EP1548183A1 - Breitnippresse zum Behandeln einer Materialbahn - Google Patents

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EP1548183A1
EP1548183A1 EP04030500A EP04030500A EP1548183A1 EP 1548183 A1 EP1548183 A1 EP 1548183A1 EP 04030500 A EP04030500 A EP 04030500A EP 04030500 A EP04030500 A EP 04030500A EP 1548183 A1 EP1548183 A1 EP 1548183A1
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EP
European Patent Office
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press
pressure
hydraulic
shoe
valves
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EP04030500A
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English (en)
French (fr)
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EP1548183B1 (de
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Peter Helfer
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Helfer Peter
Original Assignee
MD Papier GmbH and Co KG
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Publication date
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Publication of EP1548183A1 publication Critical patent/EP1548183A1/de
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Publication of EP1548183B1 publication Critical patent/EP1548183B1/de
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    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21F—PAPER-MAKING MACHINES; METHODS OF PRODUCING PAPER THEREON
    • D21F3/00—Press section of machines for making continuous webs of paper
    • D21F3/02—Wet presses
    • D21F3/0209—Wet presses with extended press nip
    • D21F3/0218—Shoe presses
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21F—PAPER-MAKING MACHINES; METHODS OF PRODUCING PAPER THEREON
    • D21F3/00—Press section of machines for making continuous webs of paper
    • D21F3/02—Wet presses
    • D21F3/06—Means for regulating the pressure

Definitions

  • the present invention relates to a Breitnippresse, in particular a Shoe press for the treatment of a material web.
  • Such presses are used among others for drainage of Paper webs are used and usually consist of at least one Pressing device having a predetermined range through which the Paper web is performed.
  • the drainage of the paper web is among others of the dewatering force of the pressing device dependent, which also by the Design of the press device and the operating parameters such as the pressing pressure is determined.
  • the open press closed and then charged. To stop operating the press will be in relieved in reverse order and then opened.
  • Critical conditions on a paper machine or a press section can For example, occur because due to production disruptions the Material web is no longer properly guided by the paper machine and due to paper accumulation before by the pressing device and the Counter roll formed press nip form material collections, which lead to a partial damage to the clothing and possibly subsequent to one lead to immediate or delayed destruction of the clothing.
  • the present invention is based on a Breitnippresse, in particular a Shoe press described for the press section of a paper machine; it is however noted that such a press also in other areas of Papermaking such as used in satinizing papers or other industries for the treatment of elongated webs is used.
  • the present invention has the object, known in the art To improve problems and in particular the opening and closing or the To improve the loading and unloading of a nip press.
  • the broad-nip press according to the invention in particular the inventive Shoe press for the treatment of a material web, has at least one Counter roller and at least one pressing device on, with a flexible, is wrapped around movable jacket.
  • This jacket essentially wraps around the Scope of the pressing device and is on the front pages by appropriate side covers closed.
  • the pressing device itself has at least one support element on which at least one press shoe is arranged, which by means of a pressure device, which is connected to a hydraulic system, in at least one predetermined Direction, preferably the orthogonal direction, based on the counter roll moves can be.
  • the device is further characterized in that a Control device is provided, through which at least one valve device, which discharges the hydraulic fluid of the hydraulic system via a discharge pipe, is controlled.
  • a shoe press here is a pressing systems understood that at least one Counter roll and has at least one pressing device.
  • the generated pressing force is not just a narrow between the two elements, that is line-like area of the two surfaces is limited, but is over a given surface applied between the two surfaces.
  • the Distance between the two surfaces with respect to the direction of rotation is not necessarily constant, but may depend on a given Pressure profiles vary, i. be adjusted.
  • hydraulic system in the context of the present invention of hydraulic fluid at least partially flowed through components and components, such as Valves, pipelines, flow paths, throttles and the like understood.
  • the press shoe which is moved and / or loaded substantially orthogonal to the counter-roller constructed multi-limbed.
  • a multi-memberedness becomes, for example, thereby achieved that the press shoe before or during assembly in the press device several individual components, in particular in its width over the material web, is constructed of several individual components. These are merging in style, that a uniform treatment of the material web over its entire width, in particular without substantially sudden changes in the pressing pressure he follows.
  • the hydraulic fluid is preferably flows in the hydraulic system of the pressing device, a hydraulic oil, which at least a predetermined viscosity and a predetermined composition having.
  • a hydraulic oil which at least a predetermined viscosity and a predetermined composition having.
  • Such oils are for example synthetic hydraulic oils due to their lubricating properties and viscosity both a sufficient load for the impression cylinder in the printing device, as well as one for the storage of the Mantels advantageous film formation between the outer contour of the press shoe and provide the inner contour of the shell.
  • the press shoe has a plurality of pressure devices, which are preferably in a predetermined number of groups are summarized, respectively associated with at least one predetermined area of the press shoe. So for example, a group having at least one printing device, the drive-side edge, the driver-side edge and / or the middle region of the Press shoe and thus be associated with the material web width.
  • each group is at least a hydraulic system and at least one control device with at least a valve device controlled and / or regulated.
  • the valve device comprises at least one valve from a group of valves on, which has two-way valves, three-way and / or multi-way valves, which for example as electronic valves, mechanical valves, pneumatic valves, Solenoid valves, ball valves and combinations thereof and the like are executed.
  • valve device or the valve means are in the flow path of the hydraulic fluid between the Pressure control device of the pressing device and the printing device arranged.
  • a pressure control device is understood in this case a device which the hydraulic conditions in the hydraulic system, in particular the pressure device during operation of the press according to predetermined parameters controls and / or regulated.
  • Hydraulic conditions will include the flow rate and the pressure understood the hydraulic fluid.
  • valve device for discharging the hydraulic fluid can also be integrated in the pressure control device.
  • the hydraulic Diameter of the derivative and / or the valve device greater than that Hydraulic diameter of the hydraulic line between the pressure control device and the pressure device of the press shoe. It is also in the spirit of the present Invention, the hydraulic diameter of the derivative and / or the Valve device to be chosen so that the hydraulic resistance of the fluid at Opening the valve device - and the associated deriving the hydraulic fluid - is as low as possible.
  • Valve device at a predetermined distance, preferably as close as possible in Flow path of the hydraulic fluid to the pressure device of the press shoe, arranged.
  • the hydraulic fluid from the hydraulic system of the pressure device in particular actively discharged via the derivative, with auxiliary systems, such as Pumps, vacuum containers or the like for accelerated discharge of Hydraulic fluid can be used from the hydraulic system.
  • auxiliary systems such as Pumps, vacuum containers or the like for accelerated discharge of Hydraulic fluid
  • control device is according to a particularly preferred embodiment by means of at least one control unit, in particular an electronic Control unit switched depending on various control variables.
  • control variables are preferably selected from a group of variables, which directly or indirectly issued signals from mechanical, electronic, manual and / or automatic switches, such as emergency switches to Lifting the press, emergency switches of the press and / or the paper machine, Vibration sensors on the press, for example in the area of the Support element of the press shoe and / or the paper machine, Position sensors, such as the position sensors of felts, Pressure sensors, such as for the internal jacket pressure of the pressing device, optical sensors, web sensors, such as edge paddles after the Randspritzern and combinations thereof and the like.
  • a Control unit by means of a Control unit several presses or pressing systems, in particular shoe presses, be controlled according to a predetermined algorithm.
  • a predetermined algorithm for example, in a critical Production situation on a paper machine the order of discharge of the different presses in this algorithm is considered to be one possible damage or consequential damage to the press and downstream Keep components of a paper machine low.
  • This can be, among other things done by; that, for example, in the event of damage to the First press first, the following presses or pressing systems at least be relieved or opened before the first press relieved itself or opened becomes.
  • each pressing device is at least one Assigned control device.
