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Die Erfindung betrifft eine Presswalze, welche einen um einen stehenden Tragkörper umlaufenden Mantel und mehrere hydraulische Anpresselemente, welche sich auf dem Tragkörper abstützen und einen Pressschuh oder ein Zwischenstück an den Mantel andrücken, aufweist.
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Die Erfindung betrifft auch eine Pressvorrichtung mit einer solchen Presswalze und einer Gegenwalze, wobei der Mantel der Presswalze an die Gegenwalze angedrückt wird und mit ihr einen Pressspalt bildet. Sowohl die Presswalze als auch die Gegenwalze sind über Zapfen in der Stuhlung gelagert, welche durch die Stuhlung oder durch entsprechende Verbindungsteile so verbunden sind, dass die Presskraft aufgenommen werden kann.
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Weiterhin betrifft die Erfindung die Verwendung einer solchen Pressvorrichtung oder einer solchen Presswalze in einer Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn, insbesondere einer Papier-, Karton-, Tissue- oder Zellstoffbahn, sowie die Verwendung in einer Maschine zur Entwässerung einer Materialbahn, insbesondere von Leder, oder in einer Maschine zur Verpressung mehrerer Materialbahnen miteinander, wie beispielsweise zum Kaschieren von Papier oder Karton mit Kunststoff- oder Metallfolie.
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Die mit Druck zu behandelnde Faserstoff- oder Materialbahn wird durch den Pressspalt, der sich zwischen der Presswalze und der Gegenwalze ergibt, hindurchgeführt. Das kann zusammen mit einer oder zwischen zwei Bespannungen erfolgen, die als Filz oder Band ausgeführt sind. Der oder die Filze können ausgepresstes Wasser zum Beispiel in einer Pressenpartie aufnehmen. Das Band kann glatt und wasserundurchlässig sein, um eine gute Bahnführung und eine Glättwirkung zu erzielen. In einer Pressvorrichtung, die als Kalander oder Glättwerk verwendet wird, wird die Faserstoffbahn ohne Bespannung durch den Pressspalt geführt, um auf beiden Seiten die Bahn zu glätten. Die Gegenwalze kann hierbei beheizt sein.
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Verschiedene Ausführungen der Presswalze bezüglich des Tragkörpers sind aus
DE 3832324 A1 ,
EP 2 327 834 A1 und aus
WO 2005/116333 A1 bekannt, so zum Beispiel große Träger mit in etwa Doppel-T-Form oder geschweißte rechteckige Kastenprofile. Die Tragkörper müssen sehr stabil ausgeführt werden, um die hohen Biegemomente, insbesondere bei Schuhpresswalzen aufnehmen zu können. Die Tragkörper haben zur Aufnahme in der Stuhlung und zur Aufnahme der Seitenscheiben, die den Mantel führen, auf beiden Seiten einen Zapfen, der im Stand der Technik immer rund ausgeführt ist, bekannt aus
DE 3832324 A1 (
1,
2), aus
EP 2 327 834 A1 (
1) und aus
WO 2005/116333 A1 (
2,
3). Um die Reibung zwischen Mantel und angepresstem Schuh zu reduzieren und eine Beschädigung des Mantels aufgrund von Überhitzung zu vermeiden, muss ausreichend Schmieröl zugeführt werden. Ebenso ist eine Ölzufuhr für die hydraulische Anpressung notwendig.
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Der Mantel der Presswalze ist über Seitenscheiben gehalten, wobei die Seitenscheiben drehbar auf dem Tragkörper gelagert sind. Dadurch bleibt das Öl im Inneren der Presswalze und spritzt nicht in die Umgebung.
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Die bisher bekannten Presswalzen sind aufwendig in der Fertigung und Konstruktion und daher oft zu teuer für kleinere Maschinen oder für Umbauten.
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Die Aufgabe der Erfindung ist es, eine Presswalze mit umlaufendem Mantel und stehendem Tragkörper zu entwickeln, die einfacher herzustellen ist und mit weniger Aufwand in Pressvorrichtungen nachgerüstet werden kann.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Tragkörper an seinen beiden Enden jeweils einen im Querschnitt eckigen Zapfen zur Lagerung der Presswalze aufweist. Die eckigen Zapfen lassen sich viel einfacher und kostengünstiger herstellen und bearbeiten als runde Zapfen. Zusätzlich ist auch keine Verdrehsicherung mehr notwendig und auch die Aufnahmesupporte in der Stuhlung können viel einfacher gestaltet werden. Der Zapfen ist der Teil des Tragkörpers an dem die Presswalze in der Stuhlung gelagert ist. Der Zapfen muss ein direkter Teil des Tragkörpers sein oder an den Tragkörper angeschweißt sein.
