WO2013014025A1 - Schuhwalze, verfahren zum austausch eines mantels an einer schuhwalze und elastischer ring für eine schuhwalze - Google Patents

Schuhwalze, verfahren zum austausch eines mantels an einer schuhwalze und elastischer ring für eine schuhwalze Download PDF

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WO2013014025A1
WO2013014025A1 PCT/EP2012/063959 EP2012063959W WO2013014025A1 WO 2013014025 A1 WO2013014025 A1 WO 2013014025A1 EP 2012063959 W EP2012063959 W EP 2012063959W WO 2013014025 A1 WO2013014025 A1 WO 2013014025A1
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WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
elastic ring
jacket
shoe roll
shoe
connecting elements
Prior art date
Application number
PCT/EP2012/063959
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Frank Levi
Jochen Niemann
Lars KRÜGER
Original Assignee
Voith Patent Gmbh
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Filing date
Publication date
Application filed by Voith Patent Gmbh filed Critical Voith Patent Gmbh
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Classifications

    • 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
    • D21F3/0227—Belts or sleeves therefor
    • D21F3/0245—Means for fixing the sleeve to the roller end

Definitions

  • the invention relates to a shoe roll for dewatering or smoothing a running fibrous web, in particular paper or board web within a machine for producing and / or finishing the fibrous web, with a fixed axis on which at least one shoe is supported against a flexible, interchangeable
  • Press sheath acts, wherein the press cover sealingly attachable in its end regions on front-side rotatable support disks or associated components, radially pressed against an elastic ring and in an exchange of the press jacket is releasable again.
  • the invention relates to a method for replacing a jacket on such a shoe roll.
  • the invention relates to an elastic ring in such a shoe roll.
  • the coat of a shoe roll must be changed from time to time, for example because of wear.
  • the coat ends fastened to the support disks are released and the entire jacket is pulled off the axle.
  • the reverse process of applying a replacement sheath will be described below with the term "mounting".
  • a shoe roll cooperates with a mating roll and forms a so-called extended nip or also called a broad nip in which the fibrous web is treated under pressure.
  • the shoe of the shoe roll has a jacket facing the pressure surface, the not correspondingly convexly curved to the radius of the shoe roll. Rather, the shoe at this point often has a concave shape that is adapted to the radius of the backing roll.
  • the flexible sheath is bent during its circulation from the normally convex shape in the nip into a concave shape and is subject during operation of this constant alternating load. This has a very special influence on the end regions of the jacket, which are usually clamped in a circular manner on the end disks.
  • the sheath edge is provided with perforated tabs which are fixed with screws on the clamping disc.
  • the interior of the roller is placed under a slight overpressure (about 0.1 bar) in order to improve the concentricity.
  • the coat is literally blown up.
  • the lubrication between shoe and coat is usually done with oil. For this reason, the clamping needs
  • the sheath is made of a harder material such as epoxy, metal, metal mesh, composite material, reinforced polyurethane or similar, the sheath must be tied to the clamping disc via an elastic ring in order to reduce the bending stresses caused by the immersion of the counter roller in the Wide nip roll arise, reduce.
  • This elastic ring may for example be formed from an air-filled tube which is compressed in the region of immersion.
  • the object is achieved with respect to the shoe roll in that the elastic ring and the shell end can be connected by means of connecting elements prior to mounting the shell.
  • the labor-easing possibility is created to lead the coat when mounting together with the elastic ring on the axis of the bearing support disks, which prevents mutual slipping.
  • Replacing a jacket are much more complicated and dangerous for the elastic ring. This can, if it is already mounted before the mounting of a shell on the support plate, easily destroyed, especially if a coat of a harder material, such as metal was chosen. By the common pulling on jacket and elastic ring, a build-up of leaks is prevented.
  • the jacket can be deformed so far radially inward in the nip by the elasticity of the ring that he can follow the concave shape of Schuhand Kohlfiguration.
  • the connecting elements may be formed by mechanical components or by an adhesive.
  • the connecting elements consist of the same material as the elastic ring.
  • the elastic ring and the connecting elements are thus in the same operation,
  • the elastic ring has at its outer periphery
  • the pre-assembly of the elastic ring on the jacket is very easy to make.
  • the mushroom head which is slightly larger in diameter than the hole in the mantle, is compressed and spreads after passing through again. This ensures a secure hold.
  • the elastic ring is formed from one or more polymer profiles. Such a generally flat profile is much easier to manufacture than a ring.
  • the mounting on the roll shell is considerably simplified. It is particularly advantageous if the ends of the polymer profile are formed like a comb. An impact formed by two ends of the polymer profile thereby shows overlaps in the axial roll direction, which serves for better sealability. The contiguous ends of the polymer profile engage each other like puzzle pieces
  • the elastic ring has a plurality of rows of
  • Torsional stresses in the jacket can be derived via the support disks.
  • the torque transducers and / or axial thrust transducers can be screws which extend through an outer cover into the support disk or components connected thereto.
  • the jacket is possible.
  • the elastic ring is attached to the Mantelend Scheme by nubs, which are connected to the elastic ring in
  • connection is particularly easy to make and
  • the object is achieved with an elastic ring in such a way that it is provided with connecting elements which are connectable with the Mantelend Schemeen before a jack lift.
  • Such a ring is, as already described, usefully used when mounting a jacket.
