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Die
Erfindung betrifft eine Maschine zur Herstellung oder Verarbeitung
einer Materialbahn, insbesondere Papier-, Karton- oder Tissuebahn,
mit einer Presseneinheit nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs
1.
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Tissuepapiermaschinen
weisen beispielsweise eine durch eine Presswalze und eine als Trockenzylinder
ausgebildete Gegenpresswalze gebildete Presseneinheit auf, bei welcher
oftmals die Presswalze an einem Lagerungshebel relativ zur Gegenpresswalze
schwenkbar gelagert ist, so dass die Presswalze mittels zumindest
einer auf den Lagerungshebel einwirkenden Verstelleinheit zwischen
einer Betriebsposition, in der die Presswalze gegen die Gegenpresswalze
gepresst ist, und einer Außerbetriebsposition,
in der die Presswalze nicht gegen die Gegenpresswalze gepresst ist,
bewegbar ist. In der Regel ist die Verstelleinheit als Hydraulikzylinder ausgebildet.
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Bei
den aus dem Stand der Technik bekannten Presseneinheiten muss der
Lagerungshebel in der Betriebsposition permanent durch den hydraulischen
Druck im Hydraulikzylinder abgestützt werden, um die erforderliche
Anpressung der Presswalze an die Gegenpresswalze zu bewerkstelligen.
Der Nachteil einer solchen aus dem Stand der Technik bekannten Presseneinheit
besteht darin, dass während
des Betriebs permanent durch den Hydraulikzylinder eine hohe mechanische
Haltekraft aufgebracht werden muss. Zudem ist die exakte Betriebsposition
nicht reproduzierbar einstellbar und muss daher ständig mittels
aufwändiger
Regelsysteme nachgestellt werden.
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Des
weiteren sind aus dem Stand der Technik Presseneinheiten bekannt
bei denen der Lagerungshebel in der Betriebsposition mittels einem
an der Maschinenstuhlung drehbar gelagerten Arretierungshebel in
der Betriebsposition gehalten wird, um den Hydraulikzylinder zu
entlasten, so dass die Haltekraft während des Betriebs der Presseneinheit nicht
vom Hydraulikzylinder sondern durch den Arretierungshebel aufgebracht
wird. Nachteil einer solchen Anordnung ist, dass zur Verlagerung
der Presswalze aus der Betriebsposition in die Außerbetriebsposition
und umgekehrt jeweils der schwergewichtige Arretierungshebel aus
der bzw. in die Verriegelungsstellung geschwenkt werden muss, was
zum einen oftmals zeitraubend ist und ein schnelles Trennen des
Kontakts zwischen Presswalze und Gegenpresswalze verhindert und
so bspw. bei einem Riss der Papierbahn zu einer Beschädigung des
Kunststoffmantels der Presswalze führen kann, wenn die Gegenpresswalze
durch einen heißen
Trockenzylinder gebildet wird. Des weiteren erfordert das jeweilige
Aus- bzw. Einschwenken des Arretierungshebels einen erhöhten Steuerungsaufwand.
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Es
ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Maschine der Eingangs
genannten Art vorzuschlagen, bei der die oben genannten Nachteile behoben
sind, d.h. bei der zum Einen die exakte Betriebsposition ohne ständige Kraftbeaufschlagung der
Verstelleinheit gehalten werden kann und dennoch auf den aufwändigen Verriegelungsmechanismus
mittels Arretierungshebel verzichtet werden kann.
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Die
Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.
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Die
erfindungsgemäße Maschine
zur Herstellung oder Verarbeitung einer Materialbahn, insbesondere
Papier-, Karton- oder Tissuebahn, weist eine durch zumindest eine
Presswalze und eine Gegenpresswalze umfassenden Presseneinheit auf,
wobei die Presswalze an einem schwenkbaren Lagerungshebel gelagert
ist und mittels zumindest einer auf den Lagerungshebel einwirkenden
Verstelleinheit zwischen einer Betriebsposition, in der die Presswalze gegen
die Gegenpresswalze gepresst ist, und einer Außerbetriebsposition, in der
die Presswalze nicht gegen die Gegenpresswalze gepresst ist, bewegbar ist.
