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Die Erfindung betrifft eine Pressvorrichtung für eine Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn, insbesondere einer Papier-, Karton- oder Zellstoffbahn, mit einem aus einer zylindrischen Gegenwalze und einer Presswalze gebildeten Pressnip, durch den die Faserstoffbahn und zumindest ein Pressfilz geführt werden, wobei die Presswalze einen umlaufenden, flexiblen Mantel und einen auf einem stehenden Joch abgestützten, hydraulisch an die Mantelinnenseite anpressbaren Schuh. Der Schuh ist bevorzugt konkav geformt und bildet im Zusammenwirken mit der Gegenwalze einen verlängerten Pressnip.
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Solche Pressvorrichtungen, als Schuhpressen bekannt, werden schon lange benutzt, um hohe Entwässerungsleistung bei modernen Papiermaschinen zu ermöglichen. Um den Bahnlauf der Papierbahn auf dem Pressfilz zu verbessern, sind Unterdruckkästen bekannt, wie sie beispielsweise in
DE 10030048 A1 oder in
DE 19938979 A1 beschrieben sind. Der Unterdruckkasten ist nach dem Pressnip auf der Auslaufseite angeordnet und hält die Papierbahn am unteren Pressfilz und unterstützt die Ablösung vom oberen Pressfilz. Der Unterdruckkasten ist immer auf der Seite der festen, zylindrischen Gegenwalze angeordnet. Zum Teil sind am Kasten auch den Pressfilz berührende Leisten als Wasserabstreif- und Unterdruckdichtleisten vorhanden. Trotz der Unterdruckkästen ist der Bahnlauf nicht immer störungsfrei, insbesondere bei empfindlichen Faserstoffbahnen, da die Kästen erst ein gewisses Stück nach dem Auslauf aus dem Pressnip angeordnet werden können.
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Die Aufgabe der Erfindung ist es, eine verbesserte Pressvorrichtung mit zuverlässigerer Unterstützung des Bahnlaufs zu entwickeln.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass ein Unterdruckkasten auf der der Presswalze zugewandten Seite des Pressfilzes vorhanden ist und eine radial verstellbare, an die Mantelinnenseite anlegbare Stützleiste im Bereich der engsten Stelle zwischen Mantel und Unterdruckkasten angeordnet ist.
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Mit den bisher bekannten Ausführungen ist es nicht möglich einen Unterdruckkasten nahe an der Presswalze anzuordnen, da der flexible Mantel bei Schuhpressen immer exzentrisch läuft, und zwar bis zu mehreren Zentimetern. Der Spalt zwischen Unterdruckkasten und Presswalze würde sich laufend verändern, was zu einem Pulsieren des Unterdruckes und zu einer unerwünschten Beeinflussung des Bahnlaufes führen würde, anstatt zu einer Verbesserung. Erst mit der erfindungsgemäß positionierten Stützleiste ist es möglich, einen Unterdruckkasten sehr nahe an der Presswalze anzuordnen und das Pulsieren des Mantels stark zu reduzieren oder ganz zu vermeiden. Der Unterdruckkasten kann in Bahnlaufrichtung vor dem Pressnip oder nach dem Pressnip angeordnet sein. Dadurch kann bis in den Zwickel zwischen Presswalze und Pressfilz hinein ein stabiler Unterdruck aufrechterhalten werden und die Bahn kann bis direkt vor oder direkt nach dem Pressnip sicher und störungsfrei am Pressfilz gehalten werden. Insbesondere bei sehr empfindlichen oder dünnen Faserstoffbahnen ist das von großem Vorteil und reduziert die Bahnlauf bedingten Abrisse.
