EP0870865A2

EP0870865A2 - Schuhpresseinheit

Info

Publication number: EP0870865A2
Application number: EP98101781A
Authority: EP
Inventors: Christian Schiel; Joachim Dr. Grabscheid; Wolfgang Schuwerk; Rudolf Hasenfuss
Original assignee: Voith Sulzer Papiermaschinen GmbH; Voith Sulzer Papiertechnik Patent GmbH
Current assignee: Voith Patent GmbH
Priority date: 1997-04-10
Filing date: 1998-02-03
Publication date: 1998-10-14
Also published as: US6036820A; JPH10292285A; DE19714939A1; EP0870865A3

Abstract

Eine Schuhpreßeinheit (10) einer Papier- oder Kartonmaschine zur Behandlung einer Faserstoffbahn in einer mit einer Gegenfläche (12) gebildeten, in Bahnlaufrichtung (L) verlängerten Preßzone (14) umfaßt wenigstens einen Preßschuh (16), ein über den Preßschuh (16) geführtes flexibles Preßband (18) und wenigstens ein an einem Träger (20) abgestütztes, durch eine Zylinder/Kolben-Einheit gebildetes Kraftelement (22), durch das das Preßband (18) gegen die Gegenfläche (12) anpreßbar ist. Im Druckraum (26) der Zylinder/Kolben-Einheit wenigstens eines Kraftelements (22) ist zumindest ein Paar von Zylinder/Kolben-Untereinheiten (28, 30) vorgesehen, die in Bahnlaufrichtung (L) hintereinander angeordnet und über getrennte Druckfluidleitungen (32, 34) so beaufschlagbar sind, daß sie dem Preßschuh (16) ein Kippmoment um eine jeweilige Kippachse vermitteln, die sich zumindest im wesentlichen senkrecht zur Bahnlaufrichtung (L) erstreckt. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine Schuhpreßeinheit einer Papier- oder Kartonmaschine zur Behandlung einer Faserstoffbahn in einer mit einer Gegenfläche gebildeten, in Bahnlaufrichtung verlängerten Preßzone, mit wenigstens einem Preßschuh, einem über den Preßschuh geführten flexiblen Preßband und wenigstens einem an einem Träger abgestützten, durch eine Zylinder/Kolben-Einheit gebildeten Kraftelement, durch das das Preßband gegen die Gegenfläche anpreßbar ist.

Bisher bestand bei derartigen Schuhpreßeinheiten die Möglichkeit, die durchschnittliche optimale, sich in Bahnlaufrichtung einstellende Preßdruckverteilung unveränderbar vorzugeben oder eine Verstellbarkeit dieses Druckverlaufs so vorzusehen, daß bei derselben Linienkraft die Progression des Preßdruckes über die Länge der Preßzone veränderbar ist. Im letzteren Fall wurde die Verstellbarkeit entweder geometrisch durch ein beispielsweise stufenweises Verschieben des Preßschuhes relativ zur Resultierenden der Anpreßkraft oder durch eine Anpressung des Schuhes mittels zweier Reihen von Anpreßzylindern erreicht, die mit unterschiedlichem Druck beaufschlagbar waren, oder durch eine Einleitung eines Drehmomentes in einer Weise, bei der die Linienkraft nicht verändert wird (DE 196 31 638.3).

Diese Schuhpreßeinheiten weisen nun aber eine Reihe von Nachteilen auf. So besteht beispielsweise in nur sehr wenigen Fällen eine praktische Notwendigkeit zur Veränderung der Druckverlaufskurve. Der im voraus erbrachte Aufwand für eine kippbare Ausgestaltung des Preßschuhes ist somit bei den meisten Einsatzfällen gar nicht erforderlich. Vielmehr kann die Verwendung zweier mit unterschiedlichem Druck zu beaufschlagender Reihen von Anpreßzylindern infolge der komplexeren Druckregelung der beiden Zylinderreihen zu Schäden führen. Die gemäß der DE 196 31 638.3 erfolgende Einsteuerung eines Kippmomentes in den Preßschuh ohne Veränderung der Preßkraft ist zwar besser und sicherer, der dabei erforderliche Aufwand ist jedoch relativ hoch. Zudem geht durch die hierbei verwendete Hebelanordnung relativ viel Platz im Inneren der Preßwalze verloren, der nunmehr für andere Bauteile fehlt. Diese müssen entsprechend um die Kipphebel herum konstruiert werden, so daß auch in diesem Fall im voraus ein relativ hoher Aufwand zu betreiben ist, wenn eine Standardkonstruktion auch dafür ausgelegt sein soll, daß sie auf eine Kippbarkeit erweitert werden kann.

Eine stufenweise Versetzung des Schuhes relativ zur Ebene der resultierenden Anpreßkraft bringt unter anderem den Nachteil mit sich, daß die Stufen konstruktionsbedingt zu groß sind und die Maschine zum Verschieben des Schuhes abgestellt werden muß, was einen entsprechenden Produktionsausfall mit sich bringt.

Ziel der Erfindung ist es, eine verbesserte Schuhpreßeinheit der eingangs genannten Art zu schaffen, die bei verringertem Aufwand und entsprechend höherer Zuverlässigkeit wahlweise eine zusätzliche Beeinflussung des Druckprofils gestattet, ohne daß dabei die zuvor genannten Nachteile in Kauf genommen werden müssen.

Die Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß im Druckraum der Zylinder/Kolben-Einheit wenigstens eines Kraftelements zumindest ein Paar von Zylinder/Kolben-Untereinheiten vorgesehen ist, die in Bahnlaufrichtung hintereinander angeordnet und über getrennte Druckfluidleitungen so beaufschlagbar sind, daß sie dem Preßschuh ein Kippmoment um eine jeweilige Kippachse vermitteln, die sich zumindest im wesentlichen senkrecht zu Bahnlaufrichtung erstreckt.