Die erfindungsgemäße Maschine
ist dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Verstelleinheit
eine Verriegelungseinrichtung umfasst, mittels der die Verstelleinheit
in der Betriebsposition mechanisch arretierbar ist.
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Soll
die Presswalze von der Betriebsposition in die Außerbetriebsposition
geschwenkt werden, kann die durch die Verriegelungseinrichtung hergestellte
mechanische Arretierung selbstverständlich wieder gelöst werden
um zu einem späteren
Zeitpunkt, wenn die Presswalze wieder in die Betriebsposition geschwenkt
ist, wieder hergestellt zu werden.
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Durch
die Bereitstellung einer eine Verriegelungseinrichtung umfassenden
Verstelleinheit, mittels der die Verstelleinheit in der Betriebsposition
mechanisch arretierbar ist, wird zum einerseits erreicht, dass bspw.
bei einer einen Hydraulikzylinder umfassenden Verstelleinheit der
Hydraulikzylinder während des
Betriebs entlastet wird und somit die Betriebslinienkraft nicht über den Öldruck der
Hydraulikzylinder abgestützt
werden muss. Andererseits wird die Verwendung eines aufwändigen und
schwergängigen
an der Maschinenstuhlung direkt gelagerten Arretierungshebels vermieden.
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Vorteilhafte
Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausgestaltung der Maschine ist vorgesehen, dass die
Betriebsposition mehrere Betriebsstellungen umfasst, in denen die
Presswalze und Gegenpresswalze jeweils unterschiedlich stark gegeneinander
gepresst sind, wobei die Verriegelungseinrichtung derart ausgebildet
ist, dass die Verstelleinheit in jeder der verschiedenen Betriebsstellungen
mechanisch arretierbar ist. Hierdurch kann die erfindungsgemäße Maschine
bei unterschiedlichen Liniendrücken
zwischen den Walzen betrieben werden.
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Eine
Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Verstelleinheit
einen Hydraulikzylinder mit einer Zylinderwandung und eine in Längserstreckung der
Zylinderwandung bewegbare Kolbenstange hat, wobei durch die Verriegelungseinrichtung
eine lösbare
mechanische Arretierung zwischen Wandung und Kolbenstange vermittelt
wird. Hierdurch wird eine besonders kompakte, unempfindliche und
kostengünstige
Verstelleinheit zur Verfügung
gestellt. Dadurch dass die Verriegelungseinrichtung innerhalb der
Verstelleinheit angeordnet ist, ist der Weg zur Ver- und Entriegelung
klein wodurch die Ver- und Entriegelung schnell hergestellt werden
kann. Des weiteren ist die Verriegelungseinrichtung in dem Hydraulikzylinder eingekapselt,
wodurch eine Funktionsbeeinträchtigung
durch Verschmutzung unterbunden wird.
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Nach
einer konkreten Ausführungsform weist
die Verriegelungseinrichtung eine sich in Umfangrichtung der Kolbenstange
zumindest abschnittweise erstreckende Nut oder Wulst sowie ein an
der Zylinderwandung gelagert Eingriffselement auf, wobei das Eingriffselement
relativ zur Kolbenstange derart bewegbar ist, dass dieses in der
Betriebsposition zur Bewirkung der Arretierung mit der Nut oder Wulst
formschlüssig
in Eingriff bringbar ist. Vorzugsweise ist hierbei das Eingriffselement
im wesentlichen senkrecht zur Bewegungsrichtung der Kolbenstange
bewegbar. Des weiteren kann das Eingriffselement durch ein oder
mehrere zur Nut oder Wulst formkomplementär ausgebildete Ringsegmente
gebildet ist. Hierdurch wird eine einfach aufgebaute Verriegelungseinheit
zur Verfügung
gestellt, welche kostengünstig
herzustellen und wartungsfreundlich ist.
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Gemäß einer
alternativen Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die
Verstelleinheit ein mechanisches Spindelgetriebe umfasst.
