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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zum Öffnen eines Langspalts
nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Aus
DE 44 02 754 A1 ist
eine Presseinrichtung bekannt, die ein feststehendes Trägerelement umfasst,
um das ein ringförmiges Element als Walzenmantel umläuft.
An dem Trägerelement ist ein hydraulisch betätigbares
Stützelement angeordnet, das nach dem Prinzip eines hydrodynamischen
oder hydrostatischen Gleitschuhs arbeitet. In das Innere des Walzenmantels
wird eine bestimmte Menge Schmiermittel eingebracht, die auf die
Innenfläche aufgrund der Fliehkraftwirkung beim Umlaufen
des Walzenmantels aufgetragen wird. Diese Menge Schmiermittel wird
vom ringförmigen Walzenmantel beim Umlaufen mitgenommen
und gelangt in den Spalt zwischen Innenfläche des Walzenmantels
und Lauffläche des hydraulisch betätigbaren Stützelementes während
der Anpressung an die Innenfläche.
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Da
eine überschüssige Ölmenge auf die Innenfläche
des Walzenmantels aufge bracht wird, staut sich beim Umlauf eine
gewisse Ölmenge in Umlaufrichtung vor dem Druckschuh, d.
h. vor dem Einlaufspalt zwischen Innenfläche des Walzenmantels und
der Lauffläche des Stützelementes. Dieser Schmiermittelstau
wird im Allgemeinen durch stehende Siphonsysteme abgebaut. Daraus
ergeben sich einige Probleme bei der Anordnung bzw. Aufhängung
von Siphonsystemen.
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Aus
DE 20 2005 019 693
U1 ist eine Schuhwalze zur Bildung eines Langspalts mit
einer Gegenwalze zur Behandlung einer Materialbahn bekannt. Um einen
Träger ist ein flexibler Walzenmantel drehbar, der randseitig
verschließbar ist und im Langspalt auf einer geschmierten
Lauffläche eines am Träger angeordneten Druckschuhs
abgestützt ist. Für die Schmierung der Lauffläche
ist eine Einrichtung zum Auftragen von Schmiermittel auf die Innenseite
des Walzenmantels vorgesehen. Das auf die Innenseite des Walzenmantels
aufgetragene Öl wird von dem Walzenmantel beim Umlaufen
mitgenommen und gelangt in den Langspalt auf die Lauffläche
des Druckschuhs. Mittels eines Schabers ist das auf der Innenseite
des Walzenmantels aufgebrachte Schmiermittel hinter dem Langspalt
wieder abrakelbar.
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Durch
das Auftragen von Schmiermittel kann sich eine überschüssige Ölmenge
innerhalb des Walzenmantels unter Schwerkraftwirkung in einem Sumpf
ansammeln. Mittels einer Saugleitung wird auch hier ein Sumpf abgepumpt.
Nachteilig bei solchen Saugleitungen ist, dass sie möglichst
an der tiefsten Stelle des Walzenmantels angeordnet sein sollten.
Dies bereitet jedoch Schwierigkeiten, wenn der Walzenmantel aufgrund
seiner Flexibilität Verformungen besitzt, in die ein Sumpf
eintaucht. Dies führt zu einem unruhigen Lauf des Walzenmantels.
Dies gilt insbesondere beim Öffnen des Langnips bei hohen
Umlaufgeschwindigkeiten des flexiblen Walzenmantels.
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Aufgabe
der Erfindung ist es daher, ein Verfahren zum Öffnen eines
Langspalts zwischen einem Gegenelement und einer Schuhwalze mit
einem flexiblen Walzenmantel nach dem Oberbegriff des Anspruchs
1 zu schaffen, das einen ruhigen Lauf des Walzenmantels bei hohen
Geschwindigkeiten ermöglicht.
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Diese
Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
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Hierdurch
wird ein Verfahren zum Öffnen eines Langspalts geschaffen,
bei dem ein Ölsumpf vor dem Druckschuh abgebaut wird, bevor
der Langnip geöffnet wird. Überraschenderweise
wurde festgestellt, dass der Abbau des Ölsumpfes während
eines Zeitabschnitts vor dem Öffnen des Langnips die Schmierung
der Lauffläche bis zum Öffnen sicherstellt, wobei
aber durch Verringerung oder Einstellen des Auftragens von Schmiermittel
der Ölsumpf verbraucht wird. Ein Absaugen oder Ableiten
des Ölsumpfes ist nicht erforderlich. Erfindungsgemäß wird vielmehr
der umgekehrte Weg beschritten, durch eine Zuflussregulierung das
Auftragen von Schmiermittel auf die Innenseite des Walzenmantels
vor dem Öffnen des Langspalts zu verändern.