Aufgrund dieser Ausbildung ist auf einfache Weise eine wahlweise Beeinflussung des sich in Laufrichtung der Faserstoffbahn im Preßspalt einstellenden Druckprofils möglich, ohne daß es hierzu erforderlich wäre, den den Preßschuh in Richtung Preßspalt belastenden Kraftangriffspunkt direkt zu verschieben. Zudem ist die jeweilige Profilkippung frei von regelungstechnisch bedingten Fehlern, die bei der bisherigen Verwendung zweizeiliger Zylinderanordnungen auftreten können. Die Einsteuerung von Kippmomenten während des Betriebs ist ohne Veränderung der Linienkraft praktisch fehlerfrei möglich. Es sind keinerlei sperrige Zusatzbauteile mehr erforderlich. Es ist nunmehr insbesondere auch ein solcher Betrieb möglich, bei dem das Gleichdruckprinzip unverändert beibehalten wird, das heißt bei dem zur Vermeidung zu hoher Lagerkräfte der Gegenwalze ein gleicher hydraulischer Druck aus der gleichen Druckquelle für eine Ober- und eine Unterwalze gewährleistet ist. Darüber hinaus wird die Möglichkeit für einen wahlweisen Sondereinbau geschaffen, bei dem ohne Abänderung der Standardkonstruktion lediglich die betreffenden Zusatzteile eingesetzt werden können. Es ist insbesondere auch eine spätere Nachrüstung für eine kippbare Ausführung möglich, falls eine solche Kippbarkeit zu einem späteren Zeitpunkt erforderlich sein sollte. Der im voraus beim Standardsystem hinsichtlich der Möglichkeit einer späteren Nachrüstung zu betreibende Aufwand ist auf ein Minimum herabgesetzt. Schließlich besteht auch die Möglichkeit einer einfachen und reproduzierbar einstellbaren Kippung mit nur einem Anzeigewert.

Je nach dem aktuellen praktischen Anwendungsfall kann es genügen, wenn lediglich ein Teil der aufgezeigten praktischen Einsatzmöglichkeiten verwirklicht wird. Sollen beispielsweise die Linienkräfte konstant bleiben und nach einer anfänglichen Optimierung die jeweilige Kippeinstellung beibehalten werden, so ist es nicht erforderlich, daß die Kippung reproduzierbar einstellbar ist.

Zur Erzielung einer besonders kompakten Bauweise sind die Zylinder/Kolben-Untereinheiten vorzugsweise in das jeweilige Kraftelement integriert. Hierzu ist allenfalls eine minimale Anpassung der vorhandenen Bauteile vorzunehmen.

Von besonderem Vorteil ist, wenn mehrere quer zur Bahnlaufrichtung nebeneinander liegende Paare von Zylinder/Kolben-Untereinheiten vorgesehen ist, um zwei in Bahnlaufrichtung hintereinander liegende, sich jeweils in Querrichtung erstreckende Reihen von Zylinder/Kolben-Untereinheiten zu bilden. Dabei sind die Zylinder/Kolben-Untereinheiten einer jeweiligen Reihe vorzugsweise über eine gemeinsame Druckfluidleitung beaufschlagbar.

Vorteilhafterweise sind die die beiden Untereinheiten eines jeweiligen Paares von Zylinder/Kolben-Untereinheiten beaufschlagenden Fluiddrücke so gesteuert oder geregelt, daß die Summe der beiden Fluiddrücke konstant ist. Dadurch wird erreicht, daß sich die Linienkraft bei gleich großen Kolbenflächen in beiden Zeilen nicht verändert, wenn durch eine Kippung die Druckverteilungskurve in der Preßzone modifiziert wird.

Bei einer in der Praxis bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schuhpreßeinheit wird durch die Zylinder/Kolben-Untereinheiten lediglich ein Bruchteil der gesamten Anpreßkraft aufgebracht. Selbst größere Regelungenauigkeiten haben somit praktisch keinen Einfluß auf den jeweiligen Betrieb. Dies gilt insbesondere für den Fall, daß die hydraulischen Stützen der Schuhpreßeinheit sowie einer mit dieser zusammenarbeitenden Gegenwalze aus einer gemeinsamen Druckquelle gespeist werden, um insbesondere eine Beschädigung der Wälzlager der mit der Schuhpreßeinheit zusammenarbeitenden, ebenfalls hydraulisch gestützten Gegenwalze aufgrund von Abweichungen der Ist-Drücke von den Soll-Drücken zu vermeiden. Zur Erzielung einer jeweiligen Kippung sind gegebenenfalls die beiden Reihen von Zylinder/Kolben-Untereinheiten mit unterschiedlichen Drücken zu beaufschlagen, was in der Praxis über eine entsprechende Druckregelung erfolgt. Wird durch die Zylinder/Kolben-Untereinheiten nun lediglich ein Bruchteil der gesamten Anpreßkraft aufgebracht, so ist praktisch ausgeschlossen, daß hierbei eventuell auftretende Regelungenauigkeiten zu größeren, die Walzenlager belastenden Kräften führen.

Zweckmäßigerweise wird durch die Zylinder/Kolben-Untereinheiten höchstens etwa 25 % und vorzugsweise etwa 7,5 % bis etwas 15 % der gesamten Anpreßkraft aufgebracht.

