DE19515832C1 - Schuhpreßwalze für eine Papiermaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schuhpreßwalze für eine Papier­ maschine, die mit einer Gegenwalze einen Preßspalt bildet, durch den ein über die Schuhpreßwalze geführter Preßmantel zusammen mit einer Papierbahn umläuft, wobei die Schuhpreßwalze einen Preßschuh umfaßt, der über mindestens ein Hydraulikelement gegen die Gegenwalze anpreßbar ist, wobei das mindestens eine Hydrau­ likelement als Zylinder-/Kolbeneinheit zwischen einem stationären Tragkörper und dem Preßschuh ausgebildet ist und eine erste, mit Hydraulikdruck beaufschlagbare Kammer umfaßt, die über einen Durchlaß mit einer zweiten, zum Preßschuh hin offenen Druckkammer in Verbindung steht, die randseitig mit einer Dichtfläche am Preßschuh anliegt.

Eine Schuhpreßwalze dieser Art ist aus der DE 43 19 323 A1 bekannt.

Bei der bekannten Schuhpreßwalze ist der Preßschuh durch eine hydraulische Anpreßeinheit gegen eine Gegenwalze anpreßbar, wobei sich die hydraulische Anpreßeinheit im wesentlichen in Längsrichtung des Preßschuhs erstreckt. Innerhalb der hydrauli­ schen Anpreßeinheit ist eine Mehrzahl von hydraulischen Anpreß- bzw. Entlastungseinheiten angeordnet, um entlang der Längs­ erstreckung des Preßschuhs eine Dosierung der Preßkraft zu ermöglichen. Die Anpreß- bzw. Entlastungseinheiten umfassen jeweils einen Hydraulikkolben, der in einer zylindrischen Ausnehmung des Tragkörpers mittels eines Dichtringes axial verschiebbar und um einen gewissen Grad verkippbar geführt ist. Der Hydraulikkolben liegt mittels einer ringförmigen Dichtfläche an der Unterseite des Preßschuhs an. Da während des Betriebes der Preßschuh z. B. infolge von wärmebedingten Längenänderungen oder Laständerungen gegenüber dem Tragkörper um einen gewissen Betrag verkippt werden kann, wird bei der bekannten Ausführung der Kolben durch eine Spiralfeder gegen die Unterseite des Preßschuhs angepreßt, um zu vermeiden, daß Hydraulikmittel aus der Hydraulikkammer seitlich zwischen der Dichtfläche und dem Preßschuh bei Verkippung austreten. Bei der bekannten Ausführung ist ferner der Kolben durch eine Kette, die am Tragkörper befestigt ist, gegen ein Entweichen bei der Montage gesichert. Diese Kette ist mittels eines Bolzens an einem durchgehenden Radialsteg des Kolbens gesichert, durch den die Druckkammer nach oben, in Richtung zum Preßschuh hin, begrenzt ist.

Um eine vollständige Übertragung des hydraulischen Druckes aus der Druckkammer an die Unterseite des Preßschuhs zu gewährleisten und um die Bildung eines Luftpolsters zu verhindern, ist in dem Radialsteg eine große Bohrung vorgesehen, so daß die oberhalb der Druckkammer gebildete zweite, zum Preßschuh offene Druck­ kammer vollständig mit der ersten Druckkammer kommuniziert und der Hydraulikdruck unmittelbar auf die Unterseite des Preßschuhs übertragen wird.

Als nachteilig bei der bekannten Anordnung hat sich der relativ komplizierte Aufbau und die relativ komplizierte Montage infolge der Spiralfeder und der Sicherungskette erwiesen.

Die Aufgabe der Erfindung besteht demnach darin, eine Schuhpreß­ walze der eingangs genannten Art derart zu verbessern, daß Aufbau und Montage auf möglichst einfache und kostengünstige Weise durchführbar sind.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß der Durchlaß zwischen den beiden Druckkammern als Drosselstelle ausgebildet ist.

Auf diese Weise wird die Aufgabe der Erfindung vollständig gelöst, da so auf den Einbau einer Spiralfeder und eines entsprechenden Sicherungselementes verzichtet werden kann, da die Drosselstelle derart dimensioniert werden kann, daß bei an der Dichtfläche anliegendem Preßschuh im wesentlichen der gleiche Druck in beiden Druckkammern herrscht. Dies hat zur Folge, daß im Normalbetrieb, wenn der Kolben mit seiner Dicht­ fläche unmittelbar am Preßschuh anliegt, der Hydraulikdruck vollständig auf den Preßschuh übertragen wird. Sollte sich jedoch der Preßschuh beim Betrieb um eine gewissen Grad verkippen, so kann aus der zweiten Druckkammer seitlich Hydrauliköl zwischen dem Preßschuh und der Dichtfläche austreten. Infolge der Drossel­ wirkung im Durchlaß wird jedoch das Nachfließen von Hydraulik­ flüssigkeit aus der ersten Druckkammer stark eingeschränkt, so daß der Druck in der zweiten Druckkammer sofort stark abfällt und nur geringe Mengen an Hydraulikflüssigkeit seitlich zwischen dem Preßschuh und der Dichtfläche austreten können. Somit läßt der Druck jenseits des Durchlasses nach, so daß sich der Preßschuh infolge des höheren Druckes diesseits des Durchlasses wieder an die Dichtfläche der zweiten Druckkammer anlegt.

