DE4009628C2 - Druckmittel-Stützeinrichtung - Google Patents
Druckmittel-StützeinrichtungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Druckmittel-Stützeinrichtung zum
Abstützen eines ersten Balkens auf einem sich parallel hierzu
erstreckenden zweiten Balken, im einzelnen mit den im Oberbe
griff des Anspruches 1 angegebenen Merkmalen.
Es gibt zwei grundsätzlich verschiedene Anwendungsgebiete für
eine derartige Druckmittel-Stützeinrichtung:
- 1. Der eine der zwei Balken ist Teil einer Stromführungswand, beispielsweise eines Stoffauflaufes einer Papiermaschine. Hier ist es der Zweck der Druckmittel-Stützeinrichtung, die Stromführungswand durchbiegungsfrei zu halten. Der Druck des Strömungsmediums (nämlich der Fasersuspension) wird hierbei von der Stromführungswand über das Druckkissen auf den anderen Balken übertragen. Dieser ist an seinen beiden Enden mittels biegeelastischer Elemente an den zuerst ge nannten Balken gekoppelt und kann sich unter der Stützkraft des Druckkissens frei durchbiegen. Siehe z. B. DE 36 14 302 A1 = US-PS 4,770,745. Wenn der eine Balken, der Teil der genannten Stromführungswand ist, sich aus irgendeinem Grun de durchbiegt, so wird der Druckkissen-Druck in dem Sinne geändert, daß die Durchbiegung rückgängig gemacht wird.
- 2. Der eine der zwei Balken ist als im Betrieb bewegliche Leiste zur nachgiebigen Stützung eines Siebbandes im Bereich der Doppelsiebzone einer Papiermaschine ausgebildet; er ist hierbei relativ zum anderen Balken verschiebbar oder schwenkbar. In diesem Falle wirkt die Druckmittel-Stützein richtung als nachgiebige Hubeinrichtung. Eine Änderung des Druckkissen-Druckes bewirkt also beispielsweise eine Verände rung des Abstandes zwischen den zwei Balken und eine Änderung der Kraft, mit der die Leiste an das Siebband angedrückt wird. Siehe beispielsweise WO 89/02499 A1.
Aus den Fig. 1 bis 5 der oben zitierten DE 36 14 302 A1 ist
es bekannt, als Druckkissen einen Schlauch zu verwenden. Dieser
wird, im Querschnitt gesehen, je nach Größe des Abstandes zwi
schen den zwei Balken mehr oder weniger platt gedrückt. Der Ab
stand zwischen den zwei Balken ist über die Balkenlänge in der
Regel ungleich, hauptsächlich weil der eine Balken relativ zum
anderen Balken durchgebogen ist. Dies hat zur Folge, daß die
Stützkraft des Druckkissens entlang der Länge der Balken (d. h.
über die Maschinenbreite) von einem gewünschten konstanten Wert
ziemlich stark abweicht.
Aus den Fig. 6 bis 8 der DE 36 14 302 A1 ist es bekannt, daß
das einzelne Druckkissen ein balgartiges Profil aufweisen kann
mit nach innen gefalteten Seitenwänden. Hierdurch hat man ver
sucht, den zuvor erwähnten Nachteil zu beseitigen. Mit anderen
Worten: Man hat mit diesem Vorschlag versucht, einen über die
Maschinenbreite konstanten Verlauf der Stützkraft zu erzielen,
trotz des über die Maschinenbreite unterschiedlichen Abstandes
zwischen den zwei Balken. Aber auch dieser Vorschlag führt
nicht zum Ziel, obwohl die Breite der Kontaktfläche zwischen
den Druckkissen und den Balken bei unterschiedlichen Abständen
zwischen den zwei Balken gleich bleibt. Der Grund hierfür liegt
darin, daß der Innendruck in jedem geneigten Stück der Seiten
wand eine Kraftkomponente erzeugt, die eine senkrecht auf die
benachbarte Kontaktfläche wirkende Störkraft darstellt. Die
Höhe dieser Störkraft ist abhängig von der Neigung des Seiten
wandstückes und somit vom Abstand zwischen den zwei Balken. Ein
weiterer Nachteil dieser bekannten Ausführung besteht darin,
daß es sehr schwierig ist, ein Druckkissen herzustellen, das
derart nach innen gefaltete Seitenwände hat und das dennoch den
erforderlichen Innendrücken standhält.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die eingangs be
schriebene Druckmittel-Stützeinrichtung derart weiterzuent
wickeln, daß die vom Druckkissen erzeugte Stützkraft sich nicht
ändert oder sich zumindest nur geringfügig ändert, wenn der Ab
stand zwischen den zwei Balken entlang der Balkenlänge unter
schiedlich ist (z. B. infolge Durchbiegung eines der beiden Bal
ken) oder wenn der Abstand zwischen den zwei Balken sich aus
anderen Gründen im Betrieb ändert.
Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des An
spruches 1 gelöst. Durch die Erfindung wird dafür gesorgt, daß
- zumindest an einem der beiden Balken - das Druckkissen unter
allen vorkommenden Betriebsbedingungen eine über die Balken
länge zumindest angenähert konstante Stützkraft ausübt. Dies
wird dadurch erreicht, daß im Querschnitt gesehen auf beiden
Seiten der Kontaktfläche, deren Breite kleiner als die Gesamt
breite des Druckkissens ist, je ein Freiraum vorhanden ist, in
die sich eine Schlaufe des Druckkissens hinein erstreckt. Die
Stützkraft setzt sich nun zusammen aus der reinen Druckkraft,
die vom Innendruck und von der Breite der Kontaktfläche abhängt,
und aus Spannkräften, die aus dem Innendruck in den Schlaufen
resultieren. Wenn sich nun, bei gleichbleibendem Innendruck,
der Abstand zwischen den zwei Balken ändert, so bleibt die
Breite der Kontaktfläche zumindest angenähert gleich; außerdem
ändern sich die genannten Spannkräfte nur sehr wenig oder (in
besonders günstigen Fällen) überhaupt nicht.
Verglichen mit den oben erwähnten bekannten Druckkissen-Formen
wird somit entlang der Balkenlänge zumindest in guter Annähe
rung ein konstanter Stützkraft-Verlauf erzielt, auch wenn der
Abstand zwischen den zwei Balken an verschiedenen Stellen un
gleich ist.
Die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 sind zwar schon
bekannt aus US-PS 4559105, die jedoch eine Druckmittel-Stütz
einrichtung ganz anderer Art betrifft. Es handelt sich dort um
eine zur Stützung eines Siebbandes dienende Leiste, die jedoch
nicht nachgiebig angeordnet ist. Die Leiste ruht auf einem im
Querschnitt C-förmigen Balken, der auf einen im Querschnitt
T-förmigen Balken aufgeschoben ist. Um den Zusammenbau der zwei
Balken zu erleichtern, ist ein gewisses Spiel vorgesehen. Um
das Spiel während des Betriebes auszuschalten, werden die zwei
Balken mittels eines Druckkissens miteinander verspannt, so daß
sie im Betrieb eine formschlüssige Einheit bilden. Somit kann
die bekannte Konstruktion von den oben beschriebenen Vorteilen
der Erfindung keinen Gebrauch machen.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteran
sprüchen angegeben und werden nachfolgend anhand der abgebilde
ten Ausführungsbeispiele erläutert.
Die Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt (entlang der Linie I-I der
Fig. 1B) durch den Stoffauflauf einer Papiermaschine mit einer
zwischen zwei Balken vorgesehenen Druckmittel-Stützeinrichtung.
Die Fig. 1A ist ein Ausschnitt aus Fig. 2 mit vergrößertem Ab
stand zwischen den Balken (Schnitt entlang der Linie A-A der
Fig. 1B).
Die Fig. 1B ist eine Teilansicht in Richtung des Pfeiles B der
Fig. 1.
Die Fig. 2 zeigt einen Teilquerschnitt durch eine Leiste zur
nachgiebigen Stützung eines Siebbandes in einer Doppelsieb-An
ordnung.
Die Fig. 2A zeigt die Leiste der Fig. 2 in einer von den Sieb
bändern zurückgezogenen Position.
