EP1637648B1

EP1637648B1 - Pressenpartie einer Maschine zum Erzeugen einer Bahn aus Papier oder Karton

Info

Publication number: EP1637648B1
Application number: EP05104808A
Authority: EP
Inventors: Dr. Joachim Grabscheid
Original assignee: Voith Patent GmbH
Current assignee: Voith Patent GmbH
Priority date: 2004-09-21
Filing date: 2005-06-02
Publication date: 2007-08-29
Anticipated expiration: 2025-06-02
Also published as: DE502005001360D1; ATE371766T1; DE102004046061A1; EP1637648A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Maschine zum Herstellen einer Bahn aus Papier oder Karton.
Eine Papiermaschine umfasst als wesentliche Baugruppen einen Stoffauflauf, eine Siebpartie, auf welcher die Bahn gebildet wird, eine nachgeschaltete Pressenpartie und eine sich daran anschließende Trockenpartie mit Rollapparat.
Die Pressenpartie weist eine Vielzahl von Walzen auf, die in verschiedenen Konfigurationen relativ zueinander angeordnet sind und einen oder mehrere Pressspalte miteinander bilden. Ein wesentlicher Bestandteil der Pressenpartie sind Filzbänder, die zusammen mit der noch feuchten Papierbahn durch die Pressspalte hindurchgeführt werden und dort Wasser aufnehmen. Das im Filz gespeicherte Wasser wird an anderer Stelle wieder abgegeben.
Die Pressenpartie weist wie alle anderen Baugruppen der Papiermaschine eine Stuhlung auf. Diese umfasst auf der Triebseite wie auch auf der Führe rseite jeweils eine Tragkonstruktion. Die genannten Walzen sind in den Tragkonstruktionen gelagert.
Die Filzbänder sind in starkem Maße dem Verschleiß ausgesetzt. Sie müssen daher des Öfteren ausgetauscht werden. Das Entfernen des verschlissenen Filzbandes ist hierbei problemlos, da das Band durchtrennt werden kann. Anders ist es mit dem Aufziehen eines neuen Filzbandes. Das Filzband liegt als Endlosband vor. Um es auf eine Mehrzahl von Walzen aufzuziehen, muss ein Teil einer der beiden Tragkonstruktionen, ein sogenanntes Distanzstück, aus dieser Tragkonstruktion herausgenommen werden, so dass die Walzen in der anderen Tragkonstruktion vorübergehend frei auskragend gelagert sind - sogenanntes Cantilever-Prinzip.
Nach Aufziehen des Filzbandes wird das Distanzstück wieder in die betreffende Tragkonstruktion eingefügt, so dass die Maschine mit neuem Filzband beziehungsweise mit neuen Filzbändern wieder in Betrieb genommen werden kann.
Der gesamte Vorgang ist zeitaufwendig. Längere Produktionsunterbrechungen sind notwendig. Außerdem beansprucht eine Cantilever-Konstruktion einen umfangreichen Bauraum auf der Triebseite. Ein ganz entscheidender Nachteil besteht aber darin, dass die Stabilität der Stuhlung durch die Trennstellen mit ihren Distanzstücken beziehungsweise mit herausschwenkbaren Trägern geschwächt wird, da sie wegen des Erfordernisses einer einfachen und schnellen Wechselmöglichkeit nicht so stabil ausgeführt werden kann, wie die übrige Stuhlung. Die Betriebsgeschwindigkeiten moderner Papiermaschinen sind bekannt hoch, und die Arbeitsbreiten bekannt groß. Damit nimmt die Gefahr von Eigenschwingung der Stuhlung zu. Dies wirkt sich auf den Betrieb der Papiermaschine sowie auf die Qualitätseigenschaften der Papierbahn negativ aus. Die gesamte führerseitige Stuhlung muss entsprechend den Erfordernissen des Filzwechsels gestaltet werden. Das Vorsehen von Distanzstücken führt zu einer Konstruktion der Stuhlungsteile, die keine optimale Steifigkeit gewährleistet.
Auch ist die Führung der Filzbänder nicht frei wählbar, sondern richtet sich nach den Anforderungen des Einziehens. Spannwalzen müssen einen großen Hub haben, was wiederum Bauraum beansprucht. Für das Einziehen müssen die Filzbänder vordrapiert werden, was die Gefahr des Beschädigens an Kanten und Ecken der Stuhlung mit sich bringt.
Eine Maschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist aus der US-A-5 256 256 bzw. der EP-A-0287543 bekannt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Maschine der eingangs genannten Art derart zu gestalten, dass die Stuhlung keine Schwachstellen aufweist, so wie bei der Cantilever-Bauweise, und dass sie somit stabiler sein kann, als bisher. Die Maschine soll hierdurch frei von Problemen zufolge Eigenschwingungen werden. Das Einziehen von Bespannungen soll schneller als bisher durchgeführt werden können.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale von Anspruch 1 gelöst. Dem gemäß werden die Filzbänder mit öffen- und schließbaren Quernähten versehen. Das Filzband, das zum Einziehen in die Pressenpartie bereitsteht, ist somit zunächst kein Endlosband. Dies bedeutet, dass das einzelne Filzband bei völlig geschlossener Stuhlung ohne jegliche Distanzstücke um die betreffende Gruppe von Walzen - Presswalzen, Leitwalzen und so weiter - herumgeschlungen werden kann. Sodann werden die beiden Enden zusammengefügt und durch eine Naht miteinander verbunden. Das Legen einer Naht ist nach dem heutigen Stande der Technik unproblematisch und leicht und schnell durchzuführen.
Da die Stuhlung frei von herausnehmbaren Distanzstücken ist, ist sie auch frei von Schwachstellen. Sie lässt sich insgesamt konstruktiv allein unter dem Gesichtspunkt der notwendigen Steifigkeit gestalten, so dass Schwingungen infolge Eigenfrequenz vermieden werden können. Es entfallen jegliche Bauteile, die bei der Cantilever-Bauart notwendig sind, nämlich Cantilever-Träger, Biegeträger. Dem gemäß lässt sich auch der Raumbedarf auf der Triebseite reduzieren.
Die weitere erfindungsgemäße Maßnahme besteht darin, die beiden Tragkonstruktionen - eine auf der Triebseite und eine auf der Führerseite der Pressenpartie - in Längsrichtung derart zu bemessen, dass sie sich ohne Unterbrechung wenigstens über einige der Pressen hinweg erstrecken, oder über die gesamte Pressenpartie hinweg erstrecken. Jede Tragkonstruktion ist somit in Längsrichtung völlig oder weitgehend einteilig. Dabei ist unter der Einteiligkeit zu verstehen, dass sie durchaus aus zwei oder mehreren Bauteilen aufgebaut sein können, vorausgesetzt, dass die Bauteile mit der notwendigen Robustheit zusammengefügt sind, so dass die notwendige Steifigkeit entsteht, als würde die Tragkonstruktion nur aus einem einzigen Bauteil bestehen.
Die beiden seitlichen Tragkonstruktionen der Stuhlung können in vertikaler Richtung unterteilt sein. Jedoch ist es zweckmäßig, auch in vertikaler Richtung eine einteilige Bauweise vorzusehen. Das Wichtigste aber ist, dass sich die einzelne, in Längsrichtung erstreckende Tragkonstruktion gewissermaßen als Brücke über die gesamte Pressenpartie hinweg erstreckt.
Die Pressenpartie kann natürlich auch eine kompakte Pressenanordnung mit einer Zentralwalze umfassen, an welcher zwei oder mehrere Pressspalte gebildet sind.
Außerdem muss nicht die gesamte Pressenpartie nach dem Prinzip der Cantilever-Freiheit aufgebaut sein. Vielmehr kann beispielsweise eine Presse vorgesehen werden, die nach dem Cantilever-Prinzip gelagert und demgemäß mit einem endlosen Band versehen ist.
Die Vorteile der Erfindung lassen sich wie folgt zusammenfassen:

