DE102019104389A1

DE102019104389A1 - Schuhpresse

Info

Publication number: DE102019104389A1
Application number: DE102019104389.1A
Authority: DE
Inventors: Johannes Winkemann; Andreas Schütte; Heiko Linder
Original assignee: Voith Patent GmbH
Current assignee: Voith Patent GmbH
Priority date: 2019-02-21
Filing date: 2019-02-21
Publication date: 2020-08-27
Also published as: WO2020169230A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Schuhpresse einer Maschine zur Herstellung oder Behandlung einer Faserstoffbahn (1), insbesondere Tissue- oder Hygienebahn, mit einer Schuhpresseinheit (2), die mit einer bewegten Gegenfläche (3) einen in Bahnlaufrichtung (4) verlängerten Pressspalt (5) bildet, wobei die Schuhpresseinheit (2) einen Pressschuh (6), eine diesem zugeordnete Anpresseinheit (7) sowie ein über den Pressschuh (6) geführtes flexibles Pressband (10) umfasst.Dabei soll eine verbesserte Anpassung an die Gegenfläche (3) mit möglichst geringem Aufwand dadurch erreicht werden, dass der Pressschuh (6) quer zur Bahnlaufrichtung (4) zumindest zwei benachbarte, steife Abschnitte (8) besitzt, zwischen denen in einer Übergangszone (9) der Querschnitt des Pressschuhs (6) geschwächt ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Schuhpresse einer Maschine zur Herstellung oder Behandlung einer Faserstoffbahn, insbesondere Tissue- oder Hygienebahn, mit einer Schuhpresseinheit, die mit einer bewegten Gegenfläche einen in Bahnlaufrichtung verlängerten Pressspalt bildet, wobei die Schuhpresseinheit einen Pressschuh, eine diesem zugeordnete Anpresseinheit sowie ein über den Pressschuh geführtes flexibles Pressband umfasst.
Es ist allgemein üblich, Faserstoffbahnen zur Entwässerung oder Glättung durch einen Pressspalt zu führen. Um dies volumenschonend zu gestalten, werden zunehmend verlängerte Pressspalte eingesetzt.
Speziell bei Papiermaschinen mit Bahnbreiten von bis zu 10 m oder Tissue-Papiermaschinen mit großen Trockenzylindern (sogenannte Yankeezylinder)
kann es zu Schwankungen der Anpresskraft entlang des Pressspaltes quer zur Bahnlaufrichtung kommen, was sich entsprechend negativ auf das Querprofil der behandelten Faserstoffbahn auswirkt.
Die Aufgabe der Erfindung ist es daher die Qualität der Pressung mit möglichst einfachen Mitteln zu verbessern.
Erfindungsgemäß wurde die Aufgabe dadurch gelöst, dass der Pressschuh quer zur Bahnlaufrichtung zumindest zwei benachbarte, steife Abschnitte besitzt, zwischen denen in einer Übergangszone der Querschnitt des Pressschuhs geschwächt ist.
Über die Schwächung des Querschnitts und die damit verbundene Entkopplung der benachbarten, steifen Abschnitte wird die Flexibilität des Pressschuhs quer zur Bahnlaufrichtung erhöht. Gleichzeitig bleibt die Steifigkeit desselben in Bahnlaufrichtung erhalten.
Dies wiederum ist die Basis für ein optimales Druckprofil im Pressspalt in Bahnlaufrichtung bei gleichzeitig möglicher Anpresskraftkorrektur quer zur Bahnlaufrichtung.
Da dies insbesondere im Randbereich der Faserstoffbahn kritisch ist, sollten wenigstens die beiden Randbereiche des Pressschuhs quer zur Bahnlaufrichtung jeweils zumindest zwei benachbarte, steife Abschnitte besitzen, zwischen denen in einer Übergangszone der Querschnitt des Pressschuhs geschwächt ist.
Allerdings kann auch eine sehr flexible Anpassung des Pressschuhs zwischen den Randbereichen vorteilhaft sein. In diesem Fall sollte der Pressschuh wenigstens in seinem axial mittleren Bereich quer zur Bahnlaufrichtung mehrere benachbarte, steife Abschnitte besitzen, zwischen denen in einer jeweiligen Übergangszone der Querschnitt des Pressschuhs geschwächt ist.
