DE102006021428A1

DE102006021428A1 - Vorrichtung zum Bilden mindestens eines Langspalts

Info

Publication number: DE102006021428A1
Application number: DE102006021428A
Authority: DE
Inventors: Bernhard Dr. Brendel; Peter Dr. Svenka
Original assignee: Andritz Kuesters GmbH
Current assignee: Andritz Kuesters GmbH
Priority date: 2006-05-05
Filing date: 2006-05-05
Publication date: 2007-11-08
Also published as: EP2016225A1; ATE554222T1; WO2007128497A1; EP2016225B1

Abstract

Vorrichtung zum Bilden mindestens eines Langspalts zwischen einer Gegenwalze und einer Schuhwalze zum Behandeln einer Warenbahn, wobei die Schuhwalze einen feststehenden Träger und einen um den Träger drehbaren, flexiblen Walzenmantel aufweist, der im Bereich des Langspalts auf einem am Träger geführten, eine Druckpartie bildenden und eine wirksame Schuhbreite aufweisenden Schuh abgestützt ist, und der Schuh über mindestens ein Hydraulikelement gegen die Gegenwalze anpressbar ist, wobei das mindestens eine Hydraulikelement als Zylinder-/Kolbeneinheit an dem Träger ausgebildet ist, auf der der Schuh schwimmend gelagert ist, wobei das Hydraulikelement (7) als Kolben ein Dichtungsglied (8) mit mindestens einer zum Schuh (6) hin offenen, ringsum berandeten hydrostatischen Druckkammer (9) aufweist, die über mindestens einen Kanal (10) mit der Arbeitskraft des Druckmediums in einer Zylinderkammer (11) als Stützkraft beaufschlagbar ist und eine Stützkraft in einem Bereich auslaufseitig verlagert zu einer Mitte (Ms) der wirksamen Schuhbreite (SB<SUB>w</SUB>) aufweist, und mindestens zwei weitere mit Abstand von der Druckkammer (9) zum Schuh (6) hin offene, ringsum berandete Randkammern (12, 13) vorgesehen sind, die als hydrostatische Lager über Drosselstellen (14, 15) mit einem Druckmedium versorgbar sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Bilden mindestens eines Langspalts zwischen einer Gegenwalze und einer Schuhwalze zum Behandeln einer Warenbahn, insbesondere einer Papierbahn, Kartonbahn oder Tissuebahn, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Aus DE 195 15 832 C1 ist eine Schuhpresswalze für eine Papiermaschine bekannt, die mit einer Gegenwalze einen Pressspalt bildet, durch den ein über die Schuhpresswalze geführter Pressmantel zusammen mit einer Papierbahn umläuft. Die Schuhpresswalze umfasst einen Pressschuh, der über mindestens ein Hydraulikelement gegen die Gegenwalze anpressbar ist. Das mindestens eine Hydraulikelement ist als eine Zylinder-/Kolbeneinheit zwischen einem stationären Tragkörper und dem Pressschuh ausgebildet und umfasst eine erste, mit Hydraulikdruck beaufschlagbare Zylinderkammer, die über eine Drosselstelle mit einer zum Pressschuh hin offenen hydrostatischen Lagertasche in Verbindung steht, die randseitig mit einer Dichtfläche, in der ein Dichtring gehalten ist, am Pressschuh anliegt. Nachteilig hierbei ist, dass bei einem Zusetzen der Drossel die Ölversorgung der hydrostatischen Lagertasche verlorengeht. Der Kolben stützt sich dann über den Dichtring am Schuh ab, so dass die volle auf den Kolben wirkende Druckkraft über den Dichtring auf den Schuh übertragen wird. Die hohen Druckkräfte führen zwangsläufig zu einer Zerstörung des Dichtrings und einer Beschädigung des Pressschuhs. Die Verschleißanfälligkeit einer solchen Schuhpresswalze mit einem hydrostatischen Kolben verteuert daher deren Betrieb deutlich.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung zum Bilden mindestens eines Langspalts zu schaffen, die einfach und kostengünstig in der Herstellung und im Betrieb ist und dabei eine hohe Qualität der zu behandelnden Warenbahn gewährleistet.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 gelöst.