In bestimmten praktischen Fällen kann es von Vorteil sein, wenn die die beiden Untereinheiten eines jeweiligen Paares von Zylinder/Kolben-Untereinheiten beaufschlagenden Fluiddrücke so gesteuert oder geregelt sind, daß das Verhältnis zwischen dem den Druckraum des Kraftelements beaufschlagenden Fluiddruck und der Summe der die beiden Untereinheiten beaufschlagenden Fluiddrücke konstant ist. Die Steuerung beziehungsweise Regelung der Fluiddrücke der Zylinder/Kolben-Untereinheiten kann somit insbesondere auch so erfolgen, daß sich die Summe der Anpreßkräfte der Zylinder/Kolben-Untereinheiten analog mit der Linienkraft ändert. Auch diese Vorkehrung verhindert eine nachteilige hohe Belastung der Lagerung einer hydraulisch gestützten Gegenwalze.

Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schuhpreßeinheit ist der Kolben wenigstens einer Zylinder/Kolben-Untereinheit einerseits in eine trägerseitige Sackbohrung und andererseits in eine mit dieser fluchtende Zylinderbohrung im Anpreßkolben des Kraftelements neigbar und dichtend eingesetzt.

Dabei kann der Kolben einer jeweiligen Zylinder/Kolben-Untereinheit mit einem durchgehenden Durchflußkanal versehen sein, über den die mit Druckfluid beaufschlagbare trägerseitige Sackbohrung mit dem preßschuhseitigen Abschnitt der Zylinderbohrung im Anpreßkolben verbunden ist.

Die trägerseitige Sackbohrung und die Zylinderbohrung im Anpreßkolben können zweckmäßigerweise einen gleich großen Durchmesser besitzen. Der Kolben der betreffenden Zylinder/Kolben-Untereinheit schwebt dann als Verbindung axialkräftefrei zwischen dem Träger und dem Anpreßkolben.

Der axiale Hub des Kolbens einer jeweiligen Zylinder/Kolben-Untereinheit kann durch vorzugsweise trägerseitig vorgesehene Mittel begrenzt sein. Hierbei ist beispielsweise eine Begrenzung des Hubs auf wenige mm denkbar.

Bei einer zweckmäßigen praktischen Ausführungsform ist vorgesehen, daß der durch den Kolben einer jeweiligen Zylinder/Kolben-Untereinheit hindurchgehende Durchflußkanal so ausgeführt ist, daß er die trägerseitige Sackbohrung zumindest im wesentlichen ohne Drosselung mit dem preßschuhseitigen Abschnitt der Zylinderbohrung im Anpreßkolben verbindet. Der jeweilige Druck wirkt somit direkt auf den Preßschuh ein, wodurch die Gleichförmigkeit der Anpressung verbessert ist. Zudem wird die Reibkraft zwischen Schuh und Anpreßkolben verringert.

Die Druckfluidversorgung der Zylinder/Kolben-Untereinheiten und/oder des beziehungsweise der Kraftelemente erfolgt zweckmäßigerweise über eine sich quer zur Bahnlaufrichtung erstreckende, mit getrennten Druckfluidkanälen versehene trägerseitige Verteilerleiste. Diese Verteilerleiste kann in eine im Träger ausgebildete, sich quer zur Bahnlaufrichtung erstreckende Ausnehmung eingesetzt sein, wobei in diesem Fall vorzugsweise wenigstens ein Teil der Druckfluidkanäle zwischen der Leiste und dem Innenumfang der Ausnehmung gebildet sein kann.

Eine besonders vorteilhafte praktische Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schuhpreßeinheit zeichnet sich dadurch aus, daß die beiden Untereinheiten eines jeweiligen Paares von Zylinder/Kolben-Untereinheiten und gegebenenfalls die beiden Reihen von Zylinder/Kolben-Untereinheiten durch eine gemeinsame Druckfluidquelle versorgt sind, wobei eine Zylinder/Kolben-Untereinheit eines jeweiligen Paares bzw. eine Reihe von Untereinheiten über einen Druckregler und die andere Untereinheit des jeweiligen Paares bzw. die andere Reihe von Untereinheiten über einen Durchflußbegrenzer an die gemeinsame Druckfluidquelle angeschlossen sind, und daß die Zylinder/Kolben-Untereinheiten an ein gemeinsames Additionsventil angeschlossen sind, um die Summe der die beiden Untereinheiten eines jeweiligen Paares bzw. die beiden Reihen von Untereinheiten beaufschlagenden Fluiddrücke beim Kippen unter konstanter Linienkraft konstant zu halten, wobei das jeweils gewünschte Kippmoment über den Druckregler einstellbar ist.

Dabei ist das Additionsventil vorzugsweise über eine mit einer Durchflußmengenregulierung versehene Druckfluidleitung mit dem Druckraum des oder der Kraftelemente verbunden und so ausgelegt, daß das Verhältnis zwischen dem den jeweiligen Druckraum des oder der Kraftelemente beaufschlagenden Fluiddrucks und der Summe der die beiden Untereinheiten eines jeweiligen Paares beziehungsweise die beiden Reihen von Untereinheiten beaufschlagenden Fluiddrücke konstant gehalten ist. Die Durchflußmengenregulierung kann beispielsweise einen Durchflußmengenregler, eine fixe Drossel und/oder eine Drossel umfassen, deren Einstellung sich mit der in der Preßzone erzeugten Linienkraft ändert.

Der Druckraum des Kraftelements ist vorzugsweise durch eine getrennte Druckfluidquelle versorgt.

