DE102007010695A1

DE102007010695A1 - Presswalze

Info

Publication number: DE102007010695A1
Application number: DE200710010695
Authority: DE
Inventors: Jochen Autrata; Thomas Baumeister; Irmgard Hawix-Bolz; Joachim Hinz
Original assignee: Voith Patent GmbH
Current assignee: Voith Patent GmbH
Priority date: 2007-03-06
Filing date: 2007-03-06
Publication date: 2008-09-11

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Presswalze (2) zur Behandlung einer Papier-, Karton-, Tissue- oder einer anderen Faserstoffbahn (1) in einer Maschine zur Herstellung und/oder Veredlung derselben, mit einem um eine feststehende Achse rotierbaren Walzenmantel (8), welcher von einer Stützeinrichtung (4) zur Bildung eines Pressspaltes in Richtung (Pressrichtung) einer Gegenwalze (3) gedrückt wird. Dabei soll die Fertigung und Montage dadurch vereinfacht werden, dass die Achse aus zumindest zwei miteinander verbundenen Achsteilen (6) besteht.

Description

Die Erfindung betrifft eine Presswalze zur Behandlung einer Papier-, Karton-, Tissue- oder einer anderen Faserstoffbahn in einer Maschine zur Herstellung und/oder Veredlung derselben, mit einem, um eine feststehende Achse rotierbaren Walzenmantel, welcher von einer Stützeinrichtung zur Bildung eines Pressspaltes in Richtung (Pressrichtung) einer Gegenwalze gedrückt wird.
Die Achsen von Presswalzen, insbesondere von durchbiegungsgesteuerten Presswalzen, haben wegen der hohen Presskräfte im Pressspalt sowie der Länge von oft über 10 m enorme Dimensionen und damit auch ein sehr hohes Gewicht.
Hinzu kommt die Gewährleistung der Schwingungsstabilität, wobei die Erregung von der Rotation des Walzenmantels ausgeht. In Verbindung mit stetig steigenden Maschinengeschwindigkeiten führt die damit notwendige, hohe Eigenfrequenz der Achse ebenfalls zu Dimensions- und Gewichtssteigerungen bei der Achse.
Das hohe Gewicht der Achse kann so leicht die Kapazität verfügbarer Hebezeuge im Bereich der Maschine übersteigen.
Die Aufgabe der Erfindung ist es daher, die Fertigung und Montage bei durchbiegungsgesteuerten Presswalzen zu vereinfachen.
Erfindungsgemäß wurde die Aufgabe dadurch gelöst, dass die Achse aus zumindest zwei miteinander verbundenen Achsteilen besteht.
Durch die Aufteilung der Achse in mehrere Achsteile geringerer Abmessung vereinfacht sich die Herstellung wesentlich. Gleiches gilt für den Transport und die Montage der Achsteile.
Um diese Größenvorteile optimal nutzen zu können, sollten die Verbindungsflächen der Achsteile quer zur Achse verlaufen, so dass die Achsteile axial nebeneinander angeordnet sind.
Im Interesse einer ausreichenden Belastbarkeit der Achse sollten die Achsteile aus einem Material bestehen, dessen Mindestzugfestigkeit Rm über 450 N/mm² und/oder dessen Streckgrenze Re über 250 N/mm² liegt.
Zur Erhöhung der Belastbarkeit der Achse sollten die Achsteile aus einem Material bestehen, welches vergütet werden kann.
Als Vergütung bezeichnet man die Kombination aus Härten und Anlassen, insbesondere von Stahl, um mit dieser Wärmebehandlung das Material mit hoher Festigkeit bei gleichzeitig hohen Zähigkeitseigenschaften zu versehen.
Besonders vorteilhafte Eigenschaften ergeben sich, wenn die Achsteile aus geschmiedetem Stahl bestehen.
Um eine möglichst gute Verbindung der Achsteile bei gleichzeitig hoher Belastbarkeit gewährleisten zu können, sollten die Achsteile miteinander verschweißt werden.
Da sich insbesondere geschmiedete Stähle im Allgemeinen schwer schweißen lassen, sollten die Achsteile durch Elektronenstrahlschweißen miteinander verbunden werden. Das Elektronenstrahlschweißen ermöglicht geschweißte Verbindungen bis zu einer Tiefe von bis zu 100 mm, wobei sich eine nur sehr schmale Schweißnaht ergibt.
Trotz der relativ hohen Belastbarkeit der Schweißverbindung sollte die Verbindungsstelle zwischen den Achsteilen in einem Bereich geringer Belastung, insbesondere geringer Biegespannung liegen.
