DE4337583A1 - Preßvorrichtung zum Behandeln einer Warenbahn, insbesondere Papierbahn - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Preßvorrichtung zum Behandeln einer laufenden Warenbahn, insbesondere Papierbahn, im einzelnen mit den im Oberbegriff des Anspruches 1 angegebenen Merkmalen; diese sind bekannt aus:

D1: DE 40 40 392 A1 = US 5,110,417
D2: WO 93/13263.

Es handelt sich also um eine Preßvorrichtung mit einem stationären, aber senkrecht zur Bahn beweglichen Preßschuh; dieser hat eine Gleitfläche, über die ein Preßband läuft. Ein Gegenpreßelement, vorzugsweise eine drehbare Preßwalze, bildet zusammen mit dem über den Preßschuh laufenden Preßband eine in Bahnlaufrichtung relativ lange (mit anderen Worten: "verlängerte") Preßzone. Hierdurch will man erreichen, daß der Preßvorgang - verglichen mit einer reinen Walzenpresse - sanfter und über einen längeren Zeitraum stattfindet.

Das "Gegenpreßelement" ist, wie schon erwähnt, vorzugsweise eine drehbare Preßwalze. Dementsprechend ist die Gleitfläche des Preßschuhs vorzugsweise konkav gekrümmt (in Anpassung an den Krümmungsradius des Preßwalzenmantels). Alternativ hierzu kann das Gegenpreßelement als ein stationärer Gegenpreßschuh ausgebildet sein; dabei kann die Gleitfläche eben oder konvex gekrümmt sein. Für das Preßband gibt es ebenfalls zwei alternative Ausführungen: Entweder läuft es außerhalb der Preßzone über Leitwalzen, oder es ist als ein schlauchförmiger Preßmantel ausgebildet, mit im wesentlichen kreisförmiger Umlaufbahn.

Bekanntlich muß die Preßschuh-Gleitfläche, über die das Preßband gleitet, geschmiert und gekühlt werden. Zu diesem Zweck wird der Innenseite des umlaufenden Preßbandes Schmiermittel (d. h. eine Schmier- und Kühlflüssigkeit) zugeführt, und der Preßschuh hat (im Querschnitt gesehen) einen gerundeten Einlaufbereich, so daß sich zwischen dem Preßband und dem Preßschuh ein hydrodynamischer Schmierkeil und auf der gesamten Gleitfläche ein "Schmierfilm" ausbildet.

Zusätzlich ist gemäß D1 und D2 im Bereich der Gleitfläche wenigstens eine hydrostatisch-hydrodynamische Schmiertasche vorgesehen, deren Tiefe in Bahnlaufrichtung in einer "Auslaufzone" bis zum Wert Null abnimmt. Mit Hilfe dieser hydrostatisch-hydrodynamischen Schmiertasche soll folgendes erreicht werden, verglichen mit einem Preßschuh, der keine derartige Schmiertasche aufweist: Im mittleren Bereich der Gleitfläche, also (im Querschnitt gesehen) zwischen dem Einlauf und dem Auslauf, wird dem Schmierfilm unter Druck weiteres Schmiermittel zugeführt. Hierdurch will man den Schmierfilm verstärken, nämlich für den Fall, daß extreme Situationen auftreten. Beispielsweise könnte der Schmierfilm dadurch gestört werden, daß die Arbeitsgeschwindigkeit ungewöhnlich weit reduziert wird. Eine rein hydrodynamische Schmierung (ohne die genannte Schmiertasche) ist beispielsweise auch dann problematisch, wenn der Preßschuh aus konstruktiven Gründen relativ schmal sein muß, oder wenn innerhalb der verlängerten Preßzone eine Druckverteilungskurve gewünscht ist mit einem relativ hohen Druck-Maximum oder mit einem nahe dem Einlauf befindlichen Druck-Maximum.

Nachteile der bekannten Lösungen: Die gemäß D1 vorgesehene hydrostatisch-hydrodynamische Schmiertasche hat eine nur sehr geringe Tiefe. Deshalb ist es dort notwendig, zum Verteilen des zugeführten Schmiermittels über die Bahnbreite relativ tiefe Verteilnuten vorzusehen. (Würde man lediglich einige über die Bahnbreite verteilte Bohrungen vorsehen, so wäre eine gleichmäßige Verteilung des Schmiermittels über die Bahnbreite nicht gewährleistet). Nun besteht aber die Gefahr, daß die Kanten der zur Schmiermittel-Verteilung dienenden Nuten mit dem Preßband in Kontakt kommen und das Preßband beschädigen. Dies gilt insbesondere dann, wenn unbeabsichtigt eine Verdickung, z. B. ein Stoffbatzen, Ausschußpapier oder eine Filzfalte, durch die Preßzone läuft.

