EP0184767B1 - Double-belt press for a continuously advancing web of material - Google Patents
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- EP0184767B1 EP0184767B1 EP85115387A EP85115387A EP0184767B1 EP 0184767 B1 EP0184767 B1 EP 0184767B1 EP 85115387 A EP85115387 A EP 85115387A EP 85115387 A EP85115387 A EP 85115387A EP 0184767 B1 EP0184767 B1 EP 0184767B1
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Description
Die Erfindung betrifft eine Doppelbandpresse für eine kontinuierlich vorlaufende Werkstoffbahn mit einem starren Pressengestell, mit an Lager-Drücken des Pressengestells drehbar gelagerten Umlenktrommeln, mit einem oberen und einem unteren, über die Umlenktrommeln geführten, endlosen Preßband, mit Druckkammern, die nach oben und unten von Druckplatten und von den Innenseiten der Preßbänder, nach den Seiten hingegen durch eine Gleitflächendichtung begrenzt sind, welche ihrerseits einen der Druckplatte zugewandten Körper besitzt, der in am Rand der Druckplatten umlaufenden Nuten senkrecht zu den Innenseiten der Preßbänder verschieblich angeordnet und mit einer Kraft gegen die Innenseite des jeweiligen Preßbandes gedrückt ist, und mit einem fluiden Druckmittel in den Druckkammern zur Erzeugung eines Preßdrucks auf die Preßbänder.The invention relates to a double belt press for a continuously advancing material web with a rigid press frame, with deflection drums rotatably mounted on bearing pressures of the press frame, with an upper and a lower, endless press belt guided over the deflection drums, with pressure chambers which move up and down Pressure plates and from the inside of the press belts, on the other hand, are limited by a sliding surface seal, which in turn has a body facing the pressure plate, which is arranged in grooves running around the edge of the pressure plates, displaceable perpendicular to the inside of the press belts and with a force against the inside of the respective press belt, and with a fluid pressure medium in the pressure chambers to generate a pressure on the press belts.
Doppelbandpressen dieser Art sind aus der DE-A1-2421 296 bekannt und dienen der Herstellung endloser, bahnförmiger Werkstoffe, beispielsweise Schichtwerkstoffe, Spanplatten, Faserplatten, Elektrolaminate und dergleichen.Double belt presses of this type are known from DE-A1-2421 296 and are used to produce endless, web-shaped materials, for example layer materials, chipboard, fiberboard, electrical laminates and the like.
Die in der DE-A1-2 421 296 gezeigten, zur Aufnahme eines fluiden Druckmittels bestimmten Druckkammern, die nach oben und unten von den Druck-Platten begrenzt werden, werden zu den Seiten von einer Gleitflächendichtung abgedichtet. Diese Gleitflächendichtungen sind als einteilige, rechteckige Dichtungsleisten ausgebildet, deren Körper mit dem der Druckplatte zugewandten Teil in am Rand der Druckplatte umlaufenden Nuten angeordnet ist. Für die Gleitflächendichtungen dieser Pressen werden als Dichtwerkstoffe Elastomere oder Kunststoffe verwendet, die bis zu etwa 200°C beständig sind.The pressure chambers shown in DE-A1-2 421 296, which are intended to hold a fluid pressure medium and which are delimited at the top and bottom by the pressure plates, are sealed on the sides by a sliding surface seal. These sliding surface seals are designed as one-piece, rectangular sealing strips, the body of which is arranged with the part facing the pressure plate in circumferential grooves on the edge of the pressure plate. For the sliding surface seals of these presses, elastomers or plastics are used as sealing materials, which are resistant up to about 200 ° C.