Zwar ist es bei sogenannten Durchbiegungseinstellwalzen nach dem Prinzip des hydrostatischen Lagers grundsätzlich bekannt, Drucktaschen zur Abstützung eines umlaufenden hydrostatisch gestützten Metallmantels über Drosselstellen mit Druck zu versorgen, jedoch wird durch diese Tatsache die Erfindung nicht nahegelegt, da es sich hierbei um eine gänzlich andere Aufgabe handelt, nämlich statt einer Positionierhilfe nur beim Anfahren ist eine Dauerversorgung eines hydrostatischen Schmierspaltes mit Schmieröl das Ziel neben einer Einstellung der Durchbiegungs­ kurve durch eine Anpassung des Druckes.

Erfindungsgemäß ist dagegen die Drosselstelle zur hydraulischen Stützung des Preßschuhs vorgesehen, wobei der Durchfluß durch die Drosselstelle beim Betrieb praktisch Null ist.

Es versteht sich, daß in zweckmäßiger Weiterbildung der Erfindung in der Dichtfläche ein oder mehrere Dichtringe zur Abdichtung gegen den Preßschuh eingelegt sein können.

Grundsätzlich ist es möglich, einen Zylinder der Zylinder-/ Kolbeneinheit zwischen dem Preßschuh und dem Tragkörper anzu­ ordnen und den zugeordneten Kolben im Tragkörper vorzusehen.

Es ist erfindungsgemäß jedoch bevorzugt, daß die Zylinder-/ Kolbeneinheit eine Ausnehmung am Tragkörper umfaßt, in der ein Kolben mittels einer Dichtung axial verschieblich und verkippbar geführt ist.

Auf diese Weise ergibt sich eine besonders einfache Konstruktion.

Infolge der selbstregulierenden Anlage des Preßschuhs an der Zylinder-/Kolbeneinheit kann erfindungsgemäß auf zusätzliche Anpreßelemente wie Schraubenfedern und dergleichen verzichtet werden, so daß sich mit der erfindungsgemäßen Ausführung eine deutlich vereinfachte Erstellung und Montage ergibt.

Gemäß einer weiteren Ausführung der Erfindung ist die erste Druckkammer des Kolbens gegenüber der zweiten Druckkammer durch eine lose Scheibe abgeschlossen, die unter Wirkung des Hydraulik­ druckes in der ersten Druckkammer an einem Vorsprung des Kolbens anliegt. Diese Scheibe, die ähnlich wie ein Ventilteller ausgebildet ist, kann bei plötzlicher Druckentlastung von dem Vorsprung des Kolbens, der vorzugsweise als Ringsteg ausgebildet ist, abheben, so daß etwaige komprimierte Luft aus der oberen Druckkammer über dem vergrößerten Entlastungsquerschnitt am Umfang der Scheibe entweichen kann.

Es versteht sich, daß die vorstehend genannten und die nach­ folgend noch zu erläuternden Merkmale der Erfindung nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in Allein­ stellung oder in anderen Kombinationen verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungs­ beispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung.

Darin zeigen:

Fig. 1 eine skizzenhafte Darstellung der Verhältnisse an einem Preßspalt einer Schuhpresse;

Fig. 2 einen vergrößerten Schnitt durch eine erfindungsgemäße Schuhpreßwalze im Bereich des Preßschuhs und einer Zylinder-/Kolbeneinheit;

Fig. 3 eine gegenüber Fig. 2 abgewandelte Ausführung der Erfindung und

Fig. 4 eine Aufsicht der Scheibe gemäß Fig. 3.

In Fig. 1 ist eine Schuhpresse schematisch im Bereich des Preßspaltes 14 skizziert, die eine Schuhpreßwalze 10 mit einem Preßschuh 16 umfaßt, der eine Gegenwalze 12 zugeordnet ist. Durch den Preßspalt 14 ist in bekannter Weise ein Preßmantel 18 über den Preßschuh 16 geführt, der auf einem hydrodynamischen Schmierkeil weitgehend reibungsfrei über dem Preßschuh 16 umläuft. Durch den Preßspalt 14 ist ferner eine zu entwässernde Papierbahn 22 in der Regel zusammen mit mindestens einer Filzbahn 20 geführt.

