DE3503819A1

DE3503819A1 - Hydraulischer pressschuh sowie dessen verwendung und betrieb

Info

Publication number: DE3503819A1
Application number: DE19853503819
Authority: DE
Inventors: Hans K. Dr.-Ing. 7980 Ravensburg Dahl
Original assignee: Sulzer Escher Wyss GmbH; Escher Wyss GmbH
Current assignee: Sulzer Escher Wyss GmbH
Priority date: 1984-12-21
Filing date: 1985-02-05
Publication date: 1986-06-26
Also published as: GB8529750D0; FI854738A0; AT387604B; US4705602A; ATA323585A; FI85394B; GB2169010A; JPS61152894A; GB2169010B; FI854738A; CA1277165C; FI85394C

Description

SULZER-ESCHER WYSS GMBH, D-7980 Ravensburq

Hydraulischer Pressschuh sowie dessen Verwendung und Betrieb

Die Erfindung betrifft einen Pressschuh, der mittels wenigstens eines mit hydraulischem Druckmittel gefüllten Druckraumes in seiner Pressrichtung über eine Presszonenlänge an die Oberfläche einer Walze entlang eines Teiles ihres Umfanges anpressbar ist, sowie dessen Verwendung und Betrieb.

Solche Pressschuhe werden beispielsweise, wie in US 3 974 026 beschrieben, in der Pressenpartie einer Papiermaschine zur Entwässerung einer Warenbahn, beispielsweise einer Papierbahn verwendet, wobei die zu entwässernde Warenbahn zusammen mit einem wasseraufnehmenden Band in einem Pressspalt zwischen dem Pressschuh und einer rotierenden Walze geführt ist, oder zur Abstützung der Walzen einer Walzvorrichtung, wie in US 4 041 752 beschrieben.

R 121/21/Pd-hn
29.Januar 1985

Bei der praktischen Verwendung ist es häufig erforderlich, den vom Pressschuh ausgeübten Pressdruck verändern zu können, beispielsweise um die Entwässerungsleistung einer Papiermaschine steuern zu können, wie in US 4 074 624 beschrieben, oder um die seitliche Stützkraft in einer WaIzvorrichtung regeln zu können, wie beispielsweise in US 4 149 397 offenbart. Daraus ist es bekannt, zur Steuerung der Anpresskraft den Druck des hydraulischen Druckmittels im Druckraum durch eine geeignete Steuer- oder Regeleinrichtung zu verändern. Der damit anwendbare Steuer- oder Regelbereich der Anpresskraft ist jedoch durch die Eigenschaften der zu pressenden Materialbahn oder der verwendeten Bauteile begrenzt, wodurch der Druck des Druckmittels nicht unbeschränkt vergrössert werden kann, ohne die Festigkeitsgrenze der zu pressenden Materialien, z.B. einer Papierbahn, oder der verwendeten Bauteile zu überschreiten und die Gefahr von Materialschäden hervorzurufen.

Pur gewisse Verwendungen, insbesondere zur Entwässerung einer Papierbahn, ist es häufig wünschenswert, den Anpressdruck und die Presszeit unabhängig voneinander variieren zu können. Der dafür bisher zur Verfügung stehende, einzige freie Betriebsparameter, nämlich der Druck, genügt dazu nicht.

Eine Aenderung der Presszeit bei gleichbleibender Geschwindigkeit ist heute nur durch einen Wechsel des Anpressschuhs möglich, wozu ein Maschinenstillstand erforderlich ist.

R 121/21/Pd-hn

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die erwähnten Nachteile des Standes der Technik zu vermeiden und insbesondere einen hydraulischen Pressschuh zu schaffen, welcher einen vergrösserten Steuer- oder Regelbereich des Anpressdrucks aufweist, und dabei soll auch die Aenderung der Anpresszeit während des Betriebes möglich sein.

Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass die Presslänge des Pressschuhes entlang des WaI-zenumfanges veränderbar ist.

Besonders vorteilhaft ist es dazu, wenn der Pressschuh an seiner Pressfläche wenigstens zwei in Umfangsrichtung der Walze verstellbare Backen aufweist. Hierbei ist es zweckmässig,· den Pressschuh so auszubilden, dass von jeweils zwei Backen an der Pressfläche des Pressschuhes eine Drucktasche veränderbarer Fläche gebildet wird, die mit dem Druckraum in Verbindung steht und über diesen mit Druckmittel versorgt wird, so dass der Pressschuh eine hydrostatische Abstützung oder Lagerung bildet.

In besonders zweckmässiger Weise lässt sich ein solcher Pressschuh so gestalten, dass die Backen auf einer Zylinderfläche im Pressschuh gleiten können, deren Mittellinie mit der Mittellinie der Walze zusammenfällt.