Für Neuanlagen sind keine Hilfsträger für den Bespannungswechsel mehr notwendig.
Es treten keine Cantileverkräfte auf, die ins Gebäude eingeleitet werden müssen.
Der Raumbedarf auf der Triebseite ist geringer und die Gebäudekosten sind demgemäß niedrig.
Die Bespannung lässt sich leicht und schnell wechseln, da keine Zwischenstücke demontiert werden müssen.
Leitwalzen müssen zum Zwecke des Filzwechsels nicht versetzt werden - im Gegensatz zur konventionellen Bauweise; es entfallen die bisher notwendigen Hubwerke.
Bei der Konstruktion der führerseitigen Stuhlungsteile (Tragkonstruktionen) können die Bedürfnisse des Filzwechsels außer Betracht bleiben. Deshalb kann die Stuhlung auf der Führerseite massiver und steifer gestaltet werden.
Die Pressenstuhlung und die Trockenpartiestuhlung lassen sich durch relativ tiefliegende und steife Verbindungstraversen miteinander verbinden.
Die dynamische Stabilität der Stuhlung ist größer, was zu einer höheren ersten Eigenfrequenz in Maschinenrichtung führt.
Die konstruktiven Lösungen der Filzführung, insbesondere der Oberfilzführung, sind nicht mehr durch Trennfugen in der Stuhlung bestimmt. Sie können stattdessen prozessoptimiert gestaltet werden. Dies betrifft vor allem den Bereich der Filzkonditionierung und der Filzspannung.
Filzleitwalzen des zweiten Oberfilzes können direkt an den Ständer zum ersten Trockenzylinder angeschraubt werden.
Es sind keine oder weniger Querverrohrungen zwischen Triebseite und Führerseite notwendig, so wie bisher; stattdessen können Versorgungsleitungen für Öl, Wasser, Luft nunmehr direkt auf der Führerseite vom Maschinenkeller hochgeführt werden; desgleichen lassen sich Öl- und Wasserabläufe direkt in den Keller hinabführen; ein Abkoppeln von Ölabläufen beim Filzwechsel entfällt.
Die Lagerbefestigungen der Leitwalzenlager lassen sich allein nach statischen Gesichtspunkten auswählen, ohne Rücksichtnahme auf Gesichtspunkte des Filzwechsels.