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Eine
weitere besonders bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht
vor, dass der Lagerungshebel im Bereich seines einen längsseitigen Endes
um eine Achse drehbar an der Maschinenstuhlung gelagert ist und
dass die Verstelleinheit auf den Lagerungshebel an einer Stelle
im Bereich seines anderen längsseitigen
Endes einwirkt. Vorzugsweise ist hierbei die Rotationsachse der
Presswalze näher
an der Drehachse des Lagerungshebels als die Verstelleinheit an
der Drehachse des Lagerungshebels angeordnet ist. Hierdurch hat
die Verstelleinheit einen größeren Hebel
als die Presswalze in Bezug zur Drehachse des Lagerungshebels mit
dem vorteilhaften Ergebnis, dass sowohl die Haltekraft in der Betriebsposition
als auch die Kraft zum An- und Abschwenken der Presswalze an die
Gegenpresswalze gegenüber
dem Stand der Technik deutlich reduziert werden kann. Daher kann
die Verstelleinheit kleiner dimensioniert werden, was Kostenvorteile
mit sich bringt.
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Die
vorstehend beschriebene Erfindung findet bevorzugt aber nicht ausschließlich in
Tissuepapiermaschinen Verwendung, wobei die Presswalze entweder
eine Zylinderwalze oder eine Schuhpresswalze und die Gegenpresswalze
ein Trockenzylinder, insbesondere ein Yankee-Trockenzylinder ist.
Wie bereits einleitend beschrieben, ist der Trockenzylinder beheizt,
sodass ein Abriss der Papierbahn zu einem direkten Kontakt zwischen
dem Kunststoffmantel der Presswalze und der als Trockenzylinder
ausgebildeten Gegenpresswalze führt,
was eine Beschädigung
des Kunststoffmantel der Presswalze zur Folge haben kann. Durch
die erfindungsgemäße Lösung kann
bei der o.g. Konfiguration die Presswalze schnell von dem Trockenzylinder
an- bzw. abgeschwenkt werden.
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Nach
einer dazu alternativen Ausführungsform
ist vorgesehen, dass die Presswalze eine Zylinderwalze und die Gegenpresswalze
ein Glättzylinder ist.
Da auch Glättzylinder
in der Regel beheizt sind wird der bei Trockenzylinder beschriebene
Vorteil der Erfindung auch bei Verwendung von Glättzylindern als Gegenpresswalzen
verwirklicht.
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Nachfolgend
soll die Erfindung anhand der folgenden nicht maßstäblichen Zeichnungen näher erläutert werden.
Es zeigen:
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1 eine
Tissuepapiermaschine nach dem Stand der Technik in Seitenansicht,
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2 eine
weitere Tissuepapiermaschine nach dem Stand der Technik in Seitenansicht,
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3 eine
erfindungsgemäße Tissuepapiermaschine
in Seitenansicht,
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4 eine
Verstelleinheit der erfindungsgemäße Tissuepapiermaschine.
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Die 1 zeigt
eine Tissuepapiermaschine 1 nach dem Stand der Technik.
Die Tisssuepapiermaschine 1 weist eine Presseneinheit auf,
welche eine als Yankee-Trockenzylinder 2 (schraffiert
gezeichnet, da teilweise von Maschinenstuhlung verdeckt) ausgebildete
Gegenpresswalze und eine als Schuhpresswalze 3 ausgebildete
Presswalze umfasst. Die Schuhpresswalze 3 ist an einem
L-förmigen
Lagerungshebel 4 um ihre Drehachse 5 drehbar gelagert,
welcher wiederum drehbar um die Achse 7 an der Maschinenstuhlung 6 gelagert
ist. Mittels einer auf den Lagerungshebel 4 einwirkenden
und als Hydraulikzylinder ausgebildeten Verstelleinheit 8 kann die
Schuhpresswalze 3 zwischen einer Betriebsposition, in der
diese gegen den Yankee-Trockenzylinder 2 gepresst ist,
und einer Außerbetriebsposition,
in der die Schuhpresswalze 3 nicht gegen den Yankee-Trockenzylinder 2 gepresst
ist, bewegt werden. Im Betriebszustands wird zwischen der Schuhpresswalze 3 und
dem Yankee-Trockenzylinder 2 ein Pressnip 9 gebildet,
durch welchen eine Tissuepapierbahn 10 geführt wird.
