EP2085513B1 - Anpresseinheit - Google Patents

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EP2085513B1
EP2085513B1 EP08168942A EP08168942A EP2085513B1 EP 2085513 B1 EP2085513 B1 EP 2085513B1 EP 08168942 A EP08168942 A EP 08168942A EP 08168942 A EP08168942 A EP 08168942A EP 2085513 B1 EP2085513 B1 EP 2085513B1
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pressure
pressing unit
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pressing
shoe
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Christian Müller
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Voith Patent GmbH
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Voith Patent GmbH
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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

Definitions

  • the invention relates to a pressing unit for a press roll, which has an axially extending contact shoe, which is mounted on a support, wherein the contact shoe against the carrier in a pressing direction linearly displaceable and between the contact shoe and the carrier at least one active pressure unit is arranged.
  • Such an Anpress unit is off WO-A-2005/042834 known.
  • the invention also relates to a press roll with a Anpressmaschine invention and their use.
  • the pressure shoe extends generally over the entire press nip between the press roll and a counter roll. Temperature differences, the internal pressure of the rolls, an uneven stiffness of the counter roll and the weight-related sag of the rolls lead to an uneven line cross-section in the press nip.
  • the object of the invention is therefore to improve the producible with such Anpressech pressure profile with the least possible effort.
  • the transmission elements give the contact shoe in the circumferential direction the required stable support, while they hardly affect the adaptability of the contact shoe to a counter surface in the axial direction.
  • the transmission elements should be dimensionally stable, in particular in the pressing direction and preferably made of steel, aluminum or a plastic.
  • the transmission elements are mounted at least slightly displaceable in the axial direction.
  • the transmission elements have a low mutual play.
  • the pressure shoe should be relatively flexible.
  • the pressure shoe in the pressing direction has an average thickness between 5 and 30, preferably between 15 and 20 mm and consists of aluminum or an aluminum alloy.
  • the press shoe In order to be able to reopen a press nip quickly and easily, the press shoe should be coupled to the carrier via a return element, which can easily be achieved with spring elements in a known manner.
  • At least one flexible, preferably axially over the entire contact pressure shoe extending balance plate is present between the transmission elements and the printing unit.
  • the pressure unit should be formed by a plurality of axially juxtaposed and preferably separately controllable pressure elements.
  • the number of axially juxtaposed transmission elements is greater than the number of axially juxtaposed pressure elements.
  • the printing unit of several, in the circumferential direction of the press roll arranged side by side and preferably separately controllable pressure elements is formed.
  • the printing unit is formed by only one printing element.
  • the pressure elements have hitherto been formed in each case by a piston-cylinder arrangement which can be acted upon by a pressure fluid.
  • the pressure elements are each formed by a flexible pressure body, which has at least one cavity, which for generating the pressing force via an increase in volume of the pressure hull with a pressurized fluid can be acted upon.
  • the press shoe should have a concave pressing surface in the circumferential direction of the press roll and the press roll should have a rotatable and preferably flexible roll mantle.
  • Prolonged press gaps are also associated with a longer residence time of the material web in the press nip, which may be advantageous in particular in the case of smoothing or dewatering the same.
  • the pressing unit presses the roll shell to form a press nip in the direction of a counter roll.
  • the press roll according to the invention is used in a machine for producing and / or finishing a paper, board, tissue or another fibrous web.
  • FIG. 1 shows a schematic partial cross section through a press arrangement for dewatering a fibrous web 10, in particular a tissue web.
  • the press nip is formed by a press roll in the form of a shoe press roll and a cylindrical counter roll 3.
  • the fibrous web 10 runs here by way of example with a lower, water-absorbing press felt 14. After the press nip, the fibrous web 10 adheres to the smooth lateral surface of the counter roll 3 and can be removed therefrom with a creping doctor.
  • the press roll is formed by a flexible roll shell 2, which is pressed by a Anpress unit with a pressure shoe 1 in the pressing direction 9 to the counter roll 3.
  • the pressure shoe 1 has a concave pressing surface 12.
  • the pressing unit is mounted on an axially extending through the rotatable roll shell 2, stationary support 7.
