DE3715548A1 - Walzenpresse mit einer vorrichtung zur entlastung der druckwalze - Google Patents
Walzenpresse mit einer vorrichtung zur entlastung der druckwalzeInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine aus
einer Preßwalze und einer Druckwalze bestehende Walzen
presse nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Eine Walzenpresse der gattungsgemäßen Art ist aus der
DE-PS 9 59 702 bekannt, und zwar in Verbindung mit
einer Anlage zur Herstellung von Papier- und Zellulose
bahnen. Ganz allgemein ist eine Walzenpresse der ge
nannten Art anwendbar bei Naßpressen und Glättwerken
in Papierherstellungmaschinen, aber auch bei Kunststoff-
Kalandern oder Walzwerken.
Bei der bekannten Walzenpresse bzw. Anlage zum Her
stellen von Papier- und Zellulosebahnen ist eine Vor
richtung zum selbsttätigen Abheben der gegen eine orts
feste Saugwalze anpreßbaren Druckwalze vorgesehen. Der
Abhebevorgang wird hierbei dadurch ausgelöst, daß der in
der Saugleitung der Saugwalze herrschende Druck während
des Betriebs der Walzenpresse einen bestimmten Arbeits
druck übersteigt, d.h. daß in der Saugleitung der er
forderliche Unterdruck nicht mehr vorhanden ist. Die
Druckwalze ist hierbei mit einem Druckzylinder ver
bunden, der letztlich dann aktiviert wird, wenn die
Trocknung der Papierbahn nicht mehr gewährleistet
ist.
Kurzzeitige Druckschwankungen werden bei dem bekannten
Konzept nicht erkannt und es werden insbesondere auch
räumlich begrenzte Störungen an der Saugwalze nicht er
kannt, da die Luftmengenmessungen in der Saugleitungen
für derartige Abweichungen zu ungenau sind. Somit
bleiben z.B. mitgeführte Fremdkörper oder gefaltete
Bereiche eines durch den Preßspalt zwischen Saugwalze
und Druckwalze laufenden Entwässerungsfilzes unerkannt.
Für den einwandfreien Betrieb einer derartigen Walzen
presse, sowie zum Schutz der teuren Walzenbezüge und
Entwässerungsfilze, ist es jedoch äußerst wichtig,
auch kurzzeitige und kleinere Störungen sicher und
schnell zu erkennen.
Die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Aufgabe
besteht darin, eine Walzenpresse der gattungsgemäßen
Art anzugeben, bei der auch relativ kleine Störungen er
kannt werden, und zwar sehr schnell, und bei der infolge
dieser Störungen der Preßspalt über die gesamte Breite
sofort entlastet und bei Bedarf auch geöffnet wird.
Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des
Patentanspruchs 1 angegebene Merkmalskombination gelöst.
Weiterbildungen dieser im Patentanspruch 1 gegebenen
Lehre sind Gegenstand der Unteransprüche. Dabei ist
Gegenstand des Patentanspruchs 10 eine zusätzliche
Kombination der gemäß den Patentansprüchen 1 bis 9 vor
gesehenen Sicherheitsventile mit einem Annäherungsventil
und einem Hubbegrenzungsventil der Druckwalze.
Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnungen
näher erläutert. Diese zeigen in
Fig. 1 eine schematische Gesamtdarstellung
einer Dreiwalzen-Naßpresse;
Fig. 2 eine schematische Gesamtdarstellung der
hydraulischen Schaltung für die Dreiwalzen-
Naßpresse gemäß Fig. 1;
Fig. 3 eines der in Fig. 2 dargestellten Sicher
heitsventile in seinem zweiten Schalt
zustand;
Fig. 4 eines der in Fig. 2 dargestellten Sicher
heitsventile in seiner konstruktiven Aus
bildung;
Fig. 5 eine zweite Ausführungsform der hydrau
lischen Schaltung für eine Zweiwalzen-Presse;
Fig. 6 eine stirnseitige Ansicht auf eine Stellvor
richtung für eine Druckwalze einer Zwei
walzen-Presse mit einem Hubbegrenzungs- und
einem Annäherungsventil;
Fig. 7 eine schematische Darstellung der Hydraulik
schaltung des Hubbegrenzungs- und Annäherungs
ventils einerseits und eines Sicherheits
ventils andererseits für die Stellvorrichtung
gemäß Fig. 6.
In Fig. 1 ist eine sogenannte Dreiwalzen-Naßpresse darge
stellt, wie sie z.B. aus der DE-PS 10 90 076 bekannt ist.
Aus Gründen der Übersichtlichkeit der Darstellung sind
dabei die Entwässerungsfilze und die zu trocknende Papier
bahn, sowie Leitwalzen, Gestellelemente und weitere
mechanische Konstruktionselemente nicht in die
Zeichnung aufgenommen.
Die dargestellte Dreiwalzen-Naßpresse 1 besteht aus
einer in unbeweglichen Lagern 2 ortsfest gelagerten
Preßwalze 3 und zwei tangential anlegbaren Druck
walzen 4, 5. Die Längsachsen der Preßwalze 3 und
der Druckwalzen 4, 5 liegen in einer Ebene.
Die eine Druckwalze 4 - in der Zeichnung die untere -
wird über ein erstes Hebelpaar 6, 7 gegen ihre Gewichts
kraft von unten her an die Preßwalze 3 angelegt.
Die zweite Druckwalze 5 wird von der eigenen Gewichts
kraft unterstützt von oben an die Preßwalze 3 ange
legt, und zwar mittels eines zweiten Hebelpaars 8, 9.
Die Hebel 6, 7, 8, 9 sind jeweils einseitig ortsfest abge
stützt und am zweiten Ende drehbeweglich mit den Stirn
seiten der Druckwalzen 4, 5 verbunden.
Zur Betätigung bzw. Bewegung der Hebel greift an jedem
dieser Hebel ein Positionierzylinder 10, 11, 12, 13 an,
über die letztlich die Druckwalzen 4, 5 mit der er
forderlichen Preßkraft an die Preßwalze 3 angedrückt
werden können. Die
Preßkraft zwischen den Druckwalzen 4, 5 und der Preß
walze 3 wird vom Arbeitsdruck in den Positionier
zylindern 10, 11, 12, 13 bestimmt.
