DE3317455A1

DE3317455A1 - Presseinrichtung, insbesondere zum entwaessern einer papierbahn

Info

Publication number: DE3317455A1
Application number: DE19833317455
Authority: DE
Inventors: Ludwig 7920 Heidenheim Hauser; Karl Dr. 7922 Herbrechtingen Steiner; Wilhelm Wanke
Original assignee: JM Voith GmbH
Current assignee: JM Voith GmbH
Priority date: 1983-05-13
Filing date: 1983-05-13
Publication date: 1984-11-15
Also published as: US4563245A; JPS59211696A; JPH0157199B2

Description

P A002 J.M. Voith GmbH

Kennwort: "Gefangener Schuh" Heidenheim

Preßeinrichtung, insbesondere zum Entwässern einer Papierbahn

Technisches Gebiet:

Die Erfindung betrifft eine Preßeinrichtung für bandförmiges Gut, insbesondere zum Entwässern einer Papierbahn in einer Papiermaschine, im einzelnen nach dem Oberbegriff des Anspruches 1. Danach hat die Preßeinrichtung einen sogenannten "verlängerten Preßspalt¹¹. Dies bedeutet, daß der Preßspalt zwischen einem elastischen Pr.eßband oder Mantel und einer normalen Preßwalze ("Gegenwalze¹¹) gebildet wird. Hierdurch entsteht der in Umlaufrichtung verhältnismäßig lange Preßspalt, so daß auf die Papierbahn (die durch den Preßspalt zusammen mit einem Filzband hindurchläuft) über eine größere Laufstrecke ein Preßdruck ausgeübt wird als in einer herkömmlichen, aus zwei Walzen bestehenden Walzenpresse. Mit anderen Worten: Es wird ein höherer "Preßimpuls" (Produkt aus Preßdruck und Zeit) auf die Papierbahn ausgeübt.

Stand der Technik:

1. DE-OS 31 02 526

2. DE-OS 31 26 492

3. US-PS 4 287 021

331745%

Die Erfindung geht aus von der Bauweise gemäß der Figur 5 der Druckschrift 1. Dort ist an einem als Hohlträger ausgebildeten, walzenförmigen Tragkörper ein Preßschuh angeordnet, der relativ zum Tragkörper radial beweglich ist. Außerdem ist der Tragkörper relativ zu einem Biegeträger radial beweglich. Es sind deshalb sowohl zwischen dem Biegeträger und dem Tragkörper als auch zwischen dem Tragkörper und dem Preßschuh hydraulische Druckkammern erforderlich. Dies bedeutet einen verhältnismäßig hohen Bauaufwand. Außerdem können die zwei hintereinander geschalteten Druckkammer-Systeme zu einer gewissen Instabilität führen.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, die bekannte Konstruktion dahingehend weiter zu entwickeln, daß bei möglichst geringem Bauaufwand die genannte Instabilität vermieden wird.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst. Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß --'man durchaus mit nur einer einzigen, zwischen dem Biegeträger und dem Tragkörper angeordneten hydraulischen Stützeinrichtung auskommen kann, wobei diese zwei Funktionen ausübt, nämlich einerseits die Durchbiegung des Tragkörpers zu beeinflussen und andererseits die in der Preßzone aufzubringende Preßkraft einzustellen, d.h. an den jeweiligen Bedarf anzupassen. Hierdurch erübrigt sich die bisher zwischen dem Tragkörper und dem Preßschuh befindliche hydraulische Druckkammer und die radiale Beweglichkeit des Preßschuhes relativ zum Tragkörper. Die Erfindung ermöglicht es außerdem, den Tragkörper verhältnismäßig leicht zu bauen, d.h. er muß nicht biegesteif sein. Er wird dann im Betrieb zusammen mit dem Preßschuh, der sich an die Gegenwalze anlegt, unter der Wirkung der hydraulischen Stützeinrichtung eine der Gegenwalze entsprechende'Durchbiegung annehmen. Besonders günstig ist hierbei, daß der Tragkörper und der Preßschuh eine gleichförmige Durchbiegung annehmen; denn hierdurch kann der elastische Mantel ohne Gefahr des Verziehens umlaufen.