  • the control devices are in a particularly preferred embodiment via a BUS system for the transmission of control signals between the Control devices and / or between the control unit and at least one Control device connected to each other, wherein in a particularly preferred Embodiment, the BUS system is designed as a ring-BUS system.
  • the separation or the discharge of the press shoe from the counter roll takes place according to a preferred embodiment of the present invention in one given time, between 0.001 s and 120 s, preferably between 0.01 s and 60 s and more preferably between 0.1 s and 20 s and in particular less than 10 s.
  • the Press shoe next to a hydraulic pressure device at least one mechanical, in particular a spring-based restoring device, which according to a particularly preferred embodiment in relief of Hydraulic pressure device of the press shoe of the counter roll of Press device lifts off.
  • a spring-based restoring device which according to a particularly preferred embodiment in relief of Hydraulic pressure device of the press shoe of the counter roll of Press device lifts off.
  • the arrangement of the pressing device or in particular of the press shoe is determined by a suitable choice of Spring characteristics of the reset means the reaction time of the system, the means the time for the lifting of the press shoe is influenced.
  • the derivative takes place the hydraulic fluid from the hydraulic system in the way that a residual pressure the hydraulic fluid in the pressure device after the separation or discharge of the press shoe remains from the counter roll, which is between 0 bar and 100 bar, preferably between 0 bar and 10 bar and more preferably between 0 bar and 1 bar, in particular at about 0.5 bar. It is also in the spirit of the present Invention, that the residual pressure of the hydraulic system of the pressing device in Dependence of the used reset systems for the pressure shoe, like for example, of the springs and in particular their spring constants, is given.
  • the object of the present invention is further achieved by a method for controlling a press, in particular a shoe press for treating a material web solved, which has a multi-stage process flow.
  • At least one signal is lifted off or relieving the press generated, such a signal preferably a Control is, for example, by mechanical, electronic, manual and / or automatic switches, sensors, such as vibration sensors, Position sensors, pressure sensors, optical sensors, combinations thereof and the like is generated.
  • Such a signal is preferably in an electronic control device, preferred by a variety of electronic control devices and particularly preferably of electronic control devices with at least one higher-level control unit, such as a master controller processed and used to control the press device.
  • Another step of the method according to the invention is the opening of the Valve device or the valve devices which in the hydraulic system of Pressing device, in particular the printing device, are arranged.
  • the method is further characterized by the step of relieving or lifting the Pressing device, in particular of the press shoe of the counter roll characterized.
  • the lifting or the discharge of the press shoe takes place preferably in a predetermined time interval.
  • This time interval is according to a particularly preferred embodiment between 0.001 s and 120 s, preferably between 0.01 s and 60 s and more preferably between 0.1 s and 20 s and in particular less than 10 s.
  • the method is characterized characterized in that this is done with a device which at least one Mating roll and at least one, with a flexible, rotatable mantle has embraced pressing device.
  • the press facility has one on at least one support element arranged press shoe and at least one Pressure device which is connected to a hydraulic system and the Press shoe in at least one predetermined direction, based on the Counter roll moves, the hydraulic system of the printing device at least a control device which a hydraulic fluid via a Discharge pipe out of the hydraulic system.
  • the invention also extends to the use of the invention Device and / or the method according to the invention in a paper machine, in particular in a paper machine with at least one pressing device, in particular a shoe press, which in particular during critical Production conditions on the paper machine, in the press section and / or in the Production path from upstream production stages for the production of a Material web such as a paper web. Lifted and / or relieved becomes.
  • Fig. 1 is a schematic one possible press configuration for a Breitnippresse shown with a press nip, which a press roll 1, such as a Nipcoflex® roll of Voith GmbH & Co. KG, and over Connecting elements 5 is non-positively connected to the counter-roller 2.
  • the Press roll 1 has a jacket 7, which in particular by a predetermined internal pressure, as generated for example by compressed air, in a predetermined shape is held. For example, this pressure is approx. 0.35 bar.
  • Between the surface of the shell 7 and the surface of the Counter roller 2 is according to the embodiment shown here at least one felt 4 and in production a paper web 3 with a predetermined consistency, arranged.
  • the counter roll rotates according to the arrow 6 counterclockwise, so that the paper web according to the arrow 8 and the felt from the nip of Press roll and the counter roll are performed.
  • Fig. 2 shows a detailed view of the press arrangement according to FIG. 1 in section.
  • this press shoe is single-membered executed.
  • the pressure device is connected via a hydraulic line 20 with the Hydraulic system of the pressure device fluidly connected.
  • the press shoe on the jacket 7, the Felt 4 and the paper web 3 is pressed against the surface of the backing roll 2. Furthermore, the trajectory for the paper, the felt and the flexible sheath of the Roller indicated.
  • Fig. 3 shows the press device of the press roll 1 in longitudinal section, in addition to the press shoe 21, the pressure means which the leader side 33 a and the Drive side 33b and the central region 33a are assigned, are shown. Also are shown in Fig. 3, the springs 31, which within the support element 24th are arranged and according to the example shown here in relieving the Pressure devices lift the press shoe 21 from the backing roll 2 upwards.
  • the jacket 7 is shown in FIG. 3 as a dotted line, which in the Side panel 34 is recorded both drive and driver side.
  • the pressure devices are via the hydraulic lines 20a, b, c with the other Components of the hydraulic system of the pressing device connected according to In the embodiment shown here, both the driver-side printing device 33a and the drive-side pressure device 33b and the central region of the Pressure devices each separated from each other via the hydraulic lines 20a, 20b and 20c are controlled.
  • the pressure devices of the center region are hydraulically connected in parallel and / or serially via a connecting line.
  • the middle range can be divided into several groups, whereby also the drive and driver side edge region have more than one printing device can. Also, the drive and driver side edge area can be summarized become.
  • the derivation of the hydraulic oil from the shell interior is preferably carried out over a discharge device, not shown, which, for example, at least one Abgradö réelle on the rear and / or front of the press shoe (with respect to the Direction of rotation of the jacket) with a predetermined distance to the press cover and to the press shoe.
  • Fig. 4 shows the schematic arrangement of a device according to the invention for Controlling a press with three arranged separately Hydraulic systems for the printing device 33a, 33b and 33c.
  • the hydraulic systems are connected via the pipe 43 to a supply system, which According to the embodiment shown here, a hydraulic fluid with a predetermined pressure to the proportional valves 40a, 40b and 40c leads. These control the given pressure of the respective zone, as well as the Pressure increase or the pressure reduction during loading and unloading of the press.
  • a main valve 42 is arranged, which according to the here illustrated embodiment is a 4/2-way valve. About this valve 42 is the pump pressure of the hydraulic fluid for the load and the closing of the Press released to the valves 40a, 40b and 40c.
  • When unloading is the System via this valve and a line connected thereto (not shown) emptied into a hydraulic container.
  • This is a simplified part of the flowable ingredient pressed out of the paper web and over the felt from the Brought out press.
  • This flowable ingredient consists mainly of water and, depending on the paper composition, in addition to fiber constituents, fillers, Aid shares, etc on.
  • the pressure can be adjusted accordingly predetermined ramps for loading and unloading at different speeds or after predefined functions are built or dismantled.
  • the lines for the corresponding pressure devices are according to the here illustrated embodiment the respective required mass flows of the Hydraulic oil adapted.
  • the hydraulic lines of the respective hydraulic systems 20a, 20b and 20c are according to the embodiment shown here Derivatives and other valves 41 a, 41 b and 41 c arranged.
  • the derivatives are connected via T-pipe pieces with the lines 20a, 20b and 20c and lead to the valves 40 a, 41 b and 41 c, the hydraulic oil to corresponding oil collection points of the hydraulic system.
  • the hydraulic diameters of the discharges are preferably larger or at least the same size as the hydraulic diameter the lines 20a, 20b and 20c.
