsweise mit wenigstens vier hydrostatischen Druckflächen und wenigstens vier aus verschleißfestem, reibungsarmem Material gebil deten Druckflächen versehen sein.

Vorzugsweise ist eine jeweilige aus verschleißfestem, reibungsarmem Ma terial gebildete Druckfläche jeweils zwischen zwei hydrostatischen Druck flächen angeordnet.

In vielen Fällen ist es zweckmäßig, wenn der Kolben mehrere hydrostati sche Druckflächen gleicher Größe aufweist.

Sofern mehrere jeweils aus verschleißfestem, reibungsarmem Material ge bildete Druckflächen vorgesehen sind, können auch diese untereinander gleich groß sein.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schuhpreßeinheit sind die einzelnen hydrostatischen Druckflächen jeweils größer als die einzelnen aus verschleißfestem, reibungsarmem Material gebildeten Druckflächen.

Es können mehrere zur Bahnlaufrichtung nebeneinander liegende Zylin der/Kolben-Einheiten vorgesehen sein.

Ein jeweiliger Kolben ist vorzugsweise in einem im oder am Träger vorge sehenen Zylinder geführt.

Der Preßmantel bzw. das Preßband ist vorzugsweise flexibel, so daß mit der betreffenden Gegenfläche insbesondere auch ein in Bahnlaufrichtung verlängerter Preßspalt gebildet werden kann.

Bei einer zweckmäßigen Ausführungsform besitzt der Preßschuh zur Bil dung eines verlängerten Preßspaltes eine allgemein konkave dem Preß mantel bzw. Preßband zugewandte Stützfläche.

Vorteilhafterweise ist die Schuhpreßeinheit als Schuhpreßwalze mit einem flexiblen Preßmantel ausgebildet.

Die dem Preßschuh zugewandte Kolbenfläche kann größer sein als die Kolbenarbeitsfläche.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schuhpreßeinheit geht wenigstens eine insbesondere durch eine jeweilige Hydrostatiktasche gebildete hydrostatische Druckfläche seitlich über den Bereich hinaus, der durch die im Zylinder hydrostatisch beaufschlagte Kolbenarbeitsfläche definiert ist. Dadurch ist es möglich, eine hydrostati sche Gesamtdruckfläche zu erhalten, die z. B. dem 0,9-fachen der Kolben arbeitsfläche entspricht oder noch größer ist.

So kann die hydrostatische Gesamtdruckfläche beispielsweise in einem Bereich von etwa dem 0,5-fachen bis etwa dem 0,95-fachen der Kolbenar beitsfläche liegen.

Für die angestrebte Gleichmäßigkeit der Linienkraft ist neben den Flä chenanteilen auch noch die Anordnung der Flächen von Bedeutung.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen un ter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert; in dieser zeigen:

Fig. 1 eine schematische, teilweise geschnittene Darstellung einer Schuhpreßeinheit mit wenigstens einem Preß schuh und wenigstens einer Zylinder/Kolben-Einheit,

Fig. 2 eine Seitenansicht des Kolbens der in der Fig. 1 gezeig ten Zylinder/ Kolben-Einheit,

Fig. 3 eine Ansicht des Kolbens von unten,

Fig. 4 eine schematische Draufsicht der in der Fig. 1 gezeig ten Zylinder/ Kolben-Einheit,

Fig. 5 eine schematische Darstellung mehrerer gleichartiger, quer zur Bahnlaufrichtung verteilter Preßschuh- Stützbereiche einer weiteren Ausführungsform, und

Fig. 6 eine schematische Draufsicht der Zylinder/ Kolben- Einheit einer weiteren Ausführungsform.

Fig. 1 zeigt in rein schematischer, teilweise geschnittener Darstellung eine Schuhpreßeinheit 10 zur Behandlung einer Materialbahn in einem mit einer Gegenfläche 12 gebildeten Preßspalt 14. Bei der zu behandeln den Materialbahn kann es sich insbesondere um eine Papier- oder Kar tonbahn handeln. Die Gegenfläche 12 kann insbesondere durch eine Ge genwalze gebildet sein.

