DE3102526A1 - Presswalze fuer bandfoermiges gut - Google Patents

Presswalze fuer bandfoermiges gut

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Description

P 3801 J-M. Voith GmbH
Kennwort: "Verlängerte Preßzone II" Heidenheim
Preßwalze für bandförmiges Gut
Die Erfindung betrifft eine Preßwalze für bandförmiges Gut, die mit einer Gegenwalze zusammenwirkt, insbesondere für eine Papiermaschine zum Entwässern von Filzen und Trägergewebe, mit einer einen elastisch verformbaren Außenmantel aufweisenden Einrichtung zum Bilden einer verlängerten Preßzone und einem Innenmantel zum Abstützen des Außenmantels über seinen Umfang.
Es ist bekannt, eine solche verlängerte Preßzone anzuwenden, um die Entwässerung, verglichen mit normalen Walzen, wesentlich zu erhöhen. Bei graphischen Papieren z.B. kann auf diese Weise der Trockengehalt der Bahn von 40 bis 45 % atro auf 55 bis 60 % atro erhöht werden. Bei hygienischen Papieren ist es bedeutsam, daß neben der Steigerung des Trockengehaltes das
Produkt bezüglich geforderter Weichheit durch eine verlängerte PreSzone sehr positiv beeinflußt werden kann. Beim Zusammenwirken zweier Walzen, von denen wenigstens eine einen auf einem festen Walzenmantel aufgebrachten verformbaren Außenmantel aufweist, wird zwar eine in Bahnrichtung längere Preßzone erhalten. Eine solche Walze ist beispielsweise aus der DE-AS 25 22 657 bekannt. Die hier gezeigte Walze ist vorzugsweise für die Anwendung als Presseurwalze im Rotationsdruck bestimmt. Sie ist jedoch nicht für einen höheren Druck geeignet, wie er insbesondere bei der Entwässerung von Papierbahnen notwendig ist. Die obere Druckgrenze liegt bei ca. 25 kp/cra , und die Standzeit ist sehr gering. Ein Gummiüberzug z.3. erwärmt sich und führt zur Zerstörung der Bahn.
Zur Erzielung einer verlängerten FreSzone mit höherem Druck ist es insbesondere im Papiermaschinenbau bekannt, den tragenden Filz mit der Papierbahn zwischen zwei umlaufenden Bändern durchzuführen, gegen die von beiden Seiten her über eine bestimmte Länge hydrostatische Druckglieder gepreßt werden. Aufgrund der besonderen Formgebung und Ausbildung der Druckglieder kann entlang der Bahn ein bestimmtes Druckprofil erhalten werden (US-PS 3 808 092). Die Abdichtung einer solchen Vorrichtung nach außen ist jedoch sehr kritisch. Besonders problematisch ist es, wenn die Druckglieder von der Bahn abgehoben werden sollen. Dies kann nicht geschehen, ohne vorher das öl abzusaugen.
Ss ist ferner bekannt, ein umlaufendes Band mittels eines Preßschuhes hydrostatisch gegen eine umlaufende Walze zu drücken (US-PS 3 853 698). Auch hier ist es sehr schwierig, gegen seitlichen ölaustritt abzudichten. Selbst mit aufwendigen Abdichtungen ist eine solche Konstruktion nicht völlig dicht zu bekommen. Für den Betrieb 1st dies sehr nachteilig. Das Band kann im freien Teil Schmutz ansetzen. Es ist deshalb erforderlich, daß es vor dem Einlauf abgeschabt wird. Auch hier ist die Hydrostatik beim öffnen und Schließen des Pre3schuhes sehr hinderlich.
Weiterhin ist eine Schlauchwalze zum Anpressen eines Materialbandes gegen einen Trockenzylinder bekannt, der auf einem mit umlaufenden Innenmantel über entlang seinem Innenumfang verteilte, in der Preßzone auf den Anpreßdruck aufblasbare in sich geschlossene Segmentschläuchen abgestützt ist. (DE-AS 1 923 784) Für eine solche Vorrichtung ist eine besondere Steuervorrichtung erforderlich, durch welche die jeweilig in der Preßzone befindlichen Segmentschläuche druckbeaufschlagt werden. Es ergibt sich dadurch eine relativ komplizierte und aufwendige Konstruktion, wobei insbesondere die Abdichtung zwischen den gegeneinander rotierenden Teilen sehr problematisch ist. Die Schlauchsegmente sind für hohe Drücke ungeeignet, so daß der Überdruck nur durch ein Gas erzeugt werden kann. Bei Anwendung von zur Erzeugung höherer Drucke erforderlichen inkompvessiblen flüssigen Druckmedien würden bei hohen Maschinengeschwindigkeiten von über 200 Meter pro Minute zu hohe Strömungsgeschwindigkeiten in den Zu- und Ableitungen zu den einzelnen Kammern auftreten, welche zu Kavitation führen würden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Preßwalze der eingangs genannten Gattung so auszubilden, daß keine besonderen Abdichtprobleme entstehen, welche Leckagen zum herzustellenden Produkt vermeiden und welche die Anwendung relativ hoher Drücke zwischen Außenmantel und der Gegenwalze zuläßt.