Aus der Druckschrift 2 ist es bekannt, den Preßschuh unmittelbar in einem Biegeträger radial verschiebbar zu führen oder den Preßschuh und den Biegeträger zu' einem Bauteil zu vereinigen. Ein den elastischen Mantel außerhalb der Preßzone führender Tragkörper ist dort nicht vorhanden.

Auch beim Gegenstand der Druckschrift 3 ist ein (zweiteilig ausgebildeter) Preßschuh unmittelbar in einem Biegeträger radial beweglich geführt, wobei der Druck in einer zwischen dem Biegeträger und dem 'Preßschuh befindlichen Druckkammer zum Einstellen der Preßkraft variierbar ist. Zur Führung des elastischen Mantels, der an seinen stirnseitigen Enden nach außen hin offen ist, dient ein Tragkörper, der sich jedoch (soweit ersichtlich) nicht auf dem Biegeträger abstützt, sondern nur an dessen Außenseiten geführt ist. Somit ist es dort nicht möglich, die Durchbiegung des Tragkörpers mit Hilfe des Biegeträgers zu beeinflussen.

Die im Anspruch 2 angegebene Lagerung der Spannscheiben auf dem Biegeträger ist an sich bekannt aus der Fig. 3 der Druckschrift 2. Abweichend von der Bauweise nach Anspruch 2 kann gemäß Anspruch 3 vorgesehen werden, die Seitenscheiben am Tragkörper zu lagern. Hierdurch folgen die Spannscheiben einer radialen Bewegung des Tragkörpers relativ zum Biegeträger, so daß eine Verformung der Randbereiche des elastischen Mantels gering gehalten wird.

Die im Anspruch 4 genannten Scheiben (oder "Kulissen") können die auf den Preßschuh wirkenden Reibungskräfte in einfacher

Weise vom Tragkörper auf den Biegeträger übertragen, wobei die radiale Beweglichkeit des Tragkörpers relativ zum Biegeträger erhalten bleibt.

I;
Die Bauweise gemäß den Ansprüchen 5 bis 8, die auch unabhängig vom Hauptgedanken'der Erfindung anwendbar ist (so beispielsweise bei den aus der Druckschrift 1 bekannten Konstruktionen)

zeichnet sich vor allem dadurch aus, daß die Kühlung des umlaufenden elastischen. Mantels überwiegend durch Kontakt mit dem Tragkörper stattfindet. Die Reibungswärme wird hierbei überwiegend über das (zwischen Mantel und Tragkörper befindliche) Schmiermittel an den Tragkörper abgegeben und nicht wie bisher vom Schmiermittel abgeführt. Vom Tragkörper gelangt die Reibungswärme auf ein vom Schmiermittel separates Kühlmittel, das die Reibungswärme nach außen abführt. Man kann als Kühlmittel ein Medium verwenden, dessen spezifische Wärme wesentlich höher ist als diejenige der üblichen Schmiermittel. Somit ist die insgesamt umzuwälzende Flussigkeitsmenge geringer als bisher. Das Kühlmittel kann im Tragkörper durch Kanäle hindurchgeführt oder (noch einfacher) an die Innenseite des Tragkörpers aufgesprüht werden, insbesondere wenn dies ein dünnwandiger Schalenkörper ist.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachfolgend anhand der Zeichnung beschrieben.

Fig. 1 zeigt einen Querschnitt durch eine Preßeinrichtung nach Linie I-I der Figur 2.

Fig. 2 zeigt einen Längsschnitt nach der Linie II-II der Figur 1.

Die wichtigsten Bestandteile der erfindungsgemäßen Preßeinrichtung sind ein feststehender, als hohler Walzenkörper ausgebildeter Tragkörper 10, ein darauf befestigter Preßschuh 11, ein um den Tragkörper 10 und den Preßschuh 11 umlaufender elastischer, schlauchförmiger Mantel 12 und eine Gegenwalze 13. Der Preßschuh 11 hat eine konkav geformte Anpreßfläche, so daß er mit einem Teil des Umfanges der Gegenwalze 13 eine in Umlaufrichtung verlängerte Preßzone bildet. Durch diese Preßzone hindurch laufen der Mantel 12 und - zwischen zwei Filzbändern 14 und 15 - eine zu entwässernde Papierbahn 16.