Die Positionierzylinder 10, 11, 12, 13 weisen je einen be
zogen auf den Arbeits- bzw. Hubkolben kolbenseitigen
und stangenseitigen Einlaß 101, 102; 111, 112; 121, 122;
131, 132 für das Arbeitsmedium auf, über die die Arbeits
kolben in die richtige Arbeitsposition bzw. auf den
richtigen Preßdruck gebracht werden. Bei der in Fig. 1
dargestellten Dreiwalzen-Naßpresse 1 und auch bei
der anhand der Fig. 5 und Fig. 6 zu beschreibenden
Zweiwalzen-Presse sind somit jeder Druckwalze stirn
seitig je ein Positionierzylinder zugeordnet, so daß
die Preßkraft, d.h. der Arbeitsdruck,
zwischen Preß- und Druckwalze über die gesamte Breite
der Walzenpartie genau eingestellt werden kann.
Auf dieser Konstellation aufbauend besteht der Kern
der Erfindung darin, jedem der Positionierzylinder
ein Sicherheitsventil zuzuordnen, über das ein in
einem Positionierzylinder identifizierter Druckanstieg
aufgrund z.B. einer Störung im Preßspalt zwischen
einer (der) Druckwalze(n) und der Preßwalze zu einer
arbeitsdruckmäßigen Entspannung dieses Positionier
zylinders und der anderen Positionierzylinder dieser
Pressenpartie führt.
In Fig. 2 ist das Hydraulikschema der Dreiwalzen-Naß
presse dargestellt.
Die Positionierzylinder 10, 11, 12, 13 sind je einem an
den Stirnseiten der Druckwalzen angreifenden Hebel zu
geordnet und zwar so, daß - vgl. Fig. 1 - die Positionier
zylinder 10, 11 der einen Druckwalze und die Positionier
zylinder 12, 13 der anderen Druckwalze entsprechen. Die
paarweise zusammengehörenden Positionierzylinder 10, 11
bzw. 12, 13 sind mit ihrem Einlaß 101, 111 bzw. 121, 131
jeweils gemeinsam mit einem Hauptsteuerventil 20 bzw.
21 verbunden. Über diese Hauptsteuerventile 20, 21
sind die Positionierzylinder 10, 11 bzw. 12, 13 an eine
Ölpumpe 22 bzw. 23 anschließbar, die die Positionier
zylinder 10, 11 bzw. 12, 13 über ihre Einlässe 101,
111 bzw. 121, 131 mit dem erforderlichen Arbeitsdruck
versorgen.
Jedem der Positionierzylinder 10, 11, 12, 13 ist ein
Sicherheitsventil 24, 25, 26, 27 zugeordnet, das so
ausgelegt ist, daß es bei einem im zugehörigen
Positionierzylinder 10, 11, 12, 13 auftretenden Druck
anstieg, d.h. bei Auftreten eines Überdrucks den Druck
in diesem Positionierzylinder 10, 11, 12, 13 sofort
entspannt. Die Sicherheitsventile 24, 25,
26, 27 jeweils einer Pressenpartie sind darüberhin
aus derart miteinander gekoppelt, daß
ein in einem der Sicherheitsventile 24, 25, 26, 27
identifizierter Überdruck des zugehörigen Positionier
zylinders 10, 11, 12, 13 gleichzeitig an alle weiteren
Sicherheitsventile 24, 25, 26, 27 der gleichen Pressen
partie weitergeleitet wird, und diese dann ebenfalls
die zugehörigen Positionierzylinder 10, 11, 12, 13
arbeitsdruckmäßig entspannen.
Bei einem an einem Positionierzylinder 10, 11, 12, 13
auftretenden Überdruck (aufgrund z.B. einer Störung
im benachbarten Preßspalt) werden somit sämtliche
Positionierzylinder entlastet. Bezogen auf die Dar
stellung nach Fig. 1 bedeutet dies, daß die untere
Druckwalze 4 sich aufgrund ihrer Gewichtskraft nach
unten bewegt und den Preßspalt öffnet; soll auch die
obere Druckwalze 5 abgehoben, d.h. der obere Preß
spalt geöffnet werden, so sind die zugehörigen Positio
nierzylinder 12, 13 kolbenstangenseitig zu beauf
schlagen. Mit einem in einem der Sicherheitsventile
10, 11, 12, 13 infolge eines Überdruckzustands generierten
Arbeitssignal können darüber hinaus auch noch andere
Funktionen, wie z.B. Stillsetzen des Pressenantriebs,
initiiert werden.
Im Folgenden sollen die Funktionsweise und die
konstruktive Ausgestaltung eines Sicherheitsventils
24, 25, 26, 17 im Detail erläutert werden:
Das Sicherheitsventil 24 (25, 26, 27) weist auf seiner
Eingangsseite zwei Leitungsanschlüsse a,b auf, ferner
einen axial beweglichen Ventilkörper 30 sowie auf
seiner Ausgangsseite zwei Anschlüsse 34, 35. Die letzte
ren sind beide an eine Entlastungsleitung 33 ange
schlossen, die zu einer Ölauffangwanne führt. Der beweg
liche Ventilkörper 30 hat eine erste Stirnfläche A 1
und dazu entgegengesetzt eine etwas kleinere zweite
Stirnfläche A 2. Die erste Stirnfläche A 1 und der An
schluß a sind mit dem Einlaß 101 des Zylinders 10 ver
bunden und deshalb von dessen Arbeitsdruck unmittelbar
beaufschlagt. Die zweite, kleinere Stirnfläche A 2 und
der Anschluß b sind ebenfalls mit dem Einlaß 101 des
Zylinders 10 verbunden, jedoch über eine Drossel 31.
Die zweite Stirnfläche A 2 ist zusätzlich mit der Kraft
einer Feder 32 beaufschlagt. (Im statischen Zustand,
d.h. solange durch die Drossel kein Öl strömt, ist der
Druck auf A 1 und A 2 gleich).