  • Valves 41 a, 41 b and 41 c are in the flow direction of the Valves 41 a, 41 b and 41 c arranged throttles, which a predetermined Maintaining residual pressure in the hydraulic system.
  • valves 41 a, 41 b and 41 c 2/2-way valves whose hydraulic characteristics, for example, a maximum pressure of 280 bar and a maximum flow rate of 100 l / min.
  • the pressure fluid temperature can vary between -20 ° C and a maximum of 80 ° C and the viscosity of the fluid between 10 and 380 mm 2 / s.
  • Such valves are sold, for example, by Flutec Fluidtechnische Act GmbH and are known in the art, so that a further detailed description can be dispensed with.
  • the valves 41 a, 41 b and 41 c are at least one control device 50th connected, which the valves in response to various control variables 51 after controls a given algorithm.
  • a control variable can For example, be a manually operated button (emergency quick discharge), wherein As a result, the valves 41 a, 41 b, 41 c and 40 a, 40 b, 40 c open and the valve 42 in the "emptying position" is made.
  • the table shows a plus sign + for an open position of the valve and a minus sign - for a closed position of the valve.
  • For the valve 42 is +1 for pressurizing the system and -1 for the system empty the hydraulic system. It should also be noted that the valves are natural can not be brought into an open and a closed position, but that in particular depending on the valves used a variety of intermediate positions are possible.
  • valves 40a, 40b, 40c also open, wherein the hydraulic oil via the hydraulic lines 20 a, b, c and 43 via the valve 42, which is in the "emptying position" is discharged.
  • this circuit is the hydraulic oil a clear hydraulic Resistance opposite, reducing the pressure in the pressure equipment can only be done relatively slowly.
  • a quick discharge of the press is carried out according to the illustrated Embodiment by opening the valves 41 a, 41 b, 41 c, 40 a, 40 b, 40 c. Furthermore, the valve 42 is also transferred to the "emptying position".
  • the hydraulic oil is discharged both via the lines of the hydraulic system, as well as via the discharges of the valves 41a, 41b, 41c. Due to the relatively low hydraulic resistance in particular in the derivatives of the valves 41 a, 41 b and 41 c, the emptying of the system takes place much faster because in particular, the oil return through the valves 40a, 40b, 40c and 42 in the sense of a Bypasses through the valves 41 a, 41 b and 41 c is at least partially bypassed.
  • Fig. 7 shows in a time-pressure diagram the influence of the reduced Flow resistance to the pressure reduction in the hydraulic system. So leads for example, the flow resistance during normal opening or relieving the Press that the hydraulic pressure in the pressure equipment significantly is degraded slower than done with the use of additional valves can.
  • the line 61 symbolizes the switching position of the valves 41 a, 41 b and 41 c and the Line 62 the pressure of hydraulic oil in the system, as in the context of Practical trials were determined. So these experiments show that within a Period of about 2 s the pressure in the system and especially within the Pressure devices was reduced to a residual pressure of 0.5 bar, which in the essentially by the throttles in the valves 41 a, 41 b and 41 c is determined.
  • the line 62 ' shows the pressure curve in a regular opening or relieving the pressing device, at a valve position "opening" according to the Table of Fig. 6. In comparison to the quick lift the pressure drop lasts up to a residual pressure of 0.5 bar about 20 seconds.
  • control device By using the control device according to the invention thus results a time advantage that allows the press in critical production conditions quickly and safely relieve or open, in addition to the fabrics too to protect the components of the press equipment from further damage or at least the possible damage to the press device and its To reduce components

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Abstract

Die folgende Erfindung betrifft eine Breitnippresse zum Behandeln einer Materialbahn, welche wenigstens eine Gegenwalze (2) und wenigstens eine, mit einem flexiblen, rotationsbeweglichen Mantel umschlungene Presseinrichtung (1) aufweist. Die Presseinrichtung weist wenigstens einen, an einem Stützelement angeordneten Pressschuh und wenigstens einen, mit wenigstens einem Hydrauliksystem verbundene Druckeinrichtung (33) auf. Die Druckeinrichtung bewegt den Pressschuh in wenigstens eine vorgegebene Richtung bezogen auf die Gegenwalze. Die Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Steuervorrichtung vorgesehen ist, mit welcher wenigstens eine Ventileinrichtung (41), welche wenigstens einen Teil des hydraulischen Fluids des Hydrauliksystems über wenigstens ein Ableitrohr abführt, gesteuert wird. <IMAGE>

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Breitnippresse, insbesondere eine Schuhpresse für die Behandlung einer Materialbahn.
Breitnippressen und insbesondere Schuhpressen, sind im Stand der Technik bekannt. Solche Pressen werden unter anderem für die Entwässerung von Papierbahnen verwendet und bestehen üblicherweise aus wenigstens einer Presseinrichtung, die einen vorgegebenen Bereich aufweist, durch welchen die Papierbahn geführt wird. Die Entwässerung der Papierbahn ist unter anderem von der Entwässerungskraft der Presseinrichtung abhängig, wobei diese auch durch die Gestaltung der Presseneinrichtung und den Betriebsparametern wie beispielsweise dem Pressdruck bestimmt wird. Für den Betrieb wird die geöffnete Presse geschlossen und anschließend belastet. Zum Beenden Betriebs wird die Presse in umgekehrter Reihenfolge entlastet und anschließend geöffnet.
Für das Belasten und Entlasten bzw. Öffnen und Schließen der Presse ist ein relativ langer Zeitraum notwendig, um die Presse unter anderem mit der Antriebssteuerung abzugleichen. Dieser unter normalen Prozessbedingungen notwendige Zeitraum birgt jedoch bei kritischen Zuständen an der Papiermaschine oder einer Pressenpartie die Gefahr, dass durch das langsame Abheben bzw. Entlasten der Presseinrichtung von der Papierbahn die Presseinrichtung mit ihren Komponenten, die Gegenwalze bzw. Zentralwalze und/oder die Bespannungen (Filze, Mantel, Transferbelt) beschädigt oder sogar zerstört werden.
Kritische Zustände an einer Papiermaschine bzw. einer Pressenpartie können beispielsweise dadurch eintreten, dass aufgrund von Produktionsstörungen die Materialbahn nicht mehr ordnungsgemäß durch die Papiermaschine geführt wird und sich aufgrund von Papieranhäufungen vor dem durch die Presseinrichtung und die Gegenwalze gebildeten Pressspalt Materialansammlungen bilden, die zu einer teilweisen Beschädigung der Bespannungen und eventuell nachfolgend zu einer unmittelbaren oder zeitlich versetzten Zerstörung der Bespannungen führen.
In einem solchen Fall besteht durch den Verlust einer Bespannungskomponente die erhöhte Gefahr, dass bei unverändertem Betrieb der Pressenpartie beispielsweise der Mantel einer Presseinrichtung ungleichmäßig belastet wird und durch Materialanhäufungen beschädigt oder zerstört wird. Die damit verbundenen Beschädigungen können zur Zerstörung weiterer Komponenten der Presseinrichtung führen, wobei aufgrund der hohen Geschwindigkeit ein Eingreifen von außen unmöglich und durch die im Stand der Technik bekannten Steuerungssysteme der Schaden nicht nur nicht eingegrenzt, sondern eventuell sogar erhöht wird.
Bei bekannten Breitnippressen nimmt der Öffnungs- und Schließvorgang bzw. der Belastungs- und Entlastungsvorgang einen relativ langen Zeitraum in Anspruch, bis die Presse voll belastet bzw. bis die Presse aus dem belasteten Zustand in den geöffneten Zustand überführt ist. Wie bereits ausgeführt liegt dies zum einen daran, dass die Position der Presselemente mit der Antriebssteuerung abgeglichen werden müssen, um beispielsweise eine gleichmäßige Geschwindigkeitsabnahme im Produktionsprozess zu gewährleisten. Ein weiterer Grund ist unter anderem die Ableitung des Hydraulikfluids über das Hydrauliksystem der Presse und deren relativ hohen hydraulischen Wiederstand.