Die Erfindung erlaubt es, die maximale eingesetzte Pressenergie, die durch den Pressimpuls, durch das Produkt aus Druck und Zeitdauer der Pressung gekennzeichnet, optimal zu nutzen. Mittels der Erfindung kann so in Abhängigkeit von den Eigenschaften der Materialbahn

R 121/21/Pd-hn
29.Januar 1985

• Ψ * C *

• * · · Λ „

bei konstantem Pressimpuls entweder der Druck erhöht werden, bei drucksensitiven Materialbahnen, oder die Zeitdauer erhöht werden, bei zeitsensitiven Materialbahnen. Die Kräfte, die von den Bauteilen aufgenommen werden müssen, bleiben gleich, obwohl der Druckregelbereich vergrössert wird. Bei Papiermaschinen mit wechselnden Papiersorten kann der angewandte Druck und die Zeitdauer der Pressung bei Sortenwechsel schnell optimal eingestellt werden.

Mittels der Erfindung kann bei durch den Prozess bedingten unterschiedlichen Arbeitsgeschwindigkeiten die Zeitdauer der Pressung durch entsprechende Aenderung der Presszonenlänge konstant gehalten werden.

Die Erfindung wird anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1 einen Pressschuh im Schnitt,

Figur 2 die Pressfläche eines Pressschuhes in der Aufsicht,

Figur 3 einen Pressschuh mit mehreren Drucktaschen in der Aufsicht.

Figur 4 einen Pressschuh mit mehreren Kolben in Seitenansicht, und

Figur 5 einen Pressschuh mit mehreren Kolben in der Aufsicht.

R 121/21/Pd-hn
29.Januar 1985

»It f.·

Figur 1 zeigt einen Pressschuh 1 in einer Nasspresse einer Papiermaschine, wobei der Pressschuh 1 in einem oder mehreren zylindrischen oder nutenförmigen Druckräumen 2 des Trägers 3 in Pressrichtung P beweglich ist. Der Druckraum 2 wird über eine Leitung 4 mit einem hydraulischen Druckmittel versorgt/ so dass der Pressschuh 1 an die Gegenfläche, d.h. die Oberfläche einer Walze 5 über einen Teil A des Walzenumfanges mit einer entsprechenden Presskraft angedrückt wird.

Im Pressspalt 6 zwischen dem Pressschuh 1 und der Walze 5 ist eine Warenbahn, beispielsweise eine Papierbahn 7 zusammen mit einem wasseraufnehmenden Band 8, z.B. einem Filzband entlang der Presszone A geführt, wobei die Papierbahn während des Durchganges durch den Pressspalt 6 entwässert wird. Nötigenfalls können noch weitere Bänder, z.B. ein Siebband zusätzlich durch den Pressspalt geführt werden. Weiter ist es meist notwendig, unmittelbar an der Pressfläche des Pressschuhes 1 einen flüssigkextsundurchlässigen Mantel 9 vorzusehen, der als flexibler Mantel oder als endloses Band ausgebildet sein kann, welches nötigenfalls über Führungsrollen geführt ist, wobei eine hinreichende Flexibilität und Anpassbarkeit an die Pressfläche des Pressschuhes 1 im Pressspalt 6 gewährleistet sein muss.

Die Walze 5 kann in diesem Beispiel als Massiv-Rohr oder Saugwalze ausgeführt sein, oder auch als Durchbiegungsausgleichswalze, wie z.B. in US 3 802 044 beschrieben, oder auch als relativ flexibler, im Inneren geeignet abgestützter, schlauchförmiger Walzenmantel. In letzterem Fall muss die Sehuhlänge in beiden Walzen verstellt werden.