Es ist ferner bekannt (DE-PS-2 722 197), Elastomere, duroplastische oder thermoplastische Gleitdichtwerkstoffe in U-förmige Halteleisten zu fassen, die aus Metall von hoher Zugfestigkeit bestehen. An den Schenkeln der Halteleisten sind in bestimmten Abständen Stützwinkel befestigt, die sich auf Querlager in der Druckplatte abstützen. Durch diese Anordnung werden Reibungskräfte von der Gleitflächendichtung über die Halteleiste und die Stützwinkel in die Druckplatte eingeleitet. Schließlich ist es (aus der DE-PS-2 953 078) bekannt, zwei Gleitflächendichtungen in gegenseitigem Abstand nebeneinander anzuordnen und den zwischen ihnen liegenden Raum zum Aufsammeln von ausgeflossenem Druckmittel zu benutzen. Auch bei diesen Dichtungsanordnungen werden die Reibungskräfte über Stützwinkel und Halteleisten in die Druckplatte eingeleitet.It is also known (DE-PS-2 722 197) to grasp elastomers, thermosetting or thermoplastic sliding seal materials in U-shaped retaining strips which consist of metal with high tensile strength. At certain intervals, support brackets are attached to the legs of the retaining strips, which are supported on transverse bearings in the pressure plate. With this arrangement, frictional forces are introduced into the pressure plate from the sliding surface seal via the retaining strip and the support bracket. Finally, it is known (from DE-PS-2 953 078) to arrange two sliding surface seals next to one another at a mutual spacing and to use the space between them to collect pressure fluid that has flowed out. With these sealing arrangements, too, the frictional forces are introduced into the pressure plate via support brackets and retaining strips.
Allen diesen bekannten Dichtungsanordnungen ist gemeinsam, daß die eigentiche Dichtung aus einem verhältnismäßig leicht verformbaren Material, insbesondere einem Elastomer besteht. Da die im Betrieb der Doppelbandpresse an der Dichtung auftretenden Reibungskräfte die für das Dichtungsmaterial maximal zuläßigen Zug- bzw. Schubspannungen weit überschreiten, würde die Dichtung sofort zerstört werden, wenn nicht durch die Anordnung von Halteleisten und Stützwinkeln die Reibungskräfte in die Druckplatte eingeleitet würden. Die bekannte Konstruktion ist jedoch konstruktiv und fertigungstechnisch aufwendig. Außerdem liegen die in der Doppelbandpresse herrschenden Druck- und Temperaturbedingungen im oberen Grenzbereich der Werte, die mit einem elastomeren Dichtungswerkstoff verträglich sind. Bereits geringfügige Änderungen dieser Betriebsbedingungen können daher zu einer Zerstörung der Dichtung führen.All these known sealing arrangements have in common that the actual seal consists of a relatively easily deformable material, in particular an elastomer. Since the frictional forces that occur on the seal during operation of the double belt press far exceed the maximum permissible tensile or shear stresses for the sealing material, the seal would be destroyed immediately if the frictional forces were not introduced into the pressure plate by the arrangement of retaining strips and support brackets. However, the known construction is constructive and complex in terms of production technology. In addition, the pressure and temperature conditions prevailing in the double belt press are in the upper limit of the values that are compatible with an elastomeric sealing material. Even minor changes to these operating conditions can therefore destroy the seal.
Weiterhin von Nachteil ist die schlecht Wärmeleitfähigkeit der bisher in Doppelbandpressen eingesetzten, organischen Gleitdichtwerkstoffe. Hierdurch kann die durch den Kontakt der Dichtung mit der Preßbandoberfläche entstehende Reibungswärme nicht in die Druckplatte abfließen, sondern sie gelangt über das Preßband in das Preßgut. Dies führt zu lokalen, linienhaften Überhitzungen des Preßbandes, die schließlich auf der Preßgutoberfläche einen unerwünschten, sichtbaren Streifen hinterlassen, welcher seinerseits anschließend durch Besäumen des Randes entfernt werden muß. Hierdurch entstehen wiederum erhebliche Materialverluste.Another disadvantage is the poor thermal conductivity of the organic sliding seal materials previously used in double belt presses. As a result, the frictional heat generated by the contact of the seal with the surface of the press belt cannot flow into the pressure plate, but rather reaches the material to be pressed via the press belt. This leads to local, linear overheating of the press belt, which ultimately leaves an undesired, visible streak on the surface of the material to be pressed, which in turn must subsequently be removed by trimming the edge. This in turn causes considerable material losses.