Der in den Fig. 1, 1A und 1B dargestellte Stoffauflauf dient in
bekannter Weise zum Zuführen eines maschinenbreiten Stoffsus
pensionsstrahles auf das endlose Siebband 9 einer Papierher
stellungsmaschine. Das Siebband 9 läuft unter anderem über eine
am Stoffauflauf angeordnete Brustwalze 8 und über einen Sieb
tisch 7. Zum Bilden des Stoffsuspensionsstrahles hat der Stoff
auflauf einen düsenartigen Auslaufkanal 4, der begrenzt ist
durch eine untere feststehende Kanalwand 22 und durch eine
obere Kanalwand 25, 26. Der stromaufwärtige Teil 25 der oberen
Kanalwand ist im dargestellten Beispiel ebenfalls feststehend;
d. h. er ist Bestandteil des feststehenden Stoffauflauf-Gehäuses
24. Der stromabwärtige Teil 26 der oberen Kanalwand ist beweg
lich, um hierdurch die lichte Weite des Austrittsspaltes 23
variieren zu können. Diese Beweglichkeit wird vorzugsweise
dadurch realisiert, daß der stromabwärtige Teil 26 mittels
eines Scharnieres 27 am stromaufwärtigen Teil 25 befestigt ist.
Um die bewegliche Kanalwand 26 zu versteifen, ist auf ihrer
Oberseite ein Balken, nämlich ein sogenannter Kanalwandträger
16 aufgesetzt und starr (z. B. durch Schweißen) mit ihr verbun
den. Der Kanalwandträger 16 ist vorzugsweise kastenförmig; er
hat eine Vorderwand 17, eine Rückwand 18 und eine obere Wand 19.
Oberhalb des Kanalwandträgers 16 ist ein weiterer Balken, näm
lich ein ebenfalls kastenförmiger Stützträger 31 angeordnet.
Beide Träger 16 und 31 sind in Fig. 1 im Querschnitt darge
stellt; sie erstrecken sich über die gesamte Maschinenbreite
und sind nur an ihren beiden Enden (d. h. auf Führerseite und
auf Triebseite der Papiermaschine) mit Hilfe von biegeweichen
Verbindungselementen 30 verbunden. Der Stützträger 31 hat an
jedem seiner beiden Enden einen Zapfen 33. Mit diesem ist eine
Hubeinrichtung verbunden, von der nur eine Spindel 13 und (in
Fig. 1) eine am Gehäuse 24 befestigte Lagerkonsole 28 schema
tisch angedeutet sind.
Zwischen dem Kanalwandträger 16 und dem Stützträger 31 ist ein
Druckkissen 32 angeordnet, vorzugsweise in Form eines mit einer
Druckflüssigkeit beaufschlagbaren Schlauches.
Der in dem Druckkissen 32 herrschende Druck ist (mit Hilfe von nicht
dargestellten Steuerungselementen) veränderbar. Er kann bei
spielsweise unter Berücksichtigung des im Auslaufkanal 4 herr
schenden Flüssigkeitsdruckes und unter Berücksichtigung des
Eigengewichtes der beweglichen Kanalwand 26 und des Kanalwand
trägers 16 so bemessen werden, daß die bewegliche Kanalwand 26
vollkommen durchbiegungsfrei ist. Hierbei wird der Stützträger
31 ein wenig nach oben durchgebogen, wie in Fig. IB sichtbar
ist. Zweckmäßig ist hierbei eine Regelung des Flüssigkeits
druckes im Druck-Kissen in Abhängigkeit von einer kontinuierlichen Messung
der Durchbiegung des Kanalwandträgers 16 (wie an sich bekannt aus
US-PS 3994773).
Innerhalb des Kanalwandträgers 16 sind Temperierkanäle 38 und
39 vorgesehen.
Schematisch ist angedeutet, daß das äußerste Ende der 26′ der
beweglichen Kanalwand 26, wie an sich bekannt, mit Hilfe einer
Vielzahl einzeln betätigbarer Spindeln 11, örtlich verformbar
ist. Hierdurch kann man kleinere örtliche Korrekturen der lich
ten Weite des Austrittsspaltes 23 vornehmen.
