DE19909739A1

DE19909739A1 - Pressenanordnung sowie Preßband für eine solche Pressenanordnung

Info

Publication number: DE19909739A1
Application number: DE19909739A
Authority: DE
Inventors: Uwe Riedel; Robert Wolf
Original assignee: Voith Sulzer Papiertechnik Patent GmbH
Current assignee: Voith Patent GmbH
Priority date: 1999-02-10
Filing date: 1999-03-05
Publication date: 2000-08-17

Abstract

Eine Pressenanordnung zur Behandlung einer Materialbahn wie insbesondere einer Papier- oder Kartonbahn umfaßt wenigstens eine Schuhpreßeinheit, die ein umlaufendes flexibles Preßband aufweist und mit einer bombierten Gegenwalze einen Preßspalt bildet, durch den die Materialbahn hindurchgeführt ist. Das Preßband kann mit einer in Umfangsrichtung wirkenden Umfangsverstärkung versehen sein. Die Bombierungen des flexiblen Preßbandes und seiner Umfangsverstärkung sind so gewählt, daß die Umfangsverstärkung an jedem Punkt über die Maschinenbreite dieselbe Umlaufzeit besitzt, so daß Verspannungen des Preßmantels vermieden werden.

Description

Die Erfindung betrifft eine Pressenanordnung zur Behandlung einer Ma terialbahn wie insbesondere einer Papier- oder Kartonbahn, mit wenig stens einer Schuhpreßeinheit, die ein umlaufendes flexibles Preßband aufweist und mit einer bombierten Gegenwalze einen Preßspalt bildet, durch den die Materialbahn hindurchgeführt ist. Das Preßband kann ins besondere mit einer in Umfangsrichtung wirkenden Umfangsverstärkung versehen sein. Die Erfindung betrifft ferner ein Preßband gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 15.

Im Vergleich zur Gegenwalze ist der Preßmantel von Schuhpressen als das empfindlichere Gebilde einzustufen. Um ihn beim Lauf durch den Preßnip oder -spalt möglichst wenig zu verzerren, wird die Gegenwalze des Preß mantels nicht oder nur sehr wenig bombiert. In sogenannten DuoCentri- NipcoFlex™-Pressen muß deshalb die Saugpreßwalze so stark bombiert werden, daß im zweiten und ersten Nip unharmonische Bombierungsver teilungen entstehen.

Preßmäntel von Schuhpreßwalzen, die eine bombierte Gegenwalze besit zen, werden derzeit entweder gar nicht bombiert oder mit einer Bombie rung versehen, die dasselbe Vorzeichen wie die Bombierung der Gegen walze besitzt. Von Nachteil ist hierbei, daß Verspannungen im Preßmantel nicht verringert, sondern vergrößert werden. Diese Verspannungen brin gen Schubverformungen und -spannungen im Preßspalt mit sich. Über dies kann nicht ausgeschlossen werden, daß es beim Überschreiten der Stabilitätsgrenze zu einem Ausbeulen und sogar zur Zerstörung des Preßmantels kommen kann.

Ziel der Erfindung ist es, eine verbesserte Pressenanordnung sowie ein verbessertes Preßband der eingangs genannten Art zu schaffen, bei denen die zuvor genannten Probleme beseitigt sind. So sollen insbesondere har monische Abrollverhältnisse in den ersten beiden Preßspalten bei gleich zeitig geringer Verzerrung des Preßbandes bzw. -mantels erreicht werden. Die Verspannungen in den Preßbändern von Schuhpreßeinheiten, denen eine bombierte Gegenwalze zugeordnet ist, sollen vermieden oder zumin dest verringert werden.

Bezüglich der Pressenanordnung wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das flexible Preßband der Schuhpreßeinheit eine zur Bombierung der Gegenwalze komplementäre Bombierung besitzt.

Aufgrund dieser Ausbildung wird in dem betreffenden Schuhpreßnip oder -spalt eine Nipkinematik geschaffen, die einen verspannungs- und schub- kraftfreien Durchlauf des Preßbandes durch den Spalt mit sich bringt. Der den bisherigen Pressenanordnungen anhaftende Nachteil einer großen Bombierung der Saugpreßwalze und einer unharmonischen Bombie rungsverteilung im zweiten und ersten Nip kann damit vermieden werden.

Eine bevorzugte praktische Ausführungsform der erfindungsgemäßen Pressenanordnung zeichnet sich dadurch aus, daß die Gegenwalze positiv bombiert ist und das flexible Preßband der Schuhpreßeinheit eine zur po sitiven Bombierung der Gegenwalze komplementäre negative Bombierung besitzt.