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Beispielsweise kann der Tragkörper mit den Zapfen aus einer Platte bestehen. Eine Schraubverbindung für die Zapfen wäre nicht ausreichend. Der Zapfen kann auch aus mehreren Teilen des Tragkörpers oder aus mehreren Teilen, die mit dem Tragkörper verschweißt sind, gebildet werden. Bevorzugt wird die Presswalze für eine Pressvorrichtung in einer Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn, insbesondere einer Papier-, Karton- oder Zellstoffbahn vorgesehen.
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Vorteilhaft ist es, wenn die Zapfen im Wesentlichen aus zwei Platten gebildet werden, die parallel zur Pressrichtung eine größere Ausdehnung haben als im Querschnitt quer zur Pressrichtung, wobei das Verhältnis der Ausdehnung im Zapfenbereich parallel zur Pressrichtung und der im Querschnitt quer zur Pressrichtung bevorzugt mindestens 4:1, besonders bevorzugt mindestens 6:1 beträgt. Durch die Ausbildung als solche Plattenstücke lässt sich mit relativ wenig Material eine hohe Biegsteifigkeit in Pressrichtung erzielen. Und es muss nur eine kleinere Oberfläche des Zapfens exakt bearbeitet werden.
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Um eine höhere Gesamtfestigkeit des Tragkörpers bei geringem Material- und Bearbeitungsaufwand zu erreichen, kann der Tragkörper bevorzugt aus mehreren miteinander verschweißten, im Wesentlichen ebenen Platten besteht. Die Zapfen werden bevorzugt von einem Teil der ebenen Platten gebildet. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform besteht der Tragkörper im Wesentlichen aus zwei plattenförmigen, in etwa parallel zueinander angeordneten Längsbalken, aus einem Querbalken, der die Längsbalken auf einem Großteil ihrer Länge miteinander verbindet, und aus zwei stirnseitigen Verbindungsblechen, die die beiden Längsbalken jeweils über einem Großteil ihrer Höhe parallel zur Pressrichtung verbinden, besteht, wobei die Enden der Längsbalken die Zapfen bilden. Vorteilhaft ist es, wenn der Querbalken sich nicht bis in den Bereich des Zapfens erstreckt. Längsbalken, die parallel zur Pressrichtung eine größere Ausdehnung haben als im Querschnitt quer zur Pressrichtung aufweisen, sind besonders geeignet. Das Verhältnis der Ausdehnung parallel zur Pressrichtung zu der im Querschnitt quer zur Pressrichtung ist vorteilhafterweise mindestens 4:1, bevorzugt mindestens 6:1. Dadurch wird eine besonders gute Abstimmung zwischen Biegesteifigkeit und Materialeinsatz erreicht.
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Die erfindungsgemäße Ausführung eignet sich besonders gut für Presswalzen mit einem Mantel, der flexibel ist und im Wesentlichen aus Kunststoff, bevorzugt im Wesentlichen aus einer Polyurethanmatrix mit Verstärkungsfäden, besteht, wie es zum Beispiel bei Schuhpresswalzen der Fall ist. Hierbei muss der Mantel flexibel sein um die relativ große Verformung im Bereich des Schuhs zu ermöglichen. Der flexible Mantel wird über Seitenscheiben eingespannt, welche drehbar auf dem Tragkörper gelagert sind.
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Allerdings kann der Mantel auch aus Metall sein, wie zum Beispiel bei Presswalzen, bei denen nur ein gewisser Durchbiegungsausgleich über der Breite ermöglicht werden soll. Dementsprechend kann ebenso eine Gegenwalze als erfindungsgemäße Presswalze mit umlaufenden Mantel und feststehendem Tragkörper, sowie mit Anpresselementen, die sich auf dem Tragkörper abstützen und direkt oder indirekt über Zwischenstücke gegen den Mantel angepresst werden, ausgeführt sein. Somit kann das Druckquerprofil im Pressspalt zum Beispiel zonenweise gesteuert werden kann.