Die Schuhpreßeinheit kann beispielsweise als Schuhpreßwalze mit einem das flexible Preßband bildenden Preßmantel ausgebildet sein.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert; in dieser zeigen:

Figur 1: eine rein schematische, teilweise geschnittene Seitenansicht einer Schuhpreßeinheit mit zugeordneter Druckfluidversorgung und zugeordneter Kippregelung,
Figur 2: eine detailliertere geschnittene Seitenansicht einer besonderen Ausführungsform der Schuhpreßeinheit,
Figur 3: eine schematische Draufsicht des Anpreßkolbens einer Schuhpreßeinheit,
Figur 4: eine schematische, teilweise geschnittene Seitenansicht einer besonderen Ausführungsform eines zur Kippregelung vorgesehenen Additionsventils,
Figur 5: eine schematische, teilweise geschnittene Seitenansicht einer weiteren Ausführungsform eines Additionsventils,
Figur 6: der sich für drei verschiedene Kippeinstellungen in der Preßzone in Bahnlaufrichtung ergebende Druckverlauf bei einem Alterungsfaktor der vorgesehenen Befilzung von 1,0 und
Figur 7: der sich für drei verschiedene Kippeinstellungen in der Preßzone in Bahnlaufrichtung ergebende Druckverlauf bei einem Alterungsfaktor der vorgesehenen Befilzung von 0,3.

Figur 1 zeigt in rein schematischer, teilweise geschnittener Seitenansicht eine in Form einer Schuhpreßwalze vorgesehene Schuhpreßeinheit 10 mit zugeordneter Druckfluidversorgung und zugeordneter Kippregelung. Die einer Papier- oder Kartonmaschine zugeordnete Schuhpreßeinheit 10 dient zur Behandlung einer Faserstoffbahn in einer mit einer Gegenfläche 12 gebildeten, in Bahnlaufrichtung L verlängerten Preßzone 14. Dabei umfaßt sie wenigstens einen Preßschuh 16, einen über den Preßschuh 16 geführten, als flexibles Preßband vorgesehenen flexiblen Preßmantel 18 und wenigstens ein an einem Träger 20 abgestütztes, durch eine Zylinder/Kolben-Einheit gebildetes Kraftelement 22, durch das der flexible Preßmantel 18 gegen die im vorliegenden Fall durch eine Gegenwalze 24 gebildete Gegenfläche 12 anpreßbar ist.

Durch die zwischen dem Preßmantel 18 und der Gegenwalze 24 gebildete Preßzone 14 können außer der Faserstoffbahn noch ein oder zwei Filze hindurchgeführt werden.

Im Druckraum 26 der Zylinder/Kolben-Einheit wenigstens eines Kraftelements 22 ist zumindest ein Paar von Zylinder/Kolben-Untereinheiten 28, 30 vorgesehen, die in Bahnlaufrichtung L hintereinander angeordnet und über getrennte Druckfluidleitungen 32, 34 so beaufschlagbar sind, daß sie dem Preßschuh 16 ein Kippmoment um eine jeweilige Kippachse vermitteln, die sich zumindest im wesentlichen senkrecht zur Bahnlaufrichtung L erstreckt.

Die Zylinder/Kolben-Untereinheiten 28, 30 sind in das jeweilige Kraftelement 22 integriert.

Es können insbesondere auch mehrere quer zur Bahnlaufrichtung L nebeneinander liegende Paare von Zylinder/Kolben-Untereinheiten 28, 30 vorgesehen sein, um zwei in Bahnlaufrichtung L hintereinander liegende, sich jeweils in Querrichtung erstreckende Reihen von Zylinder/Kolben-Untereinheiten 28, 30 zu bilden.

Wie anhand von Figur 1 zu erkennen ist, umfaßt ein jeweiliges Kraftelement 22 einen Anpreßkolben 36, der in einem Zylinder 38 gelagert ist.

Der Preßschuh 16 wird somit über einen oder mehrere Anpreßkolben 36, der beziehungsweise die in einem, beziehungsweise mehreren vorzugsweise hydraulischen Zylindern 38 oder Betten gelagert sind, angepreßt.

Der überwiegende Teil der resultierenden Anpreßkraft wird durch den Öldruck in dem Druckraum 26 des Kraftelements 22 erzeugt. Dieser Druck wird durch eine Pumpe P₁ aufgebaut. Er ist an einer Anzeige PI₁ ablesbar.

Die Pumpe P₁ saugt das Öl aus einem Ölbehälter 40 an. Der Übersichtlichkeit halber sind in dem zugeordneten Hydraulikkreis die Regelventile und die Ölrückläufe usw. weggelassen.

Die beiden mit unterschiedlichen Drücken beaufschlagbaren Zylinder/Kolben-Untereinheiten 28, 30 üben in der Summe stets etwa die gleiche Kraft auf den Preßschuh 16 aus. Zur entsprechenden Druckerzeugung dient eine hydraulische Pumpe P₂, die Öl aus einem Ölbehälter 42 ansaugt und in eine Druckleitung 44 fordert.

Tritt in der Druckleitung 44 ein überschüssiger Ölstrom auf, so wird dieser über einen Systemdruckbegrenzer 46 in den Ölbehälter 42 zurückgeleitet.

Die Zylinder/Kolben-Untereinheit 30 wird über einen Druckregler 48 mit einstellbarem Druck versorgt.

Der entsprechende Druck ist an einer Anzeige PI₂ ablesbar und von einem Wert Null bis zu einem Maximalwert einstellbar, der kleiner oder gleich dem Systemdruck in der Druckleitung 44 ist.