Von Vorteil ist zudem, wenn das bombierte Preßband der Schuhpreßein heit eine offene Oberfläche mit über die Pressenbreite gleichmäßigem Wasserspeichervermögen besitzt.

Dabei kann die nicht zylindrische Oberfläche des bombierten Preßbandes z. B. mit Blindbohrungen und/oder Rillen versehen sein, die eine in bezug auf die nicht zylindrische Oberfläche gleiche Tiefe besitzen.

Alternativ oder zusätzlich kann die Oberfläche des bombierten Preßbandes z. B. mit Blindbohrungen und/oder Rillen versehen sein, die zumindest teilweise eine unterschiedliche Tiefe besitzen. In diesem Fall sind die Form, die Abmessungen, die Muster und/oder die Teilung der Blindboh rungen bzw. Rillen zur Erzielung eines gleichmäßigen Wasserspeicherver mögens entsprechend auf die unterschiedlichen Tiefen abgestimmt.

Damit ist trotz der Preßbandbombierung gleichzeitig auch ein gleichmäßi ges Wasserspeichervermögen innerhalb der Preßbreite gewährleistet.

Bei einer bevorzugten praktischen Ausführungsform ist als Schuhpreßein heit eine Schuhpreßwalze vorgesehen, der das flexible Preßband als flexi bler Preßmantel dient.

Bezüglich der Pressenanordnung wird die zuvor genannte Aufgabe ferner dadurch gelöst, daß die Bombierungen des flexiblen Preßbandes und sei ner Umfangsverstärkung so gewählt sind, daß sie die folgende Bedingung erfüllen:

wobei
x Koordinate, die in Maschinenquerrichtung verläuft,
b_M(x) Bombierung des Preßbandes im Durchmesser an der Stelle x,
b_U(x) Bombierung der Umfangsverstärkung im Durchmesser an der Stelle x,
b_W(x) Bombierung der Gegenwalze im Durchmesser an der Stelle x,
R_WR Außenradius der Gegenwalze am Rand,
R_MR Außenradius des Preßbandes am Rand, und
R_UR Radius der Umfangsverstärkung am Rand.

Aufgrund dieser Ausbildung wird erreicht, daß die Umfangsverstärkung an jedem Punkt über die Maschinenbreite dieselbe Umlaufzeit besitzt, so daß Verspannungen des Preßbandes vermieden werden.

Die Umfangsverstärkung im Preßband kann beispielsweise so ausgeführt sein, daß sie über die Maschinenbreite einen leicht unterschiedlichen Durchmesser und Umfang besitzt.

Bezüglich des Preßbandes wird die Aufgabe durch die im Kennzeichen des Anspruchs 15 angegebenen Merkmale gelöst. Durch die entsprechende Ausbildung wird wieder erreicht, daß die Umfangsverstärkung an jedem Punkt über die Maschinenbreite dieselbe Umlaufzeit besitzt, so daß Ver spannungen des Preßbandes vermieden werden.

Das Preßband kann insbesondere wieder als flexibler Preßmantel einer Schuhpreßwalze vorgesehen sein.

In den Unteransprüchen sind weitere vorteilhafte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Pressenanordnungen sowie des erfindungsgemäßen Preßbandes angegeben.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels un ter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert; in dieser zeigen:

Fig. 1 eine lediglich der Definition der Bombierungshöhe und der Bombierungskurve dienende schematische Teildar stellung einer herkömmlichen Pressenanordnung mit einer Schuhpreßwalze (es ist nur der Preßmantel darge stellt) und einer Gegenwalze, wobei der Preßmantel der Schuhpreßwalze eine der der Gegenwalze entsprechende Bombierung besitzt,

Fig. 2 eine schematische Teildarstellung der Pressenanord nung gemäß Fig. 1 während des Pressenbetriebs,

Fig. 3 einen schematischen Querschnitt durch einen Preß mantel und eine Gegenwalze an der Stelle x zur Erläute rung der bei einer erfindungsgemäßen Pressenanord nung zu erfüllenden Voraussetzungen,

Fig. 4 eine schematische Teildarstellung einer erindungsge mäßen Pressenanordnung während des Pressenbetriebs mit einer positiv bombierten Gegenwalze und einer Schuhpreßwalze, deren Preßmantel erfindungsgemäß mit einer zur positiven Bombierung der Gegenwalze komplementären negativen Bombierung versehen ist, und

Fig. 5 eine weitere der Definition von Bombierungen dienende schematische Teildarstellung eines Preßmantels sowie einer Gegenwalze.