  • the connecting elements are knobs made of the same material as the elastic ring.
  • the ring can be produced as an injection-molded part.
  • the ring is molded from a polymer profile.
  • a flat profile is even easier to produce. Because of its elasticity, it can be easily formed into a ring that over his
  • Connecting elements can be attached to the jacket end.
  • the invention is explained in more detail below with reference to exemplary embodiments with reference to the drawings. In this shows
  • FIG. 1 shows a detail of the longitudinal section through a shoe roll according to the invention
  • Figure 2 shows an enlargement of the clamping region of the jacket of FIG. 1 in longitudinal section
  • Figure 3 shows an alternative embodiment of the clamping region of the shell in longitudinal section
  • Figure 4 is a three-dimensional representation of a
  • Figure 5 shows a cross section through a shoe roll of the
  • a shoe roll 1 is shown in cross-section, which cooperates with a counter-roll and forms a nip 30, in which a fibrous web, not shown, can be treated.
  • the shoe roll 1 has a circumferential jacket 5 (running direction L), which is fastened at its ends to support disks 8.
  • the circumferential jacket 5 thus describes at its ends a nearly circular path and has the shell shape A (dashed line).
  • Supporting element 4 at least one shoe 3 is supported and against the jacket 5 in the direction counter-roll 28 can be pressed.
  • the pressure surface 29 of the shoe 5 is lubricated with oil against which the shoe roll 1 must be sealed.
  • the pressure surface 29 of the shoe 3 is concave and adapted to the backing roll 28. This will create a wider nip 30 of at least 30 mm in length
  • Bearing assembly 31 is rotatably supported about the fixed axis 2.
  • bearing inner ring which encloses the axle, the
  • Bearing assembly 31 is seated. This is sealed to the outside by a known seal assembly 32, so that no lubricating fluid from the roller and the storage can escape.
  • the support plate 8 is attached on an outer bearing ring 35.
  • the support plate 8 comprises at its end the Manteleinstance 40.
  • known hydraulic support elements 4 shown in the form of a piston-cylinder unit 34, with which the pressure profile over the web width in the nip 30 can be adjusted.
  • the Manteleinwear 40 is shown in more detail. It is the
  • the polymer profile is formed into a ring 10 and over
  • Torque and / or Axialschubauf virgin 18, here simply in the form of screws 25, can be inserted.
  • Rows of holes to accommodate the nubs 12 serve. These have a mushroom-shaped shape with a knobbed head 15 and a
  • the elastic ring 10 must be inserted in operation so that it can be pushed in as far as it dictates the concave shape of the shoe. Therefore, a Radialhubbe dictionary 19 is provided, which in the Embodiment in the form of a socket, the screw 25, so a torque and / or Axialschubauf vintage 18 surrounds. Through this it is prevented that the outer cover 7 already compresses the elastic ring 10 too much over the jacket 5.
  • the Radialhubbesky 19 sits in cylindrical countersinks, which are introduced at the periphery of the support ring 38. When tightening the cylinder screws 25, the mushroom-shaped knobs 12 of the polymer profiles 9 are biased by the circumferentially segmented outer cover 7. This is where the lie down
  • Radialhubbegrenzer 19 in cylindrical countersinks on the inside of the outer cover 7 at. As a result, the clamping path and thus the radial bias are limited while ensuring that it is the same everywhere. In addition, the radial stroke limiter 19 absorb the axial force resulting from the jacket bias and transmit it to the torque and / or axial thrust receivers 18.
  • nip 30 for example, consists of metal and with a hot counter roll 28 forms the nip 30.
  • a sealing ring 33 is provided radially further inside between the support ring 38 and the support plate 8.
  • FIG. 3 shows an alternative refinement of the sheath clamping 40 that has once again been improved.
  • a first component 20 in the form of an already expanded, expansible ring is provided.
  • the first Component 20 is conical in shape and has a conical surface 22.
  • This is, also with a conical surface 23, a second component 21, which is bolted in a manner not shown to the outer ring 37 and thus also connected to the support disk. If this screw is loosened, the second component is moved axially and moves - looking at the figure - to the right.
  • the expanded first component 20 which can stretch elastically by at least 3%, shrink its diameter by relaxing again.
  • the material in this embodiment is PEEK
  • a polymer profile 9 is pressed with its nubs 12 into bores 6 in the jacket end region 41. It can also be several short profiles in the circumferential direction one behind the other.
  • the knobs are arranged, for example, two rows, 13.1 and 13.2, and offset, so that the polymer profile can be easily produced by injection molding (mold removal).
  • Knob rows there are a number of holes 14 through which later engage the torque and / or Axialschubauf nation 18.
  • the knobs have a head 15 which rests like a mushroom head on an undercut stem 16 and is slightly larger in diameter than a bore 6 in the Sheath 5. After mounting the jacket 5 on the support disks 8, the knob heads 15 are compressed between outer cover 7 and shell 5 by placing the outer cover 7 or by tightening the second component 21 and seal the bore 6 from.
  • the polymer strip 9 which is bent in an annular manner and "clipped" to the shell end on the inner circumference, has a comb-shaped end 17. As a result, there are overlaps in the joint, which ensure a good seal in the shoe roll each other.
  • other forms are conceivable here.
  • connecting elements 1 1 can be considered as nubs 12. Also, no number of connecting element rows 13.1, 13.2 should be prescribed.