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Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass ein Tank oder mehrere hydraulisch miteinander verbundene Einzeltanks vorhanden sind, geeignet das gesamte für die Anpresselemente und für die Schmierung des Mantels vorgesehene Hydraulik- und Schmieröl aufzunehmen, welche innerhalb des Mantels der Presswalze angeordnet sein können. Das Hydraulikaggregat kann damit weitestgehend oder vollständig in die Presswalze integriert werden. Die bisher bekannten Tragkörperkonstruktionen erlauben es nicht, den Tank in der Presswalze einzubauen. Erst durch entsprechende konstruktive Anpassungen des Tanks und Änderungen des Tragkörpers, sowie gezielte Auslegung der Mindestölmengen kann zumindest für kleine und mittlere Pressvorrichtungen eine gezielt aufeinander abgestimmte Lösung entwickelt werden, um den Tank in der Presswalze unterzubringen. Dabei ist auf eine ausreichende Stabilität des Tragkörpers und eine ausreichende Lebensdauer des Mantels zu achten. Dadurch kann das normalerweise extern aufzustellende Hydraulikaggregat und die aufwändige Verrohrung entfallen. Somit reduzieren sich sowohl die Investitionskosten als auch die notwendige Installationszeit. Klar zu unterscheiden sind die genannten Tanks von Varianten nach dem Stand der Technik, die nur kleinere Auffangrinnen oder Zwischensammelbehälter in der Presswalze aufweisen und von diesen dann das Öl zu einem externen Hydraulikaggregat führen.
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Dieser Tank in der Presswalze oder zumindest einer dieser Einzeltanks ist bevorzugt zwischen zwei vorhandenen Längsbalken des Tragkörpers angeordnet. Um möglichst viel Einbauraum für den Tank oder die Einzeltanks zu bieten, ist der Tragkörper bevorzugt mit einem im Wesentlichen U-förmigem Querschnittsprofil ausgebildet, wobei zumindest ein Teil des Tanks, bevorzugt der überwiegende Teil des Tanks, innerhalb der U-Form angeordnet ist. Bei einem Aufbau des Tanks aus Einzeltanks ist beispielsweise der Zentraltank zwischen den Schenkeln der U-Form eingebaut. Die U-Form bezieht sich auf den Querschnitt senkrecht zur Presswalzen-Längsachse. Der Tragkörper muss die Durchbiegungskräfte aufgrund der Presslast aufnehmen können. Bevorzugt ist er im Wesentlichen aus einem Stück gefertigt oder aus mehreren Bauteilen geschweißt. Zum Tragkörper und zur Festlegung der U-Form werden nur die Bauteile gezählt, die zur Lastaufnahme der Presskraft wesentlich beitragen. Anbauteile, die nur angeschraubt sind, zählen nicht dazu, wie etwa eine Tragplatte für die Befestigung des Tanks. Erst durch diese gezielt auf den Tank abgestimmte Konstruktion und entgegen der bisherigen Konstruktion mit geschlossenen Kastenprofilen oder massiven Doppel-T-Formen, wird es möglich die Hydraulik in die Presswalze zu integrieren.
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Für die Pressvorrichtung wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass eine erfindungsgemäße Presswalze und eine Gegenwalze vorgesehen sind, wobei der Mantel der Presswalze, an die Gegenwalze angedrückt wird und mit ihr einen Pressspalt bildet, durch den eine Materialbahn oder eine Faserstoffbahn geführt werden kann. Gegebenenfalls wird die Material- oder Faserstoffbahn zusammen mit einem oder zwei Filzen oder Bändern durch den Pressspalt geführt.
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Vorteilhaft eingesetzt werden kann die Erfindung bei einer Pressvorrichtung, bei der die Presswalze einen Pressschuh aufweist, welcher über die Anpresselemente an den Mantel angedrückt wird, so dass der Pressschuh im Zusammenwirken mit der Gegenwalze einen verlängerten Pressspalt bildet.
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Weiterhin kann die Pressvorrichtung eine Gegenwalze aufweisen, die als Presswalze mit einem stehenden Tragkörper ausgeführt ist, der im Wesentlichen identisch zum Tragkörper der Presswalze aufgebaut ist.
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Beansprucht wird auch die Verwendung einer erfindungsgemäßen Pressvorrichtung oder Presswalze in einer Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn, insbesondere einer Papier-, Karton-, Tissue- oder Zellstoffbahn, bevorzugt in einer Pressenpartie zur Entwässerung der Faserstoffbahn oder in einer Glätteinrichtung zur Glättung der Faserstoffbahn, wie zum Beispiel in einem Kalander. Ebenso wird die Verwendung einer erfindungsgemäßen Pressvorrichtung oder Presswalze in einer Maschine zur Entwässerung einer Materialbahn, insbesondere von Leder, oder in einer Maschine zur Verpressung mehrerer Materialbahnen miteinander, beispielsweise zum Kaschieren von Papier oder Karton mit Kunststoff- oder Metallfolie beansprucht.