Hierdurch wird eine Vorrichtung zum Bilden mindestens eines Langspalts geschaffen, bei der die Kraftübertragung auf den Schuh mittels der Säule des Druckmediums, insbesondere Ölsäule, innerhalb des Hydraulikelements erfolgt. Dadurch werden eine undefinierte Reibung der Hydraulikelemente am Schuh und ein erhöhter Verschleiß ausgeschlossen. Gleichzeitig erlaubt die Säule des Druckmediums die Verschiebung der maximalen Stützkraft in einen Bereich einer wirksamen Schuhbreite auslaufseitig benachbart zur Mitte der wirksamen Schuhbreite. Der Pressdruckverlauf im Pressspalt, insbesondere der Pressdruckanstieg, ist folglich über die Arbeitskraft im Hydraulikelement beeinflussbar. Der Pressdruckverlauf wird dadurch nicht mehr nur über die Schuhgestaltungen, insbesondere die Schuhform, vorgegeben. Schließlich ist der Schuh unabhängig vom Betriebszustand der Hydraulikelemente auf einem Ölfilm gelagert, den die Randkammern als hydrostatische Abstandshalter bereitstellen. Ein verschleißfreier Betrieb wird dadurch gewährleistet, da die Randkammern für eine hydrostatische Anlage mit einer praktisch reibungsfreien schwimmenden Lagerung des Schuhs auf den Hydraulikelementen sorgen, und zwar getrennt von deren Arbeitskraft. Die Randkammern ermöglichen eine stabilisierende Wirkung, die so groß wie möglich gewählt werden kann. Dies verbessert die Positionierung des Schuhs, insbesondere deshalb, weil diese Positionierung unabhängig vom Schwerpunkt der Flächenpressung der wirksamen Stützkraft außerhalb der wirksamen Schuhmitte wirkt.
Bei thermischen Verformungen des Schuhs bzw. mechanischen Verformungen des Trägers kann es so zu einem Verformungsausgleich zwischen Träger und Schuh kommen, ohne dass Zwangskräfte zwischen dem Schuh und den Hydraulikelementen auftreten können. Da die Hydraulikelemente eine Neigung in Maschinenlaufrichtung und quer dazu aufnehmen können, bleibt bei Schuhverschiebungen und Achsverformungen das Dichtungsglied stets plan auf der Schuhunterseite aufliegen, so dass es auch im Betriebszustand nicht zu einer erhöhten Leckage und zu einem Verlust der hydrostatischen Lagerfunktion kommen kann.
Vorzugsweise sind mehrere Hydraulikelemente über eine Schuhlänge verteilt angeordnet, die in Zonen zusammengefasst oder einzeln steuerbar bzw. regelbar sind. Ein gleichmäßiges Raster von Druckbereichen ist einstellbar. Damit können lokale Verformungen des Schuhs zwischen den einzelnen Hydraulikelementen minimiert werden. Mindestens endseitig einer Schuhlänge in Maschinenquerrichtung sind Hydraulikelemente einzeln steuerbar, um Randprobleme individuell zu lösen.
Die mindestens zwei Randkammern können für eine Justierung des Schuhs symmetrisch zur Mitte des Dichtungsglieds eines Hydraulikelements oder symmetrisch zur Mitte einer gesamten Schuhbreite angeordnet sein. Alternativ können die mindestens zwei Randkammern unsymmetrisch zur Mitte des Dichtungsglieds eines Hydraulikelements angeordnet sein. Die Anordnung der Randkammern kann abhängig von der Schuhgestaltung hinsichtlich Länge und Form gewählt werden, um eine möglichst breite Auflage des Schuhs zu erreichen. Der Pressdruckverlauf in einer Hauptpresszone kann so losgelöst von Lagerungsproblemen gewählt werden. Anzahl und Form der Randkammern ist wählbar.
Der Wirkungsquerschnitt der Druckkammer ist vorzugsweise gleich oder nur geringfügig kleiner oder größer als der Wirkungsquerschnitt der Zylinderkammer. Die zur Druckkammer führenden Kanäle sind vorzugsweise drosselfrei, so dass der Arbeitsdruck im Wesentlichen gleich der Stützkraft des Hydraulikelementes ist.
Vorzugsweise werden innerhalb eines Hydraulikelements mindestens zwei Teildruckbereiche in Maschinenlaufrichtung hintereinander angeordnet, um Einfluss auf den Pressdruckverlauf im Langspalt nehmen zu können. Vorzugsweise besitzen die mindestens zwei Teildruckbereiche unterschiedliche Druckkräfte, wobei dann der auslaufseitige Teildruckbereich die Druckkraft der maximalen Stützkraft besitzt.
Das Hydraulikelement kann vorzugsweise gegenüber dem Schuh mittels einem Feder- oder Kolbenelement vorgespannt sein.
Vorzugsweise ist eine Hubbegrenzung des Schuhs für einen Wechsel des Walzenmantels vorgesehen, um bei unten liegendem Schuh ein Herausfallen des Schuhs nach Nipöffnung zu vermeiden. Zur Hubbegrenzung können Kopfbolzen vorgesehen sein, die zudem über Druckfedern vorgespannt sein können. Eine Schnelllüftung ist hierdurch möglich, bei der das Hydraulikelement vom Schuh zurückspringt.
Das Dichtungsglied kann eine Trägerplatte für den Schuh aufweisen, die so steif ausgeführt ist, dass die Verformungen der Trägerplatte unter Belastung klein sind. Setzt man Hydraulikelemente mit einem solchen Dichtungsglied nebeneinander, kann der Schuh in seiner Längsrichtung, d.h. in Maschinenquerrichtung, sehr flexibel gehalten werden. So sind beispielsweise flache Schuhe und/oder Schuhe aus Kunststoff oder anderen Materialien mit niedrigem E-Modul, z.B. Aluminium- oder Magnesium-Legierungen, einsetzbar. Auf diese Weise ist es möglich, auch bei kleinen Linienkräften genügend Korrekturen in Maschinenquerrichtung zu erzeugen. Diese Profilierbarkeit ist vor allem bei Schuhwalzen für Tissue-Maschinen in den Bereichen der Walzenränder von Bedeutung.