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Mit der erfindungsgemäßen Ausführung kann zum Beispiel auch bei einfach befilzten Pressnips, bei denen der Pressfilz immer auf der Presswalzenseite und die Faserstoffbahn auf der Gegenwalzenseite läuft, ein störungsfreier Bahneinlauf in den Pressnip zuverlässig gewährleistet werden. Die Erfindung lässt sich aber auch anwenden, wenn die Faserstoffbahn zwischen zwei Pressfilzen oder zwischen einem Pressfilz und einem Transportband durch den Pressnip geführt wird.
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Weitere vorteilhafte Merkmale der erfindungsgemäßen Ausführung, die den Bahnlauf und die Einstellbarkeit der Vorrichtung noch verbessern, finden sich in den Unteransprüchen.
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So ist es zusätzlich vorteilhaft, wenn der Abstand zwischen Mantel und Unterdruckkasten an der engsten Stelle zwischen 5 und 50 mm, bevorzugt zwischen 10 und 30 mm beträgt. Dadurch wird eine gute Abdichtung der Unterdruckzone im Zwickel zwischen Presswalze und Pressfilz erreicht. Der Unterdruckkasten ist bevorzugt so ausgeführt dass in der Unterdruckzone ein Unterdruck zwischen 20 und 400 Pa, bevorzugt zwischen 50 und 250 Pa erreicht werden kann.
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Um einen ausreichenden Unterdruck zu erzeugen, kann der Unterdruckkasten mit einer Vakuumquelle, insbesondere einem Sauggebläse, verbunden sein. Oder der Unterdruckkasten weist eine oder mehrere Luftausblasdüsen auf, durch die ein Unterdruck zwischen Unterdruckkasten und Pressfilz erzeugt werden kann. Die Luftblasdüsen sind zum Beispiel am Beginn und am Ende des Unterdruckkastens jeweils über der ganzen Breite der Faserstoffbahn angeordnet und erzeugen über den sogenannten Injektor-Effekt einen Unterdruck.
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Bei einem Unterdruckkasten mit Luftausblasdüsen ist es besonders vorteilhaft, wenn die Stützleiste im Bereich einer der Luftausblasdüsen angeordnet ist. Dadurch kann ein im Wesentlichen konstanter Strömungskanal zwischen Mantel und Unterdruckkasten gebildet werden, der für eine gute Abdichtung des Unterdruckbereiches sorgt.
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Besonders effektiv ist es, wenn die Stützleiste gemessen von der Berührfläche am Mantel in Umfangsrichtung des Mantels maximal 100 mm, bevorzugt maximal 70 mm von der engsten Stelle zwischen Mantel und Unterdruckkasten entfernt ist. Die Stützleiste kann dabei in Laufrichtung des Mantels gesehen vor der engsten Stelle oder nach der engsten Stelle angeordnet sein.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführung ist die Stützleiste pneumatisch, also mit Hilfe eines Pneumatikzylinders, in radialer Richtung verstellbar und kann besonders bevorzugt auf einer festen Position gehalten werden. Dadurch kann die Weite des Spaltes zwischen Mantel und Unterdruckkasten eingestellt und an die gewünschten Betriebsbedingungen optimal angepasst werden.
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Wenn die radiale Position der Stützleiste so eingestellt ist, dass der Mantel durch die Stützleiste aus seiner Kreisform nach außen verformt wird, ist darüber hinaus gewährleistet, dass der Mantel an dieser Stelle und damit im Bereich der engsten Stelle zum Unterdruckkasten sicher nicht mehr pulsiert, was eine weitere Verbesserung darstellt.
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Um eine Beschädigung des umlaufenden flexiblen Mantels, der meist aus Polyurethan mit Verstärkungsfäden aufgebaut ist, zu vermeiden, ist es sinnvoll dafür zu sorgen, dass die Stützleiste im Kontaktbereich immer gut geschmiert ist. Das kann dadurch erreicht werden, dass die Oberfläche der Stützleiste, die dem Mantel zugewandt ist, konvex ausgebildet ist. Somit wird immer ausreichend Öl als Schmierfilm in den Kontaktbereich transportiert. Zusätzlich kann es vorteilhaft sein, wenn die Oberfläche der Stützleiste, die dem Mantel zugewandt ist, einen Radius aufweist, der kleiner als der Radius des Mantels ist, so dass ein konvergierender Spalt zwischen Stützleiste und Mantelinnenseite vorhanden ist.