R 121/21/Pd-hn
29.Januar 1985

Der Pressschuh 1 besteht aus einem Basisteil 10, dessen Unterseite 11 vom Druckraum 2 abgestützt ist. An der der Walze 5 zugekehrten Vorderseite 12 des Pressschuhes ist eine Aussparung 13 vorgesehen, die im Inneren durch eine zylindrische Gleitfläche 14 begrenzt wird. In dieser Aussparung 13 sind zwei Backen 15 und 16 so angeordnet, dass sie auf der Zylinderfläche 14 gleiten können. Die beiden Backen 15 und 16 sind mit Hilfe von seitlich am Pressschuh angebrachten Schubmotoren 17, und angelenkten Schubstangen 19, 20 in Umfangsrichtung verschiebbar. Um Verkantungen zu vermeiden, ist es zweckmässig, die Schubmotoren 17, 18 so zu steuern, dass die beiden Backen 15, 16 sich um gleiche Wege in entgegengesetzter Richtung verschieben.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Backen 15 und nach aussen durch Stege 21, 22 begrenzt sind, die zwischeneinander eine Drucktasche 23 an der Pressfläche des Pressschuhes bilden. Diese Drucktasche 23 steht über den Spalt 23' zwischen den Backen 21 und 22 sowie über ein anschliessende Drosselbohrung 24 im Basisteil 10 des Pressschuhes mit dem Druckraum 2 in Verbindung und wird dadurch mit Druckmittel versorgt. Der Pressschuh 1 wirkt somit als hydrostatisches Stützelement. Zum Unterschied von vorbekannten hydrostatischen Stützelementen, wie sie beispielsweise in US 3 802 044 offenbart sind, ist bei dem beschriebenen Pressschuh jedoch die Fläche und die Länge der Drucktasche 23 in Umfangsrichtung der Walze 5 und somit die Presszonenlänge A veränderbar und einstellbar. Diese Veränderung der Presszonenlänge kann auch während des Betriebes der Papiermaschine vorgenommen werden, so dass nötigenfalls auch eine Steuerung oder Regelung der Presszonenlänge

R 121/21/Pd-hn

in Abhängigkeit von in geeigneter Weise gemessenen Eigenschaften der Papierbahn erfolgen kann.

Um einen gleichmässigen Pressspalt entlang der Presszone A zu gewährleisten, ist es zweckmässig, die zylindrische Gleitfläche 14 der Backen 15 und 16 so auszubilden, dass deren Mittellinie M mit der Mittellinie der Oberfläche der Walze 5 zusammenfällt, und ebenso die Innenflächen der Lagertasche 23, bzw. bei Anwendung von Randstegen muss die Mittellinie der Stege 12, 21, 22, 28, 29 damit zusammenfallen.

Statt wie beschrieben, die Verstellung der Backen 15 und 16 mittels Schubstangen vorzunehmen, können auch andere Verstellmechanismen benützt werden, z.B. Spindeln, Kniehebel, hydraulische Schubmotoren oder andere.

Figur 2 zeigt eine Aufsicht auf die Pressfläche des Pressschuhes nach Figur 1, bei welchem die Einzelteile mit den gleichen Bezugsziffern versehen sind.

Figur 3 zeigt ein abgewandeltes Beispiel eines Pressschuhes in der Aufsicht, bei dem in ümfangsrichtung hintereinander mehrere Drucktaschen 25 und 26 vorgesehen sind. Die beiden Drucktaschen werden durch einen Steg 27, der mit seitlichen Führungen 28 und 29 für die Backen 30 und 31 verbunden ist, voneinander getrennt. Beide Drucktaschen 25 und 26 sind mit getrennten Bohrungen 32 und 33 an den gleichen mit Druckmittel versorgten Druckraum angeschlossen.

Eine gezielte Druckabstufung, z.B. ein ansteigender Druck in Laufrichtung lässt sich hierbei erreichen,

R 121/21/Pd-hn
29.Januar 1985

wenn die Fläche oder Grosse der Drucktaschen 25 und 26 unterschiedlich gewählt wird, z.B. in Laufrichtung abnimmt, oder durch eine exzentrische Anordnung des Kolbens. Dabei kann eine Schiefstellung des Kolbens gegenüber dem Druckraum durch die Eigenregelung infolge der durch unterschiedliche Pressspaltweiten verursachten Rückstellkräfte vermieden werden, nötigenfalls aber auch durch eine Messung der Kolbenneigung und entsprechende individuelle Nachregelung der Drücke in den beiden Drucktaschen.

Es wird bemerkt, dass weitere Abwandlungen im Rahmen des Erfindungsgedankens möglich sind. Der Pressschuh kann z.B. auf mehreren Druckräumen mit getrennten KoI-ben abgestützt sein, wie beispielsweise in den Figuren 4 und 5 dargestellt. In diesem Ausführungsbeispiel ist ein über die ganze Breite der Walze sich erstreckender Pressschuh gezeigt, dessen Vorderteil 12 über die Breite mehrere kolbenförmige Basisteile 10-1, 10-2, 10-3 trägt, die in entsprechenden Druckräumen in Pressrichtung beweglich sind. Entlang der Breite des Pressschuhes sind mehrere Schubmotoren 17-1, 17-2; 18-1, 18-2 vorgesehen, deren Anzahl der Zahl der Kolben entsprechen, oder auch davon verschieden sein kann. Um einen über die Breite gleichmässigen Vorschub der Backen 15, 16 zu gewährleisten, sind die Schubmotoren jeder Seite mittels je einer gemeinsamen Querwelle 34, 35 betätigbar.