Um jedoch die Vorteile der Erfindung umfassend nutzen zu können, sollte der Pressschuh wenigstens über seine gesamte Presszone oder sogar seine gesamte axiale Erstreckung quer zur Bahnlaufrichtung mehrere, vorzugsweise eine Vielzahl benachbarter, steifer Abschnitte besitzen, zwischen denen in einer jeweiligen Übergangszone der Querschnitt des Pressschuhs geschwächt ist.
Für ein Optimum hinsichtlich der Flexibilität quer zur Bahnlaufrichtung und/oder der Steifigkeit in Bahnlaufrichtung sollte die Breite einer Übergangszone quer zur Bahnlaufrichtung höchstens 50%, vorzugsweise maximal 20% der Breite eines der beiden benachbarten, steifen Abschnitte betragen und/oder der Querschnitt des Pressschuhs in der Übergangszone um 20 bis 80%, vorzugsweise um 50 bis 75% geschwächt sein.
Eine wesentliche konstruktive Vereinfachung aber auch eine hohe Steifigkeit in Bahnlaufrichtung ergibt sich hierbei, wenn der Pressschuh einstückig ausgeführt ist und vorzugsweise aus einem Werkstoff mit niedrigem E-Modul, insbesondere einer Aluminiumlegierung besteht.
Im Interesse einer einfachen Herstellung sowie einer hohen Wirksamkeit sollten die Schwächungen des Querschnitts des Pressschuhs in der Übergangszone als Aussparungen, vorzugsweise auf der vom Pressspalt wegweisenden Seite ausgebildet sein. Mit Vorteil sind die Aussparungen dabei als in Bahnlaufrichtung verlaufende Nuten (Sägeschnitte) ausgebildet.
Bei der Gestaltung des Pressschuhs ergeben sich bezüglich Stabilität Vorteile, wenn dieser quer zur Bahnlaufrichtung einen U-förmigen Querschnitt aufweist und zumindest die beiden Schenkel Querschnittschwächungen besitzen.
Alternativ kann der Pressschuh quer zur Bahnlaufrichtung aber auch einen L-förmigen Querschnitt aufweisen, wobei zumindest der vom Pressspalt wegweisende Schenkel Querschnittschwächungen besitzt.
Da der Pressschuh vorzugsweise auch zumindest einen Anschlag für eine Hubbegrenzung besitzen sollte, kann zumindest ein Schenkel des Pressschuhs hierzu genutzt werden.
Zur Einstellung des Druckprofils im Pressspalt wird die Anpresseinheit von einer oder von mehreren, vorzugsweise zwei quer zur Bahnlaufrichtung verlaufenden und in Bahnlaufrichtung hintereinander angeordneten Reihen von Anpresselementen, insbesondere hydraulischen Kolben-Zylinder-Presseinheiten gebildet. Mehrere Reihen ermöglichen dabei neben der Einstellung des Druckprofils im Pressspalt quer zur Bahnlaufrichtung auch eine Einstellung in Bahnlaufrichtung. Die Anpresselemente können dabei einzeln angesteuert oder zu Zonen zusammengefasst werden.
Für eine optimale, flexible Anpassung des Pressschuhs sollte im Bereich des Pressschuhs mit Übergangszonen die Anzahl der Übergangszonen größer als die Anzahl der Anpresselemente einer Reihe sein.
Um einen erhöhten Verschleiß an der Unterseite des Pressschuhs zu vermeiden und eine Vergleichmäßigung der Anpresskraft quer zur Bahnlaufrichtung zu erreichen, ist es von Vorteil, wenn zwischen dem Pressschuh und den Anpresselementen wenigstens einer Reihe eine durchgehende Platte, vorzugsweise aus einem Material mit einem hohen E-Modul, wie Stahl angeordnet ist.
Darüber hinaus kann einem Verschleiß der Kolben dadurch entgegengewirkt werden, dass die Kolben der Kolben-Zylinder-Presseinheiten an dem zum Pressschuh weisenden Ende eine verschleißmindernde Beschichtung besitzen oder die Kolben der Kolben-Zylinder-Presseinheiten an dem zum Pressschuh weisenden Ende eine hydrostatische Schmierung aufweisen.