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Anhand von Ausführungsbeispielen werden weitere vorteilhafte Merkmale der Erfindung erläutert unter Bezugnahme auf die Zeichnungen.
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1 bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Pressvorrichtung, bei der die Gegenwalze über der Presswalze angeordnet ist,
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2 bevorzugte Ausführungsform einer Presswalze für eine erfindungsgemäße Pressvorrichtung, bei der die Presswalze über der Gegenwalze angeordnet ist,
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3a Ausführungsform eines Tragkörpers für eine Presswalze einer erfindungsgemäßen Pressvorrichtung.
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3b Draufsicht auf einen solchen Tragkörper,
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3c Schnittansicht eines solchen Tragkörpers,
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Nachfolgend werden die Figuren detaillierter beschrieben. 1 zeigt eine erfindungsgemäße Pressvorrichtung mit einer Presswalze 1, deren flexibler Mantel 3 um einen feststehenden Tragkörper 6 rotiert. Über hydraulische Anpresselemente 4 und einen Pressschuh 5 wird der Mantel 3 an die Gegenwalze 2 gepresst. Dadurch ergibt sich ein Pressspalt, der in diesem Fall durch den Schuh zu einem verlängerten Pressspalt wird. Die zwischen dem Mantel 3 und der Gegenwalze 2 hindurch laufende Faserstoff- oder Materialbahn ist nicht dargestellt. Ebensowenig dargestellt sind eventuell zusammen mit der Faserstoff- oder Materialbahn hindurch laufende Bespannungen, wie z.B. Filze oder Bänder. Die Anpresselemente stützen sich auf dem Tragkörper 6 ab. In dieser Schnittdarstellung sind die seitlich über den Mantel 3 hinausragenden im Querschnitt eckigen Zapfen zur Lagerung der Presswalze 1 in der Stuhlung nicht direkt dargestellt. Die Zapfen werden in diesem Ausführungsbeispiel durch die vertikalen Seitenteile des Tragkörpers 6 gebildet. Die Anpresselemente 4 werden mit Hydrauliköl versorgt, um die Presskraft aufzubringen. Zwischen Mantel 3 und Pressschuh 5 wird ein Ölschmierfilm erzeugt, indem Öl entweder auf die Mantelinnenseite kurz vor dem Manteleinlauf auf den Schuh aufgebracht wird oder indem Öl über Öffnungen durch den Schuh hindurch in den Kontaktbereich hineingepresst wird. Für den notwendigen Aufbau des Drucks wird eine nicht dargestellte Pumpe verwendet. Das überschüssige Öl wird vom Mantel abgeschabt oder abgesaugt und über den Einlaufkanal 8 dem Einlauftank 7a zugeführt. In dieser Ausführungsform besteht der Tank aus drei Einzeltanks 7a, 7b, 7c. Der Einlauftank 7a besitzt einen Überlauf 9. Nach dem Beruhigen und Entgasen der Ölströmung wird das Öl vom Einlauftank 7a in den Zentraltank 7b geführt, der bevorzugt längs durchströmt ist. Von dort kommt das Öl in den Auslauftank 7c, der Wärmetauscherrohre 10 zur Kühlung des Öls enthalten kann. Über ein Auslaufrohr wird das Öl von der oben genannten Pumpe angesaugt, so dass der Kreislauf geschlossen ist. Der Tragkörper 6 weist eine nach unten offene U-Form auf und ist so gestaltet, dass ein ausreichend großes Tankvolumen in der Presswalze 1, innerhalb des Mantels 3 untergebracht werden kann. Um das gesamte notwendige Hydraulik- und Schmieröl aufnehmen zu können, sind mindestens 500 l bzw. mindestens 200 l/m bezogen auf die Mantelbreite in Achsrichtung. Dargestellt in 1 ist ein Querschnitt senkrecht zur Achsrichtung. Der Zentraltank 7b kann mit einer Befestigungsplatte 11 am Tragkörper angeschraubt sein. Die Befestigungsplatte 11 zählt nicht zum Tragkörper, da die Schraubverbindungen nicht geeignet sind, nennenswerte Anteile der Presskraft aufzunehmen. Einlauftank 7a und Auslauftank 7c sind ebenfalls am Tragkörper angeschraubt. Weitere Anbauteile wie Ölschaber, Mantelführungen und ähnliches können am Tragkörper befestigt werden.
