DE4319323A1

DE4319323A1 - Verfahren zum betreiben einer pressenpartie und vorrichtung zum durchfuehren des verfahrens

Info

Publication number: DE4319323A1
Application number: DE4319323A
Authority: DE
Inventors: Christian Schiel
Original assignee: JM Voith GmbH
Current assignee: JM Voith GmbH
Priority date: 1993-06-11
Filing date: 1993-06-11
Publication date: 1993-11-04
Also published as: US5507916A; FI942439A0; FI942439A; JPH0770970A; CA2125715A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verhinderung von Druckspitzen im Bereich der Faserstoffbahnränder bei Schuhpressen, ferner eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, im einzelnen mit den Merkmalen aus den Oberbegriffen der Ansprüche 1 und 11.

Bei derartigen Preßeinrichtungen kann es vorkommen, daß die beiden Ränder der durch die Preßeinrichtung laufenden Papierbahn stärker entwässert werden als die übrigen Bereiche der Papierbahn, dies vor allem dann, wenn eine Papierbahn von etwas geringerer Breite (als normalerweise vorgesehen) produziert wird. In diesem Fall besteht das Bedürfnis, die Preßkraft im Bereich der Bahnränder zu vermindern.

Aus der Firmenschrift P 4007 sind bereits Entlastungseinheiten und Möglichkeiten zu deren Anordnung im Bereich der Papierbahnränder bekannt. Der Preßschuh ist hier an einem Tragkörper angeordnet. Zwischen dem Preßschuh und dem Tragkörper ist eine mit Druckmittel beaufschlagbare Preßkammer vorgesehen, wobei in dieser wenigstens ein, sich in Richtung der Preßkraft erstreckendes Ringelement vorgesehen ist, dessen Innenraum gegen die übrige Preßkammer abgedichtet und an eine Druckentlastungsleitung angeschlossen ist. Vorzugsweise wurden in dieser Ausführung im Bereich der Enden des Preßschuhs je zwei in Laufrichtung nebeneinander angeordnete Ringelemente vorgesehen.

Für eine genügend feinfühlige Randentlastung bei immer kleiner werdender Faserstoffbahnbreite muß der Druck im äußeren der beiden Ringelemente, bezogen auf den Preßschuh, zuerst allmählich auf Minimaldruck abgesenkt werden, dann erst erfolgt der Druckabbau am zweiten weiter innen liegenden Ringelement. Der Nachteil dieser Ausführung besteht vor allem in einem hohen steuer- und regelungstechnischen Aufwand.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und ferner eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, daß die oben genannten Nachteile vermieden werden. Im Vordergrund steht dabei die Realisierung einer genügend feinfühlig einstellbaren Randentlastung und einer einfachen Randentlastungseinrichtung, die auch ohne Spezialwissen in der Regelungstechnik von durchschnittlich begabtem Personal leicht verstanden und gehandhabt werden kann. Weiterhin soll die Möglichkeit einer eindeutigen Sichtbarmachung der Einstellung der Randentlastung gegeben werden.

Alternativ dazu soll eine automatische, sich selbst nach der Position des Faserstoffbahnrandes einstellende analoge Randentlastung realisiert werden. Auch die Möglichkeit einer automatischen Randentlastung, welche nicht analog sondern nur durch Ab- bzw. Wiederzuschaltung von genügend schmalen Randzonen in Abhängigkeit von der gefahrenen Faserstoffbahnrandposition wirkt, soll mit vorgesehen werden. Es empfiehlt sich, die Zonenbreite derart zu wählen, daß diese sowohl in Zoll- als auch im mm-Maß einfach zu merkende Größen einnimmt, zum Zweck der Bedienungserleichterung.

Die Zonenbreite soll auch kleiner gestaltet werden können, als der Abstand der Anpreß- bzw. Entlastungselemente quer zur Laufrichtung, wodurch die Anzahl der Anpreß- bzw. Entlastungselemente gering gehalten werden kann.

Die Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale der Ansprüche 1 und 11 gelöst. Der Erfinder hat erkannt, daß eine Verschmälerung der Papierbahn in Preßeinrichtungen mit einem umlaufenden, einen Ring bildenden Körper, der keine starre Oberfläche aufweist, eine überhängende Last, die den Preßschuh nach unten biegt, bewirkt, mit dem durch Rechnung vom Erfinder festgestellten Resultat einer stark ungleichförmigen Druckverteilung im Bereich der Faserstoffbahnränder, insbesondere mit hohen Druckspitzen. Derartige Druckspitzen können nur durch eine feinfühlige Entlastung des Anpreßschuhdruckes befriedigend abgebaut werden. Da außer der Faserstoffbahn auch noch ein bis zwei Filze und eventuell auch ein Weichgummibezug durch den Preßspalt hindurch laufen und sowohl die Faserstoffbahn als auch die Filze zeitabhängig unterschiedliche Dicke und Elastizität aufweisen können, ist der Wunsch nach gleicher Pressung auf die Faserstoffbahnränder nur näherungsweise erfüllbar. Eine mögliche Lösung dieses Problemes muß sicherstellen, daß die Druckspitzen auf die Ränder nicht so hoch werden, daß die Filze, Gummibezug oder die Faserstoffbahn geschädigt werden und auch daß die Faserstoffbahn innerhalb, d. h. neben dem überpreßten Faserstoffbahnrand infolge der Abklingfunktion der Biegelinie des überhängenden Schuhendes nicht einen feuchten Streifen entwickelt.