  • Fasteners 1 1 can be attached to both of these parts before connecting elastic ring 10 and jacket 5.
  • the only important thing for the invention is that a simple solvable
  • Possibility of connecting jacket 5 and elastic ring 10 is provided, which is used prior to assembly of the shell.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Schuhwalze zum Entwässern oder Glätten einer laufenden Faserstoffbahn, insbesondere Papier- oder Kartonbahn innerhalb einer Maschine zur Herstellung und/oder Veredelung der Faserstoffbahn, mit einer feststehenden Achse (2), auf der sich wenigstens ein Schuh (3) abstützt, der gegen einen flexiblen, austauschbaren Pressmantel (5) wirkt, wobei der Pressmantel (5) in seinen Endbereichen (41) an stirnseitigen drehbaren Tragscheiben (8) oder damit verbundenen Bauteilen dichtend befestigbar, gegen einen elastischen Ring (10) radial eindrückbar und bei einem Austausch des Pressmantels (5) wieder lösbar ist. Um den Austauschprozess zu vereinfachen, ist vorgesehen, dass der elastische Ring (10) und der Mantelendbereich (41) mittels Verbindungselementen (11) vor dem Aufziehen des Mantels (5) verbindbar sind.

Description

SCHUHWALZE, VERFAHREN ZUM AUSTAUSCH EINES MANTELS AN
EINER SCHUHWALZE UND ELASTISCHER RING FÜR EINE SCHUHWALZE
Die Erfindung betrifft eine Schuhwalze zum Entwässern oder Glätten einer laufenden Faserstoffbahn, insbesondere Papier- oder Kartonbahn innerhalb einer Maschine zur Herstellung und/oder Veredelung der Faserstoffbahn, mit einer feststehenden Achse, auf der sich wenigstens ein Schuh abstützt, der gegen einen flexiblen, austauschbaren
Pressmantel wirkt, wobei der Pressmantel in seinen Endbereichen an stirnseitigen drehbaren Tragscheiben oder damit verbundenen Bauteilen dichtend befestigbar, gegen einen elastischen Ring radial eindrückbar und bei einem Austausch des Pressmantels wieder lösbar ist.
Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Austausch eines Mantels an einer solchen Schuhwalze.
Außerdem betrifft die Erfindung einen elastischen Ring in einer solchen Schuhwalze.
Der Mantel einer Schuhwalze muss von Zeit zu Zeit, beispielsweise wegen Verschleißes, gewechselt werden. Dazu werden bei den Walzen, die an den Tragscheiben befestigten Mantelenden gelöst und der gesamte Mantel wird von der Achse abgezogen. Der umgekehrte Vorgang des Aufbringens eines Austauschmantels wird im Folgen mit dem Begriff „Aufziehen" beschrieben.
Häufig arbeitet eine Schuhwalze mit einer Gegenwalze zusammen und bildet einen sogenannten verlängerten Nip oder auch Breitnip genannt, in dem die Faserstoffbahn unter Druck behandelt wird. Der Schuh der Schuhwalze hat dabei eine dem Mantel zugewandte Andruckfläche, die nicht dem Radius der Schuhwalze entsprechend konvex gekrümmt ist. Vielmehr hat der Schuh an dieser Stelle häufig eine konkave Form, die dem Radius der Gegenwalze angepasst ist. Dadurch wird der flexible Mantel während seines Umlaufs aus der normalerweise konvexen Form im Nip in eine konkave Form verbogen und unterliegt im Betrieb dieser ständigen Wechselbelastung. Dies hat ganz besonderen Einfluss auf die Endbereiche des Mantels, die in der Regel kreisrund an den Stirnscheiben eingespannt sind.
Für die Breitnipwalzen, die von der Anmelderin als NipcoFlex-Walzen bezeichnet werden, werden biegeweiche Mäntel aus Polyurethan o. ä. Werkstoffe eingesetzt. Diese werden am Rand auf kreisförmige
Spannscheiben gezogen und formschlüssig und dicht mit diesen verbunden. In der Praxis wird der Mantelrand mit gelochten Laschen versehen, die mit Schrauben an der Spannscheibe fixiert werden.
Zusätzlich wird der Innenraum der Walze unter einen geringen Überdruck (ca. 0,1 barü) gesetzt, um den Rundlauf zu verbessern. Der Mantel wird förmlich aufgepustet. Die Schmierung zwischen Schuh und Mantel erfolgt in der Regel mit Öl. Aus diesem Grund muss die Einspannung
hinreichend fluiddicht sein.
Wenn der Mantel aus einem härteren Material wie z.B. Epoxid, Metall, Metallgewebe, Compositematerial, armiertem Polyurethan o. ä. besteht, muss der Mantel über einen elastischen Ring an die Spannscheibe angebunden werden, um die Biegespannungen, die durch das Eintauchen der Gegenwalze in die Breitnipwalze entstehen, zu reduzieren. Dieser elastische Ring kann beispielsweise aus einem luftgefüllten Schlauch gebildet sein, der im Bereich der Eintauchung komprimiert wird. An dieser Stelle wird der Offenbarungsgehalt der EP 0 839 953 B1 berücksichtigt, in der bereits ein elastischer Ring vorgestellt ist, der es erlaubt den Mantel am Rand radial einzudrücken. Dadurch wird der Mantel deutlich weniger beansprucht, als wenn er im Bereich des Schuhs eine konkave und in den Endbereichen eine konvexe Form annehmen muss.