Die vorliegende Erfindung wird anhand einer Breitnippresse, insbesondere einer Schuhpresse für die Pressenpartie einer Papiermaschine beschrieben; es sei jedoch darauf hingewiesen, dass eine solche Presse auch in anderen Bereichen der Papierherstellung wie beispielsweise beim Satinieren von Papieren verwendet werden kann, oder aber auch in anderen Industriezweigen für die Behandlung von langgestreckten Materialbahnen Verwendung findet.
Die vorliegende Erfindung hat die Aufgabe, die im Stand der Technik bekannten Probleme zu verbessern und insbesondere das Öffnen und Schließen bzw. das Belasten und Entlasten einer Breitnippresse zu verbessern.
Die Aufgabe wird durch eine Vorrichtung gemäß Anspruch 1 und ein Verfahren gemäß Anspruch 24 gelöst. Bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Die erfindungsgemäße Breitnippresse, insbesondere die erfindungsgemäße Schuhpresse für die Behandlung einer Materialbahn, weist wenigstens eine Gegenwalze und wenigstens eine Presseinrichtung auf, die mit einem flexiblen, beweglichen Mantel umschlungen ist. Dieser Mantel umschlingt im wesentlichen den Umfang der Presseinrichtung und wird an den Stirnseiten durch entsprechende seitliche Abdeckungen geschlossen.
Die Presseinrichtung selbst weist wenigstens ein Stützelement auf, an welchem wenigstens ein Pressschuh angeordnet ist, der mittels einer Druckeinrichtung, welche mit einem Hydrauliksystem verbunden ist, in wenigstens eine vorgegebene Richtung, bevorzugt die orthogonale Richtung, bezogen auf die Gegenwalze, bewegt werden kann. Die Vorrichtung ist ferner dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuereinrichtung vorgesehen ist, durch welche wenigstens eine Ventileinrichtung, welche das hydraulische Fluid des Hydrauliksystems über ein Ableitrohr abführt, gesteuert wird.
Als Schuhpresse wird hierbei ein Presssysteme verstanden, das wenigstens eine Gegenwalze und wenigstens eine Presseinrichtung aufweist. Die erzeugte Presskraft ist zwischen den beiden Elementen nicht nur auf einen schmalen, das heißt linienartigen Bereich der beiden Oberflächen begrenzt, sondern wird über eine vorgegebene Fläche zwischen den beiden Oberflächen aufgebracht. Ferner ist der Abstand der beiden Oberflächen in bezug auf die Drehrichtung nicht notwendigerweise konstant, sondern kann in Abhängigkeit eines vorgegebenen Druckprofils variieren d.h. angepasst sein.
Als Hydrauliksystem werden im Sinne der vorliegenden Erfindung vom Hydraulikfluid wenigstens teilweise durchströmten Bauteile und Komponenten, wie beispielsweise Ventile, Rohrleitungen, Strömungswege, Drosseln und dergleichen verstanden.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist der Pressschuh, welcher im wesentlichen orthogonal zur Gegenwalze bewegt und/oder belastet wird, mehrgliedrig aufgebaut. Solche eine Mehrgliedrigkeit wird beispielsweise dadurch erzielt, dass der Pressschuh vor oder bei der Montage in die Presseinrichtung aus mehreren Einzelkomponenten, insbesondere in seiner Breite über die Materialbahn, aus mehreren Einzelbauteilen aufgebaut ist. Diese gehen in der Art ineinander über, dass eine gleichmäßige Behandlung der Materialbahn über ihre ganze Breite, insbesondere ohne im wesentlichen sprunghafte Veränderungen des Pressdrucks erfolgt.
Es liegt auch im Sinn der vorliegenden Erfindung einen eingliedrigen Pressschuh zu verwenden, wie er heute im Stand der Technik bekannt ist.
Entsprechend der vorliegenden Erfindung ist das hydraulische Fluid, welches bevorzugt im Hydrauliksystem der Presseinrichtung strömt, ein Hydrauliköl, welches wenigstens eine vorgegebene Viskosität und eine vorgegebene Zusammensetzung aufweist. Solche Öle sind beispielsweise synthetische Hydrauliköle, die aufgrund ihrer Schmiereigenschaften und Viskosität sowohl eine ausreichende Belastung für die Druckzylinder in der Druckeinrichtung, als auch eine für die Lagerung des Mantels vorteilhafte Schmierfilmbildung zwischen der Außenkontur des Pressschuhs und der Innenkontur des Mantels bereitstellen.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist der Pressschuh eine Vielzahl von Druckeinrichtungen auf, welche bevorzugt in eine vorgegebene Anzahl von Gruppen zusammengefasst werden, die jeweils wenigstens einem vorgegebenen Bereich des Pressschuhs zugeordnet sind. So kann beispielsweise eine Gruppe, die wenigstens eine Druckeinrichtung aufweist, dem triebseitigen Rand, dem führerseitigen Rand und/oder dem Mittelbereich des Pressschuhes und damit der Materialbahnbreite zugeordnet sein. Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform wird jede Gruppe mit wenigstens einem Hydrauliksystem und mit wenigstens einer Steuereinrichtung mit wenigstens einer Ventileinrichtung gesteuert und/oder geregelt.
Es liegt auch im Sinn der vorliegenden Erfindung, mehrere Gruppen zusammenzufassen. So kann auch eine beliebige Anzahl von Gruppen durch wenigstens eine Steuereinrichtung gesteuert und/oder geregelt werden.
Die Ventileinrichtung gemäß eines besonders bevorzugten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung weist wenigstens ein Ventil aus einer Gruppe von Ventilen auf, welche Zweiwegeventile, Dreiwege- und/oder Mehrwegeventile aufweist, welche beispielsweise als elektronische Ventile, mechanische Ventile, pneumatische Ventile, Magnetventile, Kugelventile sowie Kombinationen hieraus und dergleichen ausgeführt sind.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist die Ventileinrichtung bzw. sind die Ventileinrichtungen im Strömungspfad des Hydraulikfluids zwischen der Drucksteuereinrichtung der Presseinrichtung und der Druckeinrichtung angeordnet. Gemäß eines weiteren besonders bevorzugten Ausführungsbeispiels ist die Ventileinrichtung oder sind die Ventileinrichtungen in der Drucksteuerungseinrichtung bzw. den Drucksteuerungseinrichtungen der Druckeinrichtung integriert.
Als Drucksteuereinrichtung wird hierbei eine Einrichtung verstanden, welche die hydraulischen Bedingungen im Hydrauliksystem insbesondere der Druckeinrichtung im Betrieb der Presse nach vorgegebenen Kenngrößen steuert und/oder regelt. Als hydraulische Bedingungen wird unter anderem die Durchflussmenge und der Druck des Hydraulikfluids verstanden.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kann die Ventileinrichtung zum Ableiten des hydraulischen Fluids auch in der Drucksteuerungseinrichtung integriert werden.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist der hydraulische Durchmesser der Ableitung und/oder der Ventileinrichtung größer als der hydraulische Durchmesser der Hydraulikleitung zwischen der Drucksteuereinrichtung und der Druckeinrichtung des Pressschuhs. Es liegt auch im Sinn der vorliegenden Erfindung, den hydraulischen Durchmesser der Ableitung und/oder der Ventileinrichtung so zu wählen, dass der hydraulische Widerstand des Fluids bei Öffnen der Ventileinrichtung - und dem damit verbundenen Ableiten des hydraulischen Fluids ― möglichst gering ist.
Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform ist die Ventileinrichtung in einem vorgegebenen Abstand, bevorzugt möglichst nahe im Strömungspfad des hydraulischen Fluids zur Druckeinrichtung des Pressschuhs, angeordnet.
Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform wird das hydraulische Fluid aus dem Hydrauliksystem der Druckeinrichtung, insbesondere über die Ableitung aktiv abgeführt, wobei hierzu Hilfssysteme, wie beispielsweise Pumpen, Vakuumbehälter oder dergleichen für eine beschleunigte Abführung des hydraulischen Fluids aus dem Hydrauliksystem verwendet werden.
Die Steuereinrichtung wird gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform mittels wenigstens einer Steuereinheit, insbesondere einer elektronischen Steuereinheit in Abhängigkeit verschiedener Steuergrößen geschaltet. Die Steuergrößen sind hierbei vorzugsweise aus einer Gruppe von Größen ausgewählt, welche direkt oder indirekt ausgegebene Signale von mechanischen, elektronischen, manuellen und/oder automatischen Schaltern, wie zum Beispiel Notschaltem zum Abheben der Presse, Notschaltem der Presse und/oder der Papiermaschine, Schwingungssensoren an der Presse, beispielsweise im Bereich des Abstützelementes des Pressschuhs und/oder der Papiermaschine, Positionssensoren, wie zum Beispiel die Positionssensoren von Filzen, Drucksensoren, wie zum Beispiel für den Mantelinnendruck der Presseinrichtung, optische Sensoren, Bahnsensoren, wie zum Beispiel Randpaddels nach den Randspritzern sowie Kombinationen hieraus und dergleichen enthält.
Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform können mittels einer Steuereinheit mehrere Pressen bzw. Presssysteme, insbesondere Schuhpressen, nach einem vorgegebenen Algorithmus angesteuert werden. Hierbei ist insbesondere vorgesehen, dass unter anderem bei einer kritischen Produktionssituation an einer Papiermaschine die Reihenfolge der Entlastung der verschiedenen Pressen in diesen Algorithmus berücksichtigt wird, um einen möglichen Schaden bzw. Folgeschaden an der Presse und nachgeordneten Komponenten einer Papiermaschine gering zu halten. Dies kann unter anderem dadurch erfolgen; dass beispielsweise bei einem auftretenden Schaden an der ersten Presse zuerst die nachfolgenden Pressen bzw. Presssysteme wenigstens entlastet oder geöffnet werden, bevor die erste Presse selbst entlastet oder geöffnet wird.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind mehrere Steuereinrichtungen vorgesehen, welche mittels wenigstens einer übergeordneten Steuereinheit, insbesondere einer Mastersteuerung, gesteuert und/oder geregelt werden. Hierbei wird beispielsweise jeder Presseinrichtung wenigstens eine Steuereinrichtung zugeordnet.
Es liegt auch im Sinne der vorliegenden Erfindung, dass verschiedene Typen von Presseinrichtungen, wie sie beispielsweise im Stand der Technik bekannt sind, miteinander kombiniert werden.
Die Steuereinrichtungen sind bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform über ein BUS-System für die Übermittlung von Steuersignalen zwischen den Steuereinrichtungen und/oder zwischen der Steuereinheit und wenigstens einer Steuereinrichtung miteinander verbunden, wobei bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform das BUS-System als ein Ring-BUS-System ausgeführt ist.
Die Trennung bzw. die Entlastung des Pressschuhs von der Gegenwalze erfolgt gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in einer vorgegebenen Zeit, zwischen 0,001 s und 120 s, bevorzugt zwischen 0,01 s und 60 s und besonders bevorzugt zwischen 0,1 s und 20 s und insbesondere kleiner 10 s.
Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform weist der Pressschuh neben einer hydraulischen Druckeinrichtung wenigstens eine mechanische, insbesondere eine auf Federkraft basierende Rückstelleinrichtung auf, welche gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform bei Entlastung der hydraulischen Druckeinrichtung den Pressschuh von der Gegenwalze der Presseinrichtung abhebt. In Abhängigkeit der Anordnung der Presseinrichtung bzw. insbesondere des Pressschuhs wird durch eine geeignete Auswahl der Federeigenschaften der Rückstelleinrichtung die Reaktionszeit des Systems, das heißt die Zeit für die Abhebung des Pressschuhs mit beeinflusst wird.
Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform erfolgt die Ableitung des hydraulischen Fluids aus dem Hydrauliksystem in der Art, dass ein Restdruck des hydraulischen Fluids in der Druckeinrichtung nach der Trennung bzw. Entlastung des Pressschuhs von der Gegenwalze verbleibt, welcher zwischen 0 bar und 100 bar, bevorzugt zwischen 0 bar und 10 bar und besonders bevorzugt zwischen 0 bar und 1 bar, insbesondere bei ca. 0,5 bar liegt. Es liegt auch im Sinn der vorliegenden Erfindung, dass der Restdruck des Hydrauliksystems der Presseinrichtung in Abhängigkeit der verwendeten Rückstellsysteme für den Druckschuh, wie beispielsweise von den Federn und insbesondere deren Federkonstanten, vorgegeben wird.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird ferner durch ein Verfahren zum Steuern einer Presse, insbesondere einer Schuhpresse zum Behandeln einer Materialbahn gelöst, welches einen mehrstufigen Prozessablauf aufweist.
Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren wird wenigstens ein Signal zum Abheben oder Entlasten der Presse erzeugt, wobei solch ein Signal vorzugsweise eine Steuergröße ist, die beispielsweise durch mechanische, elektronische, manuelle und/oder automatische Schalter, Sensoren, wie zum Beispiel Schwingungssensoren, Positionssensoren, Drucksensoren, optische Sensoren, Kombinationen hieraus und dergleichen erzeugt wird.
Ein solches Signal wird bevorzugt in einer elektronischen Steuereinrichtung, bevorzugt durch eine Vielzahl von elektronischen Steuereinrichtungen und besonders bevorzugt von elektronischen Steuereinrichtungen mit wenigstens einer übergeordneten Steuereinheit, wie beispielsweise einer Mastersteuerung, verarbeitet und zur Steuerung oder Regelung der Presseneinrichtung verwendet.
Ein weiterer Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens ist das Öffnen der Ventileinrichtung bzw. der Ventileinrichtungen, welche im Hydrauliksystem der Presseinrichtung, insbesondere der Druckeinrichtung, angeordnet sind.
Das Verfahren ist ferner durch den Schritt des Entlastens bzw. des Abhebens der Presseinrichtung, insbesondere des Pressschuhs von der Gegenwalze gekennzeichnet. Das Abheben bzw. die Entlastung des Pressschuhs erfolgt vorzugsweise in einem vorgegebenen Zeitintervall. Dieses Zeitintervall ist gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform zwischen 0,001 s und 120 s, bevorzugt zwischen 0,01 s und 60 s und besonders bevorzugt zwischen 0,1 s und 20 s und insbesondere kleiner 10 s.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist das Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass dies mit einer Vorrichtung erfolgt, welche wenigstens eine Gegenwalze und wenigstens eine, mit einem flexiblen, rotationsbeweglichen Mantel umschlungene Presseinrichtung aufweist. Die Presseinrichtung hat einen, an wenigstens einem Stützelement angeordneten Pressschuh und wenigstens eine Druckeinrichtung, welche mit einem Hydrauliksystem verbunden ist und den Pressschuh in wenigstens eine vorgegebene Richtung, bezogen auf die Gegenwalze, bewegt, wobei das Hydrauliksystem der Druckeinrichtung wenigstens eine Steuerungseinrichtung aufweist, welche ein hydraulisches Fluid über ein Ableitrohr aus dem Hydrauliksystem abführt.