  • the contact pressure of the contact shoe 1 takes place here via two juxtaposed in the circumferential direction of the press roll and with respect to the contact pressure separately controllable pressure elements 5.6.
  • These pressure elements 5,6 are each formed here by a flexible pressure body in the form of an axially extending pressure hose.
  • each pressure hose is connected to a source of pressurized fluid, so that it can be acted upon by a volume increase of the pressure hose with a pressure fluid, in particular pressure oil to generate the pressing force.
  • the pressure element may have foldable, rigid walls instead of the elastic walls to allow a change in volume, for example.
  • the pressure shoe 1 is made flexible, made of aluminum and has a thickness in the pressing direction 9 between 15 and 20 mm. This flexibility allows a comprehensive adaptation to the contour of the counter roll. 3
  • a relatively easily deformable creping cylinder is usually used as counter-roller 3. Due to the deformation of the creping cylinder, the press nip does not remain straight, especially in the edge area, so that undesired line force deviations can occur here.
  • the flexurally soft pressure shoe 1 allows an optimal adaptation to the shape of the counter roller 3 via the contact pressure with the two flexible pressure elements 5, 6.
  • a row of axially adjacent transmission elements 4 is located between the pressure elements 5, 6 and the pressure shoe 1.
  • These transmission elements 4 are stiff compared to the pressure shoe and made of plastic or metal.
  • the pressure profile in the circumferential direction, in particular in the transition region between the two pressure elements 5,6 is made uniform.
  • the transmission elements 4 are slightly displaceable in the axial direction in a guide. A clearance of about 0.2 mm between the transmission elements 4 allows the independent movement of the transmission elements 4 in the pressing direction.
  • the pressure shoe 1 is connected via a return element 8 in the form of a known return spring to the carrier 7.
  • a compensating plate 11 which extends over the entire pressure shoe 1.

Landscapes

  • Paper (AREA)
  • Encapsulation Of And Coatings For Semiconductor Or Solid State Devices (AREA)
  • Finger-Pressure Massage (AREA)
  • Sampling And Sample Adjustment (AREA)
  • Rolls And Other Rotary Bodies (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Anpresseinheit für eine Presswalze, die einen axial verlaufenden Anpressschuh aufweist, der an einem Träger gelagert ist, wobei der Anpressschuh gegenüber dem Träger in einer Pressrichtung linear verschiebbar und zwischen dem Anpressschuh und dem Träger zumindest eine aktive Druckeinheit angeordnet ist.
  • Eine derartige Anpresseinheit ist aus WO-A-2005/042834 bekannt. Die Erfindung betrifft auch eine Presswalze mit einer erfindungsgemäßen Anpresseinheit und deren Einsatz.
  • Dabei erstreckt sich der Anpressschuh im Allgemeinen über den gesamten Pressspalt zwischen der Presswalze und einer Gegenwalze. Temperaturunterschiede, der Dampfinnendruck von Walzen, eine ungleichmäßige Steifigkeit der Gegenwalze sowie der gewichtsbedingte Durchhang der Walzen führen zu einem ungleichmäßigen Linienkraftquerprofil im Pressspalt.
  • Daher wurden Lösungen entwickelt, bei denen der Anpressdruck in den beiden Randbereichen der Presswalze separat steuerbar ist, was jedoch nicht immer befriedigt und mit relativ viel Aufwand verbunden ist.
  • Darüber hinaus gibt es Lösungen den Anpressschuh flexibel zu gestalten und über mehrere Druckelemente anzupressen. Damit lässt sich zwar das Druckprofil im Pressspalt besser beeinflussen, jedoch sind bei den Übergängen zwischen den Druckelementen Drucksprünge zu beobachten.
  • Die Aufgabe der Erfindung ist es daher, das mit einer derartigen Anpresseinheit erzeugbare Druckprofil mit möglichst geringem Aufwand zu verbessern.
  • Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
  • Dabei geben die Übertragungselemente dem Anpressschuh in Umfangsrichtung die erforderliche stabile Abstützung, während sie in axialer Richtung die Anpassbarkeit des Anpressschuhs an eine Gegenfläche kaum beeinträchtigen.
  • Hierzu sollten die Übertragungselemente insbesondere in Pressrichtung formstabil sein und vorzugsweise aus Stahl, Aluminium oder einem Kunststoff bestehen.