Gemäß D2 ist eine hydrostatisch-hydrodynamische Schmiertasche vorgesehen mit einem, in grober Annäherung, dreieckigen Querschnitt. Die Tiefe der Schmiertasche ist zulaufseitig relativ groß und nimmt dann in Bahnlaufrichtung, in einer sogenannten Auslaufzone, allmählich bis zum Wert Null ab. Die Länge der Schmiernut ist, im Querschnitt gesehen, relativ groß; sie beträgt nämlich ungefähr die Hälfte der Länge der Gleitfläche. Das zulaufseitige Ende der Schmiernut bildet mit der Gleitfläche eine Kante. Obwohl diese Kante abgerundet ist, besteht infolge der großen Länge der Schmiernut wiederum die Gefahr, daß die Kante eine relativ hohe Pressung auf das Preßband ausübt, insbesondere wiederum beim Durchgang von Verdickungen durch die Preßzone.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, die aus D2 bekannte Preßeinrichtung dahingehend zu verbessern, daß örtliche hohe Pressungen auf die Innenseite des Preßmantels möglichst weitgehend vermieden werden, und zwar auch dann, wenn unbeabsichtigt eine Verdickung der zu behandelnden Warenbahn oder ggf. eines Filzes durch die Preßzone läuft. Gleichzeitig soll das Zuführen des Schmiermittels in die Schmiertasche derart gestaltet sein, daß eine genügend gleichmäßige Verteilung des Schmiermittels über die Bahnbreite gewährleistet ist.

Diese Aufgabe wird durch eine Gestaltung der Schmiertasche gemäß dem kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 gelöst. Durch die auslaufseitige konvexe Krümmung des Bodens der Schmiertasche wird erreicht, daß die Schmiertasche genügend tief ist, um eine gleichmäßige Verteilung des Schmiermittels quer zur Bahnlaufrichtung zu gewährleisten; gleichzeitig ist die Tasche in Bahnlaufrichtung schmal genug, damit das Preßband eine relativ tragfähige "Brücke" bilden kann, welche die Schmiertasche überbrückt. Im Ergebnis wird zumindest sehr weitgehend, wenn nicht vollkommen vermieden, daß die zulaufseitige Begrenzungskante eine unzulässig hohe Pressung auf die Innenseite des Preßbandes ausübt. Dies gilt auch dann, wenn unbeabsichtigt eine Verdickung durch die Preßzone läuft.

Die Unteransprüche betreffen bevorzugte Querschnitts-Formen der Schmiertasche und/oder eine optimierte Gestaltung der Druckmittel-Zufuhr zur Schmiertasche. Vorzugsweise wird, im Querschnitt durch den Preßschuh gesehen, nur eine einzige Schmiertasche vorgesehen. Alternativ hierzu können jedoch auch in Bahnlaufrichtung mehrere (z. B. zwei), vorzugsweise besonders kurze Schmiertaschen hintereinander vorgesehen werden.

Allen Ausführungsformen der Erfindung ist gemeinsam, daß die, bzw. jede Schmiertasche einen zusätzlichen keilförmigen hydrodynamisch wirkenden Schmierkeil bildet, der im nachfolgenden auslaufseitigen Bereich der Gleitfläche ein sicheres Vorhandensein eines Schmierfilmes gewährleistet.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachgehend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 in schematischer Darstellung eine bekannte Preßvorrichtung mit einer Preßwalze und einer geschnitten gezeichneten Traverse mit darin geführtem Preßschuh zur Erzeugung einer verlängerten Preßzone,

Fig. 2 einen Abschnitt der Traverse mit erfindungsgemäßem Preßschuh in größerem Maßstab als in Fig. 1,

Fig. 3 eine gegenüber Fig. 2 abgewandelte Bauform,

Fig. 4-6 unterschiedliche Querschnittsformen einer Schmiertasche in gegenüber Fig. 2 und 3 vergrößertem Maßstab.