Durch das erfindungsgemäße Vorsehen der Möglichkeit der örtlich sprunghaften Verringerung der Anpreßkraft der Anpreß- bzw. Entlastungselemente, vorzugsweise im Bereich des bzw. der Faserstoffbahnränder gegenüber benachbarten Anpreß- bzw. Entlastungselementen, wird die Pressung auf die Faserstoffbahnränder reduziert. Mit der Entlastung der Anpreßelemente über ein Gebiet, daß sich vom Bereich der Faserstoffbahnränder bis zu den Preßschuhenden hin erstreckt, kann eine Verringerung der Antriebsleistung erzielt werden.

Die Reduzierung der Anpreßkraft ist laut der Unteransprüche je nach Faserstoffbahnbreite über eine oder mehrere nebeneinanderliegende, schmale regulierbare Zonen möglich, die vorzugsweise kleiner bzw. schmäler als 125 mm sind. Die Zonenteilung kann dabei kleiner als die Teilung der Mittellinien der Anpreßelemente sein, beispielsweise kann die Teilung der Anpreßelemente=200 mm und die Zonenbreite =100 mm betragen. In diesem Fall wird die zonenweise Entlastung dadurch erreicht, daß bei jedem Anpreßelement die Kraftentlastung in zwei Stufen erfolgt, statt in nur einer. Dies ist möglich, weil über kurze Abstände der Preßschuh genügend Biegesteifigkeit besitzt, um die Entlastung auszugleichen, d. h. die Eigensteifigkeit des Schuhs läßt auf kurze Entfernungen von z. B. 50 bis 100 mm keine nennenswerten Durchbiegungen zu. Daher ist die Wirkung von einer z. B. 200 mm breiten um 50% entlasteten Zone auf den Papierrand fast gleich der einer voll entlasteten Zone von 100 mm Breite. Je dünner und flexibler der Preßschuh ist, um so kleiner muß der Abstand der Anpreßelemente zueinander sein, damit eine solche stufenweise Kraftentlastung ohne größere Fehler möglich wird. Erfolgt keine automatische Regelung der Randanpreß- bzw. Entlastungselemente nach der Position der Papierbahnränder, ist es zweckmäßig, die zonenweise Ab- und Zuschaltung von Randentlastungselementen so auszuführen, daß leicht zu merkende Zonenbreiten entstehen, beispielsweise 1′′ oder 25 mm, 2′′ oder 50 mm, 3′′ oder 75 mm, 4′′ oder 100 mm. Nur diese Maße sind sowohl im metrischen als auch im Zoll-System derart einfach und übersichtlich, daß sich ein zusätzlicher rechnerischer Aufwand mit Fehlerrisiko vermeiden läßt. Zonenbreiten von beispielsweise 38 mm bzw. 1,5′′ oder 60 mm oder 64 mm=21/2′′ sollten generell vermieden werden.

Um die am Papierbahnrand auftretenden Druckspitzen auf ein unbedenkliches Maß zu reduzieren, ist es zweckmäßig, eine Entlastung von wenigstens 40-50% der Linienkraft bezogen auf die Regelzonenbreite vorzunehmen. Unbedenklich hier nicht nur im Sinne einer noch genügend hohen Sicherheit gegen Versagen z. B. eines Walzenbezuges oder Preßmantels, sondern so, daß an der Stelle des Bahnrandes bei späterer Verbreiterung der Bahn nicht ein feuchter Streifen entsteht, weil dort ein übermäßiger Verschleiß von Walzenbezug, Mantel oder Filz stattgefunden hat.

Da sich der Aufwand in bezug auf Ausführung, Herstellung und Realisierbarkeit bei Zuordnung einer Reihe von Anpreß- bzw. Entlastungselementen zu jeweils einer Zone enorm erhöht, ist es weiterhin vorgesehen, die Zonenbreite kleiner zu gestalten als den Abstand der Anpreßelementereihen quer zur Laufrichtung. Weiterhin ist es unnötig, die Zahl der Anpreß- bzw. Entlastungselemente je Reihe gleich groß zu halten. Mindestens in einer Reihe ist es möglich, den Anpreßdruck je nach Breitenstellung des Faserstoffbahnrandes statt von p₁ auf p₂ einstufig oder aber auch zweistufig von beispielsweise

zu reduzieren.

Die Anzahl der Druckstufen kann beispielsweise

n=(xz/z)+1=(a/z)+1

betragen, mit x=a/z und a=Abstand der Reihen mit Anpreß- bzw. Entlastungselementen und z=Zonenbreite.

Sind die Anpreßkräfte der Anpreßelemente benachbarter Reihen bei Vollast nicht gleich groß, insbesondere im Fall, daß gleich große Anpreßelemente in drei Zeilen quer zur Faserstoffbahnlaufrichtung angeordnet sind, wobei die Elemente der mittleren Zeile auf Lücke zu jenen der äußeren Zeilen stehen und die Flächen aller Anpreß- bzw. Entlastungselemente etwa gleich groß sind, ergibt sich für gleiche Drücke p₁ und p₂ von einer Reihe zur Nachbarreihe im Wechsel eine ungleiche Kraftreduzierung, bei Verringerung des Druckes von p₁ auf p₂. In der mittleren Zeile wird dann die Kraft um den Faktor F reduziert, in den äußeren Zeilen bei zwei Anpreßelementen pro Reihe um 2F. Dabei entstehen dann im Wechsel äquivalente Entlastungszonenbreiten von einmal z und 2z usw. Die gleiche Breite der Entlastungszone z wird dadurch hergestellt, daß die Entlastung in den Reihen mit zwei Anpreß- bzw. Entlastungselementen in den äußeren Zeilen in zwei Schritten von

erfolgt, wenn die Faserstoffbahn jeweils um die Breite z verkleinert wird.