Die Erfindung erstreckt sich auch auf die Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung und/oder des erfindungsgemäßen Verfahrens in einer Papiermaschine, insbesondere in einer Papiermaschine mit wenigstens einer Presseinrichtung, insbesondere einer Schuhpresse, welche insbesondere während kritischer Produktionszustände an der Papiermaschine, in der Pressenpartie und/oder in im Produktionspfad von vorgeschalteten Produktionsstufen für die Herstellung einer Materialbahn wie beispielsweise eine Papierbahn. Abgehoben und/oder entlastet wird.
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand einer ausgewählten Pressenkonfiguration erläutert, wobei darauf hingewiesen wird, dass dieses Beispiel nur eine mögliche Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung darstellt und es auch im Sinne der vorliegenden Erfindung liegt, sowohl mehrere hintereinander angeordnete Presssysteme erfindungsgemäß auszuführen, als auch die Vorrichtung und/oder das Verfahren für eine Vielzahl von anderen denkbaren Konfigurationsmöglichkeiten von Presswalzen oder aber auch von anderen Drucksystemen, wie beispielsweise Kalanderwalzen zur Oberflächenbehandlung, zu verwenden.
Es zeigen:
Fig. 1
eine schematische Darstellung einer Pressenkonfiguration;
Fig. 2
einen Ausschnitt der Pressenkonfiguration mit einer Druckeinrichtung und einer Gegenwalze;
Fig. 3
eine schematische Schnittdarstellung einer Presswalze mit Druckeinrichtung;
Fig. 4
einen schematisierten Schaltplan zur Ansteuerung der Druckeinrichtungen mittels einem Hydrauliksystem;
Fig. 5
ein Diagramm, in welchem die erzeugte Linienkraft der Druckeinrichtung in Abhängigkeit des Hydraulikdruckes dargestellt ist;
Fig. 6
eine Tabelle für die Stellung der Ventile aus Fig. 4 in Abhängigkeit der Betriebsfunktion; und
Fig. 7
ein schematisiertes Zeit/Druck Diagramm.
In Fig. 1 ist schematische eine mögliche Pressenkonfiguration für eine Breitnippresse mit einem Pressspalt dargestellt, welche eine Presswalze 1, wie beispielsweise eine Nipcoflex®-Walze der Voith GmbH & Co. KG, aufweist und über Verbindungselemente 5 mit der Gegenwalze 2 kraftschlüssig verbunden ist. Die Presswalze 1 weist einen Mantel 7 auf, welcher insbesondere durch einen vorgegebenen Innendruck, wie er beispielsweise durch Druckluft erzeugt wird, in einer vorgegebenen Form gehalten wird. Dieser Druck liegt beispielsweise bei ca. 0,35 bar. Zwischen der Oberfläche des Mantels 7 und der Oberfläche der Gegenwalze 2 ist gemäß der hier dargestellten Ausführungsform wenigstens ein Filz 4 und im Produktionsbetrieb eine Papierbahn 3 mit einer vorgegebenen Stoffdichte, angeordnet. Die Gegenwalze rotiert gemäß dem Pfeil 6 gegen den Uhrzeigersinn, so dass die Papierbahn entsprechend dem Pfeil 8 und der Filz aus dem Nip der Presswalze und der Gegenwalze geführt werden.
Fig. 2 zeigt eine Detaildarstellung der Pressenanordnung gemäß Fig. 1 im Schnitt. Neben dem Mantel 7 der Presswalze 1 ist die Presseneinrichtung mit dem Abstützelement 24, der Druckeinrichtung 23 und dem Pressschuh 21 dargestellt. Gemäß dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel ist dieser Pressschuh eingliedrig ausgeführt. Die Druckeinrichtung ist über eine Hydraulikleitung 20 mit dem Hydrauliksystem der Druckeinrichtung fluidverbunden. Bei Druckbeaufschlagung der Druckeinrichtung mit einem Hydrauliköl, wird der Pressschuh über den Mantel 7, den Filz 4 und die Papierbahn 3 gegen die Oberfläche der Gegenwalze 2 gedrückt wird. Ferner ist auch der Bahnverlauf für das Papier, den Filz und den flexiblen Mantel der Walze angedeutet.
Fig. 3 zeigt die Presseneinrichtung der Presswalze 1 im Längsschnitt, wobei neben dem Pressschuh 21, die Druckeinrichtungen, welche der Führerseite 33a und der Triebseite 33b und dem Mittenbereich 33a zugeordnet sind, dargestellt sind. Auch sind in Fig. 3 die Federn 31 gezeigt, welche innerhalb des Abstützelementes 24 angeordnet sind und gemäß dem hier dargestellten Beispiel bei Entlastung der Druckeinrichtungen den Pressschuh 21 von der Gegenwalze 2 nach oben abheben. Der Mantel 7 ist in der Fig. 3 als Punktlinie abgebildet, welcher in der Seitenverkleidung 34 sowohl trieb- als auch führerseitig aufgenommen ist.
Die Druckeinrichtungen sind über die Hydraulikleitungen 20a, b, c mit den weiteren Komponenten des Hydrauliksystems der Presseinrichtung verbunden, wobei gemäß der hier dargestellten Ausführungsform sowohl die führerseitige Druckeinrichtung 33a als auch die triebseitige Druckeinrichtung 33b und der Mittelbereich der Druckeinrichtungen jeweils getrennt voneinander über die Hydraulikleitungen 20a, 20b und 20c angesteuert werden. Die Druckeinrichtungen des Mittenbereichs sind über eine Verbindungsleitung hydraulisch parallel und/oder seriell verbunden.
In diesem Zusammenhang sei darauf hingewiesen, dass in Abhängigkeit der gewählten Pressenkonfiguration und insbesondere der Breite der Presseneinrichtung auch der Mittelbereich in mehrere Gruppen untergliedert werden kann, wobei auch der trieb- und führerseitige Randbereich mehr als eine Druckeinrichtung aufweisen können. Auch kann der trieb- und führerseitige Randbereich zusammengefasst werden.
Die Ableitung des Hydrauliköls aus dem Mantelinneren erfolgt vorzugsweise über eine nicht dargestellte Abführeinrichtung, welche beispielsweise wenigstens eine Abführöffnung auf der Rück- und/oder Vorderseite des Pressschuhs (in bezug auf die Drehrichtung des Mantels) mit einem vorgegebnen Abstand zum Pressmantel und zum Pressschuh aufweist.
Fig. 4 zeigt die schematische Anordnung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Steuern einer Presse mit drei voneinander getrennt angeordneten Hydrauliksystemen für die Druckeinrichtung 33a, 33b und 33c. Die Hydrauliksysteme sind über die Rohrleitung 43 mit einem Versorgungssystem verbunden, welches gemäß dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel ein Hydraulikfluid mit einem vorgegebenen Druck an die Proportionalventile 40a, 40b und 40c führt. Diese steuern im Betrieb den vorgegebenen Druck der jeweiligen Zone, sowie den Druckanstieg bzw. den Druckabbau beim Be- und Entlasten der Presse. In der Rohrleitung 43 ist ein Hauptventil 42 angeordnet, welches gemäß dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel ein 4/2-Wegeventil ist. Über dieses Ventil 42 wird der Pumpendruck des Hydraulikfluids für die Belastung bzw. das Schließen der Presse an die Ventile 40a, 40b und 40c freigegeben. Beim Entlasten wird das System über dieses Ventil und eine hieran angeschlossene Leitung (nicht dargestellt) in einen Hydraulikbehälter entleert.