  • Um die relative Bewegbarkeit der Übertragungselemente zu gewährleisten, sind die Übertragungselemente in axialer Richtung zumindest geringfügig verschiebbar gelagert. Vorteilhafterweise haben die Übertragungselemente ein geringes Spiel zueinander.
  • Im Interesse einer möglichst guten Anpassung des Anpressschuhs an eine Gegenfläche, insbesondere eine Gegenwalze, und damit eines verbesserten Druckprofils in einem Pressspalt sollte der Anpressschuh relativ biegeweich sein.
  • Hierfür ist es vorteilhaft, wenn der Anpressschuh in Pressrichtung eine durchschnittliche Dicke zwischen 5 und 30, vorzugsweise zwischen 15 und 20 mm hat und aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung besteht.
  • Um einen Pressspalt schnell und einfach wieder öffnen zu können, sollte der Anpressschuh über ein Rückholelement mit dem Träger gekoppelt sein, was mit Federelementen auf bekannte Weise leicht realisierbar ist.
  • Zur Verminderung des Verschleißes der Oberflächen der Druckeinheit ist es von Vorteil, wenn zwischen den Übertragungselementen und der Druckeinheit zumindest eine biegeweiche, sich vorzugsweise axial über den gesamten Anpressschuh erstreckende Ausgleichsplatte vorhanden ist.
  • Im Interesse einer Steuerung des Druckprofils axial entlang der Presswalze sollte die Druckeinheit von mehreren, axial nebeneinander angeordneten und vorzugsweise separat steuerbaren Druckelementen gebildet werden.
  • Um dabei die Übergänge zwischen den Druckelementen möglichst allmählich zu gestalten, ist es von Vorteil, wenn die Anzahl der axial nebeneinander angeordneten Übertragungselemente größer ist als die Anzahl der axial nebeneinander angeordneten Druckelemente.
  • Für die Einstellung des Druckprofils in Umfangsrichtung der Presswalze ist es vorteilhaft, wenn die Druckeinheit von mehreren, in Umfangsrichtung der Presswalze nebeneinander angeordneten und vorzugsweise separat steuerbaren Druckelementen gebildet wird.
  • Bei geringen Anforderungen an die Beeinflussbarkeit des Druckprofils im Pressspalt kann es jedoch auch genügen, wenn die Druckeinheit von nur einem Druckelement gebildet wird.
  • Vor allem von den erforderlichen Druckkräften im Pressspalt hängt die Gestaltung der Druckelemente ab.
  • Überwiegend wurden die Druckelemente bisher jeweils von einer, mit einem Druckfluid beaufschlagbaren Kolben-Zylinder-Anordnung gebildet.
  • Insbesondere bei geringen Druckkräften, wie diese beispielsweise bei der Behandlung von Tissuebahnen erforderlich sind, kann es jedoch vorteilhaft sein, wenn die Druckelemente jeweils von einem flexiblen Druckkörper gebildet werden, der wenigstens einen Hohlraum aufweist, welcher zur Erzeugung der Presskraft über eine Volumenvergrößerung des Druckkörpers mit einem Druckfluid beaufschlagbar ist.
  • Zur Bildung eines verlängerten Pressspaltes mit einer zylindrischen Gegenwalze sollte der Anpressschuh in Umfangrichtung der Presswalze betrachtet eine konkave Pressfläche und die Presswalze einen rotierbaren und vorzugsweise flexiblen Walzenmantel besitzen.
  • Verlängerte Pressspalte sind auch mit einer längeren Verweilzeit der Materialbahn im Pressspalt verbunden, was insbesondere bei der Glättung oder Entwässerung derselben von Vorteil sein kann.
  • Dabei drückt die Anpresseinheit den Walzenmantel zur Bildung eines Pressspaltes in Richtung einer Gegenwalze.
  • Bevorzugt wird die erfindungsgemäße Presswalze in einer Maschine zur Herstellung und/oder Veredlung einer Papier-, Karton-, Tissue- oder einer anderen Faserstoffbahn eingesetzt.