Der Grund für das Bombieren von Preßwalzen ergibt sich aus dem folgen den:

Auf jede Preßwalze wirken mehrere Lasten ein. Die Linienkräfte in den Preßnips und das Eigengewicht der Walze sind stets vorhanden. Bei einer filzumschlungenen Walze kommt die Wirkung des Filzzugs hinzu, bei ei ner Saugpreßwalze die des Unterdrucks. Infolge dieser Lasten verformt ich jede Preßwalze elastisch.

Würden alle Walzen einer Presse zylindrisch geschliffen, so würden sie wegen der von diesen Lasten herrührenden Verformungen in den Nips nicht zusammenpassen, und sie könnten keine über die Breite gleichmä ßige Pressung auf die Papierbahn ausüben. Deshalb werden Preßwalzen in der Regel bombiert, d. h. mit einem über die Preßlänge ungleichen Durchmesser ausgeführt. Die innerhalb der Preßlänge größte Abweichung des Walzendurchmessers vom Durchmesser am Walzenrand wird als Bombierungshöhe bezeichnet, der Verlauf dieser Abweichung über die Preßlänge als Bombierungskurve.

Bezüglich der Verteilung einer erforderlichen Bombierungssumme sei zu nächst ein Preßnip betrachtet, der von zwei Rohrwalzen gebildet wird. Hier ergibt sich die erforderliche Summe der Bombierungen der Walzen aus der Forderung, daß sie die Summe der Verformungen der Walze im Nip kom pensiert. Die Verteilung der erforderlichen Bombierungssumme auf die beiden, Walzen ist dadurch nicht festgelegt und kann unter Berücksichti gung weiterer Ziele gewählt werden. Dabei kann z. B. gefordert sein, daß beide Walzen an jeder Stelle innerhalb der Preßlänge dieselbe Umfangsge schwindigkeit besitzen, damit im Nip keine Relativgeschwindigkeit zwi schen den Walzenoberflächen in Umfangsrichtung auftritt. Diese Forde rung läßt sich durch die folgende Gleichung ausdrücken:

Ω_W1 (R_W1 + ½ b_W1(x)) = Ω_W2 (R_W2 + ½ b_W2(x)) (1)

Darin bedeuten:
R_W1, R_W2 = Radius der Walze 1 bzw. 2 am Rand
b_W1(x), b_W2(x) = Bombierungskurve der Walze 1 bzw. 2, durchmesserbe zogen
Ω_W1, Ω_W2 = Winkelgeschwindigkeit der Walze 1 bzw. 2

An den Walzenrändern sind die Werte der Bombierungskurve vereinba rungsgemäß null. Die Forderung (1) lautet dort also:

Ω_W1 R_W1 = Ω_W2 R_W2 oder Ω_W2 = Ω_W1 R_W1/R_W2 (2)

Setzt man (2) in (1) ein, so ergibt sich:

Ω_W1 (R_W1 + ½ b_W1(x)) = Ω_W1 (R_W1/R_W2)(R_W2 + ½ b_W2(x)) (3)

Durch Umformen erhält man aus dieser Beziehung:

b_W1(x)/R_W1 = b_W2(x)/R_W2 (4)

Die erhaltene Gleichung (4) bedeutet, daß beide Rohrwalzen dieselbe Form der Bombierungskurve besitzen müssen und daß das Verhältnis der Bombierungshöhe zum (Rand-)Radius der beiden Walzen gleich sein muß. Eine solche Bombierungsverteilung wird häufig als "harmonisch" bezeich net. Abweichungen von einer harmonischen Bombierungsverteilung füh ren im Nip zu Relativgeschwindigkeiten zwischen den Walzenoberflächen in Umfangsrichtung und deshalb zu Schubbeanspruchungen von Filz und Papierbahn. Eine Gefahr für die Rohrwalzen selbst bedeutet dies jedoch nicht.

