DE3528588C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Preßwalze zum Entwässern von Faserstoffbahnen, vorzugsweise Papierbahnen, mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen. Walzen die­ ser Bauart werden vorzugsweise in Naßpressen zum Entwässern der Faserstoffbahnen eingesetzt. Beispielsweise bei der Herstellung von Papiersorten, die Holzschliff als Rohstoff enthalten, ist es erforderlich, daß die von der nassen Papierbahn berührte Walzenoberfläche aus Naturstein, vorzugsweise Granit oder aus einem gleichwertigen Kunststein gebildet ist. Dies ist bisher im allgemeinen nur dadurch realisierbar, daß im wesentlichen der gesamte Walzenkörper aus Stein besteht.

Eine bekannte Steinwalze dieser Art ist in der US-PS 42 72 873 beschrieben. Sie hat einen aus Stein gefertigten Walzenkörper, der entweder als rohrförmiger Walzenmantel oder massiv ausge­ bildet ist. In beiden Fällen sind an den Stirnseiten scheiben­ förmige Spannflansche angeordnet. Diese sind mit Hilfe mehrerer Spannstäbe derart miteinander verbunden, daß der Stein-Walzen­ körper in axialer Richtung vorgespannt ist. Der Stein-Walzenkörper steht somit ständig unter einer axialen Druck-Spannung. Hierdurch wird folgendes erreicht: Beim Ausüben einer Preßkraft durch Zusammenwirken mit einer Gegenwalze, wird in dem von der Gegenwalze entfernten Bereich des Stein-Walzen­ körpers das Entstehen einer übermäßig hohen Biegespannung ver­ mieden, die den Walzenkörper zerstören könnte. Ein Nachteil dieser bekannten Steinwalzen ist darin zu sehen, daß trotz der Vorspannung des Stein-Walzenkörpers nur eine verhältnismäßig geringe Preßkraft pro Längeneinheit zulässig ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Steinwalze, vor­ zugsweise mit einem Walzenmantel aus Naturstein (z. B. Granit oder einem gleichwertigen Kunststein) zu schaffen, die das An­ wenden höherer Preßkräfte als bisher erlaubt.

Diese Aufgabe wird durch die Kombination der im Anspruch 1 an­ gegebenen Merkmale gelöst. Die an der Innenseite des Walzenman­ tels befindliche Lauffläche aus einer Metallschicht kann Un­ ebenheiten an der Innenseite des Stein-Walzenmantels ausglei­ chen oder zumindest den Verschleiß durch das Gleiten der Preß­ kraftübertragungselemente hemmen oder ganz vermeiden.

Aus der US-PS 44 14 890 ist zwar schon eine Walze bekannt, durch deren Walzenmantel sich ein feststehender Kern erstreckt, wobei sich zwischen dem Kern und dem Walzenmantel ein ringför­ miger Zwischenraum befindet, in dem Elemente einer hydrauli­ schen Einrichtung zur Übertragung der Preßkraft vom Walzenman­ tel auf den Kern angeordnet sind und wobei diese Elemente mit dem feststehenden Kern verbunden sind und an einer Innenfläche des Walzenmantels gleiten. Bekannte Walzen dieser Bauart haben jedoch stets einen zumindest überwiegend metallischen Walzen­ mantel.

Die Metallschicht kann durch Galvanisieren der Innenseite des Walzenmantels gebildet werden (Anspruch 2). Eine andere Mög­ lichkeit besteht im Einsetzen eines metallischen Innenrohres in den Stein-Walzenmantel (Anspruch 3). Falls hierbei zwischen Rohr und Walzenmantel ein Zwischenraum verbleibt, wird dieser mit einem hart werdenden Stoff ausgegossen. Hierbei kann man die in der DE-PS 35 11 038 beschriebenen Stoffe und Arbeits­ techniken anwenden (Anspruch 4).

Dank der erfindungsgemäßen Stützung des Stein-Walzenmantels durch die hydraulische Preßkraft-Übertragungseinrichtung können nunmehr wesentlich höhere Preßkräfte ausgeübt werden als bei herkömmlichen Steinwalzen. Man kann deshalb die erfindungsgemä­ ße Walze auch in einer Langspalt-Presse einsetzen, worin die Walze mit einem feststehenden, konkaven Preßschuh und mit einem umlaufenden Preßband zusammenarbeitet.

Gemäß einem weiteren Gedanken der Erfindung sind zur Erzielung einer axialen Vorspannung gemäß Anspruch 5 Spannstäbe zwischen der Innenseite des Stein-Walzenmantels und dem oben schon er­ wähnten metallischen Innenrohr angeordnet und in gehärteten Füllstoff eingebettet. Diese Bauweise ist bei einer Steinwalze ohne hydraulische Preßkraft-Übertragungseinrichtung in der schon erwähnten DE-PS 35 11 038 bereits vorgeschlagen worden.