Vorzugsweise wird die Zonenregelbarkeit nicht über die gesamte Papierbahnbreite, d. h. Preßschuhbreite vorgesehen, denn extrem verringerte Papierbahnbreiten sind unwirtschaftlich und deshalb für den Praxisfall nicht relevant, sondern nur im Bereich eines Randes oder beider Ränder des Preßschuhes d. h. im Bereich von z. B. 5 oder 10% der vollen Faserstoffbahnbreite. Im Mittelbereich des Preßschuhes bzw. der Papierbahn wird stets die gleiche Anpreßkraft verlangt.

Gleiche Anpreßkraft über die Breite wird am besten durch hydraulischen Druck auf die Unterseite des Preßschuhs sichergestellt. Zu diesem Zweck ist die Basis des Anpreßschuhs als rechteckiger Kolben ausgebildet, der in einer rechteckigen Wanne steckt, die zum Kolben hin abgedichtet und mit Druckflüssigkeit gefüllt ist. Soll nun in einer solchen Bauart eine Entlastung der Ränder geschehen, so kann diese entweder kompliziert durch an den Rändern in Gegenrichtung wirkende Zugelemente realisiert werden oder einfach als in der rechteckigen Kammer untergebrachte Entlastungszylinder in denen ein kleinerer Druck als im Plenum hergestellt wird. Die angestrebte Entlastung muß jedoch genügend groß sein. Darum ist die relative Fläche der Entlastungszylinder größer als 40 bis 50% der Anpreßfläche des Kolbens vorgesehen. Dies ist mit rechteckigen, ovalen oder in mehreren Zeilen angeordneten zylindrischen Anpreß- bzw. Entlastungselementen möglich, die von Zeile zu Zeile versetzt zueinander angeordnet sind.

Durch die stufenweise sprunghafte Veränderung der Anpreßkräfte zwischen benachbarten Reihen von Anpreßelementen im Randbereich des Anpreßschuhs, lassen sich unerwünschte Druckspitzen auf die Faserstoffbahnränder vermeiden. Diese sind prinzipiell auch durch eine stufenlose Druckveränderung möglich, jedoch würde das eine sehr komplexe und unüberschaubare Regelsystematik erfordern.

Durch das stufenweise Einschalten der Entlastungselemente kann einer zonenweisen Verschmälerung der Faserstoffbahn begegnet werden. Rückt beispielsweise der Faserstoffbahnrand 25 bis 75 mm zur Maschinenmitte hin ein, bedeutet das die Entlastung einer 50 mm breiten Zone, ein Einrücken von 75 bis 125 mm erfordert dann die Entlastung von zwei 50 mm breiten Zonen.

Die Abstände der Reihen von Anpreß- bzw. Entlastungselementen quer zur Laufrichtung müssen in einem ausgewogenen Verhältnis zur Biegesteifigkeit des Preßschuhes stehen. Da der Preßschuh aus Gründen der Verhinderung örtlicher Überpressung möglichst dünn und flexibel ist, darf der Abstand von Reihe zu Reihe nicht all zu groß sein. Bei den derzeit eingesetzten Preßschuhdicken sollte er deshalb nicht mehr als 125 mm betragen. Größere Reihenabstände führen aufgrund der Flexibilität und der geringen Biegesteifigkeit des dünn gestalteten Preßschuhes zu örtlichen Preßschuhverformungen mit unerwünschter ungleichförmiger Druckverteilung.

Aus rein psychologischen Erwägungen werden die Abstände der Anpreß- bzw. Entlastungselemente als ein Vielfaches von etwa 25 mm oder 1′′ gewählt. Dadurch gelingt es, eine zonenweise Randentlastung mit einer leicht zu merkenden Zonenbreite von z. B. 25, 50, 75 oder 100 mm oder 1′′, 2′′, 3′′ oder 4′′ zu ermöglichen. Die optimale Zonenbreite beträgt vorzugsweise 50 mm oder 2′′.

Zur konstruktiven Gestaltung der Preßeinrichtung mit dem Anpreßsystem ergeben sich grundsätzlich mehrere Möglichkeiten.

Vorzugsweise sind jedoch zwei Fälle relevant. Diese sind:

1. Ein maschinenbreiter, länglicher Preßschuh wird von mehreren in beliebig vielen Zeilen angeordneten Anpreß- bzw. Entlastungselementen gegen die Preßzone gedrückt.
2. Der Preßschuh wird von einem länglichen, maschinenbreiten Anpreßelement angedrückt. Dabei kann der Preßschuh mit dem Anpreßelement eine bauliche Einheit bilden, oder mehrteilig, vorzugsweise aus zwei Teilen bestehend, ausgeführt sein, die über ein Kippgelenk miteinander verbunden sind.

Im ersten Fall sind ein- oder mehrzeilig quer zur Faserstoffbahnlaufrichtung und in vielen Reihen in Bahnlaufrichtung Anpreß- bzw. Entlastungselemente angeordnet, die alle mit der gleichen Linienkraft beaufschlagt werden. Die Randentlastung erfolgt dann durch Zurücknahme des Druckes in einzelnen Reihen der Anpreßelemente im Bereich der Bahnränder und gegebenenfalls auch außerhalb der Bahnränder.