Zum Einsatz bei Generatoren für Gasturbinenmaschinen aus Keramikmaterial ist aus der DE-A1-1 700 136 ein Dichtelement bekannt geworden, das eine Basis aus Stahl besitzt, auf deren Oberfläche eine Zwischenschicht aus Nickel-Aluminium oder Nickel-Chrom aufgebracht ist. Auf dieser Zwischenschicht befindet sich eine Oberflächenschicht aus Nikeloxyd, Calciumfluorid und Calciumoxyd. Dieses Dichtelement besitzt aufgrund der verwendeteten Werkstoffe zwar eine gute Festigkeit, so daß Zug- und Schubspannungen aufgenommen werden können, sowie eine gute Wärmeleitfähigkeit. Andererseits besitzen diese Werkstoffe jedoch keinen niedrigen Reibungskoeffizienten bei Kontakt mit den Metallen, aus denen die Preßbänder bestehen. Weiter zeigen die Materialien für das Dichtelement eine geringe Verschleißfestigkeit und damit einen großen Abrieb bei gleitendem Kontakt mit dem Preßband. Ein solches Dichtelement ist daher zum Einsatz als Gleitflächendichtung in einer Doppelbandpresse nicht geeignet.For use in generators for gas turbine engines made of ceramic material, a sealing element has become known from DE-A1-1 700 136, which has a base made of steel, on the surface of which an intermediate layer made of nickel-aluminum or nickel-chromium is applied. On this intermediate layer there is a surface layer made of nickel oxide, calcium fluoride and calcium oxide. Due to the materials used, this sealing element has good strength, so that tensile and shear stresses can be absorbed, and good thermal conductivity. On the other hand, however, these materials do not have a low coefficient of friction on contact with the metals that make up the press belts. Furthermore, the materials for the sealing element show a low wear resistance and thus a large abrasion with sliding contact with the press belt. Such a sealing element is therefore not suitable for use as a sliding surface seal in a double belt press.
Es ist Aufgabe der Erfindung, die zum Einsatz in einer gattungsgemäßen Doppelbandpresse geeigneten Gleitflächendichtungen so zu verbessern, daß sie bezüglich Druck und Temperatur widerstandsfähiger sind, leichter gefertigt werden können und eine bessere Ableitung von Reibungswärme gewährleisten.It is an object of the invention to improve the sliding surface seals suitable for use in a generic double belt press in such a way that they are more resistant to pressure and temperature, can be manufactured more easily and ensure better dissipation of frictional heat.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Körper der Gleitflächendichtung aus Metall besteht, mit dem Körper eine der Innenseite des Preßbandes zugewandte Trockengleitschicht verbunden ist, welche die Innenseite des Preßbandes schleifend berührt und zwischen dem Körper und der Trockengleitschicht eine Trägerschicht angeordnet ist, wobei die Trägerschicht aus einem Stahl band mit einer porös aufgesinterten Zinnbronze besteht, deren Poren mit einer die Trockengleitschicht bildenden Mischung aus Polytetrafluoräthylen und Blei ausgefüllt sind oder wobei die Trägerschicht aus einem Stahl band besteht, auf das eine die Trockengleitschicht bildende, pulvermetallurgisch gewonnene Kupferlegierung als Metallmatrix aufgebracht und in die Poren dieser Matrix Graphit eingebettet ist.The object is achieved according to the invention solved that the body of the sliding surface seal is made of metal, with the body a dry sliding layer facing the inside of the press belt is connected, which touches the inside of the pressing belt and a support layer is arranged between the body and the dry sliding layer, the carrier layer made of a steel band with a porous sintered tin bronze, the pores of which are filled with a mixture of polytetrafluoroethylene and lead forming the dry sliding layer, or wherein the carrier layer consists of a steel tape onto which a copper-powder-metallurgically obtained copper alloy forming the dry sliding layer is applied as a metal matrix and into the pores of this matrix Graphite is embedded.
Die nachstehende Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung dient im Zusammenhang mit beiliegender Zeichnung der weiteren Erläuterung.The following description of preferred embodiments of the invention serves in conjunction with the accompanying drawings for further explanation.