Die im vorliegenden Fall als Schuhpreßwalze vorgesehene Schuhpreßein heit 10 umfaßt wenigstens einen der Abstützung eines umlaufenden flexi blen Preßbandes oder -mantels 16 dienenden Preßschuh 18 und wenig stens eine an einem Träger 20 abgestützte, den Preßschuh 18 beaufschla gende Zylinder/Kolben-Einheit 22.

Der relativ zum Träger 20 bewegliche Kolben 24 der Zylinder/Kolben- Einheit 22 ist in einem fest im oder am Träger 20 vorgesehenen Zylinder 26 geführt.

Der relativ zum Träger 20 bewegliche Kolben 24 besitzt auf seiner dem Preßschuh 18 zugewandten Seite beispielsweise vier jeweils aus ver schleißfestem, reibungsarmem Material wie insbesondere Teflon gebil dete Druckflächen 28 und beispielsweise vier hydrostatische Druckflächen 30.

Die hydrostatischen Druckflächen 30 sind jeweils durch eine Hydrosta tiktasche gebildet, die über einen jeweiligen Drosselkanal 32 mit dem Druckraum 34 der Zylinder/Kolben-Einheit 22 verbunden ist. Wie anhand der Fig. 4 zu erkennen ist, besitzen die hydrostatischen Druckflächen 30 jeweils eine kreisrunde Außenkontur. Die Drosselkanäle 32 münden je weils in einen zentralen Bereich in die jeweilige Hydrostatiktasche.

Die sich ergebende hydrostatische Gesamtdruckfläche 30' setzt sich aus den vier hydrostatischen Druckflächen 30 zusammen. Die resultierende Gesamtdruckfläche 28' aus verschleißfestem, reibungsarmem Material er gibt sich aus den vier jeweils aus verschleißfestem, reibungsarmem Mate rial wie insbesondere Teflons bestehenden Druckflächen 28.

Wie anhand der Fig. 4 zu erkennen ist, ist der Anteil der hydrostatischen Gesamtdruckfläche 30' an der gesamten Kolbenwirkfläche größer als der Anteil der aus verschleißfestem, reibungsarmem Material gebildeten Ge samtdruckfläche 28', wobei die gesamte Kolbenwirkfläche der im Zylinder 26 der Zylinder/Kolben-Einheit 22 hydrostatisch beaufschlagten, aus den Fig. 2 und 3 ersichtlichen Arbeitsfläche A_K des Kolbens 24 entspricht. Da bei zeigen die beiden Fig. 2 und 3 eine Seitenansicht bzw. eine Ansicht des Kolbens 24 von unten.

Die jeweils eine kreisrunde Kontur aufweisenden hydrostatischen Druck flächen sind im vorliegenden Fall gleich groß und so angeordnet, daß ihre mit den Drosselkanälen 32 zusammenfallenden Mittelpunkte an den Ec ken eines gedachten Quadrats angeordnet sind, dessen Seiten parallel zur Bahnlaufrichtung bzw. senkrecht dazu in Querrichtung verlaufen (vgl. insbesondere Fig. 4).

Auch die aus verschleißfestem, reibungsarmem Material wie insbesondere Teflon® gebildeten Druckflächen 28 sind untereinander gleich groß. Sie sind jedoch jeweils deutlich kleiner als die einzelnen hydrostatischen Druckflächen 30.

Im vorliegenden Fall sind die aus verschleißfestem, reibungsarmem Mate rial gebildeten Druckflächen 28 jeweils allgemein herzförmig ausgeführt. Sie sind am Außenumfang der durch die vier hydrostatischen Druckflä chen 30 gebildeten hydrostatischen Druckflächengruppe jeweils zwischen zwei hydrostatischen Druckflächen 30 angeordnet, wobei sie jeweils in den Zwischenraum zwischen den beiden betreffenden hydrostatischen Druck flächen 30 hineinragen. Wie anhand der Fig. 4 zu erkennen ist, ergibt sich somit eine Art Kleeblatt.

Es sind vorzugsweise mehrere quer zur Bahnlaufrichtung L nebeneinan der liegende Zylinder/Kolben-Einheiten 22 vorgesehen.