Zur Minimierung der Bauhöhe der Anpreßelemente, die vorzugsweise als Anpreßzylinder ausgeführt sind, soll auf Kolbenstangen, Kippgelenke und dergleichen verzichtet werden. Die Kolben drücken gegen eine ebene Gegenfläche, z. B. die Unterseite des Preßschuhs. Trotzdem muß eine winkelige Einstellung zwischen Zylinder und Gegenfläche erfolgen können. Zu diesem Zweck ist der Kolben im Zylinder kugelig beweglich. Diese kugelige Bewegung ist nur in einem kleinen Winkelbereich, beispielsweise bis 2° notwendig. Hingegen ist jedoch ein Hub von mehreren Zentimetern erforderlich. Dabei besteht die Gefahr der Verkantung des Kolbens im Zylinder z. B. wenn der Kolben aus der unteren Endlage gegen einen Schuh in die obere Endlage gedrückt wird. Diese Gefahr wird eliminiert durch den Einbau von einer oder mehreren Druckfedern in den Zylinder, die den Kolben in Kontakt mit der zugeordneten Anpreßfläche halten. Ist dieser Kontakt gewährleistet, kann in die Kolbenoberfläche gegenüber der Anpreßfläche eine Druckentlastungstasche eingebaut sein. Dabei wird die Anpreßkraft auf die Anpreßfläche teilweise direkt durch hydraulische Kraft erzeugt. Wenn der Druck in der Druckentlastungstasche dem Zylinderdruck entspricht, darf die Druckentlastungstasche höchstens gleich groß der Kolbenfläche sein. Ansonsten hebt der Kolben von der Anpreßfläche ab und es entstehen unerwünschte Druckmittelabströmungen zwischen Kolben und Anpreßfläche, die zu einer Erhöhung des Energieverbrauches oder gar zur Überschreitung der Pumpenkapazität führen.

Besonders vorteilhaft gestaltet sich die Vorrichtung, wenn die genannten Druckfedern und Druckentlastungstaschen gleichzeitig bzw. in Kombination miteinander verwendet werden, wenn der Kolben großflächig gegen eine ebene Fläche gedrückt wird. Bei winkeliger Verstellung dieser Fläche muß sich dann der Kolben im Zylinder nur um einen geringeren Betrag neigen und kann auf der Fläche seitlich rutschen, so daß die Kolbenachse immer senkrecht zur Fläche steht. Weiterhin ist es vorteilhaft, den Preßschuh in einer Wanne im Tragkörper in Preßrichtung beweglich und in allen Richtungen kippbar zu führen. Die Positionierung am Tragkörper erfolgt abgesehen von der Bewegung in Anpreßrichtung von Bauteilen an der Wanne und nicht über die Zylinder. Die Kolben sind von der Übertragung von Querkräften z. B. Reibungskräften, die zwischen Schuh und Preßmantel entstehen, befreit. Am Boden der Wanne sind die Kolben/Zylindereinheiten angeordnet. Dabei kann der Kolben gegen den Preßschuh und der Zylinder gegen den Tragkörper drücken oder auch umgekehrt. Ebenso kann entweder der Kolben oder der Zylinder an der Unterlage gegen seitliche Verlagerung fixiert oder starr befestigt sein.

Nach einer bevorzugten Ausführung ist die Wanne am Umfang des Schuhs gegen Druckmittelaustritt gedichtet und mit Druckmittel gefüllt, das die Schuhanpreßkraft erzeugt. Die Dichtung ist so beschaffen, daß sich der Schuh in Anpreßrichtung bewegen und in alle Richtungen verkippen läßt. In dieser Bauart können die Kolben/Zylinder-Einheiten zusätzlich be- oder entlastend wirken, je nachdem, ob der Innendruck größer oder kleiner als jener in der Wanne ist.

Zur Erleichterung der Montage sind die Kolben mit einer Maximalhubbegrenzung gegenüber dem Zylinderteil versehen. Auf diese Weise können sie vor Anbau des Preßschuhs an den Tragkörper im Zylinder montiert werden, ohne daß sie von den Federn wieder herausgedrückt werden.

Es ist weiterhin sehr vorteilhaft, die Anpreß- oder Entlastungskolben in drei Zeilen, die quer über die Maschinenbreite verlaufen, anzuordnen. Dadurch wird innerhalb der Schuhkontur eine maximale Kolbenanpreßfläche erreicht und damit auch eine größere Kraftwirkung bei niedrigen Drücken. Gleichzeitig bleibt der Abstand der Kolbenreihen quer zur Laufrichtung klein.

Durch die versetzte Anordnung der Kolben in der mittleren Zeile aufgrund dieser Dreizeiligkeit bei gleicher Druckbeaufschlagung aller Zylinder, die in der 1., 3. und 5. Zeile nebeneinander, d. h. in derselben Reihe sitzen, entsteht eine große Anpreßfläche und Momentenfreiheit gegen Torsion des Anpreßschuhs, wenn die Drücke benachbarter Reihen gegeneinander verändert werden. Eine derartige Momentenfreiheit wäre z. B. mit nur zwei Zeilen von gegeneinander versetzten Zylindern nicht realisierbar. Ein genügend kleiner Reihenabstand wäre mit nur einer Zeile von Zylindern nicht erreichbar.

Der Druck in den Zylindern ist beliebig einstellbar, jedoch nach einer weiteren bevorzugten Idee ist der höchste einstellbare Druck gleich dem Druck im Plenum außerhalb der Zylinder. Die Druckänderung geht dabei vorzugsweise nur in Richtung einer Entlastung. In diesem Fall ist es ausreichend, nur an den Rändern Zylinder zur Entlastung vorzusehen, mit denen die nötige Randentlastung herbeigeführt werden kann.

Weiterhin ist vorgesehen, den Abstand der Kolben in jeder Zeile zwischen 140 und 160 mm also etwa 150 mm oder 6′′ auszuführen. Damit wird der Abstand zwischen den Kolben der äußeren Zeilen und der mittleren Zeile in Maschinenquerrichtung mit etwa 75 mm gemessen und die Zonenbreite mit etwa 50 mm, wenn die gestufte Absenkung der Linienkraft im Randbereich so erfolgt, daß in der mittleren Zeile bei schmäler werdender Bahn, der Druck im Zylinder von p₁ auf p₀ gesenkt wird , und in den beiden äußeren Zeilen jeweils in zwei gleich großen Schritten von

und dann auf p₀. Auf diese Weise entsteht eine Zonenbreite von jeweils 50 mm bei der gestuften Randentlastung.