Die Erfindung sowie der Stand der Technik sind anhand der Zeichnungen näher erläutert. Darin ist im einzelnen Folgendes dargestellt:

Figur 1: zeigt auf einer Seitenansicht eine Pressenpartie einer Papiermaschine gemäß der Erfindung, mit einer vorgeschalteten Siebpartie und einer nachgeschalteten Trockenpartie.
Figur 2: zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer kompakten Pressenpartie einer Papiermaschine gemäß der Erfindung ohne Cantilevermöglichkeit.
Figur 3: zeigt wiederum in Seitenansicht eine Ausführungsform ähnlich jener von Figur 1, jedoch gemäß dem Stande der Technik in Cantilever-Konstruktion.

In Figur 1 erkennt man eine Pressenpartie 1, der eine Siebpartie 2 vorgeschaltet und eine Trockenpartie 3 nachgeschaltet ist. Entscheidend ist hierbei der Aufbau der Pressenpartie 1.
Die Pressenpartie 1 weist eine Mehrzahl von Presswalzen 4.1, 4.2, 4.4 und 4.6 auf, ferner eine Anzahl von Leitwalzen 5.1 bis 5.19.
Die Pressenpartie 1 weist eine Bespannung auf. Diese umfasst drei permeable Filzbänder 6.1 bis 6.3 und ein wasserundurchlässiges Transferband 6.4.
Die genannten Elemente sind alle von einer Stuhlung 7 getragen. Die Stuhlung umfasst unter anderem zwei Tragkonstruktionen oder Tragwände, eine auf der Führerseite und eine auf der Triebseite angeordnet. Auf deren Gestaltung kommt es gemäß der Erfindung an.
Die beiden genannten Tragkonstruktionen sind in Fundamentschienen gelagert, die ihrerseits von Fundamentbalken 8 getragen sind.
Im oberen Bereich und am Ende der Pressenpartie befindet sich beispielhaft eine Nahtplattform 9. Diese dient als Arbeitsplattform zum Herstellen der Naht für das Filzband 6.3.
Die genannten beiden Tragkonstruktionen der Stuhlung 7 sind jeweils einteilig. Dabei mag jede einzelne der Tragkonstruktionen aus zwei oder mehreren Teilen aufgebaut sein. Jedoch sind die Teile derart starr miteinander verbunden, beispielsweise durch Verschraubungen, dass die betreffende Tragkonstruktion dieselbe Steifigkeit hat, als würde sie aus einem einzigen Teil bestehen.
Jede Tragkonstruktion erstreckt sich in Maschinen-Längsrichtung gesehen über die Ansammlung von Presswalzen und Leitwalzen hinaus, und überlappt einen Teil der Siebpartie 2 sowie einen Teil der Trockenpartie 3.
Sämtliche der gezeigten Filzbänder 6.1 bis 6.3 sind mit einer Naht versehen. Die Filzbänder sind somit zunächst keine Endlosbänder. Sie werden zum Zwecke des Einziehens um die betreffenden Walzen herumgeführt und sodann an ihren beiden Enden durch eine Naht miteinander verbunden. Die Nahtplattform 9 ist nur ein Beispiel für eine solche Arbeitsplattform. Weitere Arbeitsplattformen können nach Bedarf vorgesehen werden.
Die beiden Tragkonstruktionen der Stuhlung 7 sind jeweils in einem Fundamentbalken 8 gelagert. Es sind mehrere Abschnitte solcher Fundamentbalken 8 vorhanden, die sich über die gesamte Papiermaschine hinweg erstrecken und an Trennstellen aneinander stoßen. Im Bereich der Auflagerung der Tragkonstruktionen befindet sich keine Trennstelle in dem Fundamentbalken 8. Anders ausgedrückt stützt sich jede Tragkonstruktion auf einem kompletten Fundamentbalkenabschnitt ab. Im vorliegenden Falle reicht der gezeigte Fundamentbalkenabschnitt 8 mindestens vom Ende der Siebpartie 2 bis zum Anfang der Trockenpartie 3 - siehe die Trennstellen 8.1, 8.2.