Es zeigen:
- Fig. 1 eine schematische Seitenansicht einer Doppelbandpresse;
- Fig. 2 eine Teilschnittansicht einer Druckplatte mit einer ersten Ausführungsform einer
- Gleitflächendichtung im Bereich A in Figur 1;
- Fig. 3 eine andere Ausführungsform einer Gleitflächendichtung und
- Fig. 4 zwei an einer Druckplatte nebeneinander angeordnete Gleitflächendichtungen.
- Fig. 1 is a schematic side view of a double belt press;
- Fig. 2 is a partial sectional view of a printing plate with a first embodiment of a
- Sliding surface seal in area A in FIG. 1;
- Fig. 3 shows another embodiment of a sliding surface seal and
- Fig. 4 two sliding surface seals arranged side by side on a pressure plate.
Bei der in Figur 1 schematisch dargestellten Doppelbandpresse, die beispielsweise der kontinuierlichen Herstellung von Laminaten dient, sind vier Umlenktrommeln 1,2,3 und 4 in Lagerbrücken 5, 6 beidseits drehbar gelagert. Um jeweils zwei dieser Trommeln ist ein endloses Preßband 7 bzw. 8 herumgeführt, welches gewöhnlich aus hochzugfestem Stahl band besteht. Die Umlaufrichtung ist in den Umlenktrommeln 1 und 4 durch Pfeile angegeben. Zwischen den einander benachbarten Außenseiten der Preßbänder 7, 8 ist eine Reaktionszone 9 ausgebildet, in welcher eine in Figur 1 von rechts nach links vorlaufende Werkstoffbahn 10 kontinuierlich behandelt wird. Die Werkstoffbahn 10 kann beispielsweise aus mit Kunstharz getränkten Schichtstoffen, FaserBindemittel-Gemischen oder dergleichen bestehen, welche unter gleichzeitiger Anwendung von Wärme und Druck verdichtet werden sollen. Auch eine Verdichtung ohne Wärmeeinwirkung oder bei Unterkühlung ist möglich.In the double belt press shown schematically in FIG. 1, which is used, for example, for the continuous production of laminates, four
Der auf die Werkstoffbahn 10 ausgeübte Druck wird über Druckplatten 11, 12 hydraulisch auf die benachbarten Innenseiten der Preßbänder 7, 8 aufgebracht und von dort auf die Werkstoffbahn 10 übertragen. Die von der Werkstoffbahn ausgeübten Reaktionskräfte werden über die Druckplatten 11, 12 und über mit diesen verbundene Stützträger in das (nur schematisch angedeutete) Pressengestell übertragen.The pressure exerted on the
Die an der Einlaufseite angeordneten Umlenktrommeln 1,4 sind beheizt und erwärmen die Preßbänder 7, 8. Die aufgenommene Wärmemenge wird von den Bändern in die Reaktionszone 9 transportiert und dort an die Werkstoffbahn 10 abgegeben, wo sie beispielsweise zum Aushärten von Kunstharz dient, mit dem die Werkstoffbahn getränkt ist.The deflection drums 1, 4 arranged on the inlet side are heated and heat the
Zur Erzeugung der auf die Werkstoffbahn 10 wirkenden Preßkraft wird ein unter Druck setzbares, fluides Druckmedium In den Raum zwischen den Druckplatten 11, 12 und den betreffenden Innenseiten des benachbarten Preßbandtrums 7 bzw. 8 eingebracht. Zu den Seiten hin Ist dieser Raum, der die sogenannte Druckkammer bildet, durch Gleitflächendichtungen begrenzt. Als Druckmedium kann ein synthetisches Öl verwendet werden, welches den in der Doppelbandpresse herrschenden Betriebsbedingungen von Temperatur und Druck standhält. Statt eines flüssigen Druckmittels kann auch ein Gas, beispielsweise Druckluft, eingesetzt werden.To generate the pressing force acting on the