Mit den Drucksteuereinrichtungen 40a, 40b, 40c wird im Betrieb der Hydraulikdruck an den Druckeinrichtungen 33a, 33b und 33c in der Art gesteuert, dass gemäß dem in Fig. 5 dargestellten Diagramm in Abhängigkeit des Hydraulikdruckes eine vorgegebene Linienkraft in kN/m bzw. eine gewünschte Flächenpressung erzeugt wird, die über die Fläche des Pressschuhs, den Mantel und den Filz auf die Papierbahn übertragen wird. Hierdurch wird vereinfacht ausgedrückt ein Teil des fließfähigen Bestandteils aus der Papierbahn gepresst und über den Filz aus der Presse herausgeführt. Dieser fließfähige Bestandteil besteht vorwiegend aus Wasser und weist je nach Papierzusammensetzung neben Faserbestandteilen, Füllstoffe, Hilfsmittelanteile, etc auf. Hierbei kann der Filz auf einer Seite, oder auch auf beiden Seiten der Papierbahn angeordnet sein. Femer kann der Druck über entsprechend vorgegebene Rampen für das Be- und Entlasten unterschiedlich schnell bzw. nach vorgegebenen Funktionen aufgebaut oder abgebaut werden.
Die Leitungen für die entsprechenden Druckeinrichtungen sind gemäß dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel den jeweils benötigten Massenströmen des Hydrauliköls angepasst. In den Hydraulikleitungen der jeweiligen Hydrauliksysteme 20a, 20b und 20c sind gemäß dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel Ableitungen und weitere Ventile 41 a, 41 b und 41 c angeordnet. Die Ableitungen sind über T-Rohrstücke mit den Leitungen 20a, 20b und 20c verbunden und führen nach den Ventilen 40a, 41 b und 41 c das Hydrauliköl zu entsprechenden Ölsammelstellen des Hydraulikgesamtsystems. Die hydraulischen Durchmesser der Ableitungen sind bevorzugt größer oder wenigstens gleichgroß wie die hydraulischen Durchmesser der Leitungen 20a, 20b und 20c.
Gemäß des hier dargestellten Ausführungsbeispiels sind in Fließrichtung nach den Ventile 41 a, 41 b und 41 c Drosseln angeordnet, welche einen vorgegebenen Restdruck im Hydrauliksystem aufrecht erhalten. Es liegt jedoch auch im Sinn der vorliegenden Erfindung das System ohne diese Drosseln auszuführen.
Gemäß dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Ventile 41 a, 41 b und 41 c 2/2-Wegeventile, deren hydraulische Kenngrößen beispielsweise ein Maximaldruck von 280 bar und ein maximalen Durchflussmenge von 100 l/Min ist. Die Druckflüssigkeitstemperatur kann zwischen -20°C und maximal 80°C und die Viskosität des Fluids zwischen 10 und 380 mm2/s variieren. Solche Ventile werden beispielsweise von der Firma Flutec Fluidtechnische Geräte GmbH vertrieben und sind im Stand der Technik bekannt, so dass aufeine weitere detailliere Beschreibung verzichtet werden kann.
Die Ventile 41 a, 41 b und 41 c sind mit wenigstens einer Steuereinrichtung 50 verbunden, welches die Ventile in Abhängigkeit verschiedener Steuergrößen 51 nach einem vorgegebenen Algorithmus steuert. Solch eine Steuergröße kann beispielsweise ein manuell betätigbarer Taster (Notschnellentlastung) sein, wobei hierdurch die Ventile 41 a, 41 b, 41 c und 40a, 40b, 40c geöffnet und das Ventil 42 in die "Entleerungsposition" gestellt wird.
In der Tabelle gemäß Fig. 6 sind mögliche Schaltstellungen der Ventile 40, 41, 42 in Abhängigkeit der Betriebsfunktion dargestellt. Solche Funktionen sind beispielsweise im Betrieb das Schließen bzw. Belasten der Presse, das Öffnen der Presse und gemäß der vorliegenden Erfindung die Schnellentlastung der Presse, insbesondere bei kritischen Zuständen an der Pressenpartie oder der Papiermaschine.
Dabei steht in der Tabelle ein Pluszeichen + für eine geöffnete Position des Ventils und ein Minuszeichen - für eine geschlossene Position des Ventils. Für das Ventil 42 steht eine +1 für die Beaufschlagung des Systems mit Druck und eine -1 für das entleeren des Hydrauliksystems. Es ist auch anzumerken, dass die Ventile natürlich nicht nur in eine offene und eine geschlossene Position gebracht werden können, sondern dass insbesondere in Abhängigkeit der verwendeten Ventile eine Vielzahl von Zwischenstellungen möglich sind.
Gemäß der Tabelle aus Fig. 6 sind beim Belasten der Pressen das Ventil 41 a, 41 b und 41 c geschlossen und das Ventil 42 bzw. die Ventile 40a, 40b, 40c entsprechend des zu erzeugenden Drucks geöffnet.
Beim normalen Öffnen bzw. Entlasten der Presse sind die Ventile 40a, 40b, 40c ebenfalls geöffnet, wobei das Hydrauliköl über die Hydraulikleitungen 20a,b,c und 43 über das Ventil 42, welches in der "Entleerungsposition" steht abgeführt wird. Durch diese Schaltung wird dem Hydrauliköl jedoch ein deutlicher hydraulischer Wiederstand entgegengesetzt, wodurch der Druckabbau in den Druckeinrichtungen nur relativ langsam erfolgen kann.
Eine Schnellentlastung der Presse erfolgt gemäß dem dargestellten Ausführungsbeispiel durch das Öffnen der Ventile 41 a, 41 b, 41 c, 40a, 40b, 40c. Femer wird auch das Ventil 42 in die "Entleerungsposition" überführt. Das Hydrauliköl wird hierbei sowohl über die Leitungen des Hydrauliksystems abgeführt, als auch über die Ableitungen der Ventile 41a, 41b, 41c. Aufgrund des relativ geringen hydraulischen Wiederstandes insbesondere in den Ableitungen der Ventile 41 a, 41 b und 41 c erfolgt die Entleerung des Systems deutlich schneller erfolgt, da insbesondere der Ölrücklauf durch die Ventile 40a, 40b, 40c und 42 im Sinne eines Bypasses durch die Ventile 41 a, 41 b und 41 c wenigstens teilweise umgangen wird.
Fig. 7 zeigt in einem Zeit-Druck-Diagramm den Einfluss des reduzierten Strömungswiderstandes auf den Druckabbau im Hydrauliksystem. So führt beispielsweise der Strömungswiderstand beim normalen Öffnen bzw. Entlasten der Presse dazu, dass der hydraulische Druck in den Druckeinrichtungen deutlich langsamer abgebaut wird, als dies bei Verwendung der zusätzlichen Ventile erfolgen kann.
Die Linie 61 symbolisiert die Schaltstellung der Ventile 41 a, 41 b und 41 c und die Linie 62 den Druck des Hydrauliköls im System, wie sie im Rahmen von Praxisversuchen ermittelt wurden. So zeigen diese Versuche, dass innerhalb eines Zeitraums von ca. 2 s der Druck im System und insbesondere innerhalb der Druckeinrichtungen auf einen Restdruck von 0,5 bar reduziert wurde, der im wesentlichen durch die Drosseln in den Ventilen 41 a, 41 b und 41 c bestimmt wird.
Im Vergleich hierzu zeigt die Linie 62' den Druckverlauf bei einem regulären Öffnen bzw. Entlasten der Presseinrichtung, bei einer Ventilstellung "Öffnen" gemäß der Tabelle aus Fig. 6. Im Vergleich zur Schnellabhebung dauert der Druckabfall bis zu einem Restdruck von 0,5 bar ca. 20 Sekunden.