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Sowohl die Presswalze als auch die Gegenwalze sind über die nicht dargestellten Zapfen in der Stuhlung gelagert, welche durch die Stuhlung oder durch entsprechende Verbindungsteile so verbunden sind, dass die Presskraft aufgenommen werden kann. Der Pfeil 16 gibt die Hauptrichtung der Presskraft an.
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Während in 1 die Gegenwalze oberhalb der Presswalze angeordnet ist, ist es bei der Ausführungsform in 2 umgekehrt, d.h. hier ist eine Presswalze 1 für den Einbau über der Gegenwalze gezeigt. Auf die wiederholte Darstellung der Anpresselemente und der Gegenwalze wurde verzichtet. Gezeigt sind der nun nach oben offene, U-förmige Tragkörper 6, sowie der Tank, welcher aus den Einzeltanks 7a, 7b, 7c besteht. Zusätzlich ist ein Beispiel für eine Abstreifleiste 12 zur Rückführung des Öls in den Einlaufkanal 8 des Einlauftanks 7a dargestellt. Erfindungsgemäß könnte der Tragkörper 6 auch so ausgeführt sein, dass er die Funktion des Tanks, insbesondere des Zentraltanks 7b übernehmen kann, so dass dieser als separates Bauteil entfallen kann.
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Selbstverständlich können alle beschriebenen Pressvorrichtungen aus Presswalze und Gegenwalze auch in geneigter Position also nicht nur vertikal ausgeführt werden.
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Der in den 3a, 3b und 3c dargestellte Tragkörper 6 ist eine Ausführungsform für eine Presswalze einer erfindungsgemäßen Pressvorrichtung. Der Tragkörper 6 besteht aus miteinander verschweißten Blechen 6a, 6b, 6c. Der Querbalken 6b ist geeignet, die Anpresselemente 4 aufzunehmen oder zu tragen, und ist mit den beiden Längsbalken 6a verschweißt. An den Stirnseiten sind zusätzliche Verbindungsbleche 6c eingeschweißt. Die Enden der Bleche 6a bilden jeweils die eckigen Zapfen 15 des Tragkörpers, über welche die Presswalze in der Stuhlung gelagert ist. Aufgrund der hochkant gestellten Bleche kann mit relativ wenig Material eine hohe Biegesteifigkeit in Richtung der Presskraft zwischen Presswalze und Gegenwalze erreicht werden. Die Lage des Tragkörpers ist dargestellt für eine in unterer Position eingebaute Presswalze 1 wie sie in 1 dargestellt ist. Der gleiche Tragkörper kann um 180° gedreht ebenso für eine Presswalze in oberer Position eingesetzt werden. Weitere Ausführungsformen und Herstellvarianten, die den Einbau des Tanks in der Walze erlauben, sind möglich. Allerdings sind Verschraubungen zur Verbindung der Teile des Tragkörpers, die die Presskraft aufnehmen, nicht zweckdienlich, da sie nicht die nötige Festigkeit aufweisen. Selbstverständlich können allerdings Zusatzteile am Tragkörper befestigt und auch angeschraubt sein, wie beispielsweise Abstreifleisten, Konsolen oder Befestigungsplatten.
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3a stellt den Tragkörper 6 perspektivisch dar, 3b zeigt die Draufsicht und 3c ist ein Querschnitt senkrecht zur Achsrichtung der Presswalze im Mittelbereich des Tragkörpers.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Presswalze
- 2
- Gegenwalze
- 3
- Mantel
- 4
- Anpresselement
- 5
- Pressschuh
- 6
- Tragkörper
- 6a
- Längsbalken
- 6b
- Querbalken
- 6c
- stirnseitige Verbindungsbleche
- 7a
- Einlauftank
- 7b
- Zentraltank
- 7c
- Auslauftank
- 8
- Einlaufkanal
- 9
- Überlauf
- 10
- Wärmetauscherrohre
- 11
- Befestigungsplatte
- 12
- Abstreifleiste
- 13
- Verbindungsrohre
- 14
- Auslaufrohr
- 15
- Zapfen
- 16
- Richtung der Presskraft
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 3832324 A1 [0005, 0005]
- EP 2327834 A1 [0005, 0005]
- WO 2005/116333 A1 [0005, 0005]