Das Hydraulikelement kann ein Dichtungsglied aufweisen, das an seinem dem Schuh abgewandten Ende einen Kragen aufweist, der in eine Ringnut in der Zylinderkammer am Absenken eintauchen kann. Das aus der Ringnut zu verdrängende Öl führt bei einer Drosselwirkung zu einer Endlagendämpfung.
Der Schuh wird vorzugsweise zu seiner Positionierung über Einzelbefestigungen in Maschinenlaufrichtung festgehalten. Bevorzugt ist die Einzelbefestigung in den Viertelpunkten bezogen auf die Länge des Schuhs.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung und den Unteransprüchen zu entnehmen.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der in den beigefügten Abbildungen dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.
1 zeigt schematisch im Längsschnitt eine Vorrichtung zum Bilden eines Langspalts gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel,
2a zeigt schematisch in einem Querschnitt die Schuhwalze gemäß 1,
2b zeigt schematisch in einem Querschnitt eine Schuhwalze gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel,
2c zeigt schematisch in einem Querschnitt eine Schuhwalze gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel,
2d zeigt schematisch in einem Querschnitt eine Schuhwalze gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel,
2e zeigt schematisch in einem Querschnitt eine Schuhwalze gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel,
2f zeigt schematisch in einem Querschnitt eine Schuhwalze gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel,
2g zeigt schematisch in einem Querschnitt eine Schuhwalze gemäß einem siebten Ausführungsbeispiel,
2h zeigt schematisch in einem Querschnitt eine Schuhwalze gemäß einem achten Ausführungsbeispiel,
2i zeigt schematisch in einem Querschnitt eine Schuhwalze gemäß einem neunten Ausführungsbeispiel,
3a zeigt schematisch einen Schnitt nach A-A der 2a,
3b zeigt schematisch einen Schnitt nach A-A der 2e,
3c zeigt schematisch einen Schnitt nach A-A der 2f,
3d zeigt schematisch einen Schnitt nach A-A der 2g,
4 zeigt schematisch eine Draufsicht eines Schuhs einer Schuhwalze gemäß 1,
5 bis 8 zeigen jeweils in schematischer Draufsicht Anordnungen von Hydraulikelementen entlang einer Schuhlänge.
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Bilden mindestens eines Langspalts zwischen einer Gegenwalze 1 und einer Schuhwalze 2 zum Behandeln einer Warenbahn. Die Schuhwalze 2 weist einen feststehenden Träger 3 und einen um den Träger 3 drehbaren, flexiblen Walzenmantel 4 auf. Der Walzenmantel 4 ist im Bereich des Langspalts 5 auf einem am Träger 3 geführten, eine Druckpartie bildenden und eine wirksame Schuhbreite SBw aufweisenden Schuh 6 abgestützt. Der Schuh 6 ist über mindestens ein Hydraulikelement 7 gegen die Gegenwalze 1 anpressbar, wobei das mindestens eine Hydraulikelement 7 als Zylinder-/Kolbeneinheit an dem Träger 3 ausgebildet ist, auf der der Schuh 6 schwimmend gelagert ist.
Das Hydraulikelement 7 weist als Kolben ein Dichtungsglied 8 mit mindestens einer zum Schuh 6 hin offenen, ringsum berandeten hydrostatischen Druckkammer 9 auf, die über mindestens einen Kanal 10 mit der Arbeitskraft des Druckmediums in einer Zylinderkammer 11 als Stützkraft beaufschlagbar ist. Die Druckkammer 9 weist eine Stützkraft in einem Bereich einer wirksamen Schuhbreite SBw auslaufseitig verlagert zur Mitte Ms der wirksamen Schuhbreite SBw auf.
Mindestens zwei weitere mit Abstand von der Druckkammer 9 zum Schuh 6 hin offene, ringsum berandete Randkammern 12, 13 sind vorgesehen, die als hydrostatische Lager über Drosselstellen 14, 15 mit einem Druckmedium versorgbar sind.
Wie aus 1 ersichtlich, sind vorzugsweise mehrere Hydraulikelemente 7 über eine Schuhlänge verteilt angeordnet, die in Zonen zusammengefasst steuerbar sind. Dazu sind beispielsweise alle mittigen Hydraulikelemente 7 an eine Versorgungsleitung 16 für Druckmedium angeschlossen, während mindestens endseitig angeordnete Hydraulikelemente 17, 18 einzeln steuerbar sind über getrennte Versorgungsleitungen 19, 20. Alle Versorgungsleitungen 16, 19, 20 sind vorzugsweise an einer zentralen Versorgungsleitung 21 für Druckmedium angeschlossen. Die zentrale Versorgungsleitung 21 wird gespeist aus einem Reservoir 22 für Druckmedium, wobei eine Pumpe 23 und eine Druckregelung 24 zur Einstellung eines Arbeitsdrucks dienen. Um endseitige Hydraulikelemente 17, 18 mit einem niedrigeren Arbeitsdruck beaufschlagen zu können, sind Druckreduzierventile 25, 26 in den Versorgungsleitungen 19, 20 vorgesehen. In der zentralen Versorgungsleitung 21 können schließlich auch Aufbereitungseinrichtungen, wie z.B. ein Filter 27, eingebaut sein.