Der Preßschuh 16 ist mittels einer Mehrzahl von Hydraulik­ elementen gegen die Gegenwalze 12 anpreßbar, die sich auf einem darunterliegenden stationären Tragkörper 24 gemäß Fig. 2 abstützen. Jedes Hydraulikelement ist als Zylinder-/Kolbeneinheit 26 ausgeführt, die eine zylinderförmige Ausnehmung 48 im Tragkörper 24 umfaßt, in der ein Kolben 40 geführt ist.

Der Kolben 40 weist an seinem unteren, der zylinderförmigen Ausnehmung 48 zugewandten Ende einen Außenbund 42 auf, innerhalb dessen eine Ringnut 44 vorgesehen ist, in der eine Dichtung 46 in Form eines Dichtrings vorgesehen ist. Der Kolben 40 ist mit der Dichtung 46 an der Innenfläche 50 der zylinderförmigen Ausnehmung 48 axial verschieblich und um einen gewissen Betrag verkippbar geführt.

Der Kolben 40 liegt an seinem dem Preßschuh 16 zugewandten Ende mit einer ringförmigen Dichtfläche 36 an einer ebenen Anlage­ fläche 17 des Preßschuhs 16 an. Innerhalb der ringförmigen Dichtfläche 36 ist eine Ringnut 38 vorgesehen, in der ein Dichtring 34 gehalten ist.

Zwischen dem Kolben 40, der zylinderförmigen Ausnehmung 48 und dem Preßschuh 16 sind zwei Druckkammern gebildet, nämlich eine erste Druckkammer 28 zwischen der zylinderförmigen Ausnehmung 48 und dem Kolben 40, die gegenüber einer zweiten Druckkammer 30 zwischen dem Kolben 40 und dem Preßschuh 16 durch einen radialen Steg 54 getrennt ist, der einen Kolbenboden bildet.

Innerhalb des radialen Steges 54 ist eine dünne Drosselstelle 32 vorgesehen, durch die eine Verbindung zwischen der ersten Druckkammer 28 und der zweiten Druckkammer 30 gebildet ist.

Der Durchmesser der Drosselstelle 32 ist so bemessen, daß bei annähernd statischen Verhältnissen, wenn der Preßschuh 16 mit seiner ebenen Anlagefläche 17 vollständig an der Dichtfläche 36 des Kolbens 40 anliegt, in der zweiten Druckkammer 30 der gleiche Druck wie in der ersten Druckkammer 28 herrscht, so daß der über einen Hydraulikkanal 52 in die erste Druckkammer 28 übertragene Hydraulikdruck unmittelbar über die zweite Druck­ kammer 30 auf den Preßschuh 16 übertragen wird. Wird nur eine Drosselstelle verwendet, so beträgt der Durchmesser höchstens etwa 5 mm, vorzugsweise etwa 1 bis 4 mm. Werden mehrere Drossel­ stellen verwendet, so ist der Durchmesser entsprechend kleiner.

Sollte nun im Betrieb eine gewisse Verkippung des Preßschuhs 16 gegenüber dem Kolben 40 auftreten, so kann aus der zweiten Druckkammer 30 durch den dann zwischen der Anlagefläche 17 des Preßschuhs 16 und der Dichtfläche 36 des Kolbens 40 gebildeten Spalt seitlich Hydrauliköl austreten.

Infolge des geringen Durchmessers der Drosselstelle wird jedoch ein schnelles Nachfließen von Hydrauliköl aus der ersten Druckkammer 28 verhindert, so daß sich ein starker Druckabfall in der zweiten Druckkammer 30 ergibt und sich der Preßschuh 16 infolge des äußeren von der Gegenwalze ausgeübten Druckes wieder an den Kolben 40 anlegt. Infolge der nun wieder abge­ schlossenen zweiten Druckkammer 30 kann sich in der zweiten Druckkammer 30 wieder ein Hydraulikdruck aufbauen, der dem Hydraulikdruck in der ersten Druckkammer 28 entspricht.

Eine alternative Ausführung der Erfindung ist in den Fig. 3 und 4 dargestellt. Hierbei werden für gleiche Teile gleiche Bezugsziffern verwendet.