Je höher der Druck p₂ in der zur Zylinder/Kolben-Untereinheit 30 führenden Druckfluidleitung 34 ist und je niedriger der Druck p₃ in der zur Zylinder/Kolben-Untereinheit 28 führenden Druckfluidleitung 32 ist, desto höher wird der Druck zwischen dem Preßmantel 18 und der Gegenwalze 24 am Ende der Preßzone 14, und bei konstanter Preßkraft entsprechend niedriger am Anfang der Preßzone 14 und umgekehrt, da die Summe p₂ + p₃ der die beiden Zylinder/Kolben-Untereinheiten 30, 28 beaufschlagenden Drücke p₂ , p₃ durch ein Additionsventil 50 konstant und proportional zum Druck p₁ im Druckraum 26 des jeweiligen Zylinders 38 des oder der Kraftelemente 22 gehalten wird.

Über eine zwischen dem Druckraum 26 und dem Additionsventil 50 vorgesehene Verbindungsleitung 52 wird aus dem Druckraum 26 ein Referenzdruck abgenommen. In diese Verbindungsleitung 52 kann eine Durchflußmengenregulierung beispielsweise in Form einer einstellbaren Drossel 54 eingebaut sein, um Vibrationen des Additionsventils 50 zu verhindern.

Aus der Druckfluidleitung 32 über das Additionsventil 50 überlaufendes Öl gelangt durch eine Rücklaufleitung 56 zurück in den Ölbehälter 42.

Zwischen der Druckleitung 44 und der zur Zylinder/Kolben-Untereinheit 28 führenden Druckfluidleitung 32 ist ein Durchflußbegrenzer 58 eingebaut, der dafür sorgt, daß der Druck in der Druckleitung 44 nicht zu stark abfällt, wenn in den Zylinder/Kolben-Untereinheiten 30 Drucke eingestellt werden, die wesentlich höher als der mittlere Druck p 3+p 2 2 sind.

Der Durchflußbegrenzer 58 kann beispielsweise eine Drossel oder ein Mengenregler sein, dessen geregelte Durchflußmenge kleiner ist als die Fördermenge der Pumpe P₂. Damit wird sichergestellt, daß selbst bei einem Druck "Null" in der zu der Zylinder/Kolben-Untereinheit 28 führenden Druckfluidleitung 32 der maximale Systemdruck in der Druckleitung 44 erhalten bleibt.

Die gewünschte Kippung des Preßschuhes 16 und damit der Druckverteilungskurve in der Preßzone 14 erfolgt durch eine Regelung des Druckes in der zu der Zylinder/Kolben-Untereinheit führenden Druckfluidleitung 34 mittels des Druckreglers 48.

Das Additionsventil 50 sorgt dafür, daß die Summe p₂ + p₃ aus den die beiden Zylinder/Kolben-Untereinheiten 28, 30 beaufschlagenden Drücken P₂ und p₃ stets konstant und in einem von den Kolbenflächen des Additionsventils 50 bestimmten festen Verhältnis zu dem Druck in der zu dem Druckraum 26 führenden Druckfluidleitung 60 bleibt. Damit ist sichergestellt, daß die auf den Preßschuh 16 wirkende Kraft durch die Veränderung der Schuhkippung im gesamten Linienkraftbereich von LK = 0 bis Lk_max nicht beeinflußt wird.

Bei der in der Figur 2 dargestellten Ausführungsform einer Schuhpreßeinheit ist der gegen den Preßschuh 16 gedrückte Anpreßkolben in einem Zylinderblock 62 senkrecht verschiebbar und in einer elastischen Dichtung 64 neigbar geführt.

Die Zylinder/Kolben-Untereinheiten 28, 30 umfassen beim dargestellten Ausführungsbeispiel jeweils eine Zylinderbohrung 66 bzw. 68 im Anpreßkolben 36 sowie eine im Träger 20 vorgesehene Sackbohrung 70 bzw. 72.

In diese Bohrungen ragen die Enden von jeweils als Doppelkolben vorgesehenen Kolben 74, 76.

Gegen größere vertikale Verschiebungen sind diese Kolben 74, 76 jeweils durch eine trägerseitige Anschlagschraube 78 bzw. 80 gesichert.

Bohrungen 82 und 84 bzw. 86 und 88 sorgen dafür, daß Öl durch die Kolben 74 und 76 hindurchfließen kann. Die Kolben 74, 76 sind mit elastischen Dichtringen 90 bzw. 92 senkrecht verschiebbar und neigbar in den Zylinder- und Sackbohrungen 66 und 70 bzw. 68 und 72 geführt.

Die Zylinderbohrungen 66 und 68 durchdringen die Kolben 74, 76 vollständig, so daß der hydraulische Druck der Zylinder/Kolben-Untereinheiten 28, 30 direkt auf den Preßschuh 16 wirkt.

Axialdichtungen 94, 96 dichten die Zylinderbohrungen 66, 68 schuhseitig ab. Zur leichteren Montage dieser Axialdichtungen 94, 96 dient jeweils ein eingepreßter Haltering 98 bzw. 100.

Mehrere quer zur Bahnlaufrichtung L (vergleiche Figur 1) hintereinander angeordnete, jeweils eine Zylinder/Kolben-Einheit umfassende Kraftelemente 22 werden über einen sie verbindenden Ölzufuhrkanal 102 und Bohrungen 104 mit Drucköl versorgt. Die Versorgung der der Erzeugung eines Kippmoments dienenden Zylinder/Kolben-Untereinheiten 28, 30 erfolgt über Verbindungskanäle 106 beziehungsweise 108 sowie Bohrungen 110 bzw. 112.

Die Kanäle 102, 106 und 108 sind ebenso wie die Bohrungen 104 in einer Verteilerleiste 114 vorgesehen, die in einer Nut oder Ausnehmung 116 im Träger 20 eingelassen ist. Die Verteilerleiste 114 ist mit dem Träger 20 verschraubt. Elastische Dichtungen 118 dichten die verschiedenen Druckräume gegeneinander ab.