Die hier dargestellte Maschine arbeitet in üblicher Weise:

Auf der Siebpartie 2 wird eine hier nicht gezeigte Papierbahn hergestellt. Der erste, obere Pressfilz 6.1 nimmt die Papierbahn vom Sieb 2.1 ab, und zwar mit Hilfe der Leitwalze 5.5, die zugleich eine Saugwalze ist (sogenannte Pickup-Walze). Die Papierbahn läuft sodann durch den ersten Pressspalt, gebildet aus den Presswalzen 4.1 und 4.2, und zwar zusammen mit den beiden Pressfilzen 6.1 und 6.2, zwischen denen sie sandwichartig eingehüllt ist. Sie gelangt sodann zur Saugwalze. Hier trennt sich der Oberfilz 6.2 und wandert nach oben ab, während die Papierbahn zusammen mit dem Unterfilz 6.1 zu einer Leitwalze 5.16 gelangt. Diese ist eine Saugabnahmewalze. Der zweite Oberfilz 6.3 führt die Papierbahn sodann zur dritten Presse, gebildet aus den Presswalzen 4.5 und 4.6. Sodann wird die Papierbahn am Ende der Pressenpartie von einer weiteren Pickup-Walze 5.20 abgenommen und durchläuft die Trockenpartie 3. Das Transferband 6.4 ist endlos. Daher ist die zugehörende Stuhlung cantileverbar. Das Transferband 6.4 kann aber auch eine Nahtfilz sein, d.h. ein Filzband, das erst nach dem Einziehen endlos gemacht wird. In diesem Falle wäre die Stuhlung nicht cantileverbar.
Figur 2 zeigt eine weitere erfindungsgemäße Ausführungsform einer Pressenpartie 1 einer Papiermaschine. Man erkennt hierbei noch den letzten Teil einer vorgeschalteten Siebpartie.
Dabei wird eine hier nicht gezeigte Papierbahn vom Sieb 2.1 an die Pressenpartie herangeführt, und dort von einer ersten Leitwalze 5.1, einer sogenannten Pickup-Walze, vom Sieb 2.1 abgenommen und auf einen ersten Pressfilz 6.1 überführt.
Die Papierbahn durchläuft gemeinsam mit dem oberen Pressfilz 6.1 und einem weiteren unterhalb der Papierbahn verlaufenden zweiten Pressfilz 6.4 den ersten Pressspalt, gebildet aus den Presswalzen 4.1 und 4.2. Die Presswalze 4.1 ist dabei eine zentrale Presswalze, die zusammen mit einer weiteren Presswalze 4.3 einen zweiten Pressspalt bildet. Nach dem Durchlauf des zweiten der beiden genannten Pressspalten folgt die Papierbahn der Presswalze 4.3. Sie gelangt sodann durch einen dritten Pressspalt, gebildet aus den Presswalzen 4.3 und 4.4. In diesen dritten Pressspalt trifft sie auf einen dritten Filz 6.2, der oberhalb der Papierbahn läuft.
Der erste Pressfilz 6.1 ist um eine Reihe weiterer Leitwalzen 5.2 bis 5.7 und der zweite Pressfilz 6.4 um die Leitwalzen 5.14 und 5.15 herumgeführt. Der dritte Pressfilz 6.2 ist um Leitwalzen 5.8 bis 5.13 herumgeführt.
Die Papierbahn wird von der Presswalze 4.3 über einen freien Zug von einem hier nicht gezeigten Trockenfilz abgenommen und zur Trockenpartie geführt, die hier nicht mehr dargestellt ist.
Die Naht der beiden Filze 6.1 und 6.2 wird erst nach dem Einziehen in die Pressenpartie hergestellt.
Jene Presswalzen und Leitwalzen, die von den beiden Filzbändern 6.1 und 6.2 umschlungen sind, befinden sich in einer Stuhlung, deren Längsträger 7 im Sinne der Erfindung einteilig gestaltet sind. Die vom Transferband 6.4 umschlungenen Leitwalzen 5.14 und 5.15 sowie die Presswalze 4.2 und 4.3 sind in einem Stuhlungsteil gelagert, das fest mit dem Fundament verbunden ist. Am Ende der Pressenpartie sind die Stuhlungsteile 7.1 und 7.2 miteinander verbunden. Die Stuhlungsteile können auch am Beginn der Pressenpartie miteinander verbunden sein.
Figur 3 zeigt eine konventionelle Ausführungsform einer Papiermaschine. Man erkennt auch hierbei wiederum die Pressenpartie 1, einen Teil der Siebpartie 2 sowie einen Teil der Trockenpartie 3. Die Konfiguration der Walzen ist im wesentlichen dieselbe, wie bei der Ausführungsform gemäß der Erfindung in Figur 1. Jedoch sind die Filzbänder 6.1 bis 6.3 und das Transferband 6.4 von vornherein Endlosbänder ohne Naht. Aus diesem Grunde ist die Pressenpartie 1 hier nach dem Cantilever-Prinzip aufgebaut. Die Stuhlung 7 weist auf beiden Seiten - Triebseite und Führerseite - jeweils eine Tragkonstruktion auf, die aus mehreren Einzelteilen aufgebaut ist, nämlich den Bauteilen 7.1 bis 7.6. Diesen Bauteilen ist jeweils ein Biegeträger mit Hubvorrichtung 20 zugeordnet. Man erkennt ferner Distanzstücke 21, die vor dem Einbau der Bespannung, somit der Filzbänder 6.1 bis 6.4, herausgenommen werden müssen.
Die genannten Bauteile sind miteinander verbunden. Die Verbindungsstellen lassen die notwendige Steifigkeit vermissen.
Die Steifigkeit der gesamten Konstruktion ist unbefriedigend. Es kommt zu unzulässigen Schwingungen, die die Papierqualität beeinflussen.