Da die Schuhe hydrodynamisch oder hydrostatisch an den Mantel gepresst werden, muss der Innenraum der Schuhwalze vollständig abgedichtet sein, damit kein Druckfluid auf die Faserstoffbahn gelangen kann.
Allerdings gestaltet sich ein Ein- und Ausbau des Mantels bei den bisher eingesetzten Schuhwalzen sehr schwierig. Denn es ist zu
berücksichtigen, dass der Mantel nicht ohne Unterstützung seine
Kreisform einnehmen will, sondern zusammensacken würde, und außerdem eine Größenordnung von über einem Meter Durchmesser und bis zu zehn Meter Länge haben kann. Es ist also die Aufgabe der Erfindung, eine Schuhwalze des Oberbegriffs zu schaffen, bei der das Aufziehen eines Mantels aus Epoxid, Metall, Metallgewebe, Compositematerial, armiertem Polyurethan o. ä.
vereinfacht wird. Es ist weiterhin die Aufgabe der Erfindung ein Verfahren zum Austausch eines Mantels vorzugeben, mit dem dieser vereinfacht wird.
Gelöst wird die Aufgabe bezüglich der Schuhwalze dadurch, dass der elastische Ring und das Mantelende mittels Verbindungselementen vor dem Aufziehen des Mantels verbindbar sind. Auf diese Weise wird die arbeitserleichternde Möglichkeit geschaffen, den Mantel beim Aufziehen gemeinsam mit dem elastischen Ring über die Achse auf die gelagerten Tragscheiben zu führen, was ein gegenseitiges Verrutschen verhindert. Die bislang verfolgten, durch die Konstruktionen des Standes der Technik möglichen Vorgehensweisen bei einem
Austausch eines Mantels sind wesentlich komplizierter und gefährlicher für den elastischen Ring. Dieser kann, wenn er bereits vor dem Aufziehen eines Mantels auf der Tragscheibe angebracht ist, leicht zerstört werden, insbesondere wenn ein Mantel aus einem härteren Material, wie beispielsweise Metall gewählt wurde. Durch das gemeinsame Aufziehen von Mantel und elastischem Ring wird ein Entstehen von Undichtigkeiten verhindert. Der Mantel kann im Nip durch die Elastizität des Ringes so weit radial nach innen verformt werden, dass er der konkaven Form der Schuhandrückfläche folgen kann. Die Verbindungselemente können durch mechanische Bauteile oder auch durch einen Klebstoff gebildet sein.
Es ist vorteilhaft, wenn die Verbindungselemente aus dem gleichen Material wie der elastische Ring bestehen. Der elastische Ring und die Verbindungselemente werden also im gleichen Arbeitsgang,
beispielsweise einem Spritzgussverfahren, hergestellt. Es fallen keine zusätzlichen Bauteile als Verbindungselemente an.
Die fortführende Beschreibung beschränkt sich ausführungsmäßig auf diese Verbindung der Verbindungselemente mit dem elastischen Ring. Es soll aber ausdrücklich darauf hingewiesen werden, dass von der
Erfindung ebenso umfasst sein soll, die Verbindungselemente analog am Mantelende vorzusehen. Bevorzugt besitzt der elastische Ring an seinem äußeren Umfang
Noppen, die in gegenüberliegende Mantelbohrungen eindrückbar sind. Zweckmäßig sind diese Noppen pilzförmig ausgebildet, also mit
Hinterschnitten versehen. Mit derartigen Noppen ist die Vormontage des elastischen Rings am Mantel sehr einfach vorzunehmen. Der Pilzkopf, der im Durchmesser etwas größer ist als die Bohrung im Mantel, wird zusammengedrückt und spreizt sich nach dem Durchtritt wieder. Dadurch wird ein sicherer Halt gewährleistet. Es ist von Vorteil, wenn der elastische Ring aus einem oder mehreren Polymerprofilen geformt ist. Ein solches in der Regel flaches Profil ist deutlich einfacher herzustellen als ein Ring. Außerdem wird die Montage am Walzenmantel erheblich vereinfacht. Von besonderem Vorteil ist es dann, wenn die Enden des Polymerprofils kammartig ausgebildet sind. Ein durch zwei Enden des Polymerprofils gebildeter Stoß zeigt dadurch in axialer Walzenrichtung Überlappungen, was der besseren Abdichtbarkeit dient. Die aneinandergrenzenden Enden des Polymerprofils greifen quasi wie Puzzleteile ineinander und
verschließen die Trennfuge.