Wird von einem maschinenbreiten von einem Druckmittelplenum in einer Wanne angedrückten Preßschuh ausgegangen, dann genügen Entlastungszylinder in den Endbereichen des Preßschuhs. Eine Bahnverschmälerung um große Beträge ist unwirtschaftlich, da sie die Maschinenkapazität reduziert. Deshalb genügt es im Regelfall, wenn je Seite bis zu 14 Entlastungszylinder mit den beschriebenen Abständen vorgesehen werden.

Der Entlastungseffekt muß nicht 100% betragen, jedoch soll er so groß sein, daß im Bereich der verschmälerten Faserstoffbahnränder keine Druckspitzen entstehen, die wesentlich über den Drücken im mittleren Preßbereich liegen. Um dies zu erreichen, sind die Entlastungsbeträge von mehr als 40 bis 50% der Linienkraft im Randbereich zweckmäßig. Dies wird dadurch erreicht, daß die Kolbenflächen der Entlastungszylinder im Randbereich mehr als 40 bis 50% der Rechteckfläche des jeweiligen Preßschuhabschnittes beträgt, also bei einer zu entlastenden Preßschuhlänge a und hydraulisch beaufschlagten Schuhbreite b soll die in diesem Abschnitt untergebrachte Fläche der Entlastungskolben beispielsweise A<ab/2 sein. Die Druckstufung in den Randzylindern kann automatisch erfolgen, wobei die Position der Randspitzen auf der Siebpartie als Stellgröße dient.

Zur Absicherung des Systems bei plötzlichen Druckschwankungen sind Druckbegrenzungsventile im Bereich der Entlastungszylinder vorgesehen, die dafür sorgen, daß in diesen im instationären Betriebszustand keine unzulässigen Druckspitzen entstehen können, durch die z. B. Filze oder Preßmäntel beschädigt werden könnten. Dieser Fall kann insbesondere bei plötzlichem Druckabfall im Plenum der Wanne eintreten. Durch Verminderung der Durchbiegung des Tragkörpers kommt es dann zu einer Annäherung zwischen Tragkörper und Gegenwalze die durch Absenkung des Preßschuhs ausgeglichen werden muß. Der Schuh kann aber nur dann absinken, wenn das Druckmittel aus den Entlastungszylindern schnell genug entweichen kann.

Die Leitungslänge zwischen Entlastungszylinder und Druckbegrenzungsventil soll kleiner als 1 m sein, damit das Entlastungssystem nicht durch Massenträgheit behindert wird.

Um die Kolbendurchmesser der Entlastungszylinder groß zu machen, ist es vorteilhaft, die Zylinder als Bohrungen oder als dünnwandige Büchsen in Bohrungen einer gemeinsamen Grundplatte einzubringen. Diese Grundplatte ist Bestandteil einer auswechselbaren Preßschuhanpreßeinheit, die eine Grundplatte mit einer Mulde, in der der Preßschuh gedichtet geführt ist, Dichtungen, Entlastungszylinder und Schuhrückholmechanismen (in Form von Federn) umfaßt.

Die erfindungsgemäße Lösung der Aufgabe soll nachfolgend anhand von Figuren erläutert werden. Es zeigt

Fig. 1 einen Teilschnitt durch eine Preßzone quer zur Faserstoffbahnlaufrichtung;

Fig. 2 den Linienkraftverlauf im Bereich des Preßschuhendes für Fig. 1;

Fig. 3 einen Ausschnitt einer Preßeinrichtung in der Draufsicht auf die Unterseite eines Preßschuhs entsprechend der Schnittlinie I-I aus Fig. 1;

Fig. 4 einen Teilschnitt durch eine Preßzone quer zur Faserstoffbahnlaufrichtung mit gegenüber Fig. 1 verringerter Faserstoffbahnbreite;

Fig. 5 den Linienkraftverlauf am Ende eines Preßschuhs bei verringerter Faserstoffbahnbreite;

Fig. 6 den Linienkraftverlauf am Ende eines Preßschuhs mit reduzierter Faserstoffbahnbreite und reduzierter Anpressung am Ende des Preßschuhs;

Fig. 7 einen Teilschnitt durch eine Preßzone mit einem Preßschuh, der in einem druckmittelgefüllten Raum angeordnet ist und mittels des Druckmittels sowie durch Anpreßeinheiten an die Gegeneinheit anpreßbar ist;

Fig. 8 einen Schnitt durch die Anpreßkammer eines Preßschuhs entlang der Schnittlinie II-II der Fig. 7;

Fig. 9 einen Teilschnitt durch einen Preßschuh und seine Anpreßeinheit entlang der Schnittlinie III-III aus Fig. 7;

Fig. 10 einen Anpreßzylinder im Längsschnitt.

Die Fig. 1 zeigt einen Ausschnitt einer Preßeinrichtung 1 in einem Teilschnitt quer zur Bahnlaufrichtung mit einer Preßstation 2, umfassend einen umlaufenden, einen Ring bildenden Körper 3, der als Band oder Mantel ausgebildet sein kann und der mit einer Gegenwalze 4 einen Preßspalt bildet und einen Preßschuh 5, der innerhalb des Ringes angeordnet und gegen die Innenfläche 6 des Ringes 3 anpreßbar ist. Der Preßschuh 5 wird von mehreren Anpreßeinheiten, hier den Anpreßelementen 7, gegen die Innenfläche 3 des umlaufenden Bandes gedrückt.

Durch die Preßzone 8, die zwischen einer im Teilschnitt gezeigten Gegenwalze 4 und dem Preßschuh 5 gebildet wird laufen außerdem die Papierbahn 9 und mindestens ein Preßfilz 10. Die Papierbahn 9 hat eine Bahnkante 11 in der Nähe der Stirnfläche 12 des Preßschuhs 5. Befindet sich die Bahnkante 11 in der gezeigten Position, dann entsteht bei gleich großer Anpressung aller Anpreßelemente 7 die in Fig. 2 dargestellte gleichförmige Verteilung der Linienkraft p über die Breite L beginnend von der Papierbahnkante 11.