Wird ein Preßnip aus einer Rohrwalze und einer Schuhpreßwalze (z. B. ei ner NipcoFlex™-Walze) gebildet, so liegen völlig andere Verhältnisse vor. Dabei sind die folgenden Unterschiede zwischen Preßmänteln und Rohr walzen hinsichtlich der Bombierung von besonderer Bedeutung:

Jeder Querschnitt einer Rohrwalze ist praktisch ein starrer Kreisring. Der Einfluß der Schalenbiegung ist für diese Betrachtungen vernachlässigbar klein. Die Bewegung des Kreisringes ist eine Rotation um die (ausgelenkte) Walzenachse mit einer bestimmten Winkelgeschwindigkeit. Deshalb besit zen alle Punkte der Walzenoberfläche eines Querschnitts dieselbe Um fangsgeschwindigkeit. Von Querschnitt zu Querschnitt treten nur dann Unterschiede in der Umfangsgeschwindigkeit auf, wenn sich der Durch messer innerhalb der Preßlänge ändert. Die Winkelgeschwindigkeit ist ja für alle Rohrquerschnitte gleich.

Alle in der Praxis verwendeten Preßmäntel bestehen aus PU und einer Verstärkung. Die Verstärkung besteht aus einzeln eingebetteten Längs- und Umfangsfäden (z. B. QualiFlex™) oder einem eingearbeiteten Gewebe. Für die in Umfangsrichtung wirksame Verstärkung wird im folgenden der Oberbegriff Umfangsverstärkung verwendet. Sie ist wesentlich dehnsteifer als das umgebende PU und wird bei einer Biegebeanspruchung des Man tels praktisch nicht gedehnt oder gestaucht. Deshalb besitzt sie innerhalb desselben Querschnitts eine konstante Geschwindigkeit.

Die Form des eingebauten Preßmantels ist weit von einem Kreisring ent fernt. Er schmiegt sich ja im Bereich des Schuhs funktionsbedingt an die Gegenwalze an. Deshalb ändert der Preßmantel seine Form beim Eintritt in die Preßzone von konvex zu konkav. Falls der Preßmantel über der Umfangsverstärkung eine PU-Schicht besitzt, wird diese in Umfangsrich tung gestaucht, und sie verringert ihre Umfangsgeschwindigkeit an der Oberfläche. Diese ist dann auch innerhalb desselben Querschnitts nicht konstant.

Angesichts dieser Unterschiede darf die zuvor für ein Rohrwalzenpaar her geleitete Formel für eine harmonische Bombierungsverteilung nicht auf ein durch eine Rohrwalze und eine Schuhwalze gebildetes Paar angewen det werden.

Für die erforderliche Bombierung von Preßmänteln von Schuhpreßwalzen gilt folgendes:
Zur Erzielung einer innerhalb der Preßlänge gleichmäßigen Pressung im Nip zwischen einer Rohrwalze und einer Schuhpreßwalze sind eigentlich gar keine Bombierungen auf dem Preßmantel oder der Rohrwalze nötig, da sich der Druckschuh und der Preßmantel problemlos auch an eine ver formte Gegenwalze anpassen.

Wenn die Gegenwalze jedoch mit einer weiteren Rohrwalze einen zweiten Nip bildet (z. B. in einer sogenannten DuoCentri-NipcoFlex-Presse™), kann infolge des zweiten Nips eine Bombierung der Gegenwalze der Schuhpreß walze erforderlich sein. In einem solchen Fall stellt sich die Frage, wie der Preßmantel der Schuhpreßwalze bombiert werden soll.

Wenn die Gegenwalze dem Preßmantel der Schuhpreßwalze an verschie denen Stellen der Papierbahnbreite verschiedene Umlaufgeschwindigkei ten aufzwingen will, entstehen im Mantel Verspannungen. Zu solchen Verspannungen kann es insbesondere bei den in den Fig. 1 und 2 dargestellten Anordnungen kommen. Hier besitzt der mit einer Umfangs verstärkung 10' versehene Preßmantel 12' der Schuhpreßwalze 14' (dargestellt ist nur der Preßmantel) nämlich eine der der Gegenwalze 16' entsprechende positive Bombierung (siehe insbesondere den in der Fig. 1a dargestellten unverformten, unmittelbar nach der Fertigung erhaltenen Preßmantel).

Bei der in den Fig. 1 und 2 dargestellten herkömmlichen Pressenan ordnung versucht die durch eine Rohrwalze gebildete Gegenwalze 16' der die Umfangsverstärkung 10' umfassenden Mantelverstärkung innerhalb der Preßlänge unterschiedliche Umlaufgeschwindigkeiten aufzuprägen. Dies kann jedoch nur kurze Zeit gelingen, da sich hierbei eine zunehmen de Verspannung im Mantel aufbaut. Mit dieser treten Schubverformungen und -spannungen in den zwischen Mantelverstärkung und Walze befindli chen Schichten (PU, Filz, Papier) auf, die im Nip in Laufrichtung zuneh men. In dem sich nach kurzer Zeit einstellenden Beharrungszustand sind die Schubverformungen im Nip gerade so groß, daß sie die Wirkung des Bombierungsfehlers ausgleichen.