Die obere Wand 19 des Kanalwandträgers 16 ist auf ihrer Ober
seite mit einer Leiste 19′ versehen. Die Oberseite dieser Lei
ste 19′ bildet die sogenannte Kontaktfläche des Kanalwandträ
gers 16, an der das Druckkissen 32 anliegt. Wie die Fig. 1
zeigt, ist die Breite der Kontaktfläche der Leiste 19′ kleiner
als die Gesamtbreite des Druckkissens 32. Hierdurch verbleibt
auf jeder Seite der Leiste 19′ ein Freiraum 35 (Fig. 1A), wel
cher von einer Schlaufe des Druckkissens 32 mehr oder weniger
weit ausgefüllt ist. Der Stützträger 31 hat eine untere Wand 42
und Seitenwände 43. Die letzteren erstrecken sich über die un
tere Wand 42 hinaus nach unten; sie stützen dort das Druckkis
sen 32 seitlich ab. Die Breite der unteren Wand 42 ist somit im
wesentlichen gleich der Gesamtbreite des Druckkissens. Mit an
deren Worten: Nahezu die gesamte Außenfläche der unteren Wand
bildet für das Druckkissen 32 die Kontaktfläche des Stützträ
gers 31.
Die Fig. 1A zeigt das Druckkissen 32 und die angrenzenden Teile
der beiden Träger 16 und 31 an einer Stelle des Stoffauflaufes,
wo infolge Durchbiegung des Stützträgers 31 ein etwas größerer
Abstand zwischen den zwei Trägern vorhanden ist. Wie man sieht,
ist die Breite der Kontaktfläche (Oberseite der Leiste 19′)
zwischen dem Druckkissen 32 und dem Kanalwandträger 16 gegen über Fig. 1 unverändert. Aus den oben angegebenen Gründen ist in Fig. 1A die vom Druckkissen auf den Kanalwandträger 16 aus geübte Stützkraft gleich hoch wie in Fig. 1. Mit anderen Wor ten: Bezüglich der Fig. 1B ist die vom Druckkissen auf den Ka nalwandträger 16 ausgeübte Stützkraft über die gesamte Länge der Träger 16 und 31 konstant.
zwischen dem Druckkissen 32 und dem Kanalwandträger 16 gegen über Fig. 1 unverändert. Aus den oben angegebenen Gründen ist in Fig. 1A die vom Druckkissen auf den Kanalwandträger 16 aus geübte Stützkraft gleich hoch wie in Fig. 1. Mit anderen Wor ten: Bezüglich der Fig. 1B ist die vom Druckkissen auf den Ka nalwandträger 16 ausgeübte Stützkraft über die gesamte Länge der Träger 16 und 31 konstant.
In Fig. 2 sind zwei Siebbänder 6 und 9 einer Doppelsiebpartie
einer Papiermaschine symbolisch mit strichpunktierten Linien
angedeutet. Das obere Siebband 6 gleitet entlang der Unterseite
von starr in der Maschine angeordneten Leisten 5. Das untere
Siebband 9 gleitet über eine insgesamt mit 50 bezeichnete nach
giebige Leiste. Diese besteht im wesentlichen aus einer Kera
mik-Kopfleiste 51, die auf einem beweglichen Balken 52 be
festigt ist; der letztere wird nachfolgend "bewegliche Trag
leiste" genannt. Außerdem ist ein stationärer Balken 53 vorge
sehen, nachfolgend "stationäre Führungsleiste" genannt. Zwi
schen der beweglichen Tragleiste 52 und der stationären
Führungsleiste 53 ist ein Druckkissen 54 angeordnet. Alle diese
Elemente erstrecken sich quer zur Sieblaufrichtung, vorzugs
weise über die gesamte Breite (Größenordnung 2 bis 10 m) der
Siebbänder 6 und 9. Das Druckkissen 54 ist wiederum vorzugs
weise als Schlauch ausgebildet.