Fig. 3 gibt den Preßschuh 5 in der Ansicht von unten gemäß der Schnittlinie I-I aus Fig. 1 wieder. Der Preßschuh 5 wird von mehreren Anpreßelementen 7, hier in Form von Kolben dargestellt, mit deren Kolbenfläche 13 gegen den umlaufenden Preßmantel 3 angepreßt. Die Anpreßelemente sind hier in zwei Reihen angeordnet.

Fig. 4 verdeutlicht nun einen Anwendungsfall, bei dem die Papierbahn 9 gegenüber der Ausführung in Fig. 1 verschmälert wurde. Die Bahnkante befindet sich jetzt bei 11′. Aufgrund der endlichen Dicke d der Papierbahn 9 entsteht bei 11′ eine Stufe in der Dicke des durch die Preßzone 8 geführten Pakets von Preßmantel 3, Filz 10 und Papier 9. Je nach Kompressibilität von Filz 10, Preßmantel 3 und Walze 4 entsteht außerhalb der Papierbahnkante 11′ ein kleinerer oder größerer Zwickel 13 in dem die Linienkraft auf nahezu Null absinkt. Sind alle Anpreßelemente 7 mit der gleichen Druckkraft beaufschlagt, kann keine gleichmäßige Linienkraftverteilung über die Breite der Papierbahn quer zur Bahnlaufrichtung entstehen, außer unter der Annahme, daß sowohl die Gegeneinheit 4 als auch der Preßschuh 5 vollkommen biegesteif sind. Der Preßschuh 5 ist jedoch typischerweise sehr biegsam, er läßt sich um den Faktor 10⁴ beim gleichen Biegemoment stärker verformen als die Gegeneinheit 4. Aufgrund dessen verbiegt sich das Ende des Preßschuhs 5 in der relativ kurzen Entfernung zwischen 11 und 11′ erheblich unter dem Einfluß des Biegemomentes, das von der Preßkraft der außerhalb der Bahnkante 11′ angreifenden Anpreßelementes 7′ ausgeht. Als Folge davon entsteht die in Fig. 5 gezeigte Linienkraftverteilung mit starker Pressung unmittelbar innerhalb der Bahnkante 11′, aufgrund dessen der Verschleiß von Preßmantel 3 und Filz 10 in diesem Bereich entsprechend höher wäre, mit im Ergebnis wesentlich verkürzten Laufzeiten für die Bespannung der Presse. Diese Ungleichförmigkeit kann durch die erfindungsgemäße Verringerung der Anpreßkräfte der äußeren Anpreßelemente 7′ ausgeglichen bzw. verringert werden. Die dadurch erreichbare Linienkraftverteilung ist in Fig. 6 wiedergegeben. Um diesen Linienkraftverlauf zu erreichen, ist es meist nicht nötig, die Anpreßkräfte außerhalb der Bahnkante 11′ auf Null zu setzen. Es genügt bereits eine starke Reduzierung der Anpreßkräfte von z. B. 40 bis 70%.

Die Fig. 7 bis 9 geben eine weitere Ausführungsmöglichkeit einer Preßeinrichtung 1 wieder, bei der der Preßschuh 5 mittels Anpreßeinheiten 7, als Anpreßelemente in Form von Kolben 14, die durch Zylinder 16 mit Druck beaufschlagt werden, und Druck im Innenraum der Druckkammer 15, in der der Preßschuh 5 geführt wird, angepreßt werden. Gegenüber dem Druck im Innenraum der Druckkammer 15 ist der Druck in den Zylindern 16, der die Kolben 14 beaufschlagt, variierbar. Der Druck kann gleich groß, größer oder kleiner als der Druck im Innenraum der Druckkammer 15 sein. Werden jedoch die Kolben 14, wie in Fig. 8 dargestellt, in drei Zeilen 25, 26, 27, angeordnet, dann kann bei dieser Ausführung ein Kolbendruck größer als der Druck im Innenraum der Druckkammer 15 entbehrt werden.

Eine Reduzierung des Druckes auf die Kolben 14, d. h. in den Zylindern 16 im Papierbahnrandbereich 11 und außerhalb des Papierbahnrandes genügt für eine gute Linienkraftverteilung, da mit der dreizeiligen Anordnung der Anteil der entlasteten Kolbenflächen 13 genügend groß gemacht werden kann, also z. B. über 50% der vom Druck im Innenraum der Druckkammer 15 beaufschlagten Rechteckfläche 17 des Preßschuhs 5. Damit werden die Kolben 14 im Mittelteil des Preßschuhs 5 entbehrlich und brauchen nur dort als Entlastungselemente vorgesehen werden, wo eine Verschmälerung der Bahn geplant ist.

Wird die Kante 11 der Papierbahn 9 bei Blick auf Fig. 7 nach rechts im Sinne einer Bahnverschmälerung eingerückt, dann werden die Drücke in den Entlastungszylindern 16 von links nach rechts, d. h. von der Preßschuhstirnseite 12 in Richtung zur neuen Position des Papierbahnrandes 11, sukzessive bis auf Null abgesenkt. Die Regelung müßte nach der strengen Logik so erfolgen, daß bei fortschreitender Bahnverschmälerung zunächst in der äußeren Reihe 28 von Zylindern 16 der Druck entsprechend von p bis auf Null abgesenkt wird und bei weiterer Bahnverschmälerung in der zweiten Reihe 29 von Zylindern und so fort. Dies erfordert jedoch einen hohen regelungstechnischen Aufwand, weshalb die Drücke stufenweise zurückgenommen werden und zwar, in den Reihen, wo zwei Zylinder 16 vorhanden sind (je einer in Zeile 25 und 27) wird der Druck in zwei Stufen zurückgenommen und in den Reihen, wo nur ein Zylinder vorhanden ist (in Zeile 26) in einer Stufe. Die sich dabei ergebende Breite der Regelzonen beträgt etwa 2/3 des Reihenabstandes 30. Auf diese Art gelingt es, die Zonenbreite so klein zu gestalten, daß sich eine analoge Druckregelung in den Entlastungszylindern erübrigt.