Bevorzugt weist der elastische Ring mehrere Reihen von
Verbindungselementen in Umfangsrichtung auf, wobei die
Verbindungselemente der einzelnen Reihen auf dem Umfang versetzt zueinander angeordnet sind. Dadurch wird ein Herstellverfahren, beispielsweise bei der Entnahme eines Polymerprofils mit Noppen aus einer Spritzgussform, vereinfacht. Außerdem wird die Anlage des
Polymerprofils am Innenumfang des Walzenendbereichs verbessert. Mit Vorteil ist dafür gesorgt, dass der elastische Ring Bohrungen aufweist, durch die Drehmomentaufnehnner und/oder Axialschubaufnehmer steckbar sind. Damit ist sichergestellt, dass die Zug- und
Torsionsspannungen im Mantel über die Tragscheiben abgeleitet werden können. Die Drehmomentaufnehmer und/oder Axialschubaufnehmer können im einfachsten Fall Schrauben sein, die durch einen Außendeckel bis in die Tragscheibe oder damit verbundene Bauteile reichen. Damit ist eine einfache Befestigung des Mantels möglich. Vorzugsweise sind für einen gegebenenfalls segmentierten und
anschraubbaren Außendeckel Radialdruckbegrenzer vorgesehen. Mit den Radialdruckbegrenzern ist ein Zusammendrücken des elastischen Ringes eingeschränkt und verhindert somit eine Überlastung des Materials. Es ist von Vorteil, wenn in radialer Richtung weiter innen unterhalb des elastischen Ringes zwei Bauteile mit komplementären konischen Flächen aufeinanderliegen, von denen wenigstens eines axial verschiebbar ist. In der Regel werden diese Bauteile zwei Ringe sein, es sollen aber auch konisch geformte Backen nicht von der Erfindung ausgeschlossen werden. Durch axiales Verschieben eines dieser Ringe erhält man mit dem anderen komplementären Gegenstück einen radialen Spielraum unterhalb des elastischen Ringes, so dass es noch einmal einfacher wird, den Mantel gemeinsam mit dem elastischen Ring auf die Tragscheibe zu bringen.
Um beide Bauteile auf dem Umfang nicht segmentieren zu müssen, ist es von ganz besonderem Vorteil, wenn eines der Bauteile aus einem
Material mit einer elastischen Dehnbarkeit von mindestens 3% besteht. 3% Dehnbarkeit schafft auf einem Durchmesser von einem Meter einen radiales Zusammenziehen von etwa 30 mm. Dieser Wert garantiert ein leichtes Aufziehen des Mantels mit elastischem Ring. Außerdem liegt ein solcher Ring auf seinem ganzen Umfang immer fluiddicht an dem konischen Gegenstück an. Die Aufgabe bezüglich des vereinfachenden Austauschverfahrens eines Mantels wird dadurch gelöst, dass an dem Mantel im Mantelendbereich ein elastischer Ring mittels Verbindungselementen angebracht wird, bevor der Mantelendbereich an stirnseitigen drehbaren Tragscheiben oder damit verbundenen Bauteilen dichtend befestigt wird.
Bevorzugt wird der elastische Ring am Mantelendbereich angebracht, indem Noppen, die mit dem elastischen Ring verbunden sind, in
entsprechende Mantelbohrungen im Mantelendbereich eingedrückt werden. Die Verbindung ist besonders einfach herzustellen und
verhindert ein Verrutschen von Mantel und elastischem Ring beim
Aufziehen des Mantels.
Die Aufgabe wird mit einem elastischen Ring in der Weise gelöst, dass er mit Verbindungselementen versehen ist, die vor einem Mantelaufzug mit den Mantelendbereichen verbindbar sind. Ein derartiger Ring ist wie bereits beschrieben, beim Aufziehen eines Mantels sinnvoll einsetzbar.
Mit Vorteil sind die Verbindungselemente Noppen, die aus dem gleichen Material, wie der elastische Ring bestehen. Das bedeutet, der Ring ist als ein Spritzgussteil herstellbar.
Vorzugsweise ist der Ring aus einem Polymerprofil geformt. Ein flaches Profil ist noch leichter herstellbar. Wegen seiner Elastizität kann es mühelos zu einem Ring geformt werden, der über seine
Verbindungselemente am Mantelende befestigt werden kann. Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. In dieser zeigt
Figur 1 einen Ausschnitt aus dem Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Schuhwalze
Figur 2 eine Vergrößerung des Einspannbereichs des Mantels aus Fig. 1 im Längsschnitt
Figur 3 eine alternative Ausgestaltung des Einspannbereichs des Mantels im Längsschnitt
Figur 4 eine dreidimensionale Darstellung eines
Polymerprofils, aus dem der elastische Ring der Erfindung geformt wird und
Figur 5 einen Querschnitt durch eine Schuhwalze des
Standes der Technik zur Erläuterung
Mit Figur 5 wird anhand einer Skizze einer Schuhwalze des Standes der Technik ein vordringliches und zugrunde liegendes Problem erläutert, das bei der Lösung der Aufgabe der Erfindung zu beachten war. In der Zeichnung ist eine Schuhwalze 1 im Querschnitt gezeigt, die mit einer Gegenwalze zusammen wirkt und einen Nip 30 bildet, in dem eine nicht dargestellte Faserstoffbahn behandelt werden kann. Die Schuhwalze 1 besitzt einen umlaufenden Mantel 5 (Laufrichtung L), der an seinen Enden an Tragscheiben 8 befestigt ist. Der umlaufende Mantel 5 beschreibt somit an seinen Enden eine nahezu kreisrunde Bahn und hat die Mantelform A (gestrichelte Linie). Durch die Schuhwalze zieht sich eine Achse 2, auf die sich mittels wenigstens eines hydraulischen
Stützelements 4 mindestens ein Schuh 3 abstützt und gegen den Mantel 5 in Richtung Gegenwalze 28 anpressbar ist. Zur Verringerung der Reibung wird die Andruckfläche 29 des Schuhs 5 mit Öl geschmiert, gegen das die Schuhwalze 1 abgedichtet sein muss. Die Andruckfläche 29 des Schuhs 3 ist konkav geformt und der Gegenwalze 28 angepasst. Dadurch wird ein breiter Nip 30 von mindestens 30 mm Länge in
Umfangsrichtung erzeugt. Das bedeutet für den Mantel 5 jedoch, dass er im Bereich der Gegenwalze ständigen Wechselbelastungen ausgesetzt ist und die Form B annimmt, während er im Randbereich rund bleibt (A). Die unterschiedlichen Laufbahnen A und B sind in der Figur 5 übertrieben dargestellt, um sie besser veranschaulichen zu können. Tatsächlich bewegt sich der Höhenunterschied zwischen dem Tiefpunkt in der konkaven Andruckfläche 29 und der Kreisbahn A im Millimeterbereich oder sogar darunter. Die sich ergebenden erhöhten Spannungen sind jedoch nicht zu vernachlässigen und umso problematischer, je steifer der Mantel 5 ist. Man musste also zusehen, wie in der EP 0 839 953 B1 einen elastischen Ring einzusetzen, der es erlaubt die konkave Form des Mantels, die er am Schuh erfährt, auch bis zum Ende des Mantels 5 fortsetzen zu können. Bei einer solchen Walze ist das Aufziehen und Abdichten des Mantels allerdings schwierig.