Gemäß der Darstellung in Fig. 2 befinden sich die
Ventilkörper 30 der Sicherheitsventile 24, 25, 26, 27
am oberen Anschlag; die Verbindungen zur Entlastungs
leitung 33 sind unterbrochen, d.h. gesperrt.
Wie bereits erwähnt, sind die Sicherheitsventile 24,
25, 26, 27 einer Pressenpartie untereinander gekoppelt.
Dies ist gemäß dem Ausführungsbeispiel in Fig. 2 derart
realisiert, daß die zweiten Stirnflächen A 2 sämt
licher Sicherheitsventile 24, 25, 26, 27 über Signal
leitungen 36 miteinander verbunden sind. Bei einem
unzulässigen Druckanstieg des Arbeitsdrucks in
einem der Positionierzylinder (z.B. 10) löst der
Druckanstieg auf der Stirnfläche A 1 des Sicher
heitsventils 24 ein Verschieben des Ventilkörpers
30 in Richtung "Öffnen" (in der Zeichnung nach unten)
aus. Hierdurch wird zunächst im Sicherheitsventil 24
(durch Verbinden der beiden Anschlüsse b und 35) der
an der kleineren Stirnfläche A 2 anstehende Druck ent
lastet. Gleichzeitig werden über die Signalleitungen
36 auch die kleineren Stirnflächen der anderen Sicher
heitsventile 25, 26 und 27 entlastet, so daß sich auch
diese öffnen. Die Folge ist, daß an allen Positionier
zylindern 10, 11, 12 und 13 die Einlässe 101, 111, 121, 131
mit der Entlastungsleitung 33 verbunden werden.
Die schaltbaren Verbindungen zwischen den druckseitigen
Anschlüssen a, b und den Anschlüssen 34, 35 der Ausgangs
seite sind durch die durchgezogenen Pfeile im Ventil
körper 30 angedeutet. Wird der Ventilkörper 30 aufgrund
eines Überdrucks bzw. aufgrund der Kraftdifferenz auf
die erste Stirnfläche A 1 und die zweite Stirnfläche A 2
gegen die Kraft der Feder 32 aus der Gleichgewichtslage
(in der Zeichnung nach unten) verschoben, so wird zu
nächst der dem unteren Pfeil entsprechende (erste) Durch
gang (b-35) frei geschaltet, so daß der Druck an der
zweiten Stirnfläche A 2 gegen Null abfällt. Dadurch wird
der Ventilkörper 30 mit erhöhter Kraft weiter verschoben
und es öffnet auch der dem oberen Pfeil entsprechende
(zweite) Durchgang (a-34), wobei der erste Durchgang
(b-35) offen bleibt.
Die Kraft der Feder 32 ist dabei so eingestellt, daß
geringfügig unterhalb eines den Schaltvorgang eines
Sicherheitsventils 24, 25, 26, 27 auslösenden Schwellwertes
bzw. Differenzwertes, die auf die beiden Stirnflächen A 1
und A 2 wirkenden Stellkräfte im Gleichgewicht mitein
ander stehen. Die Kraft der Feder 32 ent
spricht dabei dem Produkt aus der Flächendifferenz der
Stirnflächen A 1 und A 2 und dem Arbeitsdruck. Bei dieser
Einstellung der Kraft der Feder 32 "schwimmt" der
Ventilkörper 30 der Sicherheitsventile 24, 25, 26, 27
in einer noch geschlossenen Zwischenstellung
und hat somit eine sehr kurze Reaktions-, d.h. Schalt
zeit. Um mit kleinen Federkräften auszukommen, ist das
Verhältnis zwischen den beiden Stirnflächen (Wirkflächen)
A 1 und A 2 nur wenig größer als 1, vorzugsweise zwischen
1,02 und 1,2.
Hat das Sicherheitsventil 24, 25, 26, 27 einmal geöffnet,
dann bleibt
die Verbindung zwischen dem Anschluß a des Arbeits
drucks und der Entspannungsleitung 33 nur so weit ge
öffnet, daß die auf die erste Stirnfläche A 1 wirkende
Restkraft der Kraft der Feder 32 entspricht. Durch
diese Maßnahme bzw. konstruktive Lösung wird schließlich
die Verbindung der Signalleitung 36 zurEntspannungs
leitung 33 offengehalten und es wird damit ausge
schlossen, daß sich der Arbeitsdruck an den Positionier
zylindern 10, 11, 12, 13 unbeabsichtigt wieder aufbaut.
Dies ist notwendig, um sicherzustellen, daß der Arbeits
druck sich nicht aufbaut, ehe die Ursache des Druckan
stiegs erkannt und behoben ist.
Um wieder den normalen Arbeitszustand zu erreichen, d.h.
an allen Positionierzylindern 10, 11, 12, 13 Arbeitsdruck
zur Verfügung zu haben, muß zunächst das Hauptsteuer
ventil 20 bzw. 21 in seine Nullstellung gebracht werden.
Damit wird der auf die erste Stirnfläche A 1 wirkende
Druck auf Null gebracht und die Sicherheitsventile 24, 25,
26, 27, d.h. ihre Ventilkörper 30, werden mit der Kraft
der Feder 32 in die geschlossene Stellung geschoben;
der Ventilkörper 30 liegt wieder am oberen Endanschlag
an. Nunmehr läßt sich das Hauptsteuerventil 20, 21 öffnen,
d.h. die Positionierzylinder 10, 11, 12, 13 können
wieder mit Arbeitsdruck beaufschlagt werden.
Der durchgeschaltete Zustand des Sicherheitsventils
24, 25, 26, 27 ist anhand des Funktionsschemas in Fig. 3
dargestellt.
Gemäß diesem Schaltzustand ist sowohl der arbeitsdruck
seitige Einlaß a als auch der über die Drosselleitung
31 angekoppelte zweite Einlaß b mit derEntspannungs
leitung 33 verbunden. Die Verbindung von b nach der
Entspannungsleitung 33 ist voll geöffnet; zwischen der
Arbeitsdruckleitung a und derEntspannungsleitung 33
besteht eine gedrosselte Verbindung, weil die Kraft der
Feder 32 das Gleichgewicht aufrecht erhält. Dies be
deutet: die von der Ölpumpe 22 bzw. 23 geförderte
Druckflüssigkeit strömt teils über den arbeitsdruck
seitigen Anschluß a , teils über den gedrosselten An
schluß b zur Entspannungsleitung 33.