Dabei hat sich herausgestellt, dass es von Vorteil ist, wenn die Achse aus drei Achsteilen, einem Mittelteil und zwei Randteilen mit den Achsstumpfen besteht.
Die Randteile sollten sich dennoch soweit zur Walzenmitte hin erstrecken, dass diese auch einen Teil der Stützeinrichtung tragen können.
In Abhängigkeit vom Gewicht, der Größe sowie der Belastung der Achsteile kann es vorteilhaft sein, wenn wenigstens ein Achsteil, vorzugsweise alle Achsteile massiv und/oder wenn wenigstens ein Achsteil, vorzugsweise alle Achsteile hohl ausgeführt sind.
Mit Vorteil erfolgt die Anwendung der Presswalze in Pressspalten zur Glättung oder Entwässerung der Faserstoffbahn.
Nachfolgend soll die Erfindung an mehreren Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. In der beigefügten Zeichnung zeigt:
1: einen schematischen Längsschnitt durch eine Presswalze 2
2–4: andere Ausführungen der Presswalze 2.
Die in 1 dargestellte, durchbiegungsgesteuerte Presswalze 2 besitzt einen, um eine feste Achse rotierbaren, zylindrischen Walzenmantel 8 aus Stahl. Dabei stützt sich der Walzenmantel 8 auf einer hydraulischen Stützeinrichtung 4 der Achse ab.
Diese Stützeinrichtung 4 gleicht die Durchbiegung des Walzenmantels 8 aus und presst diesen außerdem in Pressrichtung zur gegenüberliegenden Gegenwalze 3. Durch den dabei entstehenden Pressspalt kann die Faserstoffbahn 1 allein zur Glättung oder gemeinsam mit zumindest einem wasseraufnehmenden Band zur Entwässerung geführt werden.
Der Spalt zwischen der hier konvexen Stützfläche der Stützeinrichtung 4 und dem Walzenmantel 8 kann hydrostatisch und/oder hydrodynamisch geschmiert werden.
Entgegen der Pressrichtung wirken Gegenstützelemente 5 in den Randbereichen auf der, der Stützeinrichtung 4 gegenüberliegende Seite der Achse. Diese Gegenstützelemente 5 dienen der Kompensation von Randfehlern und sollen beispielsweise Randpressungen vermeiden.
Da die Achse aus geschmiedetem Stahl durchaus über 10 m lang sein kann, kommt es allein schon durch das Eigengewicht zu einer erheblichen Belastung der Achse. Hinzu kommen die Presskräfte der Stützeinrichtung 4, welche wie hier bei nach oben gerichteter Stützfläche die Achse gemeinsam mit der Gewichtskraft entgegen der Pressrichtung belasten.
Im Ergebnis ist die Belastbarkeit der Achse für diese Kräfte in bzw. entgegen der Pressrichtung am größten.
Um die Herstellung und Montage hinsichtlich der Achse dieser durchbiegungsgesteuerten Presswalzen zu verbessern, bestehen die Achsen aus mehreren Achsteilen 6.
Im Interesse einer stabilen Einheit werden die massiven Achsteile 6 aus geschmiedetem Stahl mit Hilfe des Elektronenstrahlschweißens verbunden. Dabei verlaufen die Trennflächen 7 zwischen den Achsteilen 6 senkrecht zur Achse. Sollten die Achsteile hohl sein, so empfiehlt sich die Ausführung als Rohr.
Die in 1 gezeigte Achse besteht aus nur zwei Achsteilen 6, deren Trennfläche 7 in der Mitte der Presswalze 1 verläuft. Dabei werden allen hydraulischen Stützelemente der Stützeinrichtung 4 sowie die Gegenstützelemente 5 separat mit Druckmittel versorgt, was eine separate Steuerung des Pressdrucks erlaubt.
Im Gegensatz hierzu werden die Achsen der 2–4 aus drei Achsteilen 6 zusammengefügt. Dabei nehmen die Achsteile 6 an den Enden der Presswalze 1 Stützelemente der Stützeinrichtung 4 und Gegenstützelemente 5 auf.
Konkret sind den Achsteilen 6 in 2 jeweils drei Stützelemente und drei Gegenstützelemente 5 und in 3 jeweils nur ein Stützelement und ein Gegenstützelement 5 zugeordnet.
Auch bei der in 4 gezeigten Ausführung tragen die Achsteile 6 am Rand nur je ein Stützelement und ein Gegenstützelement 5. Jedoch besitzen bei dieser Presswalze 1 alle Stützelemente der Stützeinrichtung 4 und alle Gegenstützelemente 5 des mittleren Achsteiles 6 jeweils eine gemeinsame Versorgung mit Druckmittel, was die Konstruktion erheblich vereinfacht. Im Ergebnis ist der Pressdruck über das mittlere Achsteil 6 konstant, was für viele Anwendungen ausreichend ist.