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Erfindungsgemäß wurde
erkannt, dass ursächlich für den unruhigen Lauf
des Walzenmantels beim Öffnen des Langnips ist, dass der
im Betrieb einer Schuhwalze sich vor dem Druckschuh bildende Sumpf
quasi als Einheit zwischen Schuh und Walzenmantel hindurchrutscht,
anstatt sich gleichmäßig zu verteilen. Das führt
zu einer starken Unwucht und so zu einem unruhigen Lauf des Walzenmantels.
Die Schuhwalze musste deshalb bisher auf niedrigere Geschwindigkeiten
heruntergefahren werden, damit sie sich wieder beruhigt. Ohne eine Überschussmenge
an Schmiermittel und der zwangsläufig sich ergebenden Sumpfbildung
vor dem Einlauf in den Langnip läuft der Schuh jedoch trocken,
wodurch der Walzenmantel ebenfalls unruhig wird. Die Sumpfbildung ist
für die Betriebszustände der Schuhwalze folglich erforderlich.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren stellen solche
Sümpfe auch keine Probleme mehr dar, und zwar dann, wenn
der Langspalt nach einem Zeitabschnitt mit geregelter Ölzufuhr
geöffnet wird. Apparativ aufwendige Ölabfuhrsysteme
werden vermieden.
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Vorzugsweise
wird vor Öffnen des Langnips eine Einrichtung zum Auftragen
von Schmiermittel 0,5 bis 4 s früher abgeschaltet, als
der Langnip geöffnet wird. Das Schmiermittel, insbesondere Öl,
wird dann verbraucht, bevor der Langnip geöffnet wird. Die
Umlaufgeschwindigkeit des Walzenmantels muss nicht reduziert werden.
Eine gegebenenfalls vorgesehene Zusatzschmierung am Pressschuh selbst
kann für eine Mindestschmierung sorgen, so dass ein Trockenlaufen
der Lauffläche des Druckschuhs ausgeschlossen ist. Zum
Schließen des Langnips kann die Einrichtung zum Auftragen
von Schmiermittel 0,5 bis 4 s vorher eingeschaltet werden und die
Innenseite des Walzenmantels und die Lauffläche des Pressschuhs
ausreichend mit Schmiermittel benetzen, bevor der Langnip geschlossen
wird.
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Vorzugsweise
wird die Zuflussregulierung vor dem Öffnen des Langnips
in Abhängigkeit von der Umlaufgeschwindigkeit des Walzenmantels
gesteuert. Der Zeitabschnitt kann dann kurz eingestellt werden,
um ein schnelles Öffnen des Langnips zu verbessern. Die
Zuflussregulierung reduziert die Zufuhrmenge geschwindigkeitsabhängig
auf vorzugsweise weniger als 30% der Zufuhrmenge im Betriebszustand
der Vorrichtung.
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Weitere
Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung
und den Unteransprüchen zu entnehmen.
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Die
Erfindung wird nachstehend anhand der in den beigefügten
Abbildungen dargestellten Ausführungsbeispiele näher
erläutert.
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1 zeigt
schematisch einen Querschnitt einer Vorrichtung zum Bilden eines
Langspalts mit geschlossenem Langnip,
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2 zeigt
schematisch einen Querschnitt der Vorrichtung gemäß 1 mit
geöffnetem Langnip,
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3 zeigt
schematisch einen Querschnitt einer Vorrichtung zum Bilden eines
Langspalts mit geöffnetem Langnip, der gemäß dem
erfindungsgemäßen Verfahren geöffnet
wurde.
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1 zeigt
schematisch eine Vorrichtung zum Bilden mindestens eines Langspalts
N zwischen einer Schuhwalze 1 und einem Gegenelement 2 zum Behandeln
einer Materialbahn M, insbesondere einer Papier-, Karton- oder Tissuebahn,
in einer Maschine zur Herstellung und/oder Veredelung der Materialbahn.
Das Gegenelement 2 ist vorzugsweise eine Gegenwalze oder
ein Zylinder. Je nach Behandlungsart wird die Materialbahn M mit
oder ohne Band 21 oder Bänder, wie Filze oder
Siebe, durch den Langnip N transportiert.
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Die
Schuhwalze 1 weist einen feststehenden Träger 3 auf,
um den ein drehbarer flexibler Walzenmantel 4 angeordnet
ist. Der Walzenmantel 4 ist schlauchförmig ausgebildet
und mit seinen Enden an drehbar auf dem Träger 3 sitzenden
Randscheiben (nicht dargestellt) befestigt, um eine geschlossene Schuhwalze 1 zu
bilden.