Die Anzahl der Drucktaschen ist nicht auf zwei beschränkt. Es können auch mehr Teildrucktaschen in Laufrichtung vorgesehen sein, z.B. neben mindestens einem Teil mit konstanter Fläche zwei Teile mit variabler

R 121/21/Pd-hn
29.Januar 1985

-X-

Fläche, wobei alle Teile mit separaten Drosselbohrungen versehen sind. Auch können die Drucktaschen in axialer Richtung in mehrere Teildrucktaschen unterteilt sein, oder statt eines einzigen Pressschuhes können in Axialrichtung über die Breite der Walze mehrere Pressschuhe nebeneinander angeordnet sein.

R 121/21/Pd-hn
29.Januar 1985

Leerseite -

Claims

Patentansprüche

1. Pressschuh (1), der mittels wenigstens eines mit hydraulischem Druckmittel gefüllten Druckraumes (2) in Pressrichtung (P) über eine Presszonenlänge (A) an die Oberfläche einer Walze (5) entlang eines Teiles ihres Umfanges anpressbar ist, * dadurch gekennzeichnet, dass die Presszonenlänge

(A) entlang des Walzenumfanges veränderbar ist. *;

2. Pressschuh nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, dass der Pressschuh wenigstens zwei Backen (15, 16) aufweist, die in Umfangsrichtung der Walze (5) verschiebbar sind.

3. Pressschuh nach Anspruch 2,

dadurch gekennzeichnet, dass zur Verschiebung der Backen (15, 16) Verstelleinrichtungen (17, 18) vorgesehen sind.

4. Pressschuh nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass für die Verschiebung der Backen (15 und 16) eine zylindrisch ausgebildete Gleitfläche (14) im Pressschuh vorgesehen ist.

R 121/21/Pd-hn \

29. Januar 1985 ^;>

5. Pressschuh nach Anspruch 4,

dadurch gekennzeichnet, dass die zylindrische Gleitfläche (14) so angeordnet ist, dass deren Mittellinie mit der Mittellinie der angepressten Walze (5) zusammenfällt.

6. Pressschuh nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Backen (15, 16) einen äusseren Rand (21, 22) aufweisen und zwischeneinander einen Spalt (22·) bilden, wodurch die Drucktasche (23) über den Spalt (23') und eine Drosselbohrung (24) mit dem Druckraum (2) in Verbindung steht.

7. Pressschuh nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Backen (30, 31) ein Steg (27) vorgesehen ist, welcher die Drucktasche in mehrere Teildrucktaschen (25, 26) unterteilt, die mit getrennten Drosselbohrungen (32, 33) an einen Druckraum angeschlossen sind.

8. Pressschuh nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Teildrucktaschen (25, 26) auf eine unterschiedliche Grosse einstellbar sind,

9. Pressschuh nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegungsrichtung des Pressschuhes (10) mittels individueller Regelung des Druckes in wenigstens einer Teildrucktasche stabilisierbar ist.

R 121/21/Pd-hn
i* 29. Januar 1985

• ·♦

10. Pressschuh nach einem der Ansprüche 7-9, dadurch gekennzeichnet, dass neben mindestens einer Teildrucktasche mit konstanter Fläche zwei Teildrucktaschen mit variabler Fläche vorgesehen sind, wobei alle Taschen mit getrennten Drosselbohrungen versehen sind.

11. Pressschuh nach einem der Ansprüche 7-10, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Basisteile (10-1, 10-2, 10-3) vorgesehen sind, die in separaten Druckräumen in Pressrichtung beweglich sind.

12. Pressschuh nach einem der Ansprüche 7-10, dadurch gekennzeichnet, dass der Pressschuh ein Basisteil (10) aufweist, welches asymmetrisch zur Presszone angeordnet ist.

13. Verwendung des Pressschuhes nach einem der Ansprüche 1 bis 12 in der Pressenpartie einer Papiermaschine, wobei eine Faserbahn zusammen mit wenigstens einem Band durch einen zwischen dem Pressschuh (1) und einer Walze (5) gebildeten Pressspalt (6) geführt ist.

14. Verwendung des Pressschuhes nach einem der Ansprüche 1 bis 12 zur Abstützung der Walzen einer Walzvorrichtung.

15. Verfahren zum Betrieb des Pressschuhes nach einem der Ansprüche 1-12, dadurch gekennzeichnet, dass die Presszonenlänge (A) des Pressschuhes (1) in Abhängigkeit von gemessenen Eigenschaften einer mit dem Pressschuh behandelten Warenbahn (8) gesteuert, bzw. geregelt wird.

R 121/21/Pd-hn
29. Januar 1985