Die Gegenwalze 1 und die Schuhwalze 2 gemäß 1 können in bekannter Weise in einem nicht dargestellten Ständer gelagert und gegebenenfalls durch geeignete nicht dargestellte Belastungsvorrichtungen gegeneinander gedrückt sein. Die Gegenwalze 1 stützt sich dazu vorzugsweise über an Walzenzapfen vorgesehene Wälzlager 28 an. Die Schuhwalze 2 stützt sich mit feststehenden Walzenzapfen 30, die sich vom Träger 3 erstrecken, in dem Ständer ab. Der Walzenmantel 4 weist Endabschnitte auf, die an am Träger 3 drehbar gelagerten Stirnwänden 31 befestigt sind. Die Gegenwalze 1 ist hier vorzugsweise eine konventionelle massive Walze. Alternativ kann die Gegenwalze auch als eine Schuhwalze oder als eine Biegeeinstellwalze ausgebildet sein.
Die in 1 dargestellte Gegenwalze 1 und Schuhwalze 2 können beispielsweise eine Schuhpresse zum Auspressen von Wasser aus einer Warenbahn oder einen Schuhkalander zum Glätten einer Warenbahn bilden. Darüber hinaus können die beiden Walzen auch einen Teil einer mehrwalzigen Anordnung bilden, also beispielsweise in einem Walzenstapel mit weiteren Walzen kombiniert sein.
2a zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel einer Schuhwalze 2 für die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Bilden mindestens eines Langspalts 5. Das Hydraulikelement 7 umfasst danach ein Dichtungsglied 8, das in einer Sackbohrung 32 an der Oberseite des Trägers 3 verschiebbar geführt ist und mit einer entsprechend gestalteten Stirnseite dichtend an der Unterseite 33 des Schuhs 6 anliegt. Vorzugsweise ist die Stirnseite des Dichtungsglieds 8 eben ausgebildet. Die Sackbohrung 32 ist über eine Verbindungsleitung 34 mit einer Zuleitung 16, 19, 20 und über diese mit der zentralen Zuleitung 21 und den Steuereinrichtungen 24, 25, 26 verbunden. In der gegen die Unterseite 33 des Schuhs 6 offenen Druckkammer 9 im Inneren des Dichtungsglieds 8 kann auf diese Weise eine Druckkraft aufgebaut werden.
Das Dichtungsglied 8 umfasst ein kolben- oder stempelartiges Gehäuse 35, welches mit Spiel in der Zylindersackbohrung 32 sitzt. Eine umlaufende kolbenringartige Dichtung 36 sorgt für eine Abdichtung bei der Hubbewegung des Dichtungsgliedes 8 in Achsrichtung der Sackbohrung 32. An der Unter- bzw. Rückseite des Dichtungsgliedes 8 und einem Boden 37 der Sackbohrung 32 ist die Zylinderkammer 11 gebildet, der über die Zuleitung 34 mit Druckflüssigkeit beaufschlagbar ist. Am oberen Ende weist das Dichtungsglied 8 einen geschlossenen umlaufenden Rand 38 auf, der die Druckkammer 9 vorzugsweise kreisförmig umgibt. Der umlaufende Rand 38 bildet eine Begrenzungsfläche des Dichtungsgliedes 8 gegenüber der Unterseite 33 des Schuhs 6. Eine Anlagefläche an der Unterseite 33 des Schuhs bildet die Säule aus Druckflüssigkeit, die in der Drucktasche 9 ansteht.
Das Dichtungsglied 8 weist mindestens einen zwischen der Druckkammer 9 und der Zylinderkammer 11 sich erstreckenden Kanal 10 mit großem Querschnitt auf. Vorzugsweise sind mehrere Kanäle 10, insbesondere 4 Kanäle, vorgesehen. Bedingt durch den großen Querschnitt des Kanals 10 bzw. der Kanäle 10 steht der Druck in der Zylinderkammer 11 auch in der Druckkammer 9 an und wirkt in deren Querschnitt gegen die Unterseite 33 des Schuhs. Diese Kraft kann durch Änderung der Querschnittsfläche höher oder niedriger ausgebildet werden als in der Zylinderkammer 11. Der Wirkungsquerschnitt der Druckkammer 9 ist beispielsweise bis zu 5% kleiner oder größer als der Wirkungsquerschnitt der Sackbohrung 32, bei der es sich vorzugsweise um eine Zylindersackbohrung handelt.