Gelöst wird dieses Problem durch die Schuhwalze, wie sie in Figur 1 dargestellt ist. Da die wesentlichen Merkmale der Erfindung dort nur schwer erkennbar sind, werden die (alternativen) Details der
Manteleinspannung 40 in der Beschreibung zu den Figuren 2 bis 4 erläutert. In Figur 1 ist der Mantel 5 zu erkennen der mittels der
Lageranordnung 31 drehbar um die feststehende Achse 2 abgestützt ist. Auf einem Lagerinnenring, der die Achse umschließt, hat die
Lageranordnung 31 ihren Sitz. Diese ist nach außen durch eine bekannte Dichtungsanordnung 32 abgedichtet, damit kein Schmierfluid aus der Walze und der Lagerung entweichen kann. An einem äußeren Lagerring 35 ist die Tragscheibe 8 befestigt. Die Tragscheibe 8 umfasst an ihrem Ende die Manteleinspannung 40. Zum besseren Verständnis des Aufbaus sind auf der rechten Seite noch ein Stück des Schuhs 5 und auch aus anderen Schuhwalzen bekannte hydraulische Stützelemente 4 in Form einer Kolben-Zylinder-Einheit 34 dargestellt, mit denen das Druckprofil über die Bahnbreite im Nip 30 eingestellt werden kann. In Figur 2 ist die Manteleinspannung 40 näher dargestellt. Es ist die
Loslagerseite einer Manteleinspannung 40 mit einem Polymerprofil 9 zu sehen. Das Polymerprofil ist zu einem Ring 10 geformt und über
Verbindungselemente 1 1 mit dem Mantel 5 im Mantelendbereich 41 verbunden. In dieser speziellen Ausgestaltung sind zwei umlaufende Reihen 13.1 und 13.2 mit Noppen 12 einstückig mit dem Polymerprofil 9 verbunden. Dazwischen besitzt das Polymerprofil, das zu dem elastischen Ring 10 geformt ist, eine Reihe von Bohrungen 14, durch die ein
Drehmoment- und/oder Axialschubaufnehmer 18, hier einfach in Form von Schrauben 25, gesteckt werden kann.
Passend zu den Noppenreihen 13.1 und 13.2 sowie den Bohrungen 14 im elastischen Ring 10 ist der Mantel 5 im Randbereichen über den gesamten Umfang dreireihig gelocht, wobei die beiden äußeren
Lochreihen der Aufnahme der Noppen 12 dienen. Diese haben eine pilzförmige Form mit einem Noppenkopf 15 und einer
Noppenhinterschneidung 16, was wesentlich besser in Figur 4 zu erkennen ist. Durch die mittlere Lochreihe werden die Drehmoment- und/oder Axialschubaufnehmer 18 montiert. Die Schrauben 25, die jeweils einen Drehmoment- und/oder Axialschubaufnehmer 18 bilden, sind auch das Befestigungsmittel für den Außendeckel 7, der bevorzugt mehrteilig ausgebildet ist.
Der elastische Ring 10 muss im Betrieb so eingebracht sein, dass er sich so weit eindrücken lässt, wie es die konkave Form des Schuhs vorgibt. Deshalb ist ein Radialhubbegrenzer 19 vorgesehen, der in dem Ausführungsbeispiel in Form einer Buchse die Schraube 25, also einen Drehmoment- und/oder Axialschubaufnehmer 18 umgibt. Durch diesen wird verhindert, dass der Außendeckel 7 den elastischen Ring 10 bereits über den Mantel 5 zu stark zusammenpresst. Der Radialhubbegrenzer 19 sitzt in zylindrischen Senkungen, die am Umfang des Abstützrings 38 eingebracht sind. Beim Anziehen der Zylinderschrauben 25 werden die pilzförmigen Noppen 12 der Polymerprofile 9 durch den am Umfang segmentierten Aussendeckel 7 vorgespannt. Dabei legen sich die
Radialhubbegrenzer 19 in zylindrische Senkungen auf der Innenseite des Außendeckels 7 an. Dadurch werden der Spannweg und damit auch die radiale Vorspannung begrenzt und gleichzeitig sichergestellt, dass diese überall gleich groß ist. Darüber hinaus nehmen die Radialhubbegrenzer 19 die aus der Mantelvorspannung resultierende Axialkraft auf und übertragen sie auf die Drehmoment- und/oder Axialschubaufnehmer 18.