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Bei
der in der 1 gezeigten Papiermaschine 1 weist
die Verstelleinheit 8 keine Verriegelungseinrichtung zur
mechanische Arretierung der Verstelleinheit 8 in der Betriebsposition
auf. Des weiteren herrscht ein ungünstiges Hebelverhältnis zwischen
der Angriffsstelle der Verstelleinheit 8 und der Drehachse 5 der
Schuhpresswalze 3, da die Verstelleinheit 8 näher an der
Drehachse 7 des Lagerungshebels 4 angreift als
die Drehachse 5 der Schuhpresswalze 3 von der
Drehachse 7 entfernt ist.
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Die 2 zeigt
eine weitere Papiermaschine 11. Die Tisssuepapiermaschine 11 weist
eine Presseneinheit auf, welche eine als Yankee-Trockenzylinder 2 (schraffiert
gezeichnet, da teilweise von Maschinenstuhlung verdeckt) ausgebildete
Gegenpresswalze und eine als Schuhpresswalze 3 ausgebildete
Presswalze umfasst. Die Schuhpresswalze 3 ist an einem
linearen Lagerungshebel 12 um ihre Drehachse 5 drehbar
gelagert, welcher wiederum drehbar um die Achse 7 an der
Maschinenstuhlung 6 gelagert ist. Mittels einer auf den
Lagerungshebel 12 einwirkenden und als Hydraulikzylinder
ausgebildeten Verstelleinheit 8 kann die Schuhpresswalze 3 zwischen
einer Betriebsposition, in der diese gegen den Yankee-Trockenzylinder 2 gepresst
ist, und einer Außerbetriebsposition,
in der die Schuhpresswalze 3 nicht gegen den Yankee-Trockenzylinder 2 gepresst ist,
bewegt werden. Im Betriebszustands wird zwischen der Schuhpresswalze 3 und
dem Yankee-Trockenzylinder 2 ein Pressnip 9 gebildet,
durch welchen eine Tissuepapierbahn 10 geführt wird.
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Bei
der in der 2 gezeigten Papiermaschine 11 weist
die Verstelleinheit 8 keine Verriegelungseinrichtung zur
mechanische Arretierung der Verstelleinheit 8 in der Betriebsposition
auf. Bei der Tissuepapiermaschine 11 wird die Schuhpresswalze 3 vielmehr über einen
schwenkbar an der Maschinenstuhlung 6 gelagerten Arretierungsgebel 13,
welcher über
eine Verstelleinheit 14 betätigbar ist und zur Arretierung
an- und abgeschwenkt werden kann, in der Betriebsposition gehalten.
Mit dieser Konfiguration wird zwar die Verstelleinheit 8 während des
Betriebs der Presseneinheit entlastet, so dass die Betriebslinienkraft
nicht durch den Öldruck
des Hydraulikzylinders 8 aufgebracht werden muss, dennoch
ist die Konfiguration nachteilig, da sie aufwändig im Betrieb ist. Des weiteren
kann bei dieser Konfiguration die Angriffsstelle der Verstelleinheit 8 am
Lagerungshebel 12 nicht am äußeren längsseitigen Ende des Lagerungshebels
angeordnet sein, da dieser Bereich für den Eingriff des Arretierungshebels 13 zur
Verfügung
stehen muss.
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Die 3 zeigt
eine erfindungsgemäße Papiermaschine 14.