Figur 3 zeigt den Anpreßkolben 36 einer Schuhpreßeinheit in schematischer Draufsicht. In dieser schematischen Draufsicht sind die Zylinderbohrungen 66 und 68 sowie die Stirn- oder Axialdichtungen 94 und 96 zu erkennen. Ferner sind Gleitplatten 120 vorgesehen, mit denen der Anpreßkolben 36 gegen den Preßschuh drückt.

Figur 4 zeigt eine schematische, teilweise geschnittene Seitenansicht einer Ausführungsform des zur Kippregelung vorgesehenen Additionsventils 50. Dieses umfaßt einen Ventilblock 122 und einen Deckel 124, der mit dem Ventilblock 122 mittels nicht in der Schnittebene liegender Schrauben axial verschraubt ist.

Im Ventilblock 122 ist ein Stufenkolben 126 angeordnet, der drei Abschnitte von unterschiedlichem Durchmesser D₁, D₂ beziehungsweise D₃ umfaßt, die in Zylinderbohrungen 128, 130 bzw. 132 dichtend, jedoch vertikal beweglich eingepaßt sind.

Ein den mittleren Kolbenabschnitt mit dem Durchmesser D₂ umgebender Ringraum 134 ist über Bohrungen 136, 138 und 140 mit einem drucklosen Rückölraum 142 verbunden.

Eine Schraube 144 verschließt die Bohrung 138 nach unten.

Die zwischen dem Kolbenabschnitt mit dem Durchmesser D₂ und dem Kolbenabschnitt mit dem Durchmesser D₃ gebildete Ringkolbenfläche A₂ ist gleich groß wie die an der unteren Stirnseite des den Durchmesser D₃ aufweisenden Kolbenabschnitts vorgesehene Kreiskolbenfläche A₃. Für die beiden Durchmesser D₂ und D₃ ergibt sich somit das Verhältnis D 2 D 3 = √2. Der Durchmesser D₁ ist beliebig wählbar.

Wie anhand der Figur 4 zu erkennen ist, ist die obere, durch den Kolbenabschnitt mit dem Durchmesser D₁ gebildete Kreiskolbenfläche A₁ dem Druck p₁ des Druckraums 26 (vergleiche auch Figur 1), die Ringkolbenfläche A₂ dem die Zylinder/Kolben-Untereinheit 30 beaufschlagenden Druck p₂ und die Kreiskolbenfläche A₃ dem die Zylinder/Kolben-Untereinheit 26 beaufschlagenden Druck p₃ ausgesetzt.

Je größer somit der Durchmesser D₁ gewählt wird, desto größer werden die Drücke in den Zylinder/Kolben-Untereinheiten 28, 30. Man wird also den Durchmesser D₁ innerhalb der technisch beherrschbaren Druckniveaus für die Zylinder/Kolben-Untereinheiten 28, 30 so groß wie möglich wählen. Der die Zylinder/Kolben-Untereinheit 30 beaufschlagende Druck p₂ wird über den beispielsweise durch ein Druckreglerventil gebildeten Druckregler 48 (vergleiche Figur 1) vorgegeben. Der die Zylinder/Kolben-Untereinheit 28 beaufschlagende Druck p₃ stellt sich durch Ablassen von Öl an der Regelkante K (vergleiche Figur 4) so ein, daß die folgende Beziehung erfüllt ist: p1·A1 = p2·A2 + p3·A3 .

Figur 5 zeigt in schematischer, teilweise geschnittener Seitenansicht eine weitere Ausführungsform 50' eines solchen Addititonsventils.

Dieses Additionsventil 50' umfaßt wiederum einen Ventilblock 122' und einen mit diesem verschraubbaren Deckel 124'. In dem Ventilblock 122' ist wieder ein Stufenkolben 126' mit den Durchmessern D₁, D₂ und D₃ angeordnet.

Der Stufenkolben 126' ist mit Führungszapfen 146, 148 versehen, die in einer Bohrung 150 im Deckel 124' beziehungsweise einer Bohrung 152 im Ventilblock 122' vertikal verschieblich gelagert sind.

Der Stufenkolben 126' ist mit Dichtringen 154 und 156 versehen, die jeweils in einer zylindrischen Bohrung 158 bzw. 160 des Ventilblocks 122' laufen.

Die Bohrungen 150 und 152 sind am Ende jeweils durch eine Schraube 162 bzw. 164 verschlossen.

Der Druck p₂ wird wieder über den Druckregler 48 (vergleiche Figur 1) vorgewählt. Im vorliegenden Fall ist die vom Druck p₂ beaufschlagte Ringkolbenfläche A₂ zwischen dem Kolbenabschnitt mit dem Durchmesser D₁ und dem Kolbenabschnitt mit dem Durchmesser D₂ gebildet. Der durch die Bohrung 152 begrenzte Raum zwischen dem Führungszapfen 148 und der Schraube 164 ist drucklos gehalten. Der Druck p₂ stellt sich durch ein Abströmen von Öl an der Regelkante K so ein, daß die folgende Beziehung erfüllt ist: p1·A1 = p2·A2 + p3·A3 .

In Figur 6 ist der sich bei einem praktischen Ausführungsbeispiel für drei verschiedene Kippeinstellungen a, b und c in der Preßzone in Bahnlaufrichtung ergebende Druckverlauf bei einem Alterungsfaktor der vorgesehenen Befilzung von 1,0 dargestellt. Dabei ist auf der Abszisse der Weg entlang der Bahnlaufrichtung in mm und auf der Koordinate der Druck in MPa aufgetragen.