In Figur 2 ist der Randbereich der Druckkammer entsprechend dem Bereich A in Figur 1 mit der die Kammer in Vorlaufrichtung der Werkstoffbahn 10 begrenzenden Dichtungsanordnung dargestellt. An dem zur Vorlaufrichtung der Werkstoffbahn (Pfeil B in Fig. 1) parallelen Rand der Druckplatte 11 ist eine randparallel verlaufende Nut 15 ausgebildet, In welcher senkrecht zu der der Druckplatte 11 zugewandten Innenseite des Preßbandes 7 verschieblich eine Gleitflächendichtung angeordnet ist, die insgesamt mit dem Bezugszeichen 16 versehen ist. Der in der Druckkammer 17 zwischen Druckplatte 11, Preßband 7 und Gleitflächendichtung 16 herrschende Druck hält die Gleitflächendichtung 16 gleitverschieblich in Anlage an der in Figur 2 links gelegenen Innenwand der Nut 15. In den Nutgrund mündet eine Bohrung 18, durch die ein Druckmittel auf einen elastischen O-Ring 19 einwirken kann, der auf der Gleitflächendichtung 16 aufliegt. Durch den entstehenden Druck wird der 0-Ring 19 gegen die Dichtung 16 und diese wiederum gegen das Preßband 7 gepreßt, wodurch die Druckkammer 17 gegen die (in Fig. 2 links liegende) Atmosphärenseite der Anordnung abgegrenzt wird. Das Anpressen der Dichtung 16 gegen das Preßband 7 kann auch mit anderen Mitteln, beispielsweise mit Hilfe einer Feder, erfolgen.FIG. 2 shows the edge region of the pressure chamber corresponding to region A in FIG. 1 with the sealing arrangement delimiting the chamber in the forward direction of the
Die Nut 15 verläuft rings um die Druckplatte 11 parallel zu deren Rändern. Die Gleitflächendichtung 16 ist als ein in sich geschlossenes, unterhalb dem O-Ring liegendes Rahmengebilde ausgestattet.The
Die in der Nut 15 in Längsrichtung, das heißt Vorlaufrichtung B feststehende Gleitflächendichtung 16 berührt die Innenseite des Preßbandes 7, welches sich mit Vorschubgeschwindigkeit unter der Dichtung bewegt. Durch die Relativbewegung zwischen Preßband 7 und Gleitflächendichtung 16 entsteht eine Reibungskraft, die proportional zum Anpreßdruck und zum Gleitreibungskoeffizienten ist. Diese Reibungskraft muß vom Werkstoff der Dichtung 16 aufgenommen werden können, ohne daß dabei die Dichtung unzuläßig deformiert wird, weil sie andernfalls ihre Dichtfunktion nicht ausüben könnte.The
Figur 2 zeigt den Aufbau einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Gleitflächendichtung. Ein Körper 21 der Dichtung 16 besteht aus einem metallischen Werkstoff, insbesondere einer hochzugfesten Stahlsorte. Der Querschnitt des Körpers 21 ist im wesentlichen rechteckig mit einem angeformten Fuß 22. Über diesem Fuß 22 ist eine als Gleitkappe 23 ausgebildete Gleitfläche angeordnet und mit dem Fuß fest verbunden. Die Gleitkappe 23 besteht aus einem Verbundwerkstoff, der seinerseits eine Trockengleitschicht 24 und eine Trägerschicht 25 umfaßt.Figure 2 shows the structure of a first embodiment of a sliding surface seal according to the invention. A
Besonders vorteilhaft für die Herstellung der Gleitkappe ist ein Verbundmaterial, dessen Trägerschicht 25 aus einem galvanisch verkupferten Stahlband besteht. Auf das Band ist Zinnbronze porös aufgesintert, deren Poren in einem Walz- und Aussinterprozeß mit einer Mischung aus Polytetrafluoräthylen und Blei ausgefüllt werden, so daß sich eine zusammenhängende Deckschicht aus Polytetrafluoräthylen und Blei ergibt. Diese aufgebrachte Deckschicht wirkt aufgrund der reibungsvermindernden Eigenschaften des Polytetrafluoräthylen/Blei-Gemisches als Trockengleitschicht 24, wobei das Sintergerüst der Zinnbronzeschicht als Armierung für diese Gleitschicht dient.A composite material whose
Ein weiterhin geeignetes Material für die Gleitkappe 23 ist ein Verbundwerkstoff, der aus einem Stahl rücken besteht, auf den eine pulvermetallurgisch gewonnene Kupferlegierung als Metallmatrix aufgebracht ist. In die Poren dieser Metallmatrix wird Graphit eingebettet, der als Trockenschmierstoff dient.Another suitable material for the sliding