  • Nachfolgend soll die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In der beigefügten Zeichnung zeigt die Figur einen schematischen Teilquerschnitt durch eine Pressanordnung zur Entwässerung einer Faserstoffbahn 10, insbesondere einer Tissuebahn.
  • Dabei wird der Pressspalt von einer Presswalze in Form einer Schuhpresswalze und einer zylindrischen Gegenwalze 3 gebildet.
  • In und durch den Pressspalt läuft die Faserstoffbahn 10 hier beispielhaft mit einem unteren, wasseraufnehmenden Pressfilz 14. Nach dem Pressspalt bleibt die Faserstoffbahn 10 an der glatten Mantelfläche der Gegenwalze 3 haften und kann von dieser mit einem Kreppschaber wieder entfernt werden.
  • Bei der Entwässerung von Tissuebahnen kommt es auf eine volumenschonende Entwässerung an, weshalb der Pressspalt verlängert ausgeführt ist.
  • Hierzu wird die Presswalze von einem flexiblen Walzenmantel 2 gebildet, der von einer Anpresseinheit mit einem Anpressschuh 1 in Pressrichtung 9 zur Gegenwalze 3 gedrückt wird. Dabei besitzt der Anpressschuh 1 eine konkave Pressfläche 12.
  • Die Anpresseinheit ist dabei an einem axial durch den rotierbaren Walzenmantel 2 verlaufenden, feststehenden Träger 7 gelagert.
  • Die Anpressung des Anpressschuhs 1 erfolgt hier über zwei in Umfangrichtung der Presswalze nebeneinander angeordnete und hinsichtlich des Anpressdrucks separat steuerbare Druckelemente 5,6.
  • Diese Druckelemente 5,6 werden hier jeweils von einem flexiblen Druckkörper in Form eines axial verlaufenden Druckschlauches gebildet.
  • Dabei ist der Hohlraum 13 jedes Druckschlauches mit einer Druckfluidquelle verbunden, so dass dieser zur Erzeugung der Presskraft über eine Volumenvergrößerung des Druckschlauches mit einem Druckfluid, insbesondere Drucköl beaufschlagbar ist.
  • Beschrieben sind derartige Druckelemente beispielsweise in der WO-A-2005/042834 . Das Druckelement kann zur Ermöglichung einer Volumenveränderung aber zum Beispiel statt der elastischen Wandungen auch faltbare, steife Wandungen besitzen.
  • Der Anpressschuh 1 ist biegeweich ausgeführt, aus Aluminium und hat eine Dicke in Pressrichtung 9 zwischen 15 und 20 mm. Diese Flexibilität erlaubt eine umfassende Anpassung an die Kontur der Gegenwalze 3.
  • Bei Tissuemaschinen wird meist als Gegenwalze 3 ein relativ leicht verformbarer Kreppzylinder eingesetzt. Auf Grund der Verformung des Kreppzylinders bleibt der Pressspalt besonders im Randbereich nicht gerade, so dass hier unerwünschte Linienkraftabweichungen auftreten können.
  • Der biegeweiche Anpressschuh 1 erlaubt über die Anpressung mit den beiden flexiblen Druckelementen 5,6 eine optimale Anpassung an die Form der Gegenwalze 3.
  • Um im Bereich des Übergangs zwischen den beiden Druckelementen 5,6 nur geringe Druckabweichungen im Pressspalt zu erzeugen, befindet sich zwischen den Druckelementen 5,6 und dem Anpressschuh 1 eine Reihe von axial nebeneinander angeordneten Übertragungselementen 4.
  • Diese Übertragungselemente 4 sind im Vergleich zum Druckschuh steif und aus Kunststoff oder Metall hergestellt.
  • Durch die Formstabilität der Übertragungselemente 4 wird der Druckverlauf in Umfangsrichtung, insbesondere im Übergangsbereich zwischen den beiden Druckelementen 5,6 vergleichmäßigt.
  • Darüber hinaus sind die Übertragungselemente 4 in axialer Richtung in einer Führung geringfügig verschiebbar. Ein Spiel von ca. 0,2 mm zwischen den Übertragungselementen 4 erlaubt die unabhängige Bewegung der Übertragungselemente 4 in Pressrichtung 9.