Die Erfindung löst das Problem durch eine Preßwalze, in welcher der Innenmantel feststeht und wenigstens in der Preßzone zwischen Innen- und Außenmantel durchbeaufschlagbare Kammern vorgesehen sind.
In einer solchen erfindungsgemäßen Preßwalze sind die hydraulischen Einrichtungen innerhalb der Walze mechanisch abgeschlossen, so daß keine Leckage zum herzustellenden Produkt möglich ist. Zur Zuführung des Druckmittels sind keine komplizierten
Steuerorgane erforderlich. Da der Innenmantel, an dessen Peripherie die Druckkammern gebildet sind, feststeht, ist es auch nicht erforderlich, ständig das Druckmittel in diese einzudrücken und wieder herauszudrücken, so daß die Gefahr von Kavitation völlig entfällt.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung erfolgt der Antrieb des Außenmantels durch wenigstens eine an den Außenmantel anpreßbare Antriebswalze. In einer möglichen Ausbildung der Erfindung sind die Kammern durch radial nachgiebige Zwischenelemente abgeteilt. Dabei sind vorzugsweise die Zwischenelemente als sich axial über die Walzenbreite erstreckende Stege ausgebildet.
In einer besonders vorteilhaften weiteren Ausbildungsmöglichkeit der Erfindung ist der Außenmantel unmittelbar auf dem Innenmantel gleitend gelagert und die Kammern in der Preßzone sind durch Ausnehmungen im Innenmantel gebildet. Vorzugsweise dienen dabei Ausnehmungen außerhalb der Preßzone zum Zuführen eines Gleitmittels, um ein leichtes Gleiten des auf dem Innenmantel aufliegenden Außenmantels zu gewährleisten.
Zur Erzielung eines einwandfreien Antriebes durch die an den Außenmantel anpreßbare Antriebswalze bzw. Antriebswalzen ist an der Stelle, an welcher eine Antriebswalze gegen den Außenmantel drückt, im Innenmantel eine an der Innenseite des Außenmantels anliegende von innen her druckbeaufschlagbare Druckleiste angeordnet. Durch neben der Druckleiste vorgesehene Kammern für ein Schmiermittel wird auch für ein einwandfreies Gleiten des Außenmantels auf der Druckleiste gesorgt.
Zur Erzielung eines unterschiedlichen Druckprofils über die Walzenbreite werden die Kammern über die Walzenbreite zweckmäßigerweise durch Querstege unterteilt. Diese über die Walzenbreite gebildeten Einzelkammern können so mit unterschiedlichem Druck beaufschlagt werden.
Die Erfindung ist im folgenden in mehreren Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung näher erläutert. Darin zeigt:
Fig. 1 schematisch im Schnitt eine Preßwalze nach der Erfindung; Fig. 2 vergrößert einen Ausschnitt der Preßwalze nach Fig. 1;
Fig. 3 im Diagramm die Druckverteilung innerhalb der verlängerten Preßzone;
Fig. 4 schematisch im Schnitt eine Alternativausbildung der Preßwalze nach der Erfindung;
Fig. 5 eine weitere Alternativ-Ausbildung der Preßwalze nach Fig. 4- und
Fig. 6 vergrößert einen Ausschnitt einer Alternativ-Ausbildung der Preßwalze im Bereich der Preßzone.
Die in Fig. 1 dargestellte Preßwalze 1 wirkt mit der Gegenwalze 2 zusammen. Die Gegenwalze 2 ist in an sich bekannter Weise als starre Walze ausgebildet. Zwischen beiden Walzen wird die Papierbahn 3 entwässert, wobei zwischen Papierbahn 3 und Preßwalze 1 ein Filz 4 angeordnet ist. In der dargestellten Figur laufen Papierbahn 3 und Filz 4 von links nach rechts.