Nunmehr hat aber das metallische Innenrohr eine Doppelfunktion: Zum einen bildet es die Lauffläche für die Elemente der hydrauli­ schen Preßkraft-Übertragungseinrichtung, zum anderen dient es zum Begrenzen eines ringförmigen, unmittelbar an der Innen­ fläche des Steinwalzenmantels befindlichen Zwischenraumes, in dem die Spannstäbe in den (zunächst flüssigen und dann hart werdenden) Füllstoff eingebettet werden. Die Spannstäbe sind hierdurch vor Korrosion geschützt und daran gehindert zu schwingen. Zugleich werden durch das Innenrohr etwa vorhandene Ungleichmäßigkeiten der Innenfläche des Stein-Walzenmantels (d. h. etwaige Abweichungen von der exakt zylindrischen Innen­ fläche) überbrückt.

Schließlich ist eine weitere Möglichkeit zur Kombination der Vorspann-Einrichtung mit einer hydraulischen Preßkraft-Übertra­ gungseinrichtung im Anspruch 6 angegeben.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung beschrieben.

Die Fig. 1 zeigt eine Walze mit kontrollierbarer Durchbiegung und mit einem Stein-Walzenmantel im Längsschnitt.

Die Fig. 2 zeigt ein von der Fig. 1 abweichendes Ausführungs­ beispiel, ebenfalls im Längsschnitt.

Die in Fig. 1 dargestellte Walze hat einen vorzugsweise aus Granit gefertigten, drehbaren Walzenmantel (10), der an jedem Walzenende mit einem Lagerflansch 11 bzw. 12 verbunden ist. Der eine Lagerflansch 11 ist im wesentlichen einteilig und hat einen hohlen Lagerzapfen 11 a, in dem ein Wälzlager 13 angeord­ net ist. Der andere Lagerflansch 12 ist zweiteilig; d. h. er hat einen ebenfalls hohlen, jedoch kürzeren Lagerzapfen 12 a und als Verlängerung einen daran angeschraubten Zahnkranz 12 b, in dem wiederum ein Wälzlager 13 angeordnet ist. Mit dem Zahnkranz 12 b kämmt ein nicht dargestelltes Antriebszahnrad, um den Walzen­ mantel 10 anzutreiben. Falls ein derartiger Antrieb nicht benö­ tigt wird, können beide Lagerflansche 11 und 12 gleich ausge­ bildet werden.

An jedem Walzenende ist ein Abstützbock 14 vorgesehen mit je einem rohrförmigen Kragstück 14 a, das in das Innere des Lager­ zapfens 11 a bzw. 12 a und 12 b hineinragt. Auf seiner Außenseite trägt jedes der beiden Kragstücke 14 a eines der beiden Wälzla­ ger 13, die als Pendelrollenlager ausgebildet sind. Ein fest­ stehender Kern 15, der als ein im wesentlichen massiver Biege­ träger ausgebildet ist, erstreckt sich durch das Innere der gesamten Walze und ist mittels je einer kugeligen Büchse 16 an der Innenseite der Kragstücke 14 a der Abstützböcke 14 abge­ stützt. Die Abstützböcke ruhen z. B. in einem Maschinengestell 9 oder in je einem Schwenkhebel.

An jedem Lagerflansch 11, 12 ist ein Bund 17 angeformt, um den Walzenmantel 10 und die Lagerflansche 11, 12 gegenseitig zu zentrieren. Jeder dieser Bunde 17 trägt an seinem Ende eine Scheibe 18, an die in bekannter Weise in axialer Richtung eine Umfangsdichtung 19 angedrückt wird, die in einem ringförmigen, am Kern 15 befestigten Dichtungsträger 20 ruht. Die genannten Umfangsdichtungen 19 begrenzen den ringförmigen Zwischenraum zwischen dem Walzenmantel 10 und dem Kern 15. Dieser ringförmi­ ge Zwischenraum ist, wie ebenfalls bekannt, mittels zweier Längsdichtungen 29 (in der Zeichnung ist nur eine sichtbar) in zwei halbringförmige Kammern 21 und 22 unterteilt. Der einen Kammer 21 kann Druckflüssigkeit zugeführt werden, zwecks Über­ tragung der Preßkraft vom Walzenmantel 10 auf den Kern 20. Die andere Kammer 22 wird vorzugsweise auf Atmosphären-Druck gehal­ ten. Die Längsdichtungen 29 ruhen im Kern 15, sind radial in diesem verschiebbar und werden an die zylindrische Innenfläche 25 des Walzenmantels 10 angedrückt.