Die konstruktive Ausbildung eines Sicherheitsventils
24, 25, 26, 27 wird anhand von Fig. 4 erläutert. Diese
Darstellung entspricht einem Längsschnitt durch dieses
Ventil.
Das Sicherheitsventil besteht im wesentlichen aus einem
Ventilblock 37, in dem der Ventilkörper in einer
Zentralbohrung 38 axial beweglich eingesetzt ist. Ge
mäß der Darstellung nach Fig. 4 befindet sich der Ventil
körper 30 in der genannten "schwimmenden" Gleichge
wichtslage, die er einnimmt, wenn der Arbeitsdruck ge
ringfügig unterhalb des eingestellten vorgegebenen Grenz
wertes liegt. Dieser Grenzwert ist vorzugsweise so ge
wählt, daß die Differenz zwischen den Druckwerten, bei
denen der Ventilkörper vom Endanschlag abhebt und bei
denen die Druckentspannung einsetzt z.B. 5% des
maximal zulässigen Anpreßdrucks zwischen Druckwalze
und Preßwalze beträgt.
Der Ventilkörper besteht aus zwei einseitig ge
schlossenen Zylindern 39, 40, die mit ihren geschlossenen
Stirnflächen, die den Wirkflächen A 1 bzw. A 2 der Sicher
heitsventile 24, 25, 26, 27 gemäß Fig. 2 und Fig. 3 ent
sprechen, aneinander anliegen. Der (obere) Zylinder 39
mit dem größeren Durchmesser (A 1) hat von seiner offenen
Seite her Zugang zur Arbeitsdruckleitung a; der untere
Zylinder 40 mit dem kleineren Durchmesser (A 2) hat von
seiner offenen Seite her Zugang zum Einlaß b, der über
die Drosselleitung 31 mit der Arbeitsdruckleitung a
verbunden ist.
Gemäß einer anderen konstruktiven Realisierung können
die beiden Zylinder 39, 40 auch in einem einstückigen
Ventilkörper 30 zusammengefaßt werden. Anstelle der im
Gehäuse 37 angeordneten Drosselleitung 31 kann dann
im Ventilkörper 30 eine koaxiale Drosselbohrung vorge
sehen werden.
Der untere Zylinder 40 ist über eine Feder 32 federnd
gelagert. Die Kraft dieser Feder 32 ist von außen
einstellbar und zwar mittels eines koaxial zur Zentral
bohrung 38 axial verstellbaren Bolzens 41. Dieser Bolzen
41 weist einen dem Durchmesser der Feder 32 entsprechen
den Stützteller 42 auf, der über eine Schraube 43 axial
verschoben werden kann und die Feder 32 auf die vorge
gebene Federkraft einstellt.
Beide Zylinder 39, 40 weisen jeweils über den Umfang ver
teilt Durchbrüche 39′, 40′ auf, über die die Leitungswege
zur Entspannungsleitung 33 geöffnet werden können. Für
diese Leitungswege sind im Ventilblock 37 für die An
schlüsse zwei Ringräume 34, 35 eingearbeitet, die ent
sprechend Fig. 2 und 3 beide Verbindung zur Entspannungs
leitung 33 haben. Die Anordnung dieser Ringräume 34, 35
bzw. ihre Zuordnung zu den Durchbrüchen 39′, 40′ ist so,
daß bei einer Axialbewegung (Pfeil X) des Ventilkörpers
30, d.h. der beiden Zylinder 39, 40 zunächst
die Durchbrüche 40′ des Zylinders 40 mit der
kleineren Wirkfläche/Stirnfläche A 2 zu dem unteren
Ringraum 35 Verbindung haben. Bei einem weiteren
Verschieben des Ventilkörpers 30 öffnet sich dann
über die Durchbrüche 39′ auch die Verbindungs
leitung zwischen der Arbeitsdruckleitung a und der
Entspannungsleitung 33.
Die Wechselwirkung bezüglich der Federkraft und der
Folge des Öffnens der Leitungswege a und b zur
Niederdruckleitung 33 ist bereits anhand des in
Fig. 2 und Fig. 3 beschriebenen Funktionsschemas er
läutert.
Ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im
folgenden anhand einer in Fig. 5 dargestellten Zwei
walzenpresse erläutert. Im Unterschied zu den Dar
stellungen in und Ausführungen zu den Fig. 2, 3 und 4
handelt es sich bei dem in Fig. 5 dargestellten Bei
spiel um ein elektrisches System. Dies hat von vornher
ein den Vorzug, daß die Signalfortpflanzung sehr viel
schneller ist, was im Hinblick auf die bis zu 10 m
breiten Walzen von Bedeutung sein kann.
Je Druckwalze sind hierbei zwei Positionierzylinder 10, 11
vorgesehen, denen je ein elektromagnetisches Sicherheits
ventil 50, 51 zugeordnet ist. Als Signalgeber für den
Fall, daß der Arbeitsdruck in einem der Positionier
zylinder 10, 11 unzulässig ansteigt, ist an jedem
Positionierzylinder 10, 11 ein elektrischer Druck
schalter 52, 53 angeordnet.
Schließt sich einer der Druckschalter 52, 53 aufgrund
eines unzulässig hohen Drucks in einem der Positionier
zylinder 10, 11, so werden über das entsprechende
Schaltsignal als Arbeitssignal die Elektromagnete
sämtlicher Sicherheitsventile 50, 51 erregt, wenn
diese signalmäßig gekoppelt sind. Gleichzeitig
werden damit die Sicherheitsventile 50, 51 in eine
Betriebsstellung gebracht, in der eine Verbindung zu
einem Niederdruckanschluß, beispielsweise einer Öl
auffangwanne, frei geschaltet wird.