Bezugszeichenliste

1: Pressenpartie
2: Siebpartie
2.1: Sieb
3: Trockenpartie
4.1 - 4.6: Presswalzen
5.1 - 5.19: Leitwalze
6.1 - 6.4: Filzbänder
7: Stuhlung
7.1 - 7.6: Stuhlungsteile
8: Fundamentbalken
8.1: Trennstellen
9: Nahtplattform
20: Biegeträger mit Hubvorrichtung
21: Distanzstücke

Claims

Maschine zum Erzeugen einer Bahn aus Papier oder Karton;
1.1 mit einer Pressenpartie (1), umfassend Pressen (4.1, 4.2; 4.3, 4.4; 4.5, 4.6);

1.2 mit einer die Bahn bildenden, der Pressenpartie (1) vorgeschalteten Siebpartie (2);

1.3 mit einer die Bahn trocknenden, der Pressenpartie (1) nachgeschalteten Trockenpartie (3);

1.4 mit einer Stuhlung (7), die auf der Triebseite und der Führerseite jeweils eine sich in Längsrichtung erstreckende Tragkonstruktion umfasst;

1.5 mit einer Mehrzahl von Walzen (4.1 - 4.6, 5.1 - 5.19), die in den Tragkonstruktionen gelagert sind;

1.6 mit Filzbändern (6.1 - 6.4) oder anderen Bespannungen, die die Walzen (4.1 - 4.6, 5.1 - 5.19) umschlingen;

1.7 die Filzbänder (6.1 - 6.4) sind mit öffen- und schließbaren Quernähten versehen;

1.8 jede der beiden Tragkonstruktionen erstreckt sich in Längsrichtung der Maschine wenigstens über zwei Pressen der Pressenpartie (1) hinweg und ist in Längsrichtung einteilig;

1.9 die beiden Tragkonstruktionen sind frei von herausnehmbaren Distanzstücken (21), dadurch gekennzeichnet, dass sich die jeweilige Tragkonstruktion der Stuhlung (7) als Brücke (4.1, 4.2; 4.3, 4.4; 4.5, 4.6) über die gesamte Pressenpartie (1) hinweg erstreckt.
Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Tragkonstruktionen auch in vertikaler Richtung einteilig sind.
Maschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Presswalze nach dem Cantilever-Prinzip gelagert ist.
Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Presse eine zentrale Presswalze aufweist, an welcher wenigstens zwei Pressspalte gebildet sind.
Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass sich über der Stuhlung (7) wenigstens eine Nahtplattform (9) befindet.
Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass Fundamentbalken (8) vorgesehen sind, die aus mehreren Abschnitten in Längsrichtung der Maschine unter Bildung von Trennfugen (8.1, 8.2) aneinander gefügt sind, und dass die Fundamentbalken (8) in jenem Bereich, in dem sie Tragkonstruktionen tragen, frei von Trennstellen (8.1, 8.2) sind.