Der Preßschuh 5 ist hier in der Fig. 7 als rechteckiger Kolben ausgebildet, der in einer Wanne 19 kippbar und senkrecht zur Zeichenebene verschiebbar gehalten wird. Der Umfang des Preßschuhes 5 ist mit Dichtleisten 20 gegen die Wanne 19 abgedichtet.

In der Fig. 10 ist eine Randentlastungseinheit mit Kolben 14 im Schnitt dargestellt. Der Zylinder 16 ist entweder direkt in den Wannenkörper 19 eingearbeitet oder ist von einem separaten Topf 31 gebildet. Der Kolben 14 wird von einer Feder 32 gegen die Unterseite des Preßschuhs 5 gedrückt. Der Kolben 14 ist im Zylinder 16 auf und ab bewegbar und kippbar geführt. Ein Dichtring 33 und ein Dichtring 35 sorgen für die Abdichtung des Zylinderraumes 16 gegenüber dem Plenum 15.

Eine Schraube 36 mit Kette 37, Bolzen 38 sowie Splint 39 sorgen dafür, daß der Kolben bei der Montage nicht aus dem Zylinder 16 entweichen kann. Die Kette 37 ist bei 40 mit der Schraube 36 bei 41 mit dem Bolzen 38 verschweißt. Die Zylinder-Kolbeneinheit 16/5 ist sowohl als Entlastungszylinder gemäß den Fig. 7 bis 9, als auch als Belastungszylinder nach Fig. 1, 2 und 4 anwendbar. Im ersten Fall muß der hydraulisch wirksame Durchmesser von Dichtring 35 etwas größer als der Zylinderdurchmesser sein, im zweiten Fall etwas kleiner.

Claims

1. Verfahren zum Betreiben einer Preßeinrichtung

1.1 bei dem eine Faserstoffbahn durch einen Preßspalt, der von einer Preßstation, umfassend einen umlaufenden, einen Ring bildenden Körper, mit einer Gegenwalze gebildet wird;
1.2 bei dem ein Preßschuh im Inneren des Ringes angeordnet ist und mit seiner Anpreßfläche gegen die Innenfläche des Ringes mittels über im wesentlichen über die Breite des Preßschuhs und quer zur Bahnlaufrichtung verteilten Anpreßeinheiten, umfassend Anpreß- bzw. Entlastungselemente, anpreßbar ist;
gekennzeichnet durch das folgende Merkmal:
1.3 die Anpreßkraft der Anpreß- bzw. Entlastungselemente ist zonen- und stufenweise vom Normalniveau bis auf ein niedrigeres Niveau im wesentlichen im Bereich von den Rändern der die Preßeinrichtung durchlaufenden Faserstoffbahn bis zu den Enden des Preßschuhes verkleinerbar.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anpreßkraft nur im Bereich der Faserstoffbahnränder verkleinerbar ist.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anpreßkraft über wenigstens zwei Zonen von weniger als 120 mm Breite verkleinert wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Anpreßkraft in Zonen von 25 mm oder einem Zoll oder einem ganzen Vielfachen verkleinert wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Verkleinerung der Anpreßkraft bezogen auf die Breite der Zonen wenigstens 40% der Linienkraft beträgt.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Anpreßkraft in einzelnen Reihen von Zylindern in Stufen veränderbar ist, deren Anzahl sich aus der Summe von 1 und dem Quotienten aus dem Abstand der Anpreßelemente und der Breite der Zonen ergibt.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem die Anpreßelemente in Reihen mit jeweils gleichem Abstand (30) quer zur Laufrichtung angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Anpreßkräfte von Reihe zu Reihe bei maximaler Kraftbeaufschlagung im Wechsel etwa im Verhältnis von 2:1:2 usf. schwanken.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Anpreßkraftverkleinerung auf die Reihe mit der kleineren Anpreßkraft bei Bahnbreitenänderung in einer Stufe von F_max auf F_min erfolgt und auf die Reihe mit der größeren Anpreßkraft in zwei Stufen von F_maxüber F_mittel auf F_min erfolgt.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:

9.1 in einer im wesentlichen maschinenbreiten, mit Druck beaufschlagbaren Kammer sind als Anpreß bzw. Entlastungselemente entlastbare Zylinder untergebracht, deren Preßfläche auf den Anpreßschuh derart festgelegt wird, daß diese mindestens gleich groß ist wie die Restpreßfläche eines, die entlastbaren Zylinder umgebenden Plenums der Überdruckkammer;
9.2 der Innendruck der entlastbaren Zylinder ist in wenigstens einer Stufe bis auf den Atmosphärendruck absenkbar.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein Steuer- bzw. Regelsystem eingesetzt wird, das - aufgrund einer Positionsmessung der in der Siebpartie vorgesehenen Spritzdüsen, die zum Abtrennen der Randstreifen von der Faserstoffbahn dienen - die Anzahl der zu entlastenden Zonen am Anpreßschuh festlegt und aktiviert.