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Mindestens
ein hydraulisch betätigbarer Druckschuh 5 ist
am Träger 3 angeordnet. Der Druckschuh 5 besitzt
eine Lauffläche 6. Der Walzenmantel 4 ist
im Langnip N auf der Lauffläche 6, und zwar unter
Schmierung derselben, abgestützt. Der Druckschuh 5 ist über
ein Hydraulikelement 7, das als Zylinder-/Kolbeneinheit
an dem Träger 3 befestigt ist, gegen das Gegenelement 2 pressbar.
Eine Anzahl Hydraulikelemente 7 ist über die Länge
des Druckschuhs 5 verteilt angeordnet.
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Das
jeweilige Hydraulikelement
7 presst den Druckschuh
5 über
eine Zylinder-/Kolbeneinheit, die mindestens ein, vorzugsweise zwei
nebeneinander angeordnete Zylinder-/Kolbenelement(e)
10 aufweist.
In jedes Zylinder-/Kolbenelement
10 ist über eine
Druckkammer
8 ein Drucköl durch Zu-/Ableitungen
9 einleitbar,
um den Druckschuh
5 gegen das Gegenelement
2 zu
pressen. Zur schwimmenden Lagerung des Druckschuhs
5 auf
dem jeweiligen Hydraulikelement
7 ist eine zweite Druckkammer
22 vorgesehen,
die über Zu-/Ableitungen
11 beaufschlagbar ist. Über
eine Drosselbohrung
12 kann das Hydraulikelement
7 den
Druckschuh
5 auf einem Dichtspalt lagern, wie dies bekannt
ist aus
DE 10 2006
021 428 A1 .
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Der
Druckschuh 5 kann ferner mit mindestens einer Zusatzschmierung 13 versehen
sein, die die Lauffläche 6 des Druckschuhs 5 mit
einer Mindestmenge an Schmiermittel für eine vorzugsweise hydrostatische
Schmierung versorgt.
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Zur
zusätzlichen hydrodynamischen Schmierung zwischen der Lauffläche 6 des
Druckschuhs 5 und der Innenseite 14 des Walzenmantels 4 ist
eine Einrichtung 15 zum Auftragen von Schmiermittel auf
die Innenseite 14 des Walzenmantels 4 vorgesehen.
Diese Einrichtung 15 ist beispielsweise ein Spritzrohr
für Öl als Schmiermittel.
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Das
von der Einrichtung 15 auf die Innenseite 14 des
Walzenmantels 4 aufgetragene Schmiermittel wird vom Walzenmantel 4 beim
Umlaufen mitgenommen und gelangt in den Langspalt N auf die Lauffläche 6 des
Druckschuhs 5. Da eine überschüssige
Menge an Schmiermittel auf die Innenfläche 14 des
Walzenmantels 4 aufgebracht wird, um die Funktion des Schmierens
beim Betrieb der Schuhwalze sicherzustellen, staut sich beim Umlauf
eine gewisse Menge an Schmiermittel in Umlaufrichtung vor dem Druckschuh 5 als
Sumpf 16. Diese unter Fliehkraft im Sumpf sich ansammelnde
Menge an Schmiermittel kann teilweise in einen Auffangbereich 17 tropfen, von
wo eine Ableitung erfolgt. Bei einer Anordnung des Druckschuhs 5 nicht
oben in der Schuhwalze, wie in 1 dargestellt,
sondern alternativ oder gegebenenfalls zusätzlich unten
in der Schuhwalze 1 wird die Sumpfbildung zusätzlich
durch Schwerkraft bewirkt.
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Wird
nun bei hohen Geschwindigkeiten der Langnip N geöffnet,
wie in 2 dargestellt, rutscht dieser Sumpf 16 quasi
als Einheit zwischen Druckschuh 5 und Walzenmantel 4 hindurch,
anstatt sich zu verteilen. Das Durchrutschen des Sumpfes 16 wird
dadurch ermöglicht, dass durch das Öffnen der Nipdruck
im Langspalt N fehlt, wodurch eine Lücke zwischen Walzenmantel 4 und
Druckschuh 5 entsteht. Der Walzenmantel 4 folgt
nicht mehr der Lauffläche 6 des Druckschuhs 5.
Dies gilt im Allgemeinen unabhängig davon, ob der Druckschuh 5 eine
konkav, konvex oder eine im Wesentlichen eben geformte Lauffläche 6 aufweist.