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Um die Mechanik in der Presswalze zu vereinfachen, kann die Stützleiste am Schuh befestigt sein und gemeinsam mit dem Schuh in radialer Richtung verstellt werden oder sie ist gelenkig befestigt und wird beispielsweise über einen Pneumatikzylinder angelegt.
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In einer erfindungsgemäßen Vorrichtung kann auch die Durchbiegung der Stützleiste in Achsrichtung kompensiert werden, so dass ein in Achsrichtung im Wesentlichen paralleler Spalt zwischen Mantel und Unterdruckkasten vorhanden ist. Dadurch wird ein gleichmäßiger Aufbau des Unterdruckes über der Breite ermöglicht. Besonders bei breiten Pressvorrichtungen, die in Papiermaschinen bis zu 12 m breit sein können, kann ein solcher Durchbiegungsausgleich wichtig sein.
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Besonders vorteilhaft lässt sich die Erfindung einsetzen, wenn der Unterdruckkasten auf der Einlaufseite des Pressnips angeordnet ist oder wenn die Presswalze unter der Gegenwalze angeordnet ist.
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Um eine gute Wirkung des Unterdruckkastens zu erzielen, sollte der Abstand zwischen Anfang des Pressnips und Ende des Unterdruckkastens zwischen 200 und 500 mm betragen. Dadurch wird verhindert, dass zuviel Falschluft seitlich in den Zwickel einströmen und den Unterdruck reduzieren kann. Als Anfang des Pressnips wird die Stelle betrachtet, an der sich Gegenwalze und die Presswalze berühren. Und als Ende des Unterdruckkastens ist die in Bahnlaufrichtung hinterste Kante anzusehen.
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Anhand von Ausführungsbeispielen werden weitere vorteilhafte Merkmale der Erfindung erläutert unter Bezugnahme auf die Zeichnungen.
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1 Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Pressvorrichtung
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2 Detaildarstellung zur Anordnung der Stützleiste in einer weiteren Ausführungsform
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Nachfolgend werden die Figuren detaillierter beschrieben. In 1 ist als Beispiel für eine bevorzugte erfindungsgemäße Ausführung eine Pressvorrichtung 10 mit einer Gegenwalze 11 in oberer Position und einer Presswalze 12 in unterer Position dargestellt. Die Presswalze 12 weist einen flexiblen umlaufenden Mantel 3 und einen hydraulisch anpressbaren Schuh 5 auf, der zusammen mit der Gegenwalze einen verlängerten Pressnip bildet. Sowohl die hydraulische Anpressung als auch die Abstützung auf einem feststehenden Joch sind nicht dargestellt. Durch den Pressnip wird die Faserstoffbahn 4 zusammen mit einem Pressfilz 6 geführt. Der Pressfilz 6 läuft über eine Leitwalze 13, die gegebenenfalls besaugt sein kann, und bildet einen geschlossenen Loop unterhalb der Presswalze 12. Der Unterdruckkasten 1 ist in Bahnlaufrichtung vor dem Pressnip angeordnet. Über Luftausblasdüsen 7, 8 am Ende bzw. am Anfang des Unterdruckkastens, welche sich über die gesamte Breite der Faserstoffbahn 4 in Querrichtung erstrecken, wird ein Unterdruck aufgrund des Injektor-Effektes zwischen Unterdruckkasten 1 und Pressfilz 6 erzeugt. Alternativ könnte der