Claims

Presswalze (2) zur Behandlung einer Papier-, Karton-, Tissue- oder einer anderen Faserstoffbahn (1) in einer Maschine zur Herstellung und/oder Veredlung derselben, mit einem, um eine feststehende Achse rotierbaren Walzenmantel (8), welcher von einer Stützeinrichtung (4) zur Bildung eines Pressspaltes in Richtung (Pressrichtung) einer Gegenwalze (3) gedrückt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Achse aus zumindest zwei miteinander verbundenen Achsteilen (6) besteht.
Presswalze (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Achsteile (6) axial nebeneinander angeordnet sind.
Presswalze (2) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Achsteile (6) aus einem Material bestehen, dessen Mindestzugfestigkeit Rm über 450 N/mm² liegt.
Presswalze (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Achsteile (6) aus einem Material bestehen, dessen Streckgrenze Re über 250 N/mm² liegt.
Presswalze (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Achsteile (2) aus einem Material bestehen, welches vergütet werden kann.
Presswalze (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Achsteile (6) aus geschmiedetem Stahl bestehen.
Presswalze (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Achsteile (6) miteinander verschweißt sind.
Presswalze (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsstelle (7) zwischen den Achsteilen (6) in einem Bereich geringer Belastung, insbesondere geringer Biegespannung liegt.
Presswalze (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Achse aus drei Achsteilen (6) besteht.
Presswalze (2) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Achsteile (6) am Rand einen Teil der Stützeinrichtung (4) tragen.
Presswalze (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Achsteil (6), vorzugsweise alle Achsteile (6) massiv ausgeführt sind.
Presswalze (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Achsteil (6), vorzugsweise alle Achsteile (6) hohl ausgeführt sind.
Presswalze nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützeinrichtung (4) mehrere hydraulische Stützelemente umfasst, die vorzugsweise axial nebeneinander angeordnet sind.
Presswalze nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützelemente eines Achsteiles (6) gemeinsam mit Druckmittel versorgt werden.
Anwendung der Presswalze (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Faserstoffbahn (1) zur Glättung oder Entwässerung durch den Pressspalt geführt wird.
Verfahren zur Herstellung einer Achse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Achsteile (6) durch Elektronenstrahlschweißen miteinander verbunden werden.