Die Randkammern 12, 13 sind jeweils über einen drosselnd ausgebildeten Kanal 39, 40 mit der Zylinderkammer 11 verbunden. Durch die Drosselung bedingt stellt sich an den Randkammern 12, 13, die einen Teil der Stirnfläche des Dichtungsgliedes 8 bilden, ein tragender Flüssigkeitsfilm ein, der das Dichtungsglied 8 gegen die Unterseite 33 des Schuhs 6 abstützt. Die Randkammern 12, 13 werden durch einen Rand 42 begrenzt, der ein Teilstück der Stirnfläche des Dichtungsgliedes 8 bildet ebenso wie der Rand 38 der Druckkammer 9.
Die gemäß 3a vorhandenen vier gleichmäßig über den Umfang verteilten Randkammern 12, 13; 12', 13' sind voneinander getrennt und werden getrennt gedrosselt mit Druckflüssigkeit versorgt, so dass ein tragender Flüssigkeitsfilm einer vorbestimmten Stärke an über den Umfang verteilten Stellen vorhanden ist und das ganze Dichtungsglied 8 auf diese Weise stabil auf einem Flüssigkeitsfilm getragen wird, ohne dass es zu einer Berührung zwischen dem Rand 38 und der Unterweite 33 des Schuhs 6 kommen kann.
Die Zahl und Form der Randkammern 12, 13; 12', 13' ist wählbar, ohne dass deren Funktion als hydrostatischer Abstandshalter verloren geht. Gemäß 1 sind vier umfänglich verteilt angeordnete Randkammern vorgesehen. Alternativ ist mindestens jeweils eine Randkammer 12, 13 ein- und auslaufseitig einer jeden Druckkammer 9 angeordnet. Ein- und auslaufseitig bezieht sich auf die Maschinenlaufrichtung, die durch den Pfeil L in 2a angegeben ist.
Wie 2a zeigt, ist die Druckkammer 9 gegenüber der wirksamen Schuhbreite SBw auslaufseitig versetzt. Die wirksame Schuhbreite SBw wird hier herangezogen, da diese die wirksame Druckzone des Langspalts 5 zur Behandlung einer Warenbahn ist. Der Schuh 6 kann ein- und/oder auslaufseitig Ein- und Auslaufzonen aufweisen, die gegebenenfalls keinen Einfluss auf diese Druckzone haben.
Der Druckverlauf in der Druckzone des Langspalts 5 entlang der wirksamen Schuhbreite SBw wird bestimmt durch die Druckkammer 9 und die in dieser Druckkammer 9 eingestellte Ölsäule, die die Arbeitskraft aus der Zylinderkammer 11 an die Unterseite 33 des Schuhs 6 als Stützkraft überträgt. Gemäß 1 ist eine einheitliche Druckkammer 9 vorgesehen. Die maximale Stützkraft steht deshalb auf der gesamten Querschnittsfläche der Druckkammer 9 an, deren Mitte M_D gegenüber der Mitte Ms der wirksamen Schuhbreite SBw auslaufseitig versetzt ist. Die Mitte M_D der Druckkammer 9 entspricht vorzugsweise auch der Mitte des Dichtungsglieds 8.
Die mindestens zwei Randkammern 12, 13 sind dabei symmetrisch zur Mitte M_D des Dichtungsglieds 8 angeordnet.
Das Gehäuse 35 des Dichtungsgliedes 8 ist vorzugsweise T-förmig ausgebildet, wodurch die Stirnfläche des Dichtungsgliedes 8 ein Stützelement bereitstellt, das sich im Wesentlichen über die Breite des Schuhs 6 im Bereich seiner wirksamen Schuhbreite SBw erstrecken kann. Eine Beabstandung 41 zwischen einer Randkammer 12, 13 und dem Rand 38 der Druckkammer 9 kann in Abhängigkeit der gesamten Schuhbreite gewählt werden, auf der sich die Unterseite 33 erstreckt. Die Schuhbreiten können zwischen 10 und 80 cm variieren. Die mindestens zwei Randkammern können folglich auch symmetrisch zu einer Mitte einer gesamten Schuhbreite angeordnet sein.
Die Randkammern 12, 13; 12', 13' sind gemäß 2a, 3a vorzugsweise rund ausgebildet. Alternativ können die Randkammern als bogenförmige Taschen ausgebildet sein.
Das Dichtungsglied 8 ist schließlich über ein Federelement 43 gegen den Schuh 6 federvorgespannt angeordnet.
Gemäß einem zweiten in 2b dargestellten Ausführungsbeispiel einer Schuhwalze 2 ist das Dichtungsglied 8 über einen inneren Stützkolben 44 gegen den Schuh 6 vorspannbar. Die mindestens zwei Randkammern 12, 13 sind dann vorzugsweise über die Drosselstellen 14, 15 mit einem innerhalb des Dichtungsglieds 8 ausgebildeten inneren Zylinderraum 45 verbunden, der von der Zylinderkammer 11 getrennt und mit einer eigenen Zuleitung 46 versehen ist. Zur Abdichtung gegenüber der Zylinderkammer 11 dient vorzugsweise eine kolbenringartige Dichtung 47.