Bezogen auf Fig. 5 bedeutet dies folgendes:
Die Sicherheitsventile 50, 51 weisen je einen Ein gangsanschluß c auf, die mit dem arbeitsdruckseitigen Anschluß der Positionierzylinder 10 bzw. 11 und über ein Hauptsteuerventil 54 mit einer Ölpumpe 55 ver bunden sind. Die Sicherheitsventile 50, 51 bestehen aus einem Ventilkörper 56 bzw. 57, der mit der Kraft eines Elektromagneten 58, 59 gegen die Kraft einer Stellfeder 60, 61 in einer ersten Betriebsstellung ge halten wird. In dieser ersten (gezeichneten) Betriebs stellung ist die vom Ventilkörper zu schaltende Ver bindung geschlossen.
Die Sicherheitsventile 50, 51 weisen je einen Ein gangsanschluß c auf, die mit dem arbeitsdruckseitigen Anschluß der Positionierzylinder 10 bzw. 11 und über ein Hauptsteuerventil 54 mit einer Ölpumpe 55 ver bunden sind. Die Sicherheitsventile 50, 51 bestehen aus einem Ventilkörper 56 bzw. 57, der mit der Kraft eines Elektromagneten 58, 59 gegen die Kraft einer Stellfeder 60, 61 in einer ersten Betriebsstellung ge halten wird. In dieser ersten (gezeichneten) Betriebs stellung ist die vom Ventilkörper zu schaltende Ver bindung geschlossen.
Die Elektromagnete 58, 59 werden über eine Leitung 63
von einer Spannungsquelle 62 elektrisch versorgt. Die
Elektromagnete 58, 59 sind darüber hinaus über eine
Signalleitung 64 untereinander und mit den Druck
schaltern 52, 53 gekoppelt. Wird ein Druckschalter 52,
53 geschlossen, so werden die Elektromagnete 58, 59
stromlos. Die Ventilkörper 56, 57 werden über ihre
Stellfedern 60, 61 in ihre zweite Betriebsstellung ge
zogen, wodurch der Eingangsanschluß c Verbindung zur
Niederdruckleitung erhält. Der Arbeitsdruck an den
Positionierzylindern 10, 11 fällt somit auf Null ab.
(Selbstverständlich kann die Schaltung auch so erfolgen,
daß die Elektromagnete bei geschlossenem Ventil stromlos
sind und bei Überlastsignal erregt werden und öffnen).
Wie bereits anhand von Fig. 2 erläutert, muß verhindert
werden, daß sich der Arbeitsdruck vorzeitig und unge
wollt wieder aufbaut. Hierzu ist eine Halteschaltung
in die Schaltung integriert, die dafür sorgt, daß die
Sicherheitsventile 50, 51 im geöffneten Zustand
(zweite Betriebsstellung) bleiben.
Diese Halteschaltung besteht aus einem Relais 65, das
parallel zum Stromkreis der Elektromagnete 58, 59 der
Sicherheitsventile 50, 51 liegt und über einen gegen
Massepotential schaltbaren Schalter 66 so beaufschlag
bar ist, daß die Elektromagnete 58, 59 erregt werden
und die Ventilkörper 56, 57 gegen die Kraft der Stell
federn 60, 61 in die erste (schließende) Betriebs
stellung ziehen. Nun kann über das Hauptsteuerventil 54
wieder Arbeitsdruck an den Positionierzylindern 10, 11
aufgebaut werden.
In Fig. 6 ist eine Stellvorrichtung für eine sogenannte
Durchbiegungseinstellwalze dargestellt, wie sie z.B. in
der Patentanmeldung P 36 10 107.9 im Detail beschrieben
ist.
Dabei wird ein drehbarer Walzenmantel 70 über einen an
einem stirnseitigen Lagerflansch angeschraubten Antriebs
zahnkranz 67 rotatorisch bewegt. Dieser Antriebszahn
kranz 67 ist kraftschlüssig mit einem koaxial einge
setzten Wälzlager verbunden, über das sich der Walzen
mantel auf einem höhenverstellbaren Lagerbock 68 ab
stützt.
Durch den Walzenmantel erstreckt sich ein feststehender
Biegeträger, der mit einem Lagerzapfen 69 in einer
kugeligen Büchse ruht. Diese Büchse ist an der Innen
seite eines Kragstücks abgestützt, das das genannte
Wälzlager aufnimmt; das Kragstück seinerseits ist Teil
des Lagerbocks 68.
Um das Anpressen des Walzenmantels 70 an eine Gegen
walze 70 und das Wiederabheben zu ermöglichen, ist
ein aus einer Führungsplatte 71 und einer Grund
platte 72 bestehender Führungsschemel vorgesehen.
Am Lagerbock 68 vorgesehene Führungsklauen 73 um
greifen die Führungsplatte 71, so daß die durch den
Lagerzapfen 69 repräsentierte Durchbiegungswalze mit
dem Walzenmantel linear in einer langlochähnlichen Aus
nehmung 74 in der Führungsplatte 71 auf und ab be
wegt werden kann.
In dieser Grundplatte 72 sind hierzu zwei Zylinder
bohrungen 75 mit je einem Hubkolben 76 vorgesehen;
zusätzlich zu diesen Zylinderbohrungen 75 ist an der
Unterseite des Lagerbocks 68 ein Führungszapfen 77
vorgesehen, der in einer komplementären Führungsbohrung
der Grundplatte 72 gleitet. Die Führungsplatte 71
kann darüberhinaus eine Brücke 78 aufweisen, die ihrer
seits einen Hydraulikkolben 79 umfaßt, der über einen
Amboß 80 eine Rückstellkraft auf den Lagerzapfen 69
und damit auf die gesamte Walze ausübt.
Der Lagerbock 68 bildet zugleich das Gehäuse für ein
Zahnradgetriebe, das zum Antrieb des Walzenmantels
dient. Wie aus Fig. 6 ersichtlich ist, ist ein Antriebs
ritzel 67′ in einer seitlichen Verlängerung des
Lagerbocks 68 gelagert. Dessen Antriebszapfen kann in
bekannter Weise über weitere, nicht dargestellte Antriebs
teile an einen Motor angeschlossen werden. Das Antriebs
ritzel 67′ kämmt mit dem oben erwähnten Antriebs
zahnkranz 67.