Durch den Tragkörper 10 erstreckt sich ein Biegeträger 17. Dessen innerhalb des Tragkörpers 10 befindlicher Hauptteil ist vorzugsweise kastenförmig. An den beiden Enden des Hauptteils sind hohle Lagerzapfen 18 befestigt. Damit sich der Biegeträger· 17, 18 durchbiegen kann, ruhen die Lagerzapfen 18 über Kugelbüchsen 19 in einem Maschinengestell 20. Es versteht sich, daß der Biegeträger 17, 18 nicht rotiert (eine Verdrehsicherung ist in der Zeichnung weggelassen).

An den Enden des Tragkörpers 10 ist je eine Scheibe 21 befestigt, die einen etwa rechteckigen, an den Querschnitt des Biegeträgers 17 angepaßten Ausschnitt 22 aufweist. Die Ausschnitte 22 sind derart geformt, daß der,Tragkörper 10, 21 zusammen mit dem Preßschuh 11 in Richtung zur Gegenwalze oder zurück verschiebbar¹und zugleich gegen Drehung gesichert ist. Zwischen dem Biegeträger 17 und dem Tragkörper 10 sind mehrere, in einer Reihe angeordnete Hydraulikzylinder 23 angeordnet. Zu diesen führt eine Druckleitung 24 mit Steuerventil 25. Bei Druckbeaufschlagung der Hydraulikzylinder 23 wird der Tragkörper 10 mit dem Preßschuh 11 an die Gegenwalze 13 angepreßt. Die Höhe der Preßkraft ist mit Hilfe des Ventils 25 steuerbar. Bei Bedarf können einzelne der Hydraulikzylinder 23 mit unterschiedlichen Drücken beaufschlagt werden, wenn man über die Breite der Papierbahn 16 unterschiedliche Preßkräfte ausüben will.

Außerdem kann .man anstelle des in Fig. 1 einzigen sichtbaren Zylinders 23 zwei mit unterschiedlichen Drücken beaufschlagbare Zylinder nebeneinander anordnen. Hierdurch wird es möglich, die Verteilung der Preßk.raft innerhalb der Preßzöne in der Laufrichtung des Mantels 12 zu variieren. Hierzu ist es zweckmäßig,

den Preßschuh 11 auf dem Tragkörper 10 vollkommen starr zu befestigen. In der Zeichnung ist stattdessen zwischen Tragkörper 10 und Preßschuh 11 ein Gelenk 9 vorgesehen, so daß der Preßschuh 11 kippbar ist und sich somit leichter an die Gegenwalze 13 anpassen kann. Zur Schmierung der Gleitfläche zwischem dem

Tragkörper 10 und dem Mantel 12 sind über den Umfang des Tragkörpers 10 einige achsparallel" verlaufende Schmiernuten 26, 26' verteilt. Eine Schmiermittel-Zuleitung ist mit 27, 28,. 29 bezeichnet. In Umlaufrichtung unmittelbar hinter den Schmiernuten 26 können sogenannte Streichleisten 30 angeordnet sein, die zur gleichmäßigen Verteilung des Schmiermittels an der Innenfläche des Mantels 12 dienen. Solche Streichleisten 30 werden vorzugsweise aus Filz-Material gefertigt. Dieses Material bewirkt auf der hochglatten Innenfläche des Mantels 12 (der aus einem schmiermittel-dichten Kunststoff, z.B. Polyurethan besteht) eine besonders gute Stabilisierung des Schmierfilmes. Für diese Streichleisten wird Elementen-Schutz beansprucht (Ansprüche 12 und 13); denn diese Streichleisten sind auch bei Konstruktionen anwendbar, die von Anspruch 1 abweichen, z.B. bei den aus den Druckschriften 1 oder 3 bekannten Bauformen.

Am Einlauf des Mantels 12 in die Preßzone wird durch den Preßschuh 11 ein Teil des Schmiermittels vom Mantel 12 abgestreift und über Kanäle 31, 32 abgeführt. Es versteht sich, daß dennoch für eine ausreichende Schmierung der Anpreßfläche des Preßschu- hes 11·gesorgt werden muß.