Die bewegliche Tragleiste 52 hat in der Mitte ihrer Innenseite
einen im Querschnitt ungefähr rechteckigen, jedoch abgerundeten
Vorsprung 52′, welcher der Leiste 19′ der Fig. 1 entspricht.
Ein ähnlicher Vorsprung 53′ kann auch an der stationären Füh
rungsleiste 53 vorgesehen sein. Jeder dieser Vorsprünge bildet
eine Kontaktfläche, an der das mit Druck beaufschlagte Druck
kissen 54 anliegt.
Die Breite b jeder der beiden Kontaktflächen ist wiederum klei
ner als die Gesamtbreite B des Druckkissens 54. Außerdem sind
auf beiden Seiten jeder Kontaktfläche Freiräume 55 vorgesehen,
in den hinein sich die seitlichen Bereiche des Druckkissens
mehr oder weniger weit erstrecken. Sobald der Abstand a zwi
schen den Kontaktflächen kleiner wird als in Fig. 2 darge
stellt, bildet jeder seitliche Bereich des Druckkissens 54 eine
Schlaufe, die den Freiraum 55 mehr oder weniger ausfüllt. Im
Extremfall ist gemäß Fig. 2A das Druckkissen 54 drucklos, so
daß sich die bewegliche Tragleiste 52 (zusammen mit der Kopf
leiste 51) von den Siebbändern 6 und 9 entfernt hat. Die Frei
räume 55 sind u. a. durch Seitenflächen 56 der Vorsprünge 52′
und 53′ begrenzt.
Der Abstand a kann sich im Betrieb verändern; er kann größer
oder kleiner werden als in Fig. 2 dargestellt ist. Dies kann
z. B. vorkommen, wenn sich die zwischen den beiden Siebbändern
6 und 9 herangeführte Fasersuspensionsmenge ändert. In diesem
Fall findet bei gleichbleibendem Kissendruck trotz Verformung
des Druckkissens keine oder nur eine geringfügige Änderung der
übertragenen Stützkraft statt. Hierdurch wird erreicht, daß die
Kraft, mit der die Leiste 50 an das untere Siebband 9 ange
drückt wird (und somit der Entwässerungsdruck in der Fasersus
pension) unverändert bleibt. Außerdem ergibt sich folgendes:
Wenn sich die stationäre Führungsleiste 53 durchbiegt, also
wenn der Abstand a über der Länge der Führungsleiste 53 unter
schiedlich ist, dann ist dennoch der Verlauf der Stützkraft,
die das Druckkissen 54 auf die bewegliche Tragleiste 52 ausübt,
über deren Länge wesentlich gleichmäßiger als bei herkömmlichen
Bauarten. Es erübrigt sich somit, mehrere kürzere Druckkissen
in einer Reihe hintereinander anzuordnen und diese Druckkissen
mit unterschiedlichen Drücken zu beaufschlagen (bekannt aus
Fig. 7 der schon erwähnten WO 89/02499 A1). Wenn bei der erfin
dungsgemäßen Bauweise mehrere kürzere, in einer Reihe angeord
nete Druckkissen verwendet werden, dann werden alle diese
Druckkissen mit dem gleichen Druck beaufschlagt.
Zur seitlichen Führung des Druckkissens 54 hat dieses zwei
Längsrippen 57, die in entsprechende Längsrillen der Vorsprünge
52, 53 eingreifen. Wie man sieht fehlt ein Anschlag, der im Be
trieb den Hub der beweglichen Leiste 50 in Richtung nach oben
begrenzen würde.
Claims (11)
1. Druckmittel-Stützeinrichtung zum Abstützen eines ersten
Balkens (16; 52) an einem sich parallel hierzu erstrecken
den zweiten Balken (31; 53), mit den folgenden Merkmalen:
- a) zwischen den zwei Balken (16/31; 52/53) befindet sich wenigstens ein mit Druckmittel beaufschlagbares Druck kissen (32; 54), das sich im wesentlichen von dem einen Ende der zwei Balken bis zu deren anderem Ende er streckt, das an einer ersten Kontaktfläche des ersten Balkens (16; 52) und an einer zweiten Kontaktfläche des zweiten Balkens (31; 53) anliegt, so daß der erste Bal ken über das Druckkissen am zweiten Balken abgestützt ist;
- b) der über die gesamte Länge des Druckkissens (32; 54) gleichmäßige Druck des Druckmittels ("Kissendruck") ist variabel, um hierdurch den Abstand zwischen den zwei Balken (16/31; 52/53) zu verändern;
- c) die zwei Balken (16/31; 52/53) sind höchstens an ihren beiden Enden aneinandergekoppelt; d. h. ansonsten sind sie frei von Einrichtungen, die im Betrieb eine Verän derung des Abstandes zwischen den zwei Balken begrenzen;
dadurch gekennzeichnet, daß (a) - im Querschnitt gesehen
- die Breite (b) der Kontaktfläche wenigstens eines der
beiden Balken (16; 52) kleiner ist als die Gesamtbreite
(B) des Druckkissens (32; 54), und daß auf jeder Seite
der Kontaktfläche ein Freiraum (35; 55) vorgesehen ist,
in den sich eine Schlaufe des Druckkissens (32; 54)
hinein erstrecken kann.
2. Druckmittel-Stützeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge
kennzeichnet, daß die zwei Balken (16, 31) an ihren beiden
Enden mittels biegeelastischer Elemente (30) aneinanderge
koppelt sind, und daß die Durchbiegung des ersten Balkens
(16) relativ zum zweiten Balken (31) durch Variieren des
Kissendruckes steuerbar ist.
3. Druckmittel-Stützeinrichtung nach Anspruch 2, dadurch ge
kennzeichnet, daß der erste Balken (16) Teil einer Strom
führungswand (26) eines Papiermaschinen-Stoffauflaufes ist.
4. Druckmittel-Stützeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge
kennzeichnet, daß der erste Balken (52) auf seiner gesamten
Länge, aufgrund einer Änderung des Kissendruckes, relativ
zum zweiten Balken (53) und quer zur Längserstreckung der
beiden Balken frei beweglich ist.
5. Druckmittel-Stützeinrichtung nach Anspruch 4, dadurch ge
kennzeichnet, daß der erste Balken (52) als nachgiebige
Stützleiste für ein Siebband (9) in einer Doppelsieb-Anord
nung ausgebildet ist.
6. Druckmittel-Stützeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis
5, dadurch gekennzeichnet,
daß im Querschnitt gesehen nur an einem (16) der beiden Balken die Breite der Kontakt fläche kleiner ist als die Gesamtbreite des Druckkissens (32) und daß der andere Balken (31) quer zur Kontaktfläche verlaufende Seitenwände (43) aufweist, die das Druckkissen seitlich abstützen.
daß im Querschnitt gesehen nur an einem (16) der beiden Balken die Breite der Kontakt fläche kleiner ist als die Gesamtbreite des Druckkissens (32) und daß der andere Balken (31) quer zur Kontaktfläche verlaufende Seitenwände (43) aufweist, die das Druckkissen seitlich abstützen.
7. Druckmittel-Stützeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis
5, dadurch gekennzeichnet, daß an jedem der beiden Balken
(52/53) die Breite (b) der Kontaktfläche kleiner ist als
die Gesamtbreite (B) des Druckkissens (54), und daß an den
Balken rückspringende, von der Kontaktfläche ausgehende
Seitenflächen (56) vorhanden sind, welche die genannten
Freiräume (55) begrenzen.
8. Druckmittel-Stützeinrichtung nach Anspruch 1 oder 7, da
durch gekennzeichnet, daß das Druckkissen (54) im Bereich
wenigstens einer der beiden Kontaktflächen eine Längsrippe
(57) hat, die in eine entsprechende Längsrille des Balkens
(52 und/oder 53) eingreift.
9. Druckmittel-Stützeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis
8, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktfläche, deren
Breite (b) kleiner ist als die Gesamtbreite des Druckkis
sens (32; 54), durch eine (zum betreffenden Balken gehören
de) Leiste (19′) gebildet ist.
10. Druckmittel-Stützeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis
9, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckkissen (32; 54) als
Schlauch ausgebildet ist.
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