Im Übrigen gelten die vorstehenden Ausführungen zum ersten Ausführungsbeispiel entsprechend.
Gemäß einem dritten in 2c dargestellten Ausführungsbeispiel einer Schuhwalze 2 weist das Dichtungsglied 8 Anschläge 48 zu einer Hubbegrenzung des Dichtungsgliedes 8 in Richtung Schuh 6 auf. Die Anschläge 48 werden hier von Kopfbolzen 49 gebildet, die an dem Träger 3 befestigt sind und in eine Führungsbohrung 50 des Dichtungsglieds 8 ragen. Im Übrigen gelten die Ausführungen zum zweiten Ausführungsbeispiel entsprechend. Gleiches gilt für das vierte Ausführungsbeispiel in Verbindung mit dem ersten Ausführungsbeispiel.
Gemäß einem fünften in 2e dargestellten Ausführungsbeispiel tragen die Kopfbolzen 49 gemäß dem drittem Ausführungsbeispiel jeweils ein Federelement 51 für eine Federvorspannung gegenüber dem jeweiligen Anschlag 48. Vorzugsweise sind die Anschläge 48 nur an den beiden in einer Maschinenquerrichtung endständigen Dichtungsgliedern 8 und/oder deren Nachbarelementen vorgesehen, also beispielsweise bei den Hydraulikelementen 17, 18 gemäß 1.
Gemäß einem sechsten in 2f und 3c dargestellten Ausführungsbeispiel ist mindestens jeweils eine Randkammer 12 einlaufseitig und eine Randkammer 13 auslaufseitig angeordnet. In Maschinenlaufrichtung ist die einlaufseitige Randkammer 13 mit einem größeren Abstand 41.1 zur Druckkammer 9 angeordnet als die auslaufseitig angeordnete Randkammer 12, die mit einem kleineren Abstand 41.2 zur Druckkammer 9 angeordnet ist. Eine unsymmetrisch T-förmige Ausbildung des Gehäuses 35 des Dichtungsgliedes 8 kann sich daraus ergeben. Im Übrigen gelten die Ausführungen zum fünften Ausführungsbeispiel entsprechend.
Gemäß einem siebten in 2g dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Druckkammer 9 segmentiert. Die Druckkammer 9 ist dann aus mehreren Teildruckkammern 9.1, 9.2 zusammengesetzt, die vorzugsweise gleiche Teildruckflächen aufweisen für eine gleichmäßige Unterstützung des Schuhs 6. Der Gesamtwirkungsquerschnitt der Teildruckkammern 9.1, 9.2 entspricht wieder im Wesentlichen dem Wirkungsquerschnitt der Zylinderkammer 11. Im Übrigen gelten die vorstehenden Ausführungen entsprechend.
Bei allen vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen kann der Schuh 6 aus Metall oder Kunststoff bestehen. Als Metall bevorzugt für den Schuh 6 ist Stahl, Messing, Rotguss oder Bronze. Ferner kann der Schuh aus einer Aluminium- oder Magnesium-Legierung bestehen. Weiterhin bevorzugt ist, dass der Schuh zur Verbesserung der Notlaufeigenschaften aus einem Gussmaterial besteht, insbesondere Grauguss (GGL), sphärolithisches Gusseisen (GGG) oder vermiculares Gusseisen (GGV).
Als Kunststoff für den Schuh 6 ist insbesondere ein faserverstärkter Kunststoff einsetzbar, wobei vorzugsweise Aramid-, Glasfaser- oder Kohlefaser-Faserverstärkungen einsetzbar sind.
Der Schuh 6 kann ferner bei allen beschriebenen Ausführungsbeispielen an seiner Unterseite 33 eine Hartschicht aus einem verschleißfesten Material tragen.
Das Dichtungsglied 8 kann bei allen vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen einen Rand 38 als Dichtkante aufweisen, die eine Deckschicht aus einem verschleißfesten Material trägt. Ferner kann das Dichtungsglied 8 ein Gehäuse 35 mit einer T-förmigen Ausbildung aufweisen, dessen T-Balken oder Trägerplatte 52 aus Messing, Rotguss oder Bronze besteht. Alternativ kann das Dichtungsglied 8 eine Trägerplatte aus einem Gussmaterial, insbesondere Grauguss (GGL), sphärolithisches Gusseisen (GGG) oder vermiculares Gusseisen (GGV) aufweisen.
Das Dichtungsglied 8 kann eine Trägerplatte 52 aufweisen, die eine hohe Biegesteifigkeit aufweist, demgegenüber der Schuh 6 eine geringe Biegesteifigkeit aufweist. Die unterschiedliche Biegesteifigkeit ist beispielsweise durch unterschiedliche Dicken einstellbar, wie dies das achte Ausführungsbeispiel gemäß 2h zeigt. Danach ist der Schuh 6 dünn gehalten und besitzt vorzugsweise eine Dicke im Bereich zwischen 5 und 30 mm, insbesondere 5 bis 15 mm, an einer dünnsten Stelle eines vorzugsweise konkav geformten Schuhs. Demgegenüber ist die Trägerplatte 52 dicker ausgeführt mit einer Dicke vorzugsweise im Bereich zwischen 10 und 60 mm.