Die in Fig. 1 mit 10 bezeichnete Preßvorrichtung ist beispielsweise als Naßpresse ausgebildet. Sie weist eine rotierende, angetriebene Preßwalze 11 auf, der eine feststehende Traverse 12 mit einem darin geführten Preßschuh 13 zugeordnet ist. Der Preßschuh 13 ist mittels Drucköl in Richtung auf die Preßwalze 11 anpreßbar. Um die Traverse 12 mit Preßschuh 13 ist ein (als flüssigkeitsdichter endloser Preßmantel ausgebildetes) Preßband 14 herumgeführt. Der Preßschuh 13 bildet mit dem entsprechenden Mantelabschnitt der Preßwalze 11 eine verlängerte Preßzone 15, durch die eine obere Filzbahn 16, eine untere Filzbahn 17 mit zwischen diesen befindlicher, zu entwässernder Faserbahn 18 und der Preßmantel 14 in Bahnlaufrichtung 19 geführt sind. Die Mitnahme des nicht angetriebenen Preßmantels 14 erfolgt dabei durch die untere Filzbahn 17. Der Preßmantel 14 kann auch als endloses Band ausgebildet sein, das beiderseits des Preßschuhs 13 um mehrere Leitwalzen geführt ist. Abweichend von Fig. 1 kann nur eine einzige Filzbahn 16 oder 17 vorhanden sein. Oder man läßt beide Filzbahnen weg, z. B. falls es primär oder ausschließlich darauf ankommt, die Faserbahn 18 (z. B. Papierbahn) zu glätten.

Gemäß Fig. 1 kann der Preßschuh 13 der erfindungsgemäßen Preßvorrichtung zweiteilig sein, mit einer Wärmeisolierschicht zwischen Ober- und Unterteil (gemäß US 4,643,802 Akte P 4174). Wie die Darstellung gemäß Fig. 2 erkennen läßt, kann der Preßschuh 13 auch im wesentlichen einteilig sein. In jedem Fall ist der Preßschuh in Richtung auf die Preßwalze 11 bewegbar, und zwar mittels Drucköl, das über Leitung 21 einer Ausnehmung 20 zugeführt wird. Dabei übernehmen seitlich am Preßschuh 13 angreifende Dichtleisten 23 und 24 sowohl eine Führungs- als auch eine Abdichtfunktion. Die Dichtleisten 23, 24 sind in umlaufend um den Preßschuh 13 angeordneten, mit der Traverse 12 verschraubten Haltern 25 und 26 geführt oder in einem (nicht dargestellten) von der Traverse 12 lösbaren Schuhbett (siehe DE 41 13 623 = US 5,223,100, Akte P 4824).

Der Preßschuh 13 hat eine Gleitfläche 30, entlang der das Preßband 14 läuft. Die Gleitfläche 30 ist - abgesehen von den einlauf- und auslaufseitigen Rundungen und abgesehen von einer Schmiertasche - unter Berücksichtigung der Dicke der durch den Preßspalt 15 geführten beiden Filzbahnen 16, 17, der Faserbahn 18 und des Preßmantels 14 - sowie des gewünschten Preßdruckverlaufs über die Preßspaltlänge - an die Mantelfläche der Preßwalze 11 angepaßt. D.h. die Gleitfläche 30 muß (ohne Berücksichtigung ihrer ein- und auslaufseitigen Randzonen) eine im Querschnitt annähernd, in Längsrichtung exakt parallel zur Mantelfläche der kreiszylindrischen Preßwalze 11 verlaufende Fläche mit gerader Längsachse bilden, die einen größeren Radius aufweist als die Preßwalze 11.

Zum Kühlen des Preßbandes 14 und zum Schmieren der Gleitfläche 30 des Preßschuhs 13 ist ein Leitungssystem 22 vorgesehen, das ein Schmiermittel, nämlich ein zum Schmieren und Kühlen geeignetes Öl, in relativ kurzem Abstand hinter der Preßzone 15 der Innenseite des Preßmantels 14 zuführt (Fig. 1). Das Preßband 14 transportiert das Schmiermittel bis zum Einlauf in die Preßzone. Dort hat der Preßschuh einen gerundeten (und somit zum Preßband hin konvergierenden) Einlaufbereich 27 (Fig. 2), so daß sich ein hydrodynamischer Schmiermittel- Keil und auf der gesamten Gleitfläche 30 ein Schmierfilm bildet. Auf eine Zuleitung von Öl durch Leitungssystem 22 kann teilweise oder ganz verzichtet werden, wenn eine genügend große Ölmenge durch eine Schmiertasche in der Schuhoberfläche eingeführt wird.