Der Kolben 40′ ist in Abwandlung von der zuvor beschriebenen Ausführung nach oben nicht durch einen Kolbenboden abgeschlossen, sondern lediglich durch eine lose Scheibe 64, die von der zentralen Drosselstelle 32′ durchsetzt ist. Diese Scheibe 64 ist ähnlich wie ein Ventilteller ausgebildet und liegt unter Druck an einem Ringsteg 56 des Kolbens 40′ an. Wie aus Fig. 4 näher zu ersehen ist, weist die Scheibe 64 in gleichmäßigen Winkelabständen von 90° vier äußere Vorsprünge 58 auf, mittels derer sie an der Innenfläche 60 des Kolbens 40′ zentriert ist.

Bei plötzlicher Druckentlastung kann die Scheibe 64 von dem Ringsteg 56 abheben, und seitlich gegebenenfalls in der Druck­ kammer 30 vorhandene komprimierte Luft kann sich so über den vergrößerten Entlastungsquerschnitt am Umfang der Scheibe 64 rasch entspannen.

Zusätzlich ist in Fig. 3 noch eine Feder 62 zum Anpressen des Kolbens 40′ an den Preßschuh 16 dargestellt. Eine derartige Feder kann zusätzlich vorgesehen sein, sofern eine vollständige Dichtheit der Zylinder-/Kolbeneinheit auch beim Anfahren gewünscht ist. Diese Feder ist jedoch wesentlich schwächer als bei herkömmlichen Hydraulikelementen ausgebildet, da sie vorzugsweise weniger als etwa 20% der Anpreßkraft auf den Preßschuh 16 überträgt.

Statt einer Drosselstelle können natürlich auch mehrere ent­ sprechend dimensionierte Drosselstellen vorgesehen sein.

Es versteht sich, daß im Tragkörper 24 auch ein Einsatz einge­ setzt sein kann, in dem die zylinderförmige Ausnehmung 48 gebildet sein kann, in der der Kolben mit seiner Dichtung geführt ist.

Es versteht sich ferner, daß die Ausnehmung 48 nicht zylinder­ förmig ausgebildet sein muß, sondern auch einen rechteckigen oder anders geformten Querschnitt aufweisen kann.

Claims (7)

1. Schuhpreßwalze für eine Papiermaschine, die mit einer Gegenwalze (12) einen Preßspalt (14) bildet, durch den ein über die Schuhpreßwalze (10) geführter Preßmantel (18) zusammen mit einer Papierbahn (22) umläuft, wobei die Schuhpreßwalze (10) einen Preßschuh (16) umfaßt, der über mindestens ein Hydraulikelement gegen die Gegenwalze (12) anpreßbar ist, wobei das mindestens eine Hydraulikelement als Zylinder-/Kolbeneinheit (26, 26′) zwischen einem stationären Tragkörper (24) und dem Preßschuh (16) ausge­ bildet ist und eine erste, mit Hydraulikdruck beaufschlag­ bare Druckkammer (28) umfaßt, die über einen Durchlaß mit einer zweiten, zum Preßschuh (16) hin offenen Druckkammer (30) in Verbindung steht, die randseitig mit einer Dicht­ fläche (36) Preßschuh (16) anliegt, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Durchlaß als Drosselstelle (32, 32′) ausgebildet ist.

2. Schuhpreßwalze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drosselstelle (32, 32′) derart dimensioniert ist, daß bei an der Dichtfläche (36) anliegendem Preßschuh (16) im wesentlichen der gleiche Druck in beiden Druckkammern (28, 30) herrscht, und daß bei gegenüber der Dichtfläche (36) verkipptem Preßschuh (16) der Druck in der zweiten Druckkammer (30) stark abfällt, um eine Rückstellung des Preßschuhs (16) an die Dichtfläche (37) zu unterstützen und um ein Austreten von Hydraulikmittel zwischen Dicht­ fläche (37) und Preßschuh (16) zu minimieren.

3. Schuhpreßwalze nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der Dichtfläche (36) Dichtring (34) zur Abdich­ tung gegen den Preßschuh (16) eingelegt ist.

4. Schuhpreßwalze nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Zylinder-/Kolbeneinheit (26, 26′) eine Ausnehmung (48) am Tragkörper umfaßt, in der ein Kolben (40) mittels einer Dichtung (46) axial verschieblich und verkippbar geführt ist.

5. Schuhpreßwalze nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung (46) als Radialdichtring ausgebildet ist, der an der Innenfläche (50) der zylinderförmigen Ausdehnung (48) geführt ist.

6. Schuhpreßwalze nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Drosselstelle (32, 32′) einen Durchmesser von höchstens 5 mm aufweist.

7. Schuhpreßwalze nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Druckkammer (28) des Kolbens (40′) gegenüber der zweiten Druckkammer (30) durch eine lose Scheibe (64) abgeschlossen ist, die unter Wirkung des Hydraulikdrucks in der ersten Druckkammer (28) an einem Vorsprung (56) des Kolbens (40′) anliegt.