Zum Spannen des Mantels 12 in Umfangsrichtung kann eine Spannleiste 33 vorgesehen werden, die mit Hilfe von Hydraulikzylindern 34 mit geringer Kraft an die Innenseite des Mantels angelegt wird. In Achsrichtung ist der Mantel dadurch gespannt, daß jedes seiner Enden auf einer drehbaren Scheibe 35 befestigt ist. Diese ruht über Wälzlager 36 auf einem Lagerring 37, der axial verschiebbar, jedoch nicht drehbar auf einer Lagerhülse 38 ruht. Diese Lagerhülse 38 ist am Tragkörper 10, 21 befestigt und nimmt an dessen radialen Verschiebe-Bewegungen teil. Druckfedern 39 bewirken ein Verschieben des Lagerringes 37 nach außen und somit ein Spannen des Mantels 12. Abweichend von der

dargestellten Konstruktion kann der Lagerring 37 auch unmittelbar auf dem Lagerzapfen 18 des Blegetfägers 17 angeordnet werden.

An den rechteckigen Ausschnitten 22 der Scheiben 21 des Tragkörpers 10 sind Dichtungen 40 vorgesehen. Diese dichten den Zwischenraum, der sich zwischen dem Tragkörper 10 und dem Biegeträger 17 befindet, seitlich nach außen ab. Hierdurch kann man den Tragkörper 10 durch Besprühen mit einem Kühlmittel, vorzugsweise Wasser, kühlen. Auf diese Weise kann zumindest ein großer Teil der Reibungswärme abgeführt werden, die an der Gleitfläche zwischen dem Mantel 12 und dem Tragkörper 10 entsteht (ein kleinerer Anteil der Reibungswärme wird schon bei 31, 32 mit dem Schmiermittel abgeführt). Zum Zuführen der Kühlflüssigkeit dienen Spritzrohre 41 (Figur 1). Die Kühlflüssigkeit sammelt sich im unteren Bereich des Tragraumes 10 und bildet dort einen Sumpf 42. Durch Anordnen eines Saugrohres 43 und durch Erzeugen eines gewissen Unterdruckes im inneren des Biegeträgers 17, 18 (oder durch Erzeugen von überdruck im Zwischenraum zwischen Biegeträger 17 und Tragkörper 10) wird die erwärmte Kühlflüssigkeit durch den Biegeträger 17, 18 hindurch nach außen geführt. Anstelle der Spritzrohre 41 könnten im Inneren des Tragkörpers 10 Kühlkanäle vorgesehen werden. Der Bauaufwand hierfür wäre jedoch größer.

Unter Umständen muß damit gerechnet werden, daß sich der Tragkörper 10 unter der Reibungskraft zwischen Mantel 12 und Preßschuh 11 quer zur Preßebene e durchbiegt. Eine solche Durchbiegung würde zur Folge haben, daß die Verteilung der Preßkraft innerhalb der Preßzone in der Laufrichtung des Mantels z.B. im Bereich der Ränder der Papierbahn unterschiedlich ist gegenüber dem mittleren Bereich der Papierbahn. Man kann dieser Durchbiegung quer zur Preßebene entgegenwirken durch wenigstens eine zusätzliche Zylinder-Kolben-Einheit 50, die auf der Zulaufseite

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zwischen Biegeträger 17 und Tragkörper 10 angeordnet wird. Auf der gegenüberliegenden Seite kann ebenfalls wenigstens eine solche Zylinder-Kolben-Einheit vorgesehen werden (in der Zeichnung nicht dargestellt). In diesem Falle stellt man in den
beiden Einheiten unterschiedliche Drücke ein, so daß der gewünschte Durchbiegungs-Ausgleich erzielt wird. Man erreicht dann zusätzlich eine Dämpfung eventuell auftretender Vibrationen.