Zum Schutz der Walzen und der Entwässerungsfilze im
praktischen Betrieb einer Preßwalze gemäß dem Schema
nach Fig. 1, 2 oder auch 4 wird jedem der Positionier
zylinder, die hier in Fig. 6 durch die Hubkolben 76
repräsentiert sind, ein sogenanntes Annäherungsventil
81 zugeordnet, das beim Schließen eines Preßspaltes,
d.h. beim Anlegen einer Druckwalze an eine ortsfeste
Preßwalze wirksam wird. Dieses Annäherungsventil 81
ist über eine Schraubverbindung 82 formschlüssig mit
dem Lagerbock 68 verbunden. Bewegt sich dieser Lager
bock 68 zusammen mit dem Lagerzapfen 69 in Richtung
zur Gegenwalze 70 hin, so wird durch ein Öffnen des
Annäherungsventils 81 und damit verbundener Absenkung
des Arbeitsdrucks im Positionierzylinder die Hubbe
wegung gestoppt. Über ein zusätzliches Hilfsventil 83
und einen zusätzlichen Steuerbefehl für dieses Hilfs
ventil 83 kann eine Anschlußleitung 84 unterbrochen
werden, die mit dem Hauptsteuerventil 85 der Hydrau
likschaltung verbunden ist. Damit baut sich schließlich
der Arbeitsdruck wieder auf, so daß nunmehr die Walzen
miteinander in Kontakt gebracht werden können. Damit
läßt sich vermeiden, daß aufgrund etwa unterschiedlicher
Hubgeschwindigkeiten der Arbeitskolben der Positionier
zylinder an beiden Seiten der Druckwalze ein einseitiger
punktförmiger Walzenkontakt entsteht.
Zusätzlich zu dem Annäherungsventil 81 kann jeder
Seite einer Druckwalze auch ein Hubbegrenzungsventil 86
zugeordnet werden. Dieses Hubbegrenzungsventil 86 ist
ebenfalls fest mit dem Lagerbock 68 verbunden und hat
die Aufgabe, den Arbeitshub insgesamt zu begrenzen; dies
ist insbesondere in Verbindung mit den Durchbiegungs
walzen gemäß P 36 10 107.9 von Bedeutung, und zwar dann,
wenn kein mechanischer Endanschlag vorhanden ist und dem
zufolge die Druckmittelzufuhr bei Erreichen eines be
stimmten Maximalhubs selbsttätig unterbrochen werden muß.
Das Annäherungsventil 81 und das Hubbegrenzungs
ventil 86 sind gemeinsam an einer mit der Grund
platte 72 verbundenen ersten Konsole fixiert; mit
ihrem Stellkolben sind Annäherungsventil 81 und
Hubbegrenzungsventil 86 an einer mit dem Lagerbock
68 verbundenen zweiten Konsole 87 fixiert, so daß
mit einer Bewegung des Lagerbocks 68 auch die Stell
kolben der Ventile bewegt werden.
Die Ausbildung der beiden Zusatzventile Annäherungs
ventil 81 und Hubbegrenzungsventil 86, sowie des
genannten Hilfsventils 83, sollen anhand ihrer
Funktionsdarstellung gemäß Fig. 7 erläutert werden.
Die Ventilkörper beider Zusatzventile hängen an der
zweiten Konsole 87 und werden mit dieser linear nach
oben (oder auch unten) bewegt.
Das Annäherungsventil 81 hat eine erste Schaltstellung,
in der keine Durchgangsverbindung offen ist. Wird die
zweite Konsole 87 angehoben, so öffnet sich der
Ventilweg gemäß der zweiten Schaltstellung und der
Arbeitsdruck - der gemäß der Darstellung nach Fig. 2
an den Zuleitungen 101, 111, 121, 131 ansteht - fällt auf
Null ab, da die Verbindung zur Niederdruckleitung, d.h.
Leckölleitung, offen ist. Bei einem weiteren Hub der
zweiten Konsole 87 bleibt das Annäherungsventil 81
geöffnet (in der dritten Schaltstellung).
Das erwähnte Hilfsventil 83 ist dem Annäherungsventil
81 vorgeschaltet und dient dazu, den geöffneten Schalt
zustand des Annäherungsventils 81 aufrecht zu erhalten,
damit nicht dessen Funktion einfach überbrückt werden kann.
Dieses Hilfsventil 83 hat in seiner Normalstellung
einen offenen Schaltweg, so daß das Annäherungsventil 81
mit dem druckseitigen Anschluß des Hauptsteuer
ventils 85 verbunden ist. Ist das Annäherungs
ventil 81 aktiviert, so bleibt dieser Schaltzu
stand des Hilfsventils 83 erhalten. Erst wenn
dieses Hilfsventil 83 über einen zusätzlichen
Steuerbefehl (oder auch manuell) die Anschluß
leitung 84 vom Hauptsteuerventil 85 unterbricht,
kann sich der normale Arbeitsdruck wieder aufbauen.
Nach der Unterbrechung wird das Hilfsventil 83 auf
grund seiner integrierten Stellfeder in die zuerst
erläuterte geöffnete Schaltstellung gebracht.
Das Hubbegrenzungsventil 86 hat wiederum drei Schalt
stellungen. Die ersten beiden entsprechen einem ge
schlossenen Zustand, so daß - aufgrund der mechanischen
Kopplung zwischen Annäherungsventil 81 und Hubbe
grenzungsventil 86 - das Hubbegrenzungsventil 86
noch geschlossen ist, während das Annäherungsventil 81
schon öffnet. Erst bei einem weiteren - über das Hilfs
ventil 83 ermöglichten - Hub öffnet das Hubbegrenzungs
ventil 86 (in der dritten Schaltstellung). In diesem
Fall fällt der Arbeitsdruck auf Null ab und die Hydrau
likschaltung als Ganzes ist außer Funktion gesetzt.