Wegen des hohen Wasseranfalls im Pressspalt sollte neben der Faserstoffbahn zusätzlich wenigstens ein wasseraufnehmendes Entwässerungsband durch den Pressspalt geführt werden.
Besondere Vorteile ergeben sich hinsichtlich der Konstruktion sowie einer vorteilhaften Anwendung der Erfindung, wenn die Schuhpresseinheit durch eine Schuhpresswalze und/oder die Gegenfläche durch eine Walze, vorzugsweise einen Trockenzylinder, insbesondere einen Yankeezylinder gebildet ist und der Pressschuh eine konkave Pressfläche aufweist.
Besonders vorteilhaft ist es dabei, wenn die Gegenfläche durch einen Yankeezylinder gebildet ist, dessen Durchmesser größer als 2,5 m, insbesondere größer als 3 m und vorzugsweise größer als 4,5 m ist.
Nachfolgend soll die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In der beigefügten Zeichnung zeigt:

1: einen Teilquerschnitt durch eine Schuhpresse und
2: einen Teilquerschnitt durch eine Schuhpresseinheit 2.

Gemäß 1 umfasst die Schuhpresse eine, durch eine Schuhpressewalze gebildete Schuhpresseinheit 2, die mit einer bewegten Gegenfläche 3 hier in Form eines rotierenden, beheizten Trockenzylinders, insbesondere Yankeezylinders einen in Bahnlaufrichtung 4 verlängerten Pressspalt 5 bildet, durch den die Faserstoffbahn 1 beispielsweise zusammen mit einem als Pressfilz ausgebildeten, wasseraufnehmenden Entwässerungsband 15 geführt ist.
Eine solche Schuhpresse kann insbesondere in einer Maschine zur Herstellung oder Behandlung einer Faserstoffbahn 1, z.B. Papier- oder Kartonbahn und insbesondere Tissue- oder Hygienebahn, vorgesehen sein.
Die Schuhpresswalze umfasst einen, von einem umlaufenden flexiblen Pressband 10 gebildeten Pressmantel sowie einen Pressschuh 6 mit einer zugeordneten Anpresseinheit 7, welche das Pressband 10 über den Pressschuh 6 zur Gegenfläche 3 presst und am starren Träger 21 der Schuhpresswalze befestigt ist.
Zur Bildung des verlängerten Pressspaltes 5 mit der zylindrischen Gegenfläche 3, d.h. dem Yankeezylinder weist der Pressschuh 6 eine konkave Pressfläche auf.
Bei dem hier dargestellten Beispiel dient die Schuhpresse zur Behandlung einer Tissuebahn, wobei der Yankeezylinder einen Durchmesser von mindestens 2,5 m hat. In dem verlängerten Pressspalt 5 liegt die Faserstoffbahn 1 hier auf der dem Yankeezylinder zugeordneten Seite des Entwässerungsbandes 15.
Wie in 2 gezeigt, wird die Anpresseinheit 7 beispielhaft von zwei quer zur Bahnlaufrichtung 4 verlaufenden und in Bahnlaufrichtung 4 hintereinander angeordneten Reihen von Anpresselementen 11, vorzugsweise hydraulischen Kolben-Zylinder-Presseinheiten gebildet.
Die Anpress-Kolben 16 der Kolben-Zylinder-Presseinheiten sind in Hydraulikzylindern 17 geführt, deren Druckraum 18 über eine jeweilige Leitung 19 mit Druckfluid, insbesondere Öl, versorgt wird.
Der Pressschuh 6 ist durch die Kolben-Zylinder-Presseinheit beaufschlagbar und über das flexible Pressband 10 gegen den Yankeezylinder pressbar.
Zwischen dem Pressschuh 6 und dem flexiblen Pressband 10 ergibt sich aufgrund einer z.B. hydrodynamischen und/oder hydrostatischen Schmierung ein Ölfilm.
Der Pressschuh 6 ist einteilig ausgeführt und besteht aus einer Aluminiumlegierung. Für eine effiziente Entwässerung ist eine hohe Steifigkeit des Pressschuhs 6 in Bahnlaufrichtung 4 erforderlich, was eine entsprechende Dicke desselben in Pressrichtung erfordert.
Um der Kontur der Gegenfläche 3, d.h. des Yankeezylinders folgen und damit eine definierte Anpressung ermöglichen zu können, ist allerdings quer zur Bahnlaufrichtung 4 eine möglichst große Flexibilität des Pressschuhs 6 erwünscht.