Die Schubverformungen und -spannungen sind um so größer, je größer die Abweichung der Mantelbombierung von der erforderlichen Boinbierung ist. Es liegt auf der Hand, daß es beim Überschreiten der Stabilitätsgrenze zu einem Ausbeulen oder sogar zu einer Zerstörung des Preßmantels kommen kann.

Diese Schubverformungen und Verspannungen lassen sich vollständig vermeiden, wenn der Umfangsverstärkung des Preßmantels im Preßnip an jeder Stelle innerhalb der Preßlänge dieselbe Geschwindigkeit aufgezwun gen wird. Wie sich insbesondere anhand der Fig. 3 ergibt, ist dies genau dann der Fall, wenn die Bombierung eines betreffenden Preßmantels 12 das negative Abbild der Bombierung einer zugeordneten Gegenwalze 16 ist. Die Fig. 3 zeigt einen schematischen Querschnitt durch einen Preß mantel 12 und eine Gegenwalze 16 an der Stelle x. In der Preßzone läuft der Preßmantel 12 um, als sei er Bestandteil der Gegenwalze 16. Deshalb gilt:
Abstand R_F der Umfangsverstärkung 10 vom Mittelpunkt der Gegenwalze 16:

R_F(x) = R_W + b_W(x)/2 + b_M(x)/2 + t (5)

Geschwindigkeit v_F der Umfangsverstärkung 10:

v_F(X) = ΩR_F(X) = Ω{R_W + b_W(x)/2 + b_M(x)/2 + t} (6)

Für die erforderliche Bombierung des Preßmantels 12 gilt somit, daß für einen verspannungsfreien Lauf des Mantels die Geschwindigkeit v_F der Umfangsverstärkung 10 an allen Stellen x genauso groß sein muß wie am Rand:

v_F(x_Rand) = v_F(x) (7)

d. h.

Ω {R_W + b_W (x_Rand)/2 + b_M(x_Rand)/2 + t} = Ω {R_W + b_W(x)/2 + b_M (x)/2 + t} (8)

Da b_W(x_Rand) und b_M(x_Rand) definitionsgemäß null sind, folgt daraus:

b_M(x) = -b_W(x) (9)

Daraus ergibt sich, daß für eine möglichst umfassende Vermeidung von Schubverformungen und -spannungen die Bombierung des Preßmantels 12 soweit wie möglich dem negativen Abbild der Bombierung der Gegen walze 16 entsprechen muß. Diese Überlegungen sind bisher nicht berück sichtigt worden.

Fig. 4 zeigt nun in schematischer Teildarstellung eine erfindungsgemäße Pressenanordnung mit einer positiv bombierten Gegenwalze 16 und einer Schuhpreßwalze 14, deren wieder mit Umfangsfäden 10 versehener Preß mantel erfindungsgemäß mit einer zur Bombierung der Gegenwalze 16 komplementären negativen Bombierung versehen ist.

Mit dieser dem negativen Abbild der Walzenbombierung soweit wie mög lich angenäherten Bombierung des Preßmantels 12 werden die bisher auftretenden Verspannungen des Preßmantels auf ein Minimum reduziert. Es ist somit praktisch ausgeschlossen, daß es im Nip noch zu nennens werten Schubverformungen und -spannungen kommt und beim Über schreiten einer Stabilitätsgrenze ein Ausbeulen des Mantels auftritt oder dieser sogar zerstört wird.

Der bombierte Preßmantel 12 der Schuhpreßwalze 14 kann eine offene Oberfläche mit über die Pressenbreite gleichmäßigem Wasserspeicherver mögen besitzen. Dabei kann die nicht zylindrische Oberfläche des bom bierten Preßmantels 12 z. B. mit Blindbohrungen und/oder Rillen verse hen sein, die eine in bezug auf die nicht zylindrische Oberfläche gleiche Tiefe besitzen. Die Oberfläche des bombierten Preßmantels 12 kann aber auch mit Blindbohrungen und/oder Rillen versehen sein, die zumindest teilweise eine unterschiedliche Tiefe besitzen, wobei in diesem Fall die Form, die Abmessungen, die Muster und/oder die Teilung der Blindboh rungen bzw. Rillen zur Erzielung eines gleichmäßigen Wasserspeicherver mögens entsprechend auf die unterschiedlichen Tiefen abgestimmt sind.

Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel ist als Schuhpreßeinheit eine Schuhpreßwalze 14 vorgesehen, der das flexible Preßband als flexibler Preßmantel 12 dient. Grundsätzlich können jedoch auch andere Schuhpreßeinheiten mit einem entsprechend bombierten Preßband vorge sehen sein.

Im folgenden wird ein weiteres Ausführungsbeispiel für ein erfindungsge mäßes Preßband bzw. einen erfindungsgemäßen Preßmantel für bom bierte Gegenwalzen und für eine entsprechende erindungsgemäße Pres senanordnung beschreiben. Dazu wird zunächst auf die Fig. 5 Bezug ge nommen, die eine weitere der Definition von Bombierungen dienende schematische Teildarstellung eines mit einer Umfangsverstärkung 10 ver sehenen Preßmantels 12 sowie einer Gegenwalze 16 zeigt. Der Preßmantel 12 ist wieder im oberen Teil a) und die Gegenwalze 16 wieder im unteren Teil b) der Figur angedeutet.

Bei der Bemaßung des Preßmantels wurde davon ausgegangen, daß dieser nicht eingedrückt, sondern z. B. durch Innendruck in eine rotationssym metrische Form gebracht worden ist. Bezüglich der hier verwendeten Be griffe geltenden die folgenden Definitionen:

x Koordinate, die in Maschinenquerrichtung verläuft
x_R Koordinate des Walzenrandes
R_WR Außenradius der Gegenwalze am Rand
R_W(x) Außenradius der Gegenwalze an der Stelle x
b_W(x) Bombierung der Gegenwalze im Durchmesser an der Stelle x
R_MR Außenradius des Preßmantels am Rand
R_M(x) Außenradius des Preßmantels an der Stelle x
b_M(x) Bombierung des Preßmantels im Durchmesser an der Stelle x
R_UR Radius der Umfangsverstärkung am Rand
R_U(x) Radius der Umfangsverstärkung an der Stelle x
b_U(x) Bombierung der Umfangsverstärkung im Durchmesser an der Stelle x.

Die Bombierungen sind am Rand definitionsgemäß null:

b_W(x_R) = 0 (10)

b_M (x_R) = 0 (11)

b_U(x_R) = 0 (12)

Mit diesen Definitionen ergeben sich die folgenden Beziehungen:

R_W(x) = R_WR + ½ b_W(x) (13)

R_M(x) = R_MR + ½ b_M(x) (14)

R_U(x) = R_UR + ½ b_U(x) (15)

Erfindungsgemäß soll der Preßmantel 12 nun so ausgeführt werden, daß die Umfangsverstärkung 10 an jedem Punkt über die Maschinenbreite dieselbe Umlaufzeit besitzt, so daß Verspannungen des Mantels vermieden werden.

Dies wird erfindungsgemäß beispielsweise wie folgt erreicht:
Die Umlaufzeit T_U(x) der Umfangsverstärkung 10 an der Stelle x ergibt sich aus deren Umfang an der Stelle x und der dieser dort aufgezwunge nen Geschwindigkeit v_U(x):

Die aufgezwungene Geschwindigkeit v_U(x) der Umfangsverstärkung 10 er gibt sich aus der Winkelgeschwindigkeit Ω_W der Gegenwalze 16 und dem Abstand a(x), den die Umfangsverstärkung 10 im Nip von der Drehachse der Gegenwalze 16 aufweist:

v_U(x) = Ω_W.a(x) = Ω_W.(R_W(x) + R_M(x)-R_U(x)) (17)

Aus (16) folgt mit (17) die Umlaufzeit T_U(x) der Umfangsverstärkung 10 an der Stelle x:

Aus (18) folgt mit (13), (14) und (15)

Diese Umlaufzeit muß nun an jeder Stelle x dieselbe wie am Walzenrand sein:

T_U(x) = T_U(x_Rand) (20)

Setzt man (19) in (20) ein, so erhält man:

Die Gleichung (21) läßt sich wie folgt vereinfachen:

Die Gleichung (22) stellt nun die allgemeine Form der Bedingung dar, die die Bombierungen des Preßmantels 12 und seiner Umfangsverstärkung 10 erfüllen müssen, damit dem Preßmantel keine Verzerrungen aufgezwun gen werden. Dabei sind zwei Sonderfälle von besonderem Interesse:

Der erste Sonderfall ist die beim vorangehenden Ausführungsbeispiel ge gebene Situation, in der die Bombierung der Umfangsverstärkung 10 gleich null ist, d. h. b_U(x) = 0 gilt. Damit folgt aus (22):

b_M(x) = -b_W(x) (23)

In diesem Fall muß die Mantelbombierung also das negative Abbild der Walzenbombierung sein.