Die anhand von Fig. 7 beschriebenen Zusatzventile An
näherungsventil 81 und Hubbegrenzungsventil 86 sind
sämtlich mit dem Arbeitsdruck aus dem Hauptsteuer
ventil 85 beaufschlagbar. Auch die Sicherheitsventile
24, 25, 26, 27 nach Fig. 2, sowie 50, 51 nach Fig. 5 werden
vom Hauptsteuerventil 85 versorgt. Somit können alle
jeweils funktionell zusammengehörenden Ventile seriell
an das Hauptsteuerventil 85 angekoppelt werden. Somit
werden diese Ventile kombinatorisch in einer einheit
lichen Ventileinheit zusammengefaßt, was im Hinblick
auf die dann mögliche gemeinsame Lecköl-Abfuhr von
besonderem Vorteil ist. Alle drei Ventilarten, Sicher
heitsventil, Annäherungsventil und Hubbegrenzungs
ventil in einem gemeinsamen Ventilblock zusammenzu
fassen, hat darüber hinaus auch im Hinblick auf Dis
position und Wartungsfreundlichkeit besondere Vor
züge.
Claims (11)
1. Aus einer ortsfesten Preßwalze und mindestens
einer parallel zu dieser angeordneten, durch
Verstellung mittels Positionierzylindern quer
zur Längsachse gegen die Preßwalze anpreßbare
und von ihr abhebbare Druckwalze bestehende
Walzenpresse
für die Behandlung bahnförmigen Gutes, wie z.B. Papierbahnen,
mit einer Einrichtung zur selbsttätigen Entlastung des Anpreßdrucks zwischen der Preßwalze und der Druckwalze infolge einer Betriebsstörung,
dadurch gekennzeichnet,
daß jeder Positionierzylinder (10-13) ein Sicherheitsventil (24-27; 50, 51) aufweist, das bei einem Druckanstieg im Positionier zylinder (10-13), insbesondere infolge einer Störung im Preßspalt zwischen der Preß walze (3) und der Druckwalze (4, 5) den Druck im Positionierzylinder (10-13) entspannt, und
daß die Sicherheitsventile (24-27; 50, 51) über wenigstens eine Signalleitung (36, 63) untereinander derart funktionell ge koppelt sind, daß bei einem an einem Positionierzylinder (10-13) auftretenden Druckanstieg auch der Druck in den je weils anderen Positionierzylindern (10-13) entspannt wird.
für die Behandlung bahnförmigen Gutes, wie z.B. Papierbahnen,
mit einer Einrichtung zur selbsttätigen Entlastung des Anpreßdrucks zwischen der Preßwalze und der Druckwalze infolge einer Betriebsstörung,
dadurch gekennzeichnet,
daß jeder Positionierzylinder (10-13) ein Sicherheitsventil (24-27; 50, 51) aufweist, das bei einem Druckanstieg im Positionier zylinder (10-13), insbesondere infolge einer Störung im Preßspalt zwischen der Preß walze (3) und der Druckwalze (4, 5) den Druck im Positionierzylinder (10-13) entspannt, und
daß die Sicherheitsventile (24-27; 50, 51) über wenigstens eine Signalleitung (36, 63) untereinander derart funktionell ge koppelt sind, daß bei einem an einem Positionierzylinder (10-13) auftretenden Druckanstieg auch der Druck in den je weils anderen Positionierzylindern (10-13) entspannt wird.
2. Druckwalze nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß den Positionierzylindern (10-13) und den
Sicherheitsventilen (24-27; 50, 51) jeder Druck
walze (4, 5) ein Hauptsteuerventil (20, 21; 54)
derart zugeordnet ist, daß das Schließen des
Hauptsteuerventils das Schließen der Sicher
heitsventile (24-27; 50, 51) (z.B. mittels Feder
kraft 32) zwecks Rückkehr in den normalen
Betriebszustand auslöst.
3. Druckwalze nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß zur Öffnung des Preßspaltes bei mit dem
Eigengewicht auf der Preßwalze (3) aufliegen
der Druckwalze (4) diese aufgrund eines Arbeits
signals abhebbar ist, das in Abhängigkeit von
einem in einem der Sicherheitsventile (24-27;
50, 51) identifizierten Druckanstieg eines
Positionierzylinders (10-13) generiert wird.
4. Druckwalze nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Sicherheitsventil (10-13) wie folgt
ausgebildet ist:
- a) ein beweglicher Ventilkörper (30) weist
einen vom Arbeitsdruck des Positionier
zylinders (10-13) unmittelbar beauf
schlagten ersten Druckraum mit einer
ersten Wirkfläche (Stirnfläche (A 1)) und
einen gegenüberliegenden zweiten Druck
raum mit einem der ersten Wirkfläche (A 1)
gegenüber kleineren zweiten Wirkfläche (A 2)
auf, die durch die Kraft einer Feder (32)
beaufschlagt ist,
b) der zweite Druckraum ist über eine Drossel (31) mit der Druckleitung (101, 111, 121, 131) des Arbeitsdrucks verbunden,
c) der zweite Druckraum ist mit einer Signal leitung (36) verbunden, die die zweiten Druck räume der Sicherheitsventile (10-13) unter einander verbindet,
d) die Druckräume sind verbindbar mit je einem Auslaß (34, 35), an die eine Entlastungsleitung (33) angeschlossen ist, wobei die Auslässe (34, 35) relativ zueinander so ange ordnet sind, daß bei einem Druckanstieg in der Druckleitung (101-131) des Arbeitsdrucks zuerst der zweite Druckraum und damit die Signalleitung (36) und anschließend der erste Druckraum mit der Niederdruckleitung (33) ver bunden sind (Fig. 2, 3 und 4).
5. Sicherheitsventil nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Kraft der Feder (32) so eingestellt ist,
daß bei einem vorgegebenen Arbeitsdruck
die an den Wirkflächen (A 1, A 2)
der Druckräume anstehenden Kräfte im Gleichge
wicht sind.
6. Sicherheitsventil nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Verhältnis der Wirkflächen (A 1, A 2)
des ersten und des zweiten Druckraums etwa
1,02 bis 1,2 beträgt.
7. Sicherheitsventil nach Anspruch 5 oder 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Auslaß (34) des ersten Druckraums und der Auslaß (35) des zweiten Druck raums relativ zueinander so angeordnet und dimensioniert sind,
daß nach einer Entspannung des Arbeitsdrucks der Auslaß (34) des ersten Druckraums soweit geöffnet ist,
daß die auf die erste Wirkfläche (A 1) wirken de Druckkraft gleich der Kraft der Feder (32) ist.
daß der Auslaß (34) des ersten Druckraums und der Auslaß (35) des zweiten Druck raums relativ zueinander so angeordnet und dimensioniert sind,
daß nach einer Entspannung des Arbeitsdrucks der Auslaß (34) des ersten Druckraums soweit geöffnet ist,
daß die auf die erste Wirkfläche (A 1) wirken de Druckkraft gleich der Kraft der Feder (32) ist.