11. Preßeinrichtung einer Papiermaschine mit den folgenden Merkmalen:

11.1 mit einer Preßstation, umfassend einen umlaufenden, einen flexiblen Ring bildenden Körper, der mit der Gegenwalze einen Preßspalt bildet, und einen Preßschuh;
11.2 der Preßschuh ist im Inneren des Ringes angeordnet und mit seiner Anpreßfläche gegen die Innenfläche des Ringes mittels über im wesentlichen über die Breite des Preßschuhs und quer zur Bahnlaufrichtung verteilten Anpreß- bzw. Entlastungseinheiten anpreßbar;
gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:
11.3 die Anpreß- bzw. Entlastungseinheiten umfassen Anpreß- bzw. Entlastungselemente;
11.4 jedes Anpreß- bzw. Entlastungselement ist wenigstens einer Zone zugeordnet;
11.5 die Anpreß- bzw. Entlastungselemente sind im wesentlichen vom Bereich der Ränder der die Preßeinrichtung durchlaufenden Faserstoffbahn bis zu den Preßschuhenden zonenweise und stufenweise in ihrer Anpreßkraft variierbar.

12. Preßeinrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstände der Anpreß- bzw. Entlastungselemente quer zur Laufrichtung nicht größer als 125 mm sind.

13. Preßeinrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstände ein Vielfaches von 25 mm oder 1′′ betragen.

14. Preßeinrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß eine Regelung zur stufen- und zonenweisen Anpreßkraftveränderung derart aufgebaut ist, daß bei Faserstoffbahnverschmälerung an jedem Faserstoffbahnrand schrittweise in Zonen von ca. 50 mm oder 2′′ Breite die Anpreßkraft von Normalkraft auf Minimalkraft zurücknehmbar ist.

15. Preßeinrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Anpreß- bzw. Entlastungselemente hydraulische Zylinder/Kolbeneinheiten sind, die durch Druckfedern in Kraftrichtung vorgespannt sind.

16. Preßeinrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolben eine Maximalhubbegrenzung gegenüber dem Zylinder umfassen.

17. Preßeinrichtung nach einem der Ansprüche 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolben auf ihren von den Zylindern abgewandten Stirnflächen Druckentlastungstaschen enthalten.

18. Preßeinrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolben gegen eine ebene Fläche (Unterseite des Preßschuhs oder Oberseite des Trägers) anpreßbar sind.

19. Preßeinrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Anpreß- bzw. Entlastungselemente in wenigstens drei quer zur Faserstoffbahnlaufrichtung erstreckenden Zeilen - jeweils zwei äußere und eine mittlere - angeordnet sind.

20. Preßeinrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Anpreß- bzw. Entlastungselemente der jeweils mittleren Zeile zu den beiden jeweiligen äußeren Zeilen versetzt (auf Lücke) angeordnet sind.

21. Preßeinrichtung nach einem der Ansprüche 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Anpreß- bzw. Entlastungselemente der äußeren Zeilen in Faserstoffbahnlaufrichtung zueinander fluchten.

22. Preßeinrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 21, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:

22.1 der Preßschuh ist in einer Kammer senkrecht zur Preßrichtung geführt;
22.2 am Boden Kammer sind als Anpreß- bzw. Entlastungselemente wenigstens eine Zylinder/Kolbeneinheit angeordnet.

23. Preßeinrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer um den Preßschuhumfang herum abgedichtet und druckbeaufschlagbar ist.

24. Preßeinrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Zylinder in ihrem Inneren auf einen Druck einstellbar sind, der von dem in der Kammer herrschenden Druck abweicht.

25. Preßeinrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck im Inneren der Zylinder nur kleiner eingestellt werden kann, als der in der Kammer.

26. Preßeinrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der Kolben in jeder Zeile zwischen 140 und 160 mm zueinander beträgt.

27. Preßeinrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 26, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:

27.1 zur Steuerung des Druckes sind die Zylinder mit Drucksteuerventilen über Drucksteuerleitungen verbunden;
27.2 in den Drucksteuerleitungen sind Druckbegrenzungsventile vorgesehen.

28. Preßeinrichtung nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitungslänge von jedem Zylinder zum zugehörigen Druckbegrenzungsventil kleiner als 1 m ist.

29. Preßeinrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 28, dadurch gekennzeichnet, daß alle Zylinder in eine gemeinsame Platte eingelassen sind.

30. Preßeinrichtung nach Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß die Platte Bestandteil einer auswechselbaren im wesentlichen maschinenbreiten Schuhanpreßeinheit ist.

31. Preßeinrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 30, dadurch gekennzeichnet, daß die Anpreßelemente bis zu den Rändern der die Preßeinrichtung durchlaufenden Faserstoffbahn mit einem der Linienkraft entsprechenden Innendruck beaufschlagt werden.

32. Preßeinrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 30, dadurch gekennzeichnet, daß die Anpreßelemente nur im Bereich wenigstens eines Preßschuhendes angeordnet sind.

33. Preßeinrichtung nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der Anpreß- bzw. Entlastungselemente je Preßschuhende zwischen 2 und 14 beträgt.

34. Preßeinrichtung nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, daß an den Preßschuhenden die Summe der Kolbenflächen mindestens 40% der direkt auf den Preßschuh wirkenden Restfläche der Druckkammer ist.

35. Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:

a) die Anpreßkraft der Anpreß- bzw. Entlastungselemente ist zonenweise kontinuierlich (d. h. analog) vom Normalniveau bis auf ein niedrigeres Niveau im wesentlichen in den Bereichen von den Rändern der die Preßeinrichtung durchlaufenden Faserstoffbahn bis zu den Enden des Preßschuhes verkleinerbar;
b) es ist ein Steuer- bzw. Regelsystem vorgesehen, das - aufgrund einer Positionsmessung der in der Randpartie vorgesehenen Spritzdüsen, die zum Abtrennen der Randstreifen von der Faserstoffbahn dienen - das zonenweise kontinuierliche Verkleinern der Anpreßkraft auslöst.