  • Um bei Stillstand oder Havarie den Pressspalt schnell öffnen zu können, ist der Anpressschuh 1 über ein Rückholelement 8 in Form einer bekannten Rückholfeder mit dem Träger 7 verbunden.
  • Zur Schonung der Druckschläuche befindet sich zwischen den Übertragungselementen 4 und den Druckelementen 5,6 eine Ausgleichsplatte 11, die sich über den gesamten Anpressschuh 1 erstreckt.

Claims (18)

  1. Anpresseinheit für eine Presswalze, die einen axial verlaufenden Anpressschuh (1) aufweist, der an einem Träger (7) gelagert ist, wobei der Anpressschuh (1) gegenüber dem Träger (7) in einer Pressrichtung (9) linear verschiebbar und zwischen dem Anpressschuh (1) und dem Träger (7) zumindest eine aktive Druckeinheit angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Druckeinheit und dem Anpressschuh (1) mehrere axial entlangder Presswalze nebeneinander angeordnete Übertragungselemente (4) vorhanden sind, die in axialer Richtung zumindest geringfügig verschiebbar gelagert sind.
  2. Anpresseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Übertragungselemente (4) insbesondere in Pressrichtung (9) formstabil sind und vorzugsweise aus Stahl, Aluminium oder einem Kunststoff bestehen.
  3. Anpresseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
    der Anpressschuh (1) relativ biegeweich ist.
  4. Anpresseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
    der Anpressschuh (1) in Pressrichtung (9) eine durchschnittliche Dicke zwischen 5 und 30, vorzugsweise zwischen 15 und 20 mm hat.
  5. Anpresseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
    der Anpressschuh (1) aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung besteht.
  6. Anpresseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
    der Anpressschuh (1) über ein Rückholelement (8) mit dem Träger (7) gekoppelt ist.
  7. Anpresseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
    zwischen den Übertragungselementen (4) und der Druckeinheit zumindest eine biegeweiche, sich vorzugsweise axial über den gesamten Anpressschuh (1) erstreckende Ausgleichsplatte (11) vorhanden ist.
  8. Anpresseinheit nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Ausgleichsplatte (11) in Umfangsrichtung der Presswalze über den gesamten Anpressschuh (1) erstreckt.
  9. Anpresseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
    die Druckeinheit von mehreren, axial nebeneinander angeordneten und vorzugsweise separat steuerbaren Druckelementen (5,6) gebildet wird.
  10. Anpresseinheit nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der axial nebeneinander angeordneten Übertragungselemente (4) größer ist als die Anzahl der axial nebeneinander angeordneten Druckelemente (5,6) ist.
  11. Anpresseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
    die Druckeinheit von mehreren, in Umfangsrichtung der Presswalze nebeneinander angeordneten und vorzugsweise separat steuerbaren Druckelementen (5,6) gebildet wird.
  12. Anpresseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass
    die Druckeinheit von nur einem Druckelement (5,6) gebildet wird.
  13. Anpresseinheit nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass
    die Druckelemente (5,6) jeweils von einer, mit einem Druckfluid beaufschlagbaren Kolben-Zylinder-Anordnung gebildet werden.
  14. Anpresseinheit nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass
    die Druckelemente (5,6) jeweils von einem flexiblen Druckkörper gebildet werden, der wenigstens einen Hohlraum (13) aufweist, welcher zur Erzeugung der Presskraft über eine Volumenvergrößerung des Druckkörpers mit einem Druckfluid beaufschlagbar ist.
  15. Anpresseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
    der Anpressschuh (1) in Umfangrichtung der Presswalze betrachtet eine konkave Pressfläche (12) besitzt.
  16. Presswalze mit einer Anpresseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass
    die Presswalze einen rotierbaren und vorzugsweise flexiblen Walzenmantel (2) besitzt.
  17. Presswalze nach Anspruch 16 mit einer Anpresseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass
    die Anpresseinheit den Walzenmantel (2) zur Bildung eines Pressspaltes in Richtung einer Gegenwalze (3) drückt.
  18. Einsatz der Presswalze nach Anspruch 16 oder 17 in einer Maschine zur Herstellung und/oder Veredlung einer Papier-, Karton-, Tissue- oder einer anderen Faserstoffbahn (10).
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