09.05.83 Sh/GKü
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Claims

P 4002 J.M. Voith GmbH Kennwort: "Gefangener Schuh" Heidenheim Patentansprüche

1. Preßeinrichtung für bandförmiges Gut, insbesondere zum Entwässern einer Papierbahn in einer Papiermaschine, mit den folgenden Merkmalen:

a) ein elastisch verformbarer schlauchförmiger Mantel (12) läuft um einen feststehenden, als Hohlträger ausgebildeten Tragkörper (10), der den Mantel führt;

b) der Mantel (12) ist mit Hilfe eines Preßschuhes (11), der eine konkav geformte Anpreßfläche aufweist, derart an einen Teil des Umfanges einer Gegenwalze (13) anpreßbar, daß eine in Umlaufrichtung verlängerte Preßzone vorhanden ist;

c) durch den Tragkörper (10) erstreckt sich ein Biegeträger (17, 18), der den Tragkörper mittels einer vorzugsweise hydraulischen Stützeinrichtung (23) abstützt;

gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:

d) der Preßschuh (11) ist am Tragkörper (10) in radialer Richtung relativ zu diesem unbeweglich befestigt;

e) die von der Stützeinrichtung (23) übertragene Stützkraft ist zum Einstellen der in der Preßzone, herrschenden Preßkraft variierbar.

2. Preßeinrichtung nach Anspruch 1, worin die stirnseitigen Enden des Mantels durch drehbar gelagerte Spannscheiben geführt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannscheiben auf dem Biegeträger gelagert sind.

3. Preßeinrichtung nach Anspruch 1, worin die stirnseitigen Enden des Mantels durch drehbar gelagerte Spannscheiben geführt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannscheiben (35) am Tragkörper (10) gelagert sind, vorzugsweise auf am Tragkörper befestigten Lagerhülsen (38).

4. Preßeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Tragkörper (10) an jedem seiner beiden stirnseitigen Enden auf einer Scheibe (21) ruht, die mit dem Biegeträger (17, 18) drehfest verbunden, jedoch relativ zu diesem in der Preßebene (e) radial verschiebbar ist.

5. Preßeinrichtung, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (41) zur Kühlung des Tragköfpers (10).

6. Preßeinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der zwischen dem Tragkörper und dem Biegeträger befindliche Zwischenraum seitlich nach außen abgedichtet ist (40), und daß sich in dem Zwischenraum Zuführeinrichtungen (41) für ein Kühlmittel befinden zwecks Kühlung des Tragkörpers von seiner Innenseite her.

7. Preßeinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine vorzugsweise durch das Innere des Biegeträgers geführte Saugleitung (43) zum Entfernen des Kühlmittels aus dem Zwischenraum vorgesehen ist..

8. Preßeinrichtung, mit einer Zuführung für ein Schmiermittel zwischen Mantel und Tragkörper, nach einem der Ansprüche bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß als Schmiermittel und als Kühlmittel unterschiedliche Medien verwendet sind.

9. Preßeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bildung der hydraulischen Stützeinrichtung im Bereich des Preßschuhes zwischen dem Tragkörper (10) und dem Biegeträger (17) ein Druckzylinder (23) oder eine Reihe mehrerer Druckzylinder angeordnet ist, welche die Durchbiegung des B'iegeträgers relativ zum Tragkörper zulassen.

10. Preßeinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß - im Querschnitt gesehen - zwei mit unterschiedlichen Drücken beaufschlagbare Druckzylinder nebeneinander angeordnet sind.

11. Preßeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß in einer quer zur Preßebene (e) befindlichen Ebene zwischen dem Biegeträger (17) und dem Tragkörper (10) vorzugsweise hydraulische Stützeinrichtungen vorgesehen sind, zwecks Reduzierung der Durchbiegung des Tragkörpers (10) quer zur Preßebene.

12. Preßeinrichtung für bandförmiges Gut, insbesondere zum Entwässern einer Papierbahn in einer Papiermaschine, und insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit den folgenden Merkmalen:

c) auf dem Tragkörper (10) ist wenigstens eine sich quer zur Laufrichtung des Mantels (12) erstreckende Streichleiste (30) angeordnet;

d) dadurch gekennzeichnet, daß die Streichleiste (30) aus Filzmaterial gefertigt ist.

13. Preßeinrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Streichleiste (30) unmittelbar (in Laufrichtung des Mantels 12) hinter einer Schmiermittel-Zuführung (26) angeordnet ist.

09.05.83 Sh/GKü
0018k/0082k