Bei der in Figur 2 dargestellten Ausführungsform der Gleitflächendichtung 16 ist am Obergang vom Körper 21 zum Fuß 22 an beiden Rändern eine Einbuchtung 26 vorgesehen. Die Gleitkappe 23 ist mit der Trägerschicht 25 so an den Fuß 22 angelegt, daß die Trockengleitschicht 24 der Innenfläche des Preßbandes 7 zugewandt ist und die Enden der Gleitkappe bis zu den Einbuchtungen 26 hochgezogen sind. Dort ist die Gleitkappe, zum Beispiel durch plastische Verformung, fest am Fuß 22 verankert. Zur Unterstützungdieser Verankerung können an den Einbuchtungen 26 zusätzliche Hinterschneidungen angebracht werden.In the embodiment of the sliding
Eine abgewandelte Ausführungsform einer Gleitflächendichtung 20 ist in Figur 3 dargestellt. Die Gleitflächendichtung 20 umfaßt ebenfalls einen Körper 21 aus Metall, beispielsweise einer hochzugfesten Stahlsorte. Der Körper 21 besitzt einen rechteckigen Querschnitt, wobei an der dem Preßband 7 zugewandten Seite eine Gleitkappe 27 so aufgebracht ist, daß ihre die Trockengleitschicht 24 tragende Trägerschicht 25 am Körper 21 flach anliegt. Die Trägerschicht 25 ist an ihren beiden Rändern mit dem Körper 21 verschweißt, beispielsweise durch YAG-LaserSchweißung. Die Verschweißung kann auch durch eine Hartverlötung ersetzt werden.A modified embodiment of a sliding
Die im Betrieb der Doppelbandpresse an der Gleitflächendichtung 16 oder 20 auftretenden Reibungskräfte werden vom Körper 21 aufgenommen. Da dieser aus Metall besteht, welches einen um Größenordnungen höheren Elastizitätsmodul als ein elastomerer, duroplastischer oder thermoplastischer Stoff besitzt, tritt praktisch keinerlei Verformung durch die Reibungskräfte ein. Die Dichtungsfunktion wird damit wie gewünscht aufrechterhalten. Da sowohl der Körper 21 als auch dessen von der Gleitkappe 23 bzw. 27 gebildete Armierung in der Trockengleitschicht 24 eine metallische Wärmeleitfähigkeit besitzt, wird die durch die Reibung der Dichtung auf der Bandoberfläche entstehende Wärme in die Druckplatte 11 abgeführt, mit welcher die Gleitflächendichtung aufgrund des Überdrucks in der Druckkammer 17 dichten, metallischen Kontakt besitzt (Fig. 2). Es kommt damit in der Werkstoffbahn 10 nicht zu partiellen Überhitzungen, die zu einer Überhärtung führen könnten.The friction forces occurring on the sliding
Durch Rauhigkeiten in den Oberflächen der Preßbänder 7, 8 und der Trockengleitschicht 24 ist es nicht auszuschließen, daß geringe Mengen an fluidem Druckmittel aus der Druckkammer 17 austreten. Um diese Leckagen aufzufangen, können bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung zwei Gleitflächendichtungen 16 (oder 20) nebeneinander und im gegenseitigen Abstand angeordnet werden, wie dies Figur 4 zeigt. Bei dieser Ausführungsform wird die Druckkammer 30 nach oben von der Druckplatte 11, nach unten vom Preßband 7 und zur Seite hin von der Gleitflächendichtung 16 begrenzt. Atmosphärenseitig (in Fig. 4 links) ist eine weitere Dichtung 16a in einer Nut 34 in der Druckplatte 11 parallel zur Dichtung 16 verlaufend angeordnet, so daß zwischen beiden Dichtungen ein Raum 35 entsteht, in welchem sich ausgelaufenes Druckmittel aufsammelt. Dieses ausgelaufene Druckmittel kann durch eine Bohrung 36 in der Druckplatte 11 abgeführt werden. Zur Unterstützung der Absaugwirkung kann die Bohrung 36 zusätzlich an eine Unterdruckquelle angeschlossen werden.Due to roughness in the surfaces of the
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