Figur 7 zeigt die entsprechenden Druckverläufe bei einem vergleichbaren praktischen Ausführungsbeispiel bei einem Alterungsfaktor der vorgesehenen Befilzung von 0,3.

Der Alterungsfaktor zeigt an, um wieviel die Zusammendrückbarkeit des Filzes gegenüber dem Neuzustand abgenommen hat.

Bezugszeichenliste

10: Schuhpreßeinheit
12: Gegenfläche
14: Preßzone
16: Preßschuh
18: flexibler Preßmantel
20: Träger
22: Kraftelement
24: Gegenwalze
26: Druckraum
28: Zylinder/Kolben-Untereinheit
30: Zylinder/Kolben-Untereinheit
32: Druckfluidleitung
34: Druckfluidleitung
36: Anpreßkolben
38: Zylinder
40: Ölbehälter
42: Ölbehälter
44: Druckleitung
46: Systemdruckbegrenzer
48: Druckregler
50: Additionsventil
50': Additionsventil
52: Verbindungsleitung
54: Drossel
56: Rücklaufleitung
58: Durchflußbegrenzer
60: Druckfluidleitung
62: Zylinderblock
64: elastische Dichtung
66: Zylinderbohrung
68: Zylinderbohrung
70: Sackbohrung
72: Sackbohrung
74: Kolben
76: Kolben
78: Anschlagschraube
80: Anschlagschraube
82: Bohrung
84: Bohrung
86: Bohrung
88: Bohrung
90: elastische Dichtungen
92: elastische Dichtungen
94: Axialdichtung
96: Axialdichtung
98: Haltering
100: Haltering
102: Ölzufuhrkanal
104: Bohrung
106: Verbindungskanal
108: Verbindungskanal
110: Bohrung
112: Bohrung
114: Verteilerleiste
116: Ausnehmung
118: elastische Dichtringe
120: Gleitplatten
122: Ventilblock
122': Ventilblock
124: Deckel
124': Deckel
126: Stufenkolben
126': Stufenkolben
128: Zylinderbohrung
130: Zylinderbohrung
132: Zylinderbohrung
134: Ringraum
136: Bohrung
138: Bohrung
140: Bohrung
142: Rückölraum
144: Schraube
146: Führungszapfen
148: Führungszapfen
150: Bohrung
152: Bohrung
154: Dichtring
156: Dichtring
158: zylindrische Bohrung
160: zylindrische Bohrung
162: Schraube
164: Schraube
A₁: Kreiskolbenfläche
A₂: Ringkolbenfläche
A₃: Kreiskolbenfläche
a: Kippeinstellung
b: Kippeinstellung
c: Kippeinstellung
D₁: Durchmesser
D₂: Durchmesser
D₃: Durchmesser
K: Regelkante
L: Bahnlaufrichtung
P₁: Pumpe
P₂: Pumpe
PI₁: Anzeige
PI₂: Anzeige
p₁: Druck
p₂: Druck
p₃: Druck