8. Sicherheitsventil nach einem der Ansprüche 4 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß ein Ventilkörper (37) mit einer Zentral bohrung (38) zur Aufnahme zweier je einem Druckraum entsprechender, einseitig ge schlossener Zylinder (39, 40) vorgesehen ist,
daß die Zylinder (39, 40) mit ihren geschlossenen Stirnflächen (A 1, A 2) aneinander anliegend axialbeweglich in der Zentralbohrung (38) eingesetzt sind,
daß die Zylinder (39, 40) über die von einer Seite des Ventilkörpers (37) her einstell bare Feder (32) abgestützt sind,
daß der Ventilkörper (37) im Bereich der offenen Stirnseiten der Zylinder (39, 40) je eine über eine Drosselleitung (31) miteinander verbundene Einlaßbohrung (a, b) aufweist, deren eine den Zylinder (39) mit der größeren Wirkfläche (A 1) mit der Druckleitung für den Arbeitsdruck und deren zweite den zweiten Zylinder (40) mit der Signalleitung (b, 36) verbinden,
daß längs der Wandung der Zentralbohrung (38) zwei Ringräume (41, 42) eingearbeitet sind, die mit einer mit der Entspannungsleitung (33) verbindbaren Auslaßbohrung verbunden sind, und
daß in den Zylindern (39, 40) für den ersten und den zweiten Druckraum Auslaßöffnungen (39′, 40′) vorgesehen sind, die bei einer Axial bewegung der Zylinder (39, 40) mit den Ring räumen (41, 42) überlappen.
daß ein Ventilkörper (37) mit einer Zentral bohrung (38) zur Aufnahme zweier je einem Druckraum entsprechender, einseitig ge schlossener Zylinder (39, 40) vorgesehen ist,
daß die Zylinder (39, 40) mit ihren geschlossenen Stirnflächen (A 1, A 2) aneinander anliegend axialbeweglich in der Zentralbohrung (38) eingesetzt sind,
daß die Zylinder (39, 40) über die von einer Seite des Ventilkörpers (37) her einstell bare Feder (32) abgestützt sind,
daß der Ventilkörper (37) im Bereich der offenen Stirnseiten der Zylinder (39, 40) je eine über eine Drosselleitung (31) miteinander verbundene Einlaßbohrung (a, b) aufweist, deren eine den Zylinder (39) mit der größeren Wirkfläche (A 1) mit der Druckleitung für den Arbeitsdruck und deren zweite den zweiten Zylinder (40) mit der Signalleitung (b, 36) verbinden,
daß längs der Wandung der Zentralbohrung (38) zwei Ringräume (41, 42) eingearbeitet sind, die mit einer mit der Entspannungsleitung (33) verbindbaren Auslaßbohrung verbunden sind, und
daß in den Zylindern (39, 40) für den ersten und den zweiten Druckraum Auslaßöffnungen (39′, 40′) vorgesehen sind, die bei einer Axial bewegung der Zylinder (39, 40) mit den Ring räumen (41, 42) überlappen.
9. Druckwalze nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Sicherheitsventil (50, 51) ein elektro magnetisch betätigtes Ventil ist, das in der einen Betriebsstellung (Ruhestellung) geschlossen ist und das in der zweiten Be triebsstellung (Arbeitsstellung) die Druck leitung des Arbeitsdrucks mit einer Ent spannungsleitung verbindet,
daß dem Sicherheitsventil (50, 51) ein elek trischer Druckschalter (52, 53) zugeordnet ist, der bei einem Druckanstieg in den Positionierzylindern ein Arbeitssignal gene riert, das das Sicherheitsventil (50, 51) aus der Ruhestellung in die Arbeitsstellung schaltet.
dadurch gekennzeichnet,
daß das Sicherheitsventil (50, 51) ein elektro magnetisch betätigtes Ventil ist, das in der einen Betriebsstellung (Ruhestellung) geschlossen ist und das in der zweiten Be triebsstellung (Arbeitsstellung) die Druck leitung des Arbeitsdrucks mit einer Ent spannungsleitung verbindet,
daß dem Sicherheitsventil (50, 51) ein elek trischer Druckschalter (52, 53) zugeordnet ist, der bei einem Druckanstieg in den Positionierzylindern ein Arbeitssignal gene riert, das das Sicherheitsventil (50, 51) aus der Ruhestellung in die Arbeitsstellung schaltet.
10. Druckwalze nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß zum Halten der Sicherheitsventile (50, 51) im Arbeitszustand ein mit dem Arbeits signal geschaltetes Relais (65) vorge sehen ist, und
daß dem Relais (65) ein Schalter (66) zuge ordnet ist, über den das Relais (65) rücksetzbar ist.
dadurch gekennzeichnet,
daß zum Halten der Sicherheitsventile (50, 51) im Arbeitszustand ein mit dem Arbeits signal geschaltetes Relais (65) vorge sehen ist, und
daß dem Relais (65) ein Schalter (66) zuge ordnet ist, über den das Relais (65) rücksetzbar ist.
11. Druckwalze nach einem der Ansprüche 1 bis 10,
mit einem das Schließen des Preßspaltes
zwischen Druck- und Preßwalze überwachenden
Annäherungsventil und einem den Hubweg der
Druckwalze begrenzenden Hubbegrenzungsventil,
dadurch gekennzeichnet,
daß Annäherungsventil (81), Hubbegrenzungs
ventil (86) und Sicherheitsventil (10, 11, 12,
13, 50, 51) jeweils in einem gemeinsamen
Ventilblock integriert sind.
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AT395185B (de) * | 1990-10-08 | 1992-10-12 | Andritz Ag Maschf | Vorrichtung zur behandlung, insbesondere trennung, von faserstoff-fluessigkeits-mischungen |
Also Published As
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