Anstelle der halbringförmigen Druckkammer 21, begrenzt durch die genannten Umfangsdichtungen 19 und Längsdichtungen 29, kön­ nen auch andere Elemente zur hydraulischen Preßkraft-Übertra­ gung vorgesehen werden. Beispielsweise könnte in bekannter Wei­ se ein an der Innenseite des Walzenmantels gleitender und sich über dessen ganze Länge erstreckender Gleitschuh angeordnet werden. Dabei ruht der Gleitschuh auf einer hydraulischen Druckkammer, die im Kern angeordnet ist. Eine andere, ebenfalls an sich bekannte Möglichkeit besteht darin, mehrere in einer Reihe angeordnete kolbenartige Gleitelemente vorzusehen, wobei jedes dieser Elemente auf einer hydraulischen Kammer im Kern abgestützt ist und an der Innenseite des umlaufenden Walzenman­ tels gleitet.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel liegt an jedem Wal­ zenende die Mitte des Wälzlagers 13 in der gleichen Ebene wie die Mitte der kugeligen Büchse 16. Statt dessen könnten die Wälzlager 13 auch in geringerer Entfernung vom Walzenmantel 10 angeordnet werden und beispielsweise unmittelbar auf dem Kern 20 ruhen.

Gemäß Fig. 1 sind die beiden Lagerflansche 11 und 12 mit Hilfe von Spannstäben 23 mit dem Stein-Walzenmantel 10 verspannt. Es sind mehrere gleichmäßig am Umfang verteilte Spannstäbe vorge­ sehen. Jeder der Spannstäbe 23 ist in einer eigenen, den Wal­ zenmantel 10 durchdringenden Bohrung angeordnet. Der Durchmes­ ser jeder dieser Bohrung muß etwas größer sein als der Außen­ durchmesser der Spannstäbe. Der somit in jeder Bohrung verblei­ bende ringförmige Spalt wird mit einem hart werdenden Stoff aus­ gegossen. Hierdurch wird ein Schwingen der Spannstäbe 23 ver­ mieden und der Korrosion vorgebeugt.

Nach Fig. 1 gleiten die Längsdichtleisten 29 an der Innenseite 25 des Stein-Walzenmantels 10 auf einer dort galvanisch aufgebrachten Metall­ schicht. Anstelle einer Metallschicht könnte die Lauffläche 25 auch durch eine Kunststoff-Beschichtung gebildet sein.

In Fig. 2 sind die gegenüber Fig. 1 unveränderten Teile, also insbesondere der Kern 15, die Lager 13 und die Abstützböcke 14, mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Der Stein-Walzenmantel 10′ weist gegenüber Fig. 1 vergrößerte Außen- und Innendurch­ messer auf. Dementsprechend sind auch die Außendurchmesser der Lagerflansche 11′ und 12′ vergrößert. Die Spannstäbe 23 er­ strecken sich nunmehr, abweichend von Fig. 1, entlang der In­ nenfläche des Stein-Walzenmantels 10′ in geringer Entfernung von dieser. Unmittelbar radial innerhalb der Spannstäbe 23 er­ streckt sich konzentrisch durch das Innere der Walze ein me­ tallisches Innenrohr 30. An jedem Ende des metallischen Innen­ rohres 30 ist an diesem ein Tragring 31 bzw. 32 befestigt. Mit Hilfe dieser Tragringe ist das Innenrohr 30 auf Bunden 33 und 34, die an die Innenseite der Lagerflansche 11′ und 12′ ange­ formt sind, zentriert. Jedes der Zentrierflächenpaare ist durch einen Dichtring 35 abgedichtet. Somit besteht zwischen der zy­ lindrischen Innenfläche des Stein-Walzenmantels 17′ und dem metallischen Innenrohr 30 ein abgeschlossener ringförmiger In­ nenraum, der gemäß DE-PS 35 11 038 mit einem zu­ nächst flüssigen und dann hart werdenden Füllstoff 36 ausge­ füllt wird. Wie in der vorgenannten Patentschrift beschrie­ ben, können zwischen je zwei benachbarten Spannstäben 23 auf der Außenseite des Innenrohres 30 Füllstücke angeordnet werden, so daß sich die Menge des flüssig einzufüllenden Füllstoffes verringert.