Die unterschiedlichen Biegesteifigkeiten zwischen Schuh 6 und Trägerplatte 52 können auch durch unterschiedliche E-Module der verwendeten Materialen eingestellt werden.
Gemäß einem neunten in 2i dargestellten Ausführungsbeispiel weist das Dichtungsglied 8 an seinem dem Schuh 6 abgewandten Ende einen Kragen 53 auf, der beim Absenken des Dichtungsglieds 8 in eine Nut 54 der Zylinderkammer 11 eintauchbar ist.
Der Schuh 6 ist am Träger 3 angelenkt über beabstandete Einzelpunktbefestigungen 55, 56. Vorzugsweise sind zwei Einzelpunktbefestigungen 55, 56 vorgesehen, die in den Viertelpunkten der Schuhlänge am Schuh 6 angreifen, wie in 4 dargestellt.
Die 5 bis 8 zeigen Beispiele für die Anordnung einer Mehrzahl von Hydraulikelementen mit ihren jeweiligen Druckkammern 9 in Maschinenlaufrichtung L. Dabei sind jeweils zwei nebeneinander in Laufrichtung L angeordnete Hydraulikelemente vorgesehen, die jeweils eine Druckkammer 9 aufweisen. In Maschinenquerrichtung Q sind die Hydraulikelemente mit ihren Druckkammern in Reihe angeordnet. Dabei kann vorgesehen sein, dass die zwei jeweils in Reihe angeordneten Druckkammern 9 nur ein- und auslaufseitig mit Randkammern 12, 13 versehen sind, wie in 6 und 8 dargestellt ist.
Alternativ sind die zwei jeweils in Reihe angeordneten Druckkammern 9 ein- und auslaufseitig als auch zwischen jeweils zwei Druckkammern mit Randkammern 12, 13 versehen, wie dies in 5 und 7 dargestellt ist.
Weiterhin kann vorgesehen sein, dass die mindestens zwei Randkammern 12, 13 einen Druckverlauf im Langspalt 5 über wählbare Druckkräfte ein- und/oder auslaufseitig veränderbar ausbilden.

Claims

Vorrichtung zum Bilden mindestens eines Langspalts zwischen einer Gegenwalze und einer Schuhwalze zum Behandeln einer Warenbahn, wobei die Schuhwalze einen feststehenden Träger und einen um den Träger drehbaren, flexiblen Walzenmantel aufweist, der im Bereich des Langspalts auf einem am Träger geführten, eine Druckpartie bildenden und eine wirksame Schuhbreite aufweisenden Schuh abgestützt ist, und der Schuh über mindestens ein Hydraulikelement gegen die Gegenwalze anpressbar ist, wobei das mindestens eine Hydraulikelement als Zylinder-/Kolbeneinheit an dem Träger ausgebildet ist, auf der der Schuh schwimmend gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Hydraulikelement (7) als Kolben ein Dichtungsglied (8) mit mindestens einer zum Schuh (6) hin offenen, ringsum berandeten hydrostatischen Druckkammer (9) aufweist, die über mindestens einen Kanal (10) mit der Arbeitskraft des Druckmediums in einer Zylinderkammer (11) als Stützkraft beaufschlagbar ist und eine Stützkraft in einem Bereich auslaufseitig verlagert zu einer Mitte (Ms) der wirksamen Schuhbreite (SBw) aufweist, und mindestens zwei weitere mit Abstand von der Druckkammer (9) zum Schuh (6) hin offene, ringsum berandete Randkammern (12, 13) vorgesehen sind, die als hydrostatische Lager über Drosselstellen (14, 15) mit einem Druckmedium versorgbar sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Hydraulikelemente (7) über eine Schuhlänge verteilt angeordnet sind, die in Zonen zusammengefasst steuerbar sind.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens endseitig angeordnete Hydraulikelemente (17, 18) einzeln steuerbar sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Hydraulikelemente (7) über eine Schuhlänge verteilt angeordnet sind, die jeweils einzeln steuerbar sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens jeweils eine Randkammer (12, 13) ein- und auslaufseitig einer jeden Druckkammer angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens jeweils eine Randkammer (12, 13) ein- und auslaufseitig einer Zone von mindestens zwei Druckkammern (9) angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens zwei Randkammern (12, 13) symmetrisch zur Mitte des Dichtungsglieds angeordnet sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens zwei Randkammern (12, 13) symmetrisch zur Mitte einer gesamten Schuhbreite angeordnet sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens zwei Randkammern (12, 13) symmetrisch zur Mitte (M_D) des Dichtungsglieds (8) und gegenüber der Mitte der gesamten Schuhbreite in Maschinenlaufrichtung (L) auslaufseitig versetzt angeordnet sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens jeweils eine Randkammer (12, 13) einlaufseitig und auslaufseitig angeordnet ist, wobei in Maschinenlaufrichtung (L) die einlaufseitige Randkammer (13) mit einem größeren Abstand zur Druckkammer (9) angeordnet ist als die auslaufseitig angeordnete Randkammer (12).