Gemäß Fig. 2 hat der Preßschuh 13 ungefähr im mittleren Bereich der Preßzone eine hydrostatisch-hydrodynamische Schmiertasche 28. Diese hat in grober Annäherung die Form eines liegenden Keiles, wobei die Tiefe der Schmiertasche in Bahnlaufrichtung 19 bis zum Wert Null abnimmt. Mit anderen Worten, der Boden der Schmiertasche 28 geht unmittelbar in die Gleitfläche 30 über. Wesentlich ist, daß - wiederum im Querschnitt gesehen - ein beträchtlicher Teil des Schmiertaschen-Bodens konvex gekrümmt ist, so daß man an der Einmündung der Leitung 29 für zusätzliches Schmiermittel eine ausreichende maximale Tiefe T (Fig. 4) und gleichzeitig eine nur geringe Länge SL der Schmiertasche 28 erzielt. Die Länge SL der Schmiertasche beträgt höchstens 30%, vorzugsweise 10-20% der Länge PL der Preßzone. Gemäß Fig. 2 ist im Preßschuh 13 ein sich quer zur Bahnbreite erstreckender Druckmittel-Verteilkanal 29′ vorgesehen. Dieser ist unabhängig vom Druckraum 20 über eine flexible Leitung 22b (z. B. Schlauch) und über eine Leitung 22 a an eine nicht dargestellte Druckmittelquelle anschließbar. Der von dieser Druckmittelquelle erzeugte Druck kann, falls erforderlich, höher sein als der im Druckraum 20 herrschende Druck. Der Kanal 29′ ist entlang der Bahnbreite über mehrere Leitungen 29 (Bohrungen) mit der Schmiertasche 28 verbunden.

Gemäß Fig. 3 ist eine hydrostatisch-hydrodynamische Schmiertasche 28a etwas außerhalb der Mitte der Preßzone angeordnet, nämlich relativ nahe dem Einlaufbereich 27. In diesem Fall kann die Schmiertasche 28a über Leitungen 29a direkt aus dem Druckraum 20 mit zusätzlichem Schmiermittel versorgt werden. Hier ist nämlich der im Druckraum 20 herrschende Druck in vielen Fällen ausreichend, damit die Schmiertasche 28a ihren Zweck erfüllt. Bei 28b ist schematisch angedeutet, daß (falls erforderlich) im auslaufseitigen Bereich der Preßzone eine weitere Schmiertasche vorgesehen werden kann. Dieser müßte jedoch zusätzliches Schmiermittel (wie in Fig. 2) über Leitungen zugeführt werden, die vom Druckraum 20 unabhängig sind; denn hier ist im allgemeinen in der Schmiertasche 28b ein höherer Druck erforderlich als im Druckraum 20.

Gemäß Fig. 4 setzt sich der Boden der Schmiertasche 28 zusammen aus einem auslaufseitigen gekrümmten Teil mit Krümmungsradius R, an den sich stetig ein ebener zulaufseitiger Teil 9 anschließt, in den die Zuleitungen 29 einmünden. Die zulaufseitige Seitenwand der Schmiertasche 28 ist an ihrem Übergang zur Gleitfläche 30 mit einer deutlichen Rundung r ausgebildet. An der Stelle A geht die konvexe Krümmung gemäß Fig. 4 mit einem kleinen Knickwinkel a von maximal 3° in die Gleitfläche 30 über. Abweichend hiervon kann der Knickwinkel a gleich Null sein; in diesem Fall geht die konvexe Krümmung stetig in die Gleitfläche 30 über, siehe Fig. 5 oder 6. Gemäß einer weiteren nicht dargestellten Alternative kann die konvexe Krümmung im Bereich der Stelle A über ein kleines ebenes Flächenstück in die Gleitfläche 30 übergehen.