Durch die Verwendung der erfindungsgemäßen Steuereinrichtung ergibt sich somit ein Zeitvorteil, der es ermöglicht die Presse bei kritischen Produktionszuständen schnell und sicher zu entlasten bzw. zu öffnen, um neben den Bespannungen auch die Komponenten der Presseneinrichtung vor weitergehenden Schaden zu bewahren oder wenigstens den möglichen Schaden an der Presseneinrichtung und ihren Komponenten zu reduzieren,

Claims (28)

  1. Breitnippresse für die Behandlung einer Materialbahn mit
    wenigstens einer Gegenwalze und wenigstens einer, mit einem flexiblem, rotationsbeweglichen Mantel umschlungenen Presseinrichtung,
    wobei die Presseinrichtung einen, an wenigstens einem Stützelement angeordneten Pressschuh und wenigstens eine, mit wenigstens einem Hydrauliksystem verbundene Druckeinrichtung aufweist, welche den Pressschuh in wenigstens eine vorgegebene Richtung bezogen auf die Gegenwalze bewegt,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    wenigstens eine Steuereinrichtung vorgesehen ist, mit welcher wenigstens eine Ventileinrichtung, welche wenigstens einen Teil des hydraulische Fluids des Hydrauliksystems über wenigstens ein Ableitrohr abführt, gesteuert wird.
  2. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass
    der Pressschuh im wesentlichen orthogonal zur Gegenwalze bewegt und/oder belastet wird.
  3. Vorrichtung gemäß wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
    das hydraulische Fluid bevorzugt ein Hydrauliköl ist, welches eine vorgegebenen Viskosität aufweist.
  4. Vorrichtung gemäß wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
    der Pressschuh eine Vielzahl von Druckeinrichtungen aufweist, welche in einer vorgegebenen Anzahl von Gruppen zusammengefasst werden, die jeweils wenigstens einem vorgegebenen Bereich des Pressschuhs zugeordnet werden.
  5. Vorrichtung gemäß wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
    die aus wenigstens einer Druckeinrichtung bestehenden Gruppen wenigstens dem triebseitigen Rand, dem führerseitigem Rand und/oder dem Mittelbereich des Pressschuhs zugeordnet sind.
  6. Vorrichtung gemäß wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
    jeder Gruppe mit wenigstens einem Hydrauliksystem gesteuert und/oder geregelt wird.
  7. Vorrichtung gemäß wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
    mehrere Gruppen mit wenigstens einem Hydrauliksystem gesteuert und/oder geregelt werden.
  8. Vorrichtung gemäß wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
    einer Gruppe und/oder mehreren Gruppen wenigstens eine Ventileinrichtung zugeordnet ist.
  9. Vorrichtung gemäß wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
    die Ventileinrichtung wenigstens ein Ventil aus einer Gruppe von Ventilen aufweist, welche Zweiwegeventile, Dreiwege- und/oder Mehrwegeventile, elektronische Ventile, mechanische Ventile, pneumatische Ventile, Magnetventile, Kugelventile, Kombinationen hieraus und dergleichen aufweist.
  10. Vorrichtung gemäß wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
    die Ventileinrichtung zum Ableiten des hydraulischen Fluids in der Drucksteuerungseinrichtung der Druckeinrichtung integriert ist.
  11. Vorrichtung gemäß wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
    die Ventileinrichtung in Fliesrichtung des Fluids in der Hydraulikleitung nach der Drucksteuerungseinrichtung und vor der Druckeinrichtung des Pressschuhes angeordnet ist.
  12. Vorrichtung gemäß wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
    der hydraulische Durchmesser der Ableitung und/oder der Ventileinrichtung größer ist als der hydraulische Durchmesser der Hydraulikleitung der Fluidzuführung zur Druckeinrichtung des Pressschuhs.
  13. Vorrichtung gemäß wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
    die Ventileinrichtung mit einem vorgegebenen Abstand, bevorzugt möglichst nahe im Strömungspfad des hydraulischen Fluids zur Druckeinrichtung des Pressschuhs angeordnet ist.
  14. Vorrichtung gemäß wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
    das hydrauJische Fluid mit einer Pumpe aus dem Hydrauliksystem der Druckeinrichtung abgeführt wird.
  15. Vorrichtung gemäß wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
    die Ventileinrichtung mittels wenigstens einer elektronischen Steuereinrichtung in Abhängigkeit verschiedener Steuergrößen gesteuert und/oder geregelt wird.
  16. Vorrichtung gemäß wenigstens Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass
    die Steuergrößen aus einer Gruppe von Signalen ausgewählt wird, welche mechanische, elektronische, manuelle und/oder automatische Schalter wie z.b. Notschalter zum Abheben der Presse, Notausschalter der Presse und/oder der Papiermaschine, Schwingungssensoren an der Presse und/oder der Papiermaschine, Positionssensoren wie z.b. die Positionssensoren der Filze, Drucksensoren wie z.b. für den Mantelinnendruck, optische Sensoren, Bahnsensoren wie z.b. Randpaddels nach den Randspritzem, Kombinationen hieraus und dergleichen aufweist.
  17. Vorrichtung gemäß wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
    mittels einer Steuereinrichtung auch Ventileinrichtungen mehrerer Pressen, insbesondere Schuhpressen nach einem vorgegebenen Algorithmus angesteuert werden.
  18. Vorrichtung gemäß wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
    mehrere Steuereinrichtungen mittels wenigstens einer übergeordneten Steuereinrichtung, insbesondere mit einer Mastersteuerung gesteuert werden.
  19. Vorrichtung gemäß wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass,
    die Steuereinrichtungen über ein BUS-System, insbesondere über ein Ring-BUS-System verbunden sind.
  20. Vorrichtung gemäß wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
    die Trennung und/oder Entlastung des Pressschuhs von der Gegenwalze in einer vorgegebene Zeit zwischen 0,001 s und 120 s, bevorzugt zwischen 0,01 s und 60 s und besonders bevorzugt zwischen 0,1 s und 20 s und insbesondere unter 10 s erfolgt.
  21. Vorrichtung gemäß wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
    der Restdruck der Druckeinrichtung nach der Trennung des Pressschuhs von der Gegenwalze zwischen 0 bar und 100 bar, bevorzugt zwischen 0 bar und 10 bar und besonders bevorzugt zwischen 0 bar und 1 bar liegt.
  22. Vorrichtung gemäß wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
    der Pressschuh neben einer hydraulischen Druckeinrichtung, wenigstens eine mechanische, insbesondere eine auf federkraftbasierende Rückstelleinrichtung aufweist.
  23. Vorrichtung gemäß wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
    der Pressschuh mehrgliedrig ist.
  24. Vorrichtung gemäß wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass,
    der Pressschuh eingliedrig ist.
  25. Verfahren zum Steuern einer Presse, insbesondere einer Schuhpresse zum Behandeln einer Materialbahn mit den Schritten:
    Signalerzeugung zum Steuern der Presse;
    Steuerung wenigstens einer Ventileinrichtung, welche im Hydrauliksystem der Presseneinrichtung, insbesondere der Druckeinrichtung angeordnet ist;
    Ableiten von wenigstens einem Teil des Hydraulikfluids aus dem Hydrauliksystem der Presse über eine Ableitung
    Entlasten und/oder Abheben der Presseneinrichtung von der Gegenwalze in einem vorgegebenen Zeitintervall.
  26. Verfahren gemäß Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass
    die Signalerzeugung manuell oder mittels eines Sensors oder einer Vielzahl von Sensoren, welche über eine Steuereinrichtung verbunden sind, erfolgt.
  27. Verfahren gemäß wenigstens einem der Ansprüche 25 und 26, dadurch gekennzeichnet, dass
    die Entlastung und/oder das Abheben der Presseneinrichtung mittels einer Vorrichtung gemäß wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 24 erfolgt.
  28. Verwendung einer Vorrichtung gemäß wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 24 in einer Papiermaschine, insbesondere in einer Pressenpartie der Papiermaschine zum Abheben und/oder Entlasten wenigstens einer Presseneinrichtung, insbesondere während kritischer Produktionszuständen an der Papiermaschine.
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