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Randkammern (12, 13) rund ausgebildet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils vier zueinander beabstandete Randkammern (12, 12', 13, 13') eine oder mehrere Druckkammern (9) umgeben.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Randkammern (12, 13) als bogenförmige Taschen ausgebildet sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Zylinder eines Hydraulikelementes (7) als eine Sackbohrung (32) im Träger (3) ausgebildet ist, die eine Zylinderkammer (11) aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Wirkungsquerschnitt der Druckkammer (9) gleich dem Wirkungsquerschnitt der Sackbohrung (32) ist.
Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Wirkungsquerschnitt der Druckkammer (9) bis zu 5% größer oder kleiner als der Wirkungsquerschnitt der Sackbohrung (32) ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine von einer Zylinderkammer (11) zur Druckkammer (9) führende Kanal (10) drosselfrei ausgeführt ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtungsglied (8) über ein Federelement (43) gegen den Schuh (6) federvorgespannt ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtungsglied (8) über einen inneren Stützkolben (44) gegen den Schuh (6) vorspannbar ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens zwei Randkammern (12, 13) über die Drosselstellen (14, 15) mit einer Zylinderkammer (11) verbunden sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens zwei Randkammern (12, 13) über die Drosselstellen (14, 15) mit einem innerhalb des Dichtungsglieds (8) ausgebildeten Zylinderraum (45) verbunden sind, der von der Zylinderkammer (11) getrennt und mit einer eigenen Zuleitung (46) versehen ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtungsglied (8) Anschläge (48) zur Hubbegrenzung aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschläge (48) von Kopfbolzen (49) gebildet werden, die an dem Träger (3) befestigt sind und in eine die Anschläge (48) aufweisende Führungsbohrung (50) des Dichtungsglieds (8) ragen.
Vorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Kopfbolzen (49) jeweils ein Federelement (51) tragen für eine Federvorspannung gegenüber dem jeweiligen Anschlag (48).
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 22 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass Anschläge (48) nur an den beiden in Maschinenquerrichtung endständigen Dichtungsgliedern (8) vorgesehen sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Druckkammer (9) aus mehreren Teildruckkammern (9.1, 9.2) zusammensetzt, und eine auslaufseitige Teildruckkammer (9.1) mit der maximalen Stützkraft beaufschlagbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass eine auslaufseitige Teildruckkammer (9.1) eine größere Druckfläche aufweist als eine einlaufseitige Teildruckkammer (9.2).
Vorrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass eine auslaufseitige Teildruckkammer (9.1) mit einer höheren Druckkraft als eine einlaufseitige Teildruckkammer (9.2) beaufschlagbar ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass der Schuh (6) aus einem Metallmaterial besteht.
Vorrichtung nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, dass als Metall für den Schuh (6) Stahl, Messing, Rotguss oder Bronze einsetzbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, dass der Schuh (6) aus einer Aluminium- oder Magnesium-Legierung besteht.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 28, dadurch gekennzeichnet dass der Schuh (6) aus einem Gussmaterial, insbesondere Grauguss (GGL), sphärolithisches Gusseisen (GGG) oder vermiculares Gusseisen (GGV) besteht.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass der Schuh (6) aus einem Kunststoff, insbesondere einem faserverstärkten Kunststoff besteht.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 33, dadurch gekennzeichnet, dass der Schuh (6) an seiner Unterseite (33) eine Hartschicht aus einem verschleißfesten Material trägt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 34, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtungsglied (8) eine Dichtkante an einem umlaufenden Rand (38) aufweist, die eine Deckschicht aus einem verschleißfesten Material trägt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 35, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtungsglied (8) ein Gehäuse (35) mit einer Trägerplatte aufweist, die aus Messing, Rotguss oder Bronze besteht.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass der Schuh (6) aus Stahl und das Dichtungsglied (8) ein Gehäuse (35) mit einer Trägerplatte aufweist, die aus einem Gussmaterial, insbesondere Grauguss (GGL), sphärolithisches Gusseisen (GGG) oder vermiculares Gusseisen (GGV) besteht.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 37, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtungsglied (8) ein Gehäuse (35) mit einer Trägerplatte aufweist, die eine hohe Biegesteifigkeit aufweist, demgegenüber der Schuh (6) eine geringe Biegesteifigkeit aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 38, dadurch gekennzeichnet, dass die unterschiedliche Biegesteifigkeit durch unterschiedliche Dicken einstellbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 39, dadurch gekennzeichnet, dass die unterschiedlichen Biegesteifigkeiten durch unterschiedliche E-Module der verwendeten Materialen eingestellt sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