Gemäß Fig. 5 ist die folgende Form des Schmiertaschen- Bodens vorgesehen: Ausgehend von der einlaufseitigen tiefsten Stelle ist in Bahnlaufrichtung zunächst eine konvexe Krümmung mit relativ kleinem Krümmungsradius R′ vorgesehen. Daran schließt sich eine konvexe Krümmung mit relativ großem Krümmungsradius an mit stetigem Übergang in die Gleitfläche 30. Abweichend hiervon kann gemäß Fig. 6, ausgehend von dem einlaufseitigen tiefsten Bereich, zunächst eine konkave Krümmung (mit Krümmungsradius R1) vorgesehen sein, an den sich eine konvexe Krümmung mit Krümmungsradius R anschließt, wiederum mit stetigem Übergang in die Gleitfläche 30.

Claims (14)

1. Preßvorrichtung zum Behandeln einer laufenden Warenbahn, insbesondere Papierbahn (18), mit den folgenden Merkmalen:

• a) ein stationärer, aber senkrecht zur Bahn (18) beweglicher Preßschuh (13) hat eine Gleitfläche (30), über die (zusammen mit der Bahn) ein Preßband (14) läuft, so daß zwischen der Gleitfläche und einem Gegenpreßelement (z. B. einer drehbaren Preßwalze (11) eine in Bahnlaufrichtung (19) lange Preßzone (15) vorhanden ist;
• b) der Preßschuh (13) hat (im Querschnitt gesehen) einen zum Preßband (14) hin konvergierenden Einlaufbereich (27), so daß der Gleitfläche (30) Schmiermittel mittels des Preßbandes (14) dynamisch zuführbar ist;
• c) der Preßschuh (13) hat im Bereich der Gleitfläche (30) wenigstens eine hydrostatisch-hydro­ dynamische Schmiertasche (28), deren Tiefe in Bahnlaufrichtung bis zum Wert Null abnimmt;
• d) dadurch gekennzeichnet, daß der Boden der Schmiertasche (28), im Querschnitt durch den Preßschuh (13) gesehen, eine konvexe Krümmung (R) aufweist, die in Bahnlaufrichtung (19) in die Gleitfläche (30) übergeht.

2. Preßvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Krümmungsradius (R) der konvexen Krümmung größer als 40 mm, vorzugsweise größer als 100 mm ist.

3. Preßvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Krümmungsradius (R) der konvexen Krümmung größer als 200 mm ist.

4. Preßvorrichtung nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß die konvexe Krümmung stetig in die Gleitfläche (30) übergeht.

5. Preßvorrichtung nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß die konvexe Krümmung mit einem Knickwinkel (a) von maximal 3° in die Gleitfläche (30) übergeht.

6. Preßvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die konvexe Krümmung entlang dem Bahnlaufweg unterschiedliche Krümmungsradien (R′, R) aufweist.

7. Preßvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die konvexe Krümmung mit einem kleinen Radius (R′) beginnt und mit einem größeren Radius (R) endet.

8. Preßvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden der Schmiertasche (28) vor der auslaufseitigen konvexen Krümmung eine konkave Krümmung (R1) aufweist.

9. Preßvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden der Schmiertasche (28) vor der auslaufseitigen konvexen Krümmung einen ebenen Abschnitt (9) aufweist.

10. Preßvorrichtung nach einem der Ansprüche 1-9, dadurch gekennzeichnet, daß die (in Bahnlaufrichtung gemessene) Länge (SL) der Schmiertasche (28) höchstens 30% der Länge (PL) der Preßzone beträgt.

11. Preßvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die (in Bahnlaufrichtung gemessene) Länge (SL) der Schmiertasche (28) 10-20% der Länge (PL) der Preßzone beträgt.

12. Preßvorrichtung nach einem der Ansprüche 1-11, dadurch gekennzeichnet, daß Druckmittel-Zuleitungen (29) in den einlaufseitigen Bereich der Schmiertasche (28) einmünden, wo deren Tiefe (T) am größten ist.

13. Preßvorrichtung nach einem der Ansprüche 1-12, dadurch gekennzeichnet, daß Leitungen (29, 29′) zur Schmiermittel-Zufuhr in die Schmiertasche (28) unabhängig von einem den Preßschuh (13) beaufschlagenden Druckraum (20) sind.

14. Preßvorrichtung nach einem der Ansprüche 1-13, dadurch gekennzeichnet, daß die Schmiertasche (28a) , bzw. eine der Schmiertaschen, im einlaufseitigen Bereich der Gleitfläche (30) angeordnet ist und in direkter Leitungsverbindung (29a) mit einem den Preßschuh (13) beaufschlagenden Druckraum (20) steht.