Die Preßwalze 1 besteht aus einem äußeren elastisch verformbaren Walzenmantel 5 aus einem armierten Kunststoff, z.B. Polyurethan. Er kann auch aus einem mit Stahl- oder Textilgewebe armierten Gummi bestehen. Innerhalb dieses äußeren Mantels 5 ist mit radialem Abstand ein nicht mit umlaufender Innenmantel 6 angeordnet. Der Zwischenraum zwischen beiden Mänteln ist durch eine große Zahl über den Walzenumfang verteilter Stege 7 überbrückt,
310^526
die radial verschiebbar in Schlitzen 8 im Innenmantel 6 gelagert sind undan die Innenseite des Außenmantels 5 angedrückt werden. Hierzu dienen, wie aus dem vergrößerten Ausschnitt in Fig. 2 deutlicher zu erkennen ist, Federn 9. In die durch die Stege 7 im Zwischenraum zwischen dem Außenmantel 5 und dem Innenmantel 6 abgeteilten Kammern 10 führen radiale Druckölleitungen 11, die über Axialleitungen 12 zu einem nicht dargestellten Druckölerzeuger führen. Das Druckprofil in der verlängerten Preßzone ist in Fig. dargestellt. In dem gezeigten Beispiel sind die Kammern im Bereich
N1 mit P1 = 20 bar beaufschlagt und die Kammern im Bereich N2 mit p_ = 25 bar.
Aufgrund dieses Druckprofils im Bereich des Preßspaltes ergibt sich im Zusammenwirken mit der Gegenwalze 2, wie in Fig. 1 dargestellt, eine verlängerte Preßzone N.
Der Innenmantel 6 ist, wie ebenfalls aus Fig. 1 zu erkennen, in an sich bekannter Weise als Durchbiegungsausgleichswalze auf in einem Joch 13 gelagerten kolbenförmigen Stempel 14 gelagert, der auf druckbeaufschlagbaren Kammern 15 abgestützt ist.
Zum Antrieb des äußeren Mantels 5 dient eine Antriebswalze 16. An der Stelle, an welcher die Antriebswalze 16 an dem Außenmantel 5 anliegt, ist an der Innenseite des Außenmantels ein hydraulisch beaufschlagbarer Gleitschuh 17 vorgesehen. Der Gleitschuh 17 kann zusammen mit der Antriebswalze 16 auch zum Nachspannen des elastischen äußeren Mantels verwendet werden, wenn sich dieser gelängt hat. Zu diesem Zweck kann das Lager der Antriebswalze in gewissen Grenzen normal zur Preßwalze 1 hydraulisch verstellbar ausgebildet sein. Auch kann die Antriebswalze 16 schräg verstellbar ausgebildet werden, um bei einem Verlaufen des elastischen äußeren Mantels diesen wieder in die richtige Lage bringen zu können. Anstatt der dargestellten einzigen Antriebswalze 16 kann auch eine zweite Antriebswalze vorgesehen sein. In diesem Falle werden die beiden Antriebswalzen vorzugsweise symmetrisch zu der
Gegenwalze 2 angeordnet. Mittels zweier Antriebswalzen kann die zugspannung des äußeren Mantels entlang der Preßzone auf einen gewünschten konstanten Wert gesteuert werden, indem z.B. die in Drehrichtung zweite Walze um einen bestimmten geringen Betrag, z.B. 1 %, schneller läuft als die erste Walze.
In dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4 ist der feststehende Innenmantel 6' in gleicher Weise wie bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 auf einem Querträger 13 abgestützt. Im Gegensatz zu dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 gleitet hier jedoch der Außenmantel 5 unmittelbar auf der Oberfläche des Innenmantels 6'· Die Ausnehmungen 18 im Innenmantel 6' dienen als Schmierkammern. Die äußere Oberfläche des Innenmantels 6' ist für den Fall eines Trockenlaufes zweckmäßigerweise beschichtet, z.B. mit Teflon. Die Kammern 18 verjüngen sich in der durch den Pfeil 19 dargestellten Drehrichtung des Außenmantels. Auch diese Preßwalze wird durch eine Antriebswalze 16, die vorzugsweise eine Gummioberfläche aufweist, angetrieben und auch hier ist auf der Innenseite des Außenmantels 5 ein radial nach außen druckbeaufschlagbarer Gleitschuh 17 vorgesehen, mittels welchem der Außenmantel gegen die Antriebswalze 16 gepreßt wird. Im Bereich der Preßzone N sind auch hier im Innenmantel gelagerte und gegen den Außenmantel federnd anliegende Leisten 7 vorgesehen, zwischen denen über Leitungen 20 mit einem Überdruck beaufschlagbare Kammern 10' gebildet werden, wobei auch hier das in Fig. 3 dargestellte Druckprofil vorliegen kann.
In dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 5, das im wesentlichen mit dem nach Fig. 4 identisch ist, wird der Druck in der Preßzone N mittels radial nach außen druckbeaufschlagbarer Lagerschuhe 21 bewirkt - im Gegensatz zu dem hierzu dienenden ölpolster gemäß der Ausführung nach Fig. 4. Anstatt der in Fig. 5 dargestellten hydrostatischen Ausbildung des Druckes in der Preßzone N kann dies auch hydrodynamisch erfolgen.
-41-
In dem in Fig. 6 vergrößert dargestellten Ausschnitt einer
Preßwalze im Bereich der Preßzone N weist der Lagerschuh 22 zum äußeren Mantel 5 hin eine Ausnehmung 23 auf, die mit dem über
die Zuleitung 20 herangeführten Druckmedium druckbeaufschlagten Raum 10'■ durch Drosselleitungen 24 verbunden sind. In der Ausnehmung 23 baut sich ein Überdruck auf.
Der Außenmantel 5 kann in jedem Falle auch aus Metall oder einer Materialkombination, z.B. Gummi-Metall, bestehen.
20.01.81
JB/ss
Leerseite

Claims (12)

Patentansprüche
1./ Preßwalze für bandförmiges Gut, die mit einer Gegenwalze zusammenwirkt, insbesondere für eine Papiermaschine zum Entwässern von Filzen und Trägergewebe, mit einer einen elastisch verformbaren Außenmantel aufweisenden Einrichtung zum Bilden einer verlängerten Preßzone und einem Innenmantel zum Abstützen des Außenmantels über seinen Umfang, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenmantel (6, 6') feststeht und wenigstens in der Preßzone (N) zwischen Innen- und Außenmantel (5) durckbeaufschlagbare Kammern (10,1O1, 10") vorgesehen sind.
2. Preßwalze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb des Außenmantels (5) durch wenigstens eine an den Außenmantel anpreßbare Antriebswalze (16) erfolgt.
3. Preßwalze nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammern (10) durch radial nachgiebige Zwischenelemente (7) abgeteilt sind.
4. Preßwalze nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß
die Zwischenelemente (7) als sich axial über die Walzenbreite erstreckende Stege ausgebildet sind.
5. Preßwalze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichent, daß der Außenmantel (5) unmittelbar auf dem Innenmantel (61) gleitend gelagert ist und die Kammern (10') in der Preßzone (N) in einer Ausnehmung im Innenmantel (61) gebildet sind.
JL-
6. Preßwalze nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß außerhalb der Preßzone (N) auf der Außenseite des Innenmantels (61) Ausnehmungen (18) zum Zuführen eines Gleitmittels vorgesehen sind.
7. Preßwalze nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen (18) sich in Drehrichtung verjüngen.
8. Preßwalze nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß an der Stelle, an welcher eine andrückbare Antriebswalze (16) gegen den Außenmantel (5) drückt, im Innenmantel (6, 61) eine an der Innenseite des Außenmantels (5) anliegende, von innen her druckbeaufschlagbare Druckleiste (17) angeordnet ist.
9. Preßwalze nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß am Preßspalt (N) wenigstens eine an der Innenseite des Außenmantels (5) anliegende, von innen her druckbeaufschlagbare Druckleiste (21;22) anliegt.
10. Preßwalze nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckleiste (22) eine zum Außenmantel (5) hin offene Ausnehmung (23) aufweist, die über Drosselbohrungen (24) in der Druckleiste druckbeaufschlagbar ist.
11. Preßwalze nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammern (10) in der Preßzone (N) über die Walzenbreite unterschiedlich druckbeaufschlagbar sind.
12. Preßwalze nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der innere Mantel (6) in an sich bekannter Weise auf einem feststehenden Joch (13) als Durchbiegungseinstellwalze gelagert ist.
-3-
Preßwalze nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Bereich höheren Druckes in der Preßzone in unterschiedlich hohe Druckbereiche (p,, p2) aufgeteilt ist, von denen der höchste Druckbereich (pp) am Ende der Preßzone liegt.
Heidenheim, den 16.01.81 JB/Srö
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