Erreicht wird diese Flexibilität dadurch, dass der Pressschuh 6 wenigstens über seine gesamte Presszone, welche sich zumindest über die Bahnbreite der Faserstoffbahn 1 erstreckt, oder wie in 2 angedeutet sogar über seine ganze Länge quer zur Bahnlaufrichtung 4 eine Vielzahl axial benachbarter, steifer Abschnitte 8 besitzt, zwischen denen in einer jeweiligen Übergangszone 9 der Querschnitt des Pressschuhs 6 geschwächt ist.
Die Schwächungen des Querschnitts des Pressschuhs 6 sind auf dessen vom Pressspalt 5 wegweisenden Seite als Aussparungen, insbesondere als in Bahnlaufrichtung 4 verlaufende Nuten (Sägeschnitte) ausgebildet.
Für eine ausreichende Flexibilität in der Übergangszone 9 quer zur Bahnlaufrichtung 4 ist der Querschnitt des Pressschuhs 6 in dieser um 50 bis 75% geschwächt.
Damit in Bahnlaufrichtung 4 eine ausreichende Steifigkeit des Pressschuhs 6 erhalten bleibt, ist die Breite der Übergangszone 9 quer zur Bahnlaufrichtung 4 um ein Mehrfaches geringer als die Breite eines der beiden benachbarten, steifen Abschnitte 8.
Zur Vergleichmäßigung des Übergangs zwischen den Kolben-Zylinder-Presseinheiten ist die Anzahl der Übergangszonen 9 in allen Abschnitten des Pressschuhs 6 größer als die Anzahl der Kolben-Zylinder-Presseinheiten einer Reihe.
Gemäß 2 weist der Pressschuh 6 quer zur Bahnlaufrichtung 4 einen U-förmigen Querschnitt auf. Dabei sind in den Übergangszonen 9 die beiden Schenkel durchgehend geschlitzt und die Unterseite des Pressschuhs 6 zwischen diesen Schenkeln mit nutförmigen Aussparungen versehen. Wird dabei ein Schenkel weggelassen, so ergibt sich ein L-förmiger Querschnitt des Pressschuhs 6.
Diese Schenkel erhöhen die Stabilität der steifen Abschnitte 8 und werden gleichzeitig zur Führung des Pressschuhs 6 genutzt. So wird beispielsweise über einen Anschlag 12 des Pressschuhs 6 und einen Gegenanschlag 20 des Trägers 21 eine Hubbegrenzung realisiert.
Darüber hinaus ist zwischen dem Pressschuh 6 und den Kolben-Zylinder-Presseinheiten beider Reihen eine durchgehende Platte 13 aus Stahl angeordnet, welche ein Verhaken der Anpresselemente 11 in den Aussparungen verhindern soll. Die Dicke der Platte 13 liegt zwischen 1 und 5 mm und kann somit auch die Anpresskraft vergleichmäßigen.
Um den Verschleiß an den Kolben der Kolben-Zylinder-Presseinheiten zu minimieren, sind zwischen den Kolben der Kolben-Zylinder-Presseinheiten und der Platte 13 Zwischenstücke 14 angeordnet. Diese Zwischenstücke 14 besitzen auf der zur Platte 13 weisenden Seite eine hydrostatische Schmierung.

Claims

Schuhpresse einer Maschine zur Herstellung oder Behandlung einer Faserstoffbahn (1), insbesondere Tissue- oder Hygienebahn, mit einer Schuhpresseinheit (2), die mit einer bewegten Gegenfläche (3) einen in Bahnlaufrichtung (4) verlängerten Pressspalt (5) bildet, wobei die Schuhpresseinheit (2) einen Pressschuh (6), eine diesem zugeordnete Anpresseinheit (7) sowie ein über den Pressschuh (6) geführtes flexibles Pressband (10) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass der Pressschuh (6) quer zur Bahnlaufrichtung (4) zumindest zwei benachbarte, steife Abschnitte (8) besitzt, zwischen denen in einer Übergangszone (9) der Querschnitt des Pressschuhs (6) geschwächt ist.