Auch im Falle des Einsatzes von einem Band 21 oder Bänder
wurde erfindungsgemäß festgestellt, dass der äußere
Banddruck nicht ausreicht, ein Durchrutschen des Sumpfes 16 zu
verhindern.
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Der
folglich mit dem Walzenmantel 4 in einer Ausbeulung des
flexiblen Walzen mantels 4 mit umlaufende Sumpf 16 führt
zu einer starken Unwucht 18 und so zu einem sehr unruhigen
Lauf des Walzenmantels 4. Dies ist in 2 anhand
der Pfeile im Bereich des Sumpfes 16 und der Unwucht 18 dargestellt. 2 zeigt
die Vorrichtung ohne Materialbahn M und Band 21.
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Zur
Vermeidung der Ausbildung einer störenden Unwucht 18 ist
erfindungsgemäß zum Öffnen des Langnips
N bei vorzugsweise höheren Geschwindigkeiten folgendes
vorgesehen.
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Der
Langspalt N ist vorgesehen zwischen einem Gegenelement 2 und
einer Schuhwalze 1 zum Behandeln einer Materialbahn M,
insbesondere einer Papier-, Karton- oder Tissuebahn, in einer Maschine zur
Herstellung und/oder Veredelung derselben, wobei die Schuhwalze 1 einen
flexiblen Walzenmantel 4 besitzt, der randseitig verschließbar
und im Langspalt N auf einer geschmierten Lauffläche 6 eines Druckschuhs 5 der
Schuhwalze 1 abgestützt wird, während
der Druckschuh 5 zum Gegenelement 2 gedrückt
wird, wozu Schmiermittel auf die Innenseite 14 des Walzenmantels 4 aufgetragen
wird. Wird das Auftragen von Schmiermittel auf die Innenseite 14 des
umlaufenden Walzenmantels 4 vor dem Öffnen des
Langspalts N während eines Zeitabschnitts derart verringert,
dass mehr Schmiermittel zur Schmierung der Lauffläche 6 des
Druckschuhs 5 verbraucht als aufgetragen wird, ist ein
ruhiger Lauf des Walzenmantels 4 beim Öffnen des
Langnips N möglich.
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Der
Zeitabschnitt, während dem der Schmiermittelauftrag beispielsweise
bis auf Null verändert werden kann, beträgt abhängig
von der Umlaufgeschwindigkeit des Walzenmantels 4 vorzugsweise
0,5 bis 4 s.
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Vorzugsweise
wird die Zuflussregulierung vor dem Öffnen des Langnips
N in Abhängigkeit von der Umlaufgeschwindigkeit des Walzenmantels
gesteuert. Der Zeitabschnitt kann dann möglichst kurz eingestellt
werden. Die Zuflussregulierung reduziert die Zufuhrmenge geschwindigkeitsabhängig
auf vorzugsweise weniger als 30% der Zufuhrmenge im Betriebszustand
der Vorrichtung. Alternativ oder zusätzlich kann die Zuflussregulierung
zeitabhängig erfolgen, in dem der Zeitabschnitt bestimmt
gewählt wird.
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Das
Verändern des Auftragens von Schmiermittel auf die Innenseite 14 des
umlaufenden Walzenmantels 4 erfolgt vorzugsweise mittels
einer Steuerung 19, an die die Einrichtung 15 zum
Auftragen von Schmiermittel angeschlossen ist, wie in 3 dargestellt.
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Die
Materialbahn M wird im Langnip N vorzugsweise entwässert
oder geglättet. Der Langnip N ist dazu vorzugsweise in
einer Nasspresse oder einem Kalander ausgebildet.
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Der
Langspalt N wird vorzugsweise bei Geschwindigkeiten des Walzenmantels 4 größer
800 m/min geöffnet. Die Schuhwalze 1 kann einen
eigenen Antrieb haben oder über ein Band 21 mitgeschleppt
werden.
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Ferner
kann vorgesehen sein, dass eine Positionsbestimmung des Gegenelementes 2 vorgenommen
wird, um das Auftragen von Schmiermittel auf die Innenseite 14 des
Walzenmantels 4 vor dem Öffnen des Langspalts
zu steuern. An die Steuereinrichtung 19 ist dann vorzugsweise
neben der Einrichtung 15 zum Auftragen von Schmiermittel
auch ein Positionsmesser 20 angeschlossen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 4402754
A1 [0002]
- - DE 202005019693 U1 [0004]
- - DE 102006021428 A1 [0020]