Unterdruckkasten auch an eine Unterdruckquelle, wie zum Beispiel ein Sauggebläse angeschlossen sein. Der Unterdruckbereich erstreckt sich bis zum Zwickel zwischen Presswalze 12 und Pressfilz 6 und wird über die relativ geringen Abstände des Unterdruckkastens 1 zum Pressfilz 6 bzw. zum Mantel 3 der Presswalze 12 abgedichtet. Die Stützleiste 2 ist radial verstellbar und ist bevorzugt so eingestellt, dass sie den flexiblen Mantel 3 aus seiner Kreisbahn auslenkt, so dass dieser trotz exzentrischem Lauf in diesem Bereich nicht mehr pulsiert. Die Verstelleinheit ist nicht dargestellt, es kann beispielsweise ein Pneumatikzylinder verwendet werden. Die Stützleiste 2 ist so positioniert, dass sie sich im Bereich der engsten Stelle A zwischen Mantel 3 und Unterdruckkasten 1 befindet. Die Luftausblasdüse 7 befindet sich im Bereich der Stützleiste, so dass ein optimaler und weitgehend konstanter Strömungskanal vorhanden ist, der von der Mantelbewegung nicht negativ beeinflusst wird. Die engste Stelle A weist bevorzugt einen Abstand zwischen Mantel und Unterdruckkasten von 5 bis 50 mm, besonders bevorzugt von 10 bis 30 mm auf, um eine zuverlässige Abdichtung zu erreichen. In 1 ist die Stützleiste 2 mit ihrem Kontaktbereich zum Mantel kurz hinter der engsten Stelle A zum Unterdruckkasten 1 angeordnet. Ebenso könnte die Stützleiste auch kurz vor der engsten Stelle A angeordnet sein. Ein bevorzugter Abstand in Umfangsrichtung zwischen der engsten Stelle A und dem Kontaktbereich der Stützleiste beträgt maximal 100 mm, bevorzugt maximal 70 mm. Durch diese Ausführung wird ein stabiler Unterdruck im gewünschten Bereich bis zum Einlaufzwickel erzeugt und damit die Faserstoffbahn 4 sicher am Pressfilz 6 gehalten. Dadurch ergibt sich ein faltenfreier und zuverlässiger Einlauf in den Pressnip. Nach dem Pressnip folgt die Faserstoffbahn 4 im gezeigten Ausführungsbeispiel der glatten Gegenwalze 11. Der Pressfilz 6 wird im geschlossenen Loop zurückgeführt.
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2 zeigt einen Detailausschnitt einer erfindungsgemäßen Ausführung. Hier ist die Stützleiste 2' in Umfangsrichtung sehr nahe an der engsten Stelle zwischen Mantel 3 und Unterdruckkasten 1 angeordnet. Auch hier befindet sich die Stützleiste im Bereich einer Luftausblasdüse 7. Der Radius R2 des Mantels ist größer als der Radius R1' der Stützleiste im Kontaktbereich und auch größer als der Radius R1 der Stützleiste im Einlaufbereich. Somit kann ein ausreichender Schmierfilm aus Öl vom Mantel 3 mitgeschleppt werden. In einer weiteren Ausführungsform könnte auch nur der Radius R1' oder nur der Radius R1 vorgesehen sein. Der jeweils andere Bereich könnte zum Beispiel auch eben ausgeführt sein.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Unterdruckkasten
- 2, 2'
- Stützleiste
- 3
- flexibler Mantel
- 4
- Faserstoffbahn
- 5
- Schuh
- 6
- Pressfilz
- 7, 8
- Luftausblasdüse
- 10
- Pressvorrichtung
- 11
- Gegenwalze
- 12
- Presswalze
- 13
- Leitwalze
- A
- engste Stelle zwischen Mantel und Unterdruckkasten
- R1
- Radius der Stützleiste im Einlaufbereich
- R1'
- Radius der Stützleiste im Stützbereich
- R2
- Kreisradius des Mantels
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 10030048 A1 [0002]
- DE 19938979 A1 [0002]