Der Außenring 37, der mit Schrauben 26 an der Tragscheibe 8
angeschraubt ist, sichert den Abstützring 38 axial. Auf der Loslagerseite der Schuhwalze ist ein Spiel 39 vorgesehen, damit sich der Mantel 5 ausdehnen kann. Dies ist besonders wichtig, wenn der Mantel
beispielsweise aus Metall besteht und mit einer heißen Gegenwalze 28 den Nip 30 bildet.
Während zwischen Mantel und Abstützring 38 der elastische Ring 10 gleichzeitig als Dichtelement fungiert, ist radial weiter innen zwischen Abstützring 38 und der Tragscheibe 8 ein Dichtring 33 vorgesehen.
Figur 3 zeigt eine alternative, noch einmal verbesserte Ausgestaltung der Manteleinspannung 40. Anstelle eines harten Abstützringes 38, auf dem der elastische Ring 10 im Betrieb ruht, ist ein erstes Bauteil 20 in Form eines bereits aufgeweiteten dehnbaren Ringes vorgesehen. Das erste Bauteil 20 ist konisch geformt und besitzt eine konische Fläche 22. Daran liegt, ebenfalls mit einer konischen Fläche 23 ein zweites Bauteil 21 an, das in nicht dargestellter Weise mit dem Außenring 37 verschraubt und somit auch mit der Tragscheibe verbunden ist. Wird diese Verschraubung gelockert, so wird das zweite Bauteil axial verschoben und wandert - auf die Figur blickend - nach rechts. Dadurch kann sich das aufgeweitete erste Bauteil 20, das sich mindestens um 3% elastisch dehnen lässt, zusammenziehen seinen Durchmesser verkleinern, indem es sich wieder entspannt. Als Material ist in diesem Ausführungsbeispiel PEEK
(Polyetheretherketon) gewählt, das sich um mehr als 5% elastisch dehnen lässt.
Sobald der Außendeckel demontiert ist, lässt sich nach Herausziehen der Drehmoment- und/oder Axialschubaufnehmer 18 der Mantel 5 mitsamt dem elastisch Ring 10 leicht abziehen. Die Aufnahme der Axialkraft erfolgt bei dieser Variante durch eine Vielzahl am Umfang des ersten Bauteils 20 angeordneter Zylinderstifte. Diese werden durch den
Aussendeckel 7 radial gesichert. Genauso einfach verhält es sich beim umgekehrten Vorgang des Neuaufziehens eines Mantels 5.
Dazu wird zunächst ein Polymerprofil 9, wie es in Figur 4 gezeigt ist, mit seinen Noppen 12 in Bohrungen 6 im Mantelendbereich 41 eingedrückt. Es können auch mehrere kurze Profile in Umfangsrichtung hintereinander liegen. Die Noppen sind beispielsweise zweireihig angeordnet, 13.1 und 13.2, und zwar versetzt, so dass sich das Polymerprofil leichter durch einen Spritzguss herstellen lässt (Formentnahme). Zwischen den
Noppenreihen gibt es eine Reihe Bohrungen 14, durch die später die Drehmoment- und/oder Axialschubaufnehmer 18 greifen. Die Noppen besitzen einen Kopf 15, der wie ein Pilzkopf auf einem hinterschittenen Stiel 16 ruht und im Durchmesser etwas größer ist als eine Bohrung 6 im Mantel 5. Nach dem Aufziehen des Mantels 5 über die Tragscheiben 8 werden durch Aufsetzen des Außendeckels 7 oder durch Festschrauben des zweiten Bauteils 21 die Noppenköpfe 15 zwischen Außendeckel 7 und Mantel 5 zusammengedrückt und dichten die Bohrung 6 ab.
Das Polymerband 9, das ringförmig gebogen und an das Mantelende am Innenumfang„angeclipst" wird, hat ein kammförmiges Ende 17. Dadurch kommt es im Stoß zu Überlappungen, die für eine gute Dichtung in der Schuhwalze sorgen. Die„Zinken" des Kammes greifen quasi ineinander. Selbstverständlich sind hier auch andere Formen denkbar.
Von den dargestellten Ausführungsformen kann überhaupt in vielfacher Hinsicht abgewichen werden, ohne den Grundgedanken der Erfindung zu verlassen. Insbesondere können andere Verbindungselemente 1 1 als Noppen 12 in Betracht gezogen werden. Auch soll keine Anzahl von Verbindungselementreihen 13.1 , 13.2 vorgeschrieben sein. Die
Verbindungselemente 1 1 können vor dem Verbinden von elastischem Ring 10 und Mantel 5 an beiden dieser Teile befestigt sein. Für die Erfindung wichtig ist lediglich, dass eine einfache lösbare
Verbindungsmöglichkeit von Mantel 5 und elastischem Ring 10 vorgesehen ist, die vor der Montage des Mantels genutzt wird.