Die Tisssuepapiermaschine 14 weist eine Presseneinheit
auf, welche eine als Yankee-Trockenzylinder 2 (schraffiert
gezeichnet, da teilweise von Maschinenstuhlung verdeckt) ausgebildete
Gegenpresswalze und eine als Schuhpresswalze 3 ausgebildete
Presswalze umfasst. Anstelle der Schuhpresswalze könnte alternativ
auch eine Zylinderpresswalze vorgesehen sein. Die Schuhpresswalze 3 ist
an einem linearen Lagerungshebel 15 um ihre Drehachse 5 drehbar
gelagert, welcher wiederum drehbar um die Achse 7 an der
Maschinenstuhlung 6 gelagert ist. Mittels einer auf den
Lagerungshebel 15 einwirkenden und einen Hydraulikzylinder
sowie eine Verriegelungseinrichtung umfassenden Verstelleinheit 16 kann
die Schuhpresswalze 3 zwischen einer Betriebsposition,
in der diese gegen den Yankee-Trockenzylinder 2 gepresst
ist, und einer Außerbetriebsposition,
in der die Schuhpresswalze 3 nicht gegen den Yankee-Trockenzylinder 2 gepresst
ist, bewegt werden. Im Betriebszustands wird zwischen der Schuhpresswalze 3 und
dem Yankee-Trockenzylinder 2 ein Pressnip 9 gebildet,
durch welchen eine Tissuepapierbahn 10 geführt wird.
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Die
Verstelleinheit 16 ist im Querschnitt in 4 dargestellt.
Diese umfasst einen Hydraulikzylinder 17 mit einer Zylinderwandung 18 und
eine in Längserstreckung
der Zylinderwandung durch Druckbeaufschlagung in der Druckkammer 23 bewegbare
Kolbenstange 19. Das freie Ende der Kolbenstange 19 -das,
welches aus der Zylinderwandung herausschaut- greift am Lagerungshebel 15 an, während sich
die Zylinderwandung 18 mittelbar oder unmittelbar an der
Maschinenstuhlung 6 abstützt.
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Erfindungsgemäß umfasst
die Verstelleinheit 16 des weiteren eine Verriegelungseinrichtung,
mittels der die Verstelleinheit 16 in einer Betriebsposition mechanisch
arretierbar ist, wobei durch die Verriegelungseinrichtung eine mechanische
Arretierung zwischen Wandung 18 und Kolbenstange 19 vermittelt wird.
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Vorliegend
umfasst die Verriegelungseinrichtung eine in Umfangrichtung der
Kolbenstange 19 umlaufende Nut 20 sowie ein an
der Zylinderwandung 18 innen gelagertes und durch mehrere
zur Nut 20 formkomplementäre Ringsegmente 21 gebildetes Eingriffselement,
welche senkrecht zur Bewegungsrichtung der Kolbenstange 19 bewegbar
sind, so dass diese in der Betriebsposition zur Bewirkung der Arretierung
mit der Nut 21 formschlüssig
in Eingriff bringbar sind. Die Hin- und Herbewegung der Ringsegmente 21 kann
durch wechselnde Druckbeaufschlagung der Ringsegmente 21 mit
Hydraulikflüssigkeit 22 bewirkt
werden (die durchgezogene Linie zeigt die Ringsegmente 21 in
der Arretierposition, wohingegen die strichlierte Linie die Ringsegmente
in nicht arretierten Position der Verstelleinheit 16 zeigt). Die
Führung
der Ringsegmente 21 bei deren Bewegung wird durch Führungselemente 23 bewerkstelligt.
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Nicht
dargestellt, aber denkbar wäre,
in der Kolbenstange 19 mehrere in Längsrichtung der Kolbenstange 19 hintereinander
angeordnete umlaufende Nuten vorzusehen, so dass in der Betriebsposition mehrere
Betriebsstellungen eingenommen werden können, in denen die Schuhpresswalze 3 und
der Yankee-Trockenzylinder 2 jeweils
unterschiedlich stark gegeneinander gepresst sind und die Kolbenstange 19 in
jeder der verschiedenen Betriebsstellungen gegenüber der Zylinderwandung 18 mechanisch arretiert
ist.
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Durch
die Verwendung einer Verstelleinheit 16 mit Verriegelungseinrichtung
ist es möglich,
dass der Lagerungshebel 15 im Bereich seines einen längsseitigen
Endes drehbar an der Maschinenstuhlung 6 gelagert ist und
dass die Verstelleinheit 16 auf den Lagerungshebel 15 im
Bereich seines anderen längsseitigen
Endes einwirkt. Weiter ist der 3 zu entnehmen,
dass die Rotationsachse 5 der Presswalze 3 näher als
die Verstelleinheit 16 an der Drehachse 7 des
Lagerungshebels 15 angeordnet ist.