Wie anhand der Fig. 1 zu erkennen ist, besitzt der Preßschuh 18 zur Bildung eines in Bahnlaufrichtung L verlängerten Preßspaltes 14 eine all gemein konkave dem flexiblen Preßmantel 16 zugewandte Stützfläche 36.

Aufgrund der relativ größeren hydrostatischen Gesamtdruckfläche 30' er gibt sich eine insgesamt deutlich geringere Verformung des Preßschuhs 18.

Wie bereits erwähnt, können die aus verschleißfestem, reibungsarmem Material bestehenden Druckflächen 28 beispielsweise durch jeweilige Te flon®-Platten gebildet sein.

Fig. 5 zeigt in schematischer Darstellung mehrere gleichartige, quer zur Bahnlaufrichtung L verteilte Preßschuh-Stützbereiche einer weiteren Ausführungsform. Auch diese Stützbereiche können jeweils wieder durch den Kolben einer jeweiligen, den Preßschuh beaufschlagenden Zylin der/Kolben-Einheit gebildet sein.

Die Stützbereiche des vorliegenden Ausführungsbeispiels unterscheiden sich von dem der Fig. 1 und 4 im wesentlichen dadurch, daß anstatt vier lediglich zwei Druckflächen 28 aus verschleißfestem, reibungsarmem Material wie insbesondere Teflon® vorgesehen sein. Je Stützbereich sind nach wie vor jeweils vier hydrostatische Druckflächen 30 vorgesehen.

Die jeweils wieder allgemein herzförmig ausgeführten Druckflächen 28 aus verschleißfestem, reibungsarmem Material sind im vorliegenden Fall auf den beiden sich in Bahnlaufrichtung L erstreckenden Seiten einer jeweili gen Gruppe aus vier hydrostatischen Druckflächen 30 angeordnet. Die vier hydrostatischen Druckflächen 30 eines jeweiligen Stützbereichs besit zen jeweils wieder eine kreisförmige Außenkontur.

Auch in diesem Fall ergibt sich wieder eine deutlich geringere Verformung des Preßschuhs und entsprechend eine gleichmäßigere Linienkraft.

Wie insbesondere anhand der Fig. 6 zu erkennen ist, kann die dem Preß schuh 18 (vgl. Fig. 1) zugewandte Kolbenfläche größer sein als die Kolben arbeitsfläche A_K. Beim in dieser Fig. 6 dargestellten Ausführungsbeispiel gehen die vorzugsweise durch Hydrostatiktaschen gebildeten hydrostati schen Druckflächen 30 seitlich über den Bereich hinaus, der durch die im Zylinder hydrostatisch beaufschlagte Kolbenarbeitsfläche A_K deiniert ist. 10 Schuhpreßeinheit
12 Gegenfläche
14 Preßspalt
16 Preßband oder -mantel
18 Preßschuh
20 Träger
22 Zylinder/Kolben-Einheit
24 Kolben
26 Zylinder
28 Druckfläche aus verschleißfestem, reibungsarmem Material
28' aus verschleißfestem, reibungsarmem Material gebildete Gesamtdruckfläche
30 hydrostatische Druckfläche
30' hydrostatische Gesamtdruckfläche
32 Drosselkanal
34 Druckraum
36 konkave Stützfläche
A_K Kolbenarbeitsfläche

Claims

1. Schuhpreßeinheit (10) zur Behandlung einer Materialbahn, insbe sondere Papier- oder Kartonbahn, in einem mit einer Gegenfläche (12) gebildeten Preßspalt (14), mit wenigstens einem der Abstützung eines umlaufenden Preßbandes oder -mantels (16) dienenden Preß schuh (18) und wenigstens einer an einem Träger (20) abgestützten, den Preßschuh (18) beaufschlagenden Zylinder/Kolben-Einheit (22), deren relativ zum Träger (20) beweglicher Kolben (24) auf seiner dem Preßschuh (18) zugewandten Seite wenigstens eine aus verschleißfe stem, reibungsarmem Material wie insbesondere Teflon® gebildete Druckfläche (28) und wenigstens eine hydrostatische Druckfläche (30) aufweist, dadurch gekennzeichnet,
daß wenigstens eine Zylinder/Kolben-Einheit (22) vorgesehen ist, bei deren Kolben (24) der Anteil der hydrostatischen Gesamtdruck fläche (30') an der gesamten Kolbenwirkfläche gleich oder größer ist als der Anteil der aus verschleißfestem, reibungsarmem Material ge bildeten Gesamtdruckfläche (28'), wobei die gesamte Kolbenwirkflä che der im Zylinder (26) der Zylinder/Kolben-Einheit (22) hydrosta tisch beaufschlagten Arbeitsfläche (A_K) des Kolbens (24) entspricht.

2. Schuhpreßeinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (24) wenigstens eine hydrostatische Druckfläche (30) aufweist, die eine runde, vorzugsweise kreisrunde Kontur besitzt.

3. Schuhpreßeinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (24) wenigstens eine hydrostatische Druckfläche (30) aufweist, die eine ovale Kontur besitzt.

4. Schuhpreßeinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (24) wenigstens eine hydrostatische Druckfläche (30) aufweist, die die Kontur eines Kreissegments besitzt.

5. Schuhpreßeinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (24) wenigstens zwei hydrostatische Druckflächen (30) aufweist.

6. Schuhpreßeinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine hydrostatische Druckfläche (30) vorgesehen ist, die durch eine Hydrostatiktasche gebildet ist.

7. Schuhpreßeinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (24) wenigstens zwei aus verschleißfestem, rei bungsarmem Material gebildete Druckflächen (28) aufweist.

8. Schuhpreßeinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (24) wenigstens vier hydrostatische Druckflächen (30) und wenigstens zwei aus verschleißfestem, reibungsarmem Material gebildete Druckflächen(28) aufweist.

9. Schuhpreßeinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (24) eine gleiche Anzahl von hydrostatischen Druck flächen (30) und aus verschleißfestem, reibungsarmem Material ge bildeten Druckflächen (28) aufweist.

10. Schuhpreßeinheit nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (24) wenigstens vier hydrostatische Druckflächen (30) und wenigstens vier aus verschleißfestem, reibungsarmem Ma terial gebildete Druckflächen (28) aufweist.

11. Schuhpreßeinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine jeweilige aus verschleißfestem, reibungsarmem Material gebildete Druckfläche (28) jeweils zwischen zwei hydrostatischen Druckflächen (30) angeordnet ist.

12. Schuhpreßeinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (24) mehrere hydrostatische Druckflächen (30) glei cher Größe aufweist.

13. Schuhpreßeinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (24) mehrere jeweils aus verschleißfestem, reibungs armem Material gebildete Druckflächen (28) gleicher Größe aufweist.

14. Schuhpreßeinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen hydrostatischen Druckflächen (30) jeweils größer als die einzelnen aus verschleißfestem, reibungsarmem Material ge bildeten Druckfläche (28) sind.

15. Schuhpreßeinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere quer zur Bahnlaufrichtung (L) nebeneinander liegende Zylinder/Kolben-Einheiten (22) vorgesehen sind.

16. Schuhpreßeinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (24) in einem im oder am Träger (20) vorgesehenen Zylinder (26) geführt ist.

17. Schuhpreßeinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Preßmantel (16) bzw. das Preßband flexibel ist.

18. Schuhpreßeinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Preßschuh (18) zur Bildung eines in Bahnlaufrichtung (L) verlängerten Preßspaltes (14) eine allgemein konkave dem Preß mantel (16) bzw. Preßband zugewandte Stützfläche (36) besitzt.

19. Schuhpreßeinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie als Schuhpreßwalze mit einem flexiblen Preßmantel (16) ausgebildet ist.

20. Schuhpreßeinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Preßschuh (18) zugewandte Kolbenfläche größer ist als die Kolbenarbeitsfläche (A_K).

21. Schuhpreßeinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine insbesondere durch eine jeweilige Hydrostatik tasche gebildete hydrostatische Druckfläche (30) seitlich über den Bereich hinausgeht, der durch die im Zylinder (26) hydrostatisch beaufschlagte Kolbenarbeitsfläche (A_K) definiert ist.

22. Schuhpreßeinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die hydrostatische Gesamtdruckfläche (30') in einem Bereich von etwa dem 0,5-fachen bis etwa dem 0,95-fachen der Kolbenar beitsfläche (A_K) liegt.