Bezugszeichenliste
1 Schuhwalze
2 Achse
3 Schuh
4 Hydraulisches Stützelement
5 Pressmantel
6 Mantelbohrung
7 Außendeckel
8 Tragscheiben
9 Polymerprofil
10 Elastischer Ring
1 1 Verbindungselement
12 Noppen
13.1 , 13.2 Verbindungselementreihe
14 Bohrung im elastischen Ring
15 Noppenkopf
16 Noppenhinterschneidung
17 Kammförmiges Ende
18 Drehmoment- und/oder Axialschubaufnehmer
19 Radialdruckbegrenzer
20 Bauteil 1
21 Bauteil 2
22 Konische Fläche 1
23 Konische Fläche 2
24 Lager
25 Schraube
26 Schraube
27 Schraube 8 Gegenwalze
9 Konkave Andruckfläche0 Nip
1 Lageranordnung
2 Dichtungsanordnung3 Dichtungsring
4 Kolben-Zylinder-Einheit5 Lagerring
6 Lagerinnenring
7 Außenring
8 Abstützring
9 Axialspiel
0 Manteleinspannung
1 Mantelendbereich
L Laufrichtung
A Mantelfornn am Mantelende
B Mantelform im Schuhbereich

Claims

Patentansprüche
1 . Schuhwalze zum Entwässern oder Glätten einer laufenden
Faserstoffbahn, insbesondere Papier- oder Kartonbahn innerhalb einer Maschine zur Herstellung und/oder Veredelung der
Faserstoffbahn, mit einer feststehenden Achse (2), auf der sich wenigstens ein Schuh (3) abstützt, der gegen einen flexiblen, austauschbaren Pressmantel (5) wirkt, wobei der Pressmantel (5) in seinen Endbereichen (41 ) an stirnseitigen drehbaren Tragscheiben (8) oder damit verbundenen Bauteilen dichtend befestigbar, gegen einen elastischen Ring (10) radial eindrückbar und bei einem
Austausch des Pressmantels (5) wieder lösbar ist, dadurch
gekennzeichnet, dass der elastische Ring (10) und der
Mantelendbereich (41 ) mittels Verbindungselementen (1 1 ) vor dem Aufziehen des Mantels (5) verbindbar sind.
2. Schuhwalze gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungselemente (1 1 ) aus dem gleichen Material wie der elastische Ring (10) bestehen.
3. Schuhwalze gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, dass der elastische Ring (10) an seinem äußeren Umfang Noppen (12), die in gegenüberliegende Mantelbohrungen (6) eindrückbar sind, besitzt.
4. Schuhwalze gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, dass der elastische Ring (10) aus einem oder mehreren Polymerprofilen (9) geformt ist. Schuhwalze gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Enden (17) des Polymerprofils (9) kammartig ausgebildet sind.
Schuhwalze gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, dass der elastische Ring (10) mehrere Reihen von Verbindungselementen (13.1 , 13,2) in Umfangsrichtung aufweist, wobei die Verbindungselemente (1 1 ) der einzelnen Reihen auf dem Umfang versetzt zueinander angeordnet sind.
Schuhwalze gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, dass der elastische Ring (10) Bohrungen (14) aufweist, durch die Drehmomentaufnehmer und/oder
Axialschubaufnehmer (18) steckbar sind. 8. Schuhwalze gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch
gekennzeichnet, dass für einen gegebenenfalls segmentierten und anschraubbaren Außendeckel (7) Radialdruckbegrenzer (19) vorgesehen sind.
Schuhwalze gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch
gekennzeichnet, dass in radialer Richtung weiter innen unterhalb des elastischen Ringes (10) zwei Bauteile (20, 21 ) mit komplementären konischen Flächen (22, 23) aufeinanderliegen, von denen wenigstens eines axial verschiebbar ist.
0. Schuhwalze gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass eines der Bauteile (20, 21 ) aus einem Material mit einer elastischen
Dehnbarkeit von mindestens 3% besteht.
1 1 . Verfahren zum Austausch eines Mantels (5) an einer Schuhwalze (1 ) gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch kennzeichnet, dass an dem Mantel (5) im Mantelendbereich (41 ) ein elastischer Ring (10) mittels Verbindungselementen (1 1 ) angebracht wird, bevor der Mantelendbereich (41 ) an stirnseitigen drehbaren Tragscheiben (8) oder damit verbundenen Bauteilen dichtend befestigt wird.
12. Verfahren gemäß Anspruch 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der elastische Ring (10) am Mantelendbereich (41 ) angebracht wird, indem Noppen (12), die mit dem elastischen Ring (10) verbunden sind, in entsprechende Mantelbohrungen (6) im Mantelendbereich (41 ) eingedrückt werden.
13. Elastischer Ring für eine Schuhwalze gemäß der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass er mit Verbindungselementen (1 1 ) versehen ist, die vor einem Mantelaufzug mit den Mantelendbereichen (41 ) verbindbar sind.
14. Elastischer Ring gemäß Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungselemente (1 1 ) Noppen (12) sind, die aus dem gleichen Material, wie der elastische Ring bestehen.
15. Elastischer Ring gemäß Anspruch 13 oder 14, dadurch
gekennzeichnet, dass der Ring aus einem Polymerprofil geformt ist.
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