In Fig. 2 bildet die zylindrische Innenfläche 36 des Innenroh­ res 30 die Lauffläche für die Längsdichtungen 29. Die Umfangs­ dichtungen 19 gleiten an den inneren Stirnseiten der beiden Tragringe 31 und 32. Die mit Hydraulik-Druck beaufschlagte Druckkammer ist wiederum mit 21 und die gegenüberliegende, im wesentlichen drucklose Kammer mit 22 bezeichnet. Die Übertra­ gung der Preßkraft vom Stein-Walzenmantel 10′ auf den Kern 15 erfolgt also nicht allein über die Druckkammer 21, sondern zusätzlich über den ausgehärteten Füllstoff 36 und über das Innenrohr 30. Wesentlich ist hierbei, daß gemäß der schon er­ wähnten DE-PS 35 11 038 ein Füllstoff verwendet wird, der sämtliche Bereiche des Zwischenraumes zwischen Wal­ zenmantel 10′ und Innenrohr 30 vollkommen ausfüllt; d. h. der Füllstoff darf beim Erhärten nicht nennenswert schwinden. Au­ ßerdem darf er auch nach längerer Betriebsdauer nicht spröde werden.

Eine andere, nicht dargestellte Ausführungsform der Erfindung ist die folgende: Die Spannstäbe 23 sind wie in Fig. 1 in indi­ viduellen Bohrungen des Stein-Walzenmantels 10 angeordnet. Die Längsdichtungen 29 gleiten wie in Fig. 2 an der Innenfläche eines metallischen Innenrohres. Dieses ist, abweichend von Fig. 2 unmittelbar in den Stein-Walzenmantel eingesetzt und haftet an diesem z. B. durch Kleben und/oder aufgrund einer Vorspan­ nung, die durch Unterkühlen des Rohres beim Einsetzen erzeugt wird. Falls die Innenfläche des Stein-Walzenmantels Ungleichmä­ ßigkeiten aufweist, die nicht beseitigt werden können, also wenn keine exakt zylindrische Innenfläche vorhanden ist, dann wird das Innenrohr wie in Fig. 2 zentriert und der verbleibende Zwischenraum mit einem zunächst flüssigem und danach hart wer­ denden Stoff ausgefüllt.

Claims (7)

1. Preßwalze zum Entwässern von Faserstoffbahnen, vorzugsweise Papierbahnen, mit einem rohrförmigen, drehbaren Walzenmantel (10) und mit den folgenden Merkmalen:

• a) zumindest der überwiegende Teil des Walzenmantels (10) (d. h. der die tragende Struktur des Walzenmantels bil­ dende Teil) ist aus einem steinartigen Material, Natur­ stein, Kunststein oder dergleichen, gebildet;
• b) der Walzenmantel (10) ist an jedem Walzenende mit einem durch ein Lager (14) gestützten Lagerflansch (11, 12) verbunden;

gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:

• c) durch den Walzenmantel (10) erstreckt sich ein fest­ stehender Kern (15), der an seinen beiden Enden in je einer Stützeinrichtung (14) ruht;
• d) zwischen dem Kern (15) und dem Walzenmantel (10) befin­ det sich ein ringförmiger Zwischenraum (21, 22), in dem Elemente (29) einer hydraulischen Einrichtung zur Über­ tragung derPreßkraft vom Walzenmantel auf den Kern angeordnet sind;
• e) die genannten Elemente (29) der hydraulischen Preß­ kraft-Übertragungseinrichtung sind mit dem feststehen­ den Kern (15) verbunden und gleiten an einer Innen­ fläche ("Lauffläche" 25 bzw. 36) des Walzenmantels (10), die zu dessen Außenfläche konzentrisch sowie aus einer Metallschicht gebildet und geglättet ist.

2. Walze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lauffläche (25) durch galvanisches Metallisieren des Stein-Walzenmantels (10) gebildet ist.

3. Walze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die In­ nenseite des Stein-Walzenmantels (10) durch ein metalli­ sches Innenrohr (30) ausgekleidet ist, dessen zylindrische Innenfläche die Lauffläche (36) für die Elemente (29) der hydraulischen Preßkraft-Übertragungseinrichtung bildet.

4. Walze nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein zwi­ schen dem metallischen Innenrohr (30) und der Innenseite des Stein-Walzenmantels (10) verbleibender Zwischenraum mit einem härtbaren Stoff (36) ausgefüllt ist.

5. Walze nach Anspruch 4, mit mehreren achsparallelen, zum Erzeugen einer axialen Vorspannung im Stein-Walzenman­ tel (10) dienenden Spannstäben (23), die sich vom einen Lagerflansch (11) zum anderen (12) erstrecken, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Spannstäbe (23) zwischen der Innen­ seite des Stein-Walzenmantels (10′) und dem metallischen Innenrohr (30) angeordnet und in dem gehärteten Füllstoff (36) eingebettet sind.

6. Walze nach Ansprüchen 3 und 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das metallische Innenrohr an seinen beiden Enden mittels mehrerer über den Umfang verteilter Gewinde­ bolzen mit den Lagerflanschen verbunden ist, so daß das Innenrohr die axiale Vorspannung im Walzenmantel erzeugt.