Claims

Schuhpreßeinheit einer Papier- oder Kartonmaschine zur Behandlung einer Faserstoffbahn in einer mit einer Gegenfläche (12) gebildeten, in Bahnlaufrichtung (L) verlängerten Preßzone (14), mit wenigstens einem Preßschuh (16), einem über den Preßschuh (16) geführten flexiblen Preßband (18) und wenigstens einem an einem Träger (20) abgestützten, durch eine Zylinder/Kolben-Einheit gebildeten Kraftelement (22), durch das das Preßband (18) gegen die Gegenfläche (12) anpreßbar ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß im Druckraum (26) der Zylinder/Kolben-Einheit wenigstens eines Kraftelements (22) zumindest ein Paar von Zylinder/Kolben-Untereinheiten (28, 30) vorgesehen ist, die in Bahnlaufrichtung (L) hintereinander angeordnet und über getrennte Druckfluidleitungen (32, 34) so beaufschlagbar sind, daß sie dem Preßschuh (16) ein Kippmoment um eine jeweilige Kippachse vermitteln, die sich zumindest im wesentlichen senkrecht zu Bahnlaufrichtung (L) erstreckt.
Schuhpreßeinheit nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Zylinder/Kolben-Untereinheiten (28, 30) in das jeweilige Kraftelement (22) integriert sind.
Schuhpreßeinheit nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß mehrere quer zur Bahnlaufrichtung (L) nebeneinander liegende Paare von Zylinder/Kolben-Untereinheiten (28, 30) vorgesehen sind, um zwei in Bahnlaufrichtung (L) hintereinander liegende, sich jeweils in Querrichtung erstreckende Reihen von Zylinder/Kolben-Untereinheiten (28, 30) zu bilden.
Schuhpreßeinheit nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Zylinder/Kolben-Untereinheiten (28, 30) einer jeweiligen Reihe über eine gemeinsame Druckfluidleitung (32, 34) beaufschlagbar sind.
Schuhpreßeinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die die beiden Untereinheiten (28, 30) eines jeweiligen Paares von Zylinder/Kolben-Untereinheiten (28, 30) beaufschlagenden Fluiddrücke (p₂, p₃) so gesteuert oder geregelt sind, daß die Summe der beiden Fluiddrücke (p₂, p₃) konstant ist.
Schuhpreßeinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß durch die Zylinder/Kolben-Untereinheiten (28, 30) lediglich ein Bruchteil der gesamten Anpreßkraft aufgebracht wird.
Schuhpreßeinheit nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß durch die Zylinder/Kolben-Untereinheiten (28, 30) höchstens etwa 25 % und vorzugsweise etwa 7,5 % bis etwa 15 % der gesamten Anpreßkraft aufgebracht wird.
Schuhpreßeinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die die beiden Untereinheiten (28, 30) eines jeweiligen Paares von Zylinder/Kolben-Untereinheiten (28, 30) beaufschlagenden Fluiddrücke (p₂, p₃) so gesteuert oder geregelt sind, daß das Verhältnis zwischen dem den Druckraum (26) des Kraftelements (22) beaufschlagenden Fluiddruck (p₁) und der Summe der die beiden Untereinheiten (28, 30) beaufschlagenden Fluiddrücke (p₂, p₃) konstant ist.
Schuhpreßeinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Kolben (74, 76) wenigstens einer Zylinder/Kolben-Untereinheit (28, 30) einerseits in eine trägerseitige Sackbohrung (70, 72) und andererseits in eine mit dieser fluchtende Zylinderbohrung (66, 68) im Anpreßkolben (36) des Kraftelements (22) neigbar und dichtend eingesetzt ist.
Schuhpreßeinheit nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Kolben (74, 76) einer jeweiligen Zylinder/Kolben-Untereinheit (28, 30) mit einem durchgehenden Durchflußkanal (82, 84; 86, 88) versehen ist, über den die mit Druckfluid beaufschlagte trägerseitige Sackbohrung (70, 72) mit dem preßschuhseitigen Abschnitt der Zylinderbohrung (66, 68) im Anpreßkolben (36) verbunden ist.
Schuhpreßeinheit nach Anspruch 9 oder 10,
dadurch gekennzeichnet,
daß die trägerseitige Sackbohrung (70, 72) und die Zylinderbohrung (66, 68) im Anpreßkolben (36) einen gleich großen Durchmesser besitzen.
Schuhpreßeinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß der axiale Hub des Kolbens (74, 76) einer jeweiligen Zylinder/Kolben-Untereinheit (28, 30) durch vorzugsweise trägerseitig vorgesehene Mittel (78, 80) begrenzt ist.
Schuhpreßeinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß der durch den Kolben (74, 76) einer jeweiligen Zylinder/Kolben-Untereinheit (28, 30) hindurchgehende Durchflußkanal (82, 84; 86, 88) so ausgeführt ist, daß er die trägerseitige Sackbohrung (70, 72) zumindest im wesentlichen ohne Drosselung mit dem preßschuhseitigen Abschnitt der Zylinderbohrung (66, 68) im Anpreßkolben (36) verbindet.
Schuhpreßeinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Druckfluidversorgung der Zylinder/Kolben-Untereinheiten (28, 30) und/oder des jeweiligen Druckraums (26) des bzw. der Kraftelemente (22) über eine sich quer zur Bahnlaufrichtung (L) erstreckende, mit getrennten Druckfluidkanälen (102, 106, 108) versehene trägerseitige Verteilerleiste (114) erfolgt.
Schuhpreßeinheit nach Anspruch 14,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Verteilerleiste (114) in eine im Träger (20) ausgebildete, sich quer zur Bahnlaufrichtung (L) erstreckende Ausnehmung (116) eingesetzt und vorzugsweise wenigstens ein Teil der Druckfluidkänäle (102, 106, 108) zwischen der Leiste (114) und dem Innenumfang der Ausnehmung (116) gebildet ist.
Schuhpreßeinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die beiden Untereinheiten (28, 30) eines jeweiligen Paares von Zylinder/Kolben-Untereinheiten (28, 30) und gegebenenfalls die beiden Reihen von Zylinder/Kolben-Untereinheiten (28, 30) durch eine gemeinsame Druckfluidquelle (P₂) versorgt sind, wobei eine Zylinder/Kolben-Untereinheit (30) eines jeweiligen Paares bzw. eine Reihe von Untereinheiten (30) über einen Druckregler (48) und die andere Untereinheit (28) des jeweiligen Paares bzw. die andere Reihe von Untereinheiten (28) über einen Durchflußbegrenzer (58) an die gemeinsame Druckfluidquelle (P₂) angeschlossen sind, und daß die Zylinder/Kolben-Untereinheiten (28, 30) an ein gemeinsames Additionsventil (50, 50') angeschlossen sind, um die Summe der die beiden Untereinheiten (28, 30) eines jeweiligen Paares bzw. die beiden Reihen von Untereinheiten (28, 30) beaufschlagenden Fluiddrücke (p₃, p₂) konstant zu halten, wobei das jeweils gewünschte Kippmoment über den Druckregler (48) einstellbar ist.
Schuhpreßeinheit nach Anspruch 16,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Additionsventil (50, 50') über eine mit einer Durchflußmengenregulierung (54) versehene Druckfluidleitung (52) mit dem Druckraum (26) des oder der Kraftelemente (22) verbunden und so ausgelegt ist, daß das Verhältnis zwischen dem den jeweiligen Druckraum (26) des oder der Kraftelemente (22) beaufschlagenden Fluiddrucks (p₁) und der Summe der die beiden Untereinheiten (28, 30) eines jeweiligen Paares bzw. die beiden Reihen von Untereinheiten (28, 30) beaufschlagenden Fluiddrücke (p₃, p₂) konstant gehalten ist.
Schuhpreßeinheit nach Anspruch 17,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Durchflußmengenregulierung (54) einen Durchflußmengenregler, eine fixe Drossel und/oder eine Drossel umfaßt, deren Einstellung sich mit der in der Preßzone (14) erzeugten Linienkraft ändert.
Schuhpreßeinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Druckraum (26) des Kraftelements (22) durch eine getrennte Druckfluidquelle (P₁) versorgt ist.
Schuhpreßeinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß sie als Schuhpreßwalze mit einem das flexible Preßband bildenden Preßmantel (18) ausgebildet ist.