Schuhpresse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Randbereiche des Pressschuhs (6) quer zur Bahnlaufrichtung (4) jeweils zumindest zwei benachbarte, steife Abschnitte (8) besitzen, zwischen denen in einer Übergangszone (9) der Querschnitt des Pressschuhs (6) geschwächt ist.
Schuhpresse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Pressschuh (6) wenigstens in seinem mittleren Bereich quer zur Bahnlaufrichtung (4) mehrere benachbarte, steife Abschnitte (8) besitzt, zwischen denen in einer jeweiligen Übergangszone (9) der Querschnitt des Pressschuhs (6) geschwächt ist.
Schuhpresse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Pressschuh (6) zumindest über seine gesamte Presszone quer zur Bahnlaufrichtung (4) mehrere benachbarte, steife Abschnitte (8) besitzt, zwischen denen in einer jeweiligen Übergangszone (9) der Querschnitt des Pressschuhs (6) geschwächt ist.
Schuhpresse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der gesamte Pressschuh (6) quer zur Bahnlaufrichtung (4) mehrere benachbarte, steife Abschnitte (8) besitzt, zwischen denen in einer jeweiligen Übergangszone (9) der Querschnitt des Pressschuhs (6) geschwächt ist.
Schuhpresse nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite der Übergangszone (9) quer zur Bahnlaufrichtung (4) höchstens 50%, vorzugsweise maximal 20% der Breite eines der beiden benachbarten, steifen Abschnitte (8) beträgt.
Schuhpresse nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt des Pressschuhs (6) um 20 bis 80%, vorzugsweise um 50 bis 75% geschwächt ist.
Schuhpresse nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Pressschuh (6) einstückig ausgeführt ist und vorzugsweise aus einer Aluminiumlegierung besteht.
Schuhpresse nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwächungen des Querschnitts des Pressschuhs (6) als Aussparungen, vorzugsweise auf der vom Pressspalt (5) wegweisenden Seite ausgebildet sind.
Schuhpresse nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussparungen als in Bahnlaufrichtung (4) verlaufende Nuten ausgebildet sind.
Schuhpresse nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Pressschuh (6) quer zur Bahnlaufrichtung (4) einen U-förmigen Querschnitt aufweist und zumindest die beiden Schenkel Querschnittschwächungen besitzen.
Schuhpresse nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Pressschuh (6) quer zur Bahnlaufrichtung (4) einen L-förmigen Querschnitt aufweist und zumindest der vom Pressspalt (5) wegweisende Schenkel Querschnittschwächungen besitzt.
Schuhpresse nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anpresseinheit (7) von wenigstens einer quer zur Bahnlaufrichtung (4) verlaufenden Reihe von Anpresselementen, insbesondere hydraulischen Kolben-Zylinder-Presseinheiten (11) gebildet wird.
Schuhpresse nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anpresseinheit (7) von mehreren, vorzugsweise zwei quer zur Bahnlaufrichtung (4) verlaufenden und in Bahnlaufrichtung (4) hintereinander angeordneten Reihen von Anpresselementen (11), insbesondere hydraulischen Kolben-Zylinder-Presseinheiten gebildet wird.
Schuhpresse nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich des Pressschuhs (6) mit Übergangszonen (9) die Anzahl der Übergangszonen (9) größer als die Anzahl der Anpresselemente (11) einer Reihe ist.
Schuhpresse nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Pressschuh (6) einen Anschlag (12) für eine Hubbegrenzung besitzt.
Schuhpresse nach einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Pressschuh (6) und den Anpresselementen (11) wenigstens einer Reihe eine durchgehende Platte (13), vorzugsweise aus Stahl angeordnet ist.
Schuhpresse nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass neben der Faserstoffbahn (1) zusätzlich wenigstens ein wasseraufnehmendes Entwässerungsband (15) durch den Pressspalt (5) geführt ist.
Schuhpresse nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schuhpresseinheit (2) durch eine Schuhpresswalze gebildet ist.
Schuhpresse nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gegenfläche (3) durch eine Walze, vorzugsweise einen Trockenzylinder, insbesondere einen Yankeezylinder gebildet ist und der Pressschuh (6) eine konkave Pressfläche aufweist.
Schuhpresse nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gegenfläche (3) durch einen Yankeezylinder gebildet ist, dessen Durchmesser größer als 2,5 m, insbesondere größer als 3 m und vorzugsweise größer als 4,5 m ist.