Der zweite Sonderfall ist der, daß der Preßmantel 12 außen zylindrisch ist, d. h. b_M(x) = 0 gilt. Damit folgt aus (22):

In diesem Fall muß die Bombierung der Umfangsverstärkung 10 also gleich der mit einem Abminderungsfaktor multiplizierten Bombierung der Gegenwalze sein.

Bezugszeichenliste

10

,

10

' Umfangsverbindung

12

,

12

' Preßmantel

14

,

14

' Schuhpreßwalze

16

,

16

' Gegenwalze
S', S Preßspalt

Claims

1. Pressenanordnung zur Behandlung einer Materialbahn wie insbe sondere einer Papier- oder Kartonbahn, mit wenigstens einer Schuhpreßeinheit (14), die ein umlaufendes flexibles Preßband (12) aufweist und mit einer bombierten Gegenwalze (16) einen Preßspalt (S) bildet, durch den die Materialbahn hindurchgeführt ist, dadurch gekennzeichnet, daß das flexible Preßband (12) der Schuhpreßeinheit (14) eine zur Bombierung der Gegenwalze (16) komplementäre Bombierung be sitzt.

2. Pressenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenwalze (16) positiv bombiert ist und das flexible Preß band (12) der Schuhpreßeinheit (14) eine zur positiven Bombierung der Gegenwalze (16) komplementäre negative Bombierung besitzt.

3. Pressenanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das bombierte Preßband (12) der Schuhpreßeinheit (14) eine offene Oberfläche mit über die Pressenbreite gleichmäßigem Was serspeichervermögen besitzt.

4. Pressenanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die nicht zylindrische Oberfläche des bombierten Preßbandes (12) mit Blindbohrungen und/oder Rillen versehen ist, die eine in Bezug auf die nicht zylindrische Oberfläche gleiche Tiefe besitzen.

5. Pressenanordnung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche des bombierten Preßbandes (12) mit Blindboh rungen und/oder Rillen versehen ist, die zumindest teilweise eine unterschiedliche Tiefe besitzen, und daß die Form, die Abmessun gen, die Muster und/oder die Teilung der Blindbohrungen bzw. Ril len zur Erzielung eines gleichmäßigen Wasserspeichervermögens entsprechend auf die unterschiedlichen Tiefen abgestimmt sind.

6. Pressenanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Schuhpreßeinheit eine Schuhpreßwalze (14) vorgesehen und das flexible Preßband durch einen flexiblen Preßmantel (12) gebildet ist.

7. Pressenanordnung zur Behandlung einer Materialbahn wie insbe sondere einer Papier- oder Kartonbahn, mit wenigstens einer Schuhpreßeinheit (14), die ein umlaufendes flexibles Preßband (12) aufweist und mit einer bombierten Gegenwalze (16) einen Preßspalt (S) bildet, durch den die Materialbahn hindurchgeführt ist, wobei das flexible Preßband (12) mit einer in Umfangsrichtung wirkenden Umfangsverstärkung (10) versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Bombierungen des flexiblen Preßbandes (12) und seiner Umfangsverstärkung (10) so gewählt sind, daß sie die folgende Be dingung erfüllen:
wobei
x Koordinate, die in Maschinenquerrichtung ver läuft,
b_M(x) Bombierung des Preßbandes im Durchmesser an der Stelle x,
b_U(x) Bombierung der Umfangsverstärkung im Durch messer an der Stelle x,
b_W(x) Bombierung der Gegenwalze im Durchmesser an der Stelle x
R_WR Außenradius der Gegenwalze am Rand,
R_MR Außenradius des Preßbandes am Rand, und
R_UR Radius der Umfangsverstärkung am Rand.

8. Pressenanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Bombierung b_U(x) der Umfangsverstärkung (10) gleich null ist, d. h. b_U(x) = 0 gilt, und daß die Bombierung b_M(x) des Preßban des (12) so gewählt ist, daß sie die folgende Bedingung erfüllt:
b_M(x) = -b_W(x).

9. Pressenanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenwalze (16) positiv bombiert ist und das flexible Preß band (12) der Schuhpreßeinheit (14) eine zur positiven Bombierung der Gegenwalze (16) komplementäre negative Bombierung besitzt.

10. Pressenanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Bombierung b_M(x) des Preßbandes (12) gleich null ist, d. h. b_M(x) = 0 gilt, und daß die Bombierung b_W(x) der Umfangsverstär kung (10) so gewählt ist, daß sie die folgende Bedingung erfüllt:

11. Pressenanordnung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Preßband (12) der Schuhpreßeinheit (14) eine offene Ober fläche mit über die Pressenbreite gleichmäßigem Wasserspeicher vermögen besitzt.

12. Pressenanordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Preßband (12) bombiert ist und daß dessen nicht zylindri sche Oberfläche mit Blindbohrungen und/oder Rillen versehen ist, die eine in Bezug auf die nicht zylindrische Oberfläche gleiche Tiefe besitzen.

13. Pressenanordnung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Preßband (12) bombiert ist und daß dessen Oberfläche mit Blindbohrungen und/oder Rillen versehen ist, die zumindest teil weise eine unterschiedliche Tiefe besitzen, und daß die Form, die Abmessungen, die Muster und/oder die Teilung der Blindbohrungen bzw. Rillen zur Erzielung eines gleichmäßigen Wasserspeicherver mögens entsprechend auf die unterschiedlichen Tiefen abgestimmt sind.

14. Pressenanordnung nach einem der Ansprüche 7 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß als Schuhpreßeinheit eine Schuhpreßwalze (14) vorgesehen und das flexible Preßband durch einen flexiblen Preßmantel (12) gebildet ist.

15. Flexibles Preßband für eine mit einer bombierten Gegenwalze (16) einen Preßspalt (S) bildenden Schuhpreßeinheit (14), insbesondere für eine Schuhpreßeinheit (14) einer Pressenanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einer in Umfangsrichtung wir kenden Umfangsverstärkung (10), dadurch gekennzeichnet, daß die Bombierungen des flexiblen Preßbandes (12) und seiner Umfangsverstärkung (10) so gewählt sind, daß sie die folgende Be dingung erfüllen:
wobei
x Koordinate, die in Maschinenquerrichtung ver läuft,
b_M(x) Bombierung des Preßbandes im Durchmesser an der Stelle x,
b_U(x) Bombierung der Umfangsverstärkung im Durch messer an der Stelle x,
b_W(x) Bombierung der Gegenwalze im Durchmesser an der Stelle x
R_WR Außenradius der Gegenwalze am Rand,
R_MR Außenradius des Preßbandes am Rand, und
R_UR Radius der Umfangsverstärkung am Rand.

16. Preßband nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Bombierung b_U(x) der Umfangsverstärkung (10) gleich null ist, d. h. b_U(x) = 0 gilt, und daß die Bombierung b_M(x) des Preßban des (12) so gewählt ist, daß sie die folgende Bedingung erfüllt:
b_M(x) = -b_W(x).

17. Preßband nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß es eine negative Bombierung besitzt.

18. Preßband nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Bombierung b_M(x) des Preßbandes (12) gleich null ist, d. h. b_M(x) = 0 gilt, und daß die Bombierung b_W(x) der Umfangsverstär kung (10) so gewählt ist, daß sie die folgende Bedingung erfüllt:

19. Preßband nach einem der Ansprüche 15 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß es eine offene Oberfläche mit über die Pressenbreite gleichmä ßigem Wasserspeichervermögen besitzt.

20. Preßband nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß es bombiert ist und daß seine nicht zylindrische Oberfläche mit Blindbohrungen und/oder Rillen versehen ist, die eine in Bezug auf die nicht zylindrische Oberfläche gleiche Tiefe besitzen.

21. Preßband nach Anspruch 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, daß es bombiert ist und daß seine Oberfläche mit Blindbohrungen und/oder Rillen versehen ist, die zumindest teilweise eine unter schiedliche Tiefe besitzen, und daß die Form, die Abmessungen, die Muster und/oder die Teilung der Blindbohrungen bzw. Rillen zur Erzielung eines gleichmäßigen Wasserspeichervermögens entspre chend auf die unterschiedlichen Tiefen abgestimmt sind.

22. Preßband nach einem der Ansprüche 15 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß es als flexibler Preßmantel (12) einer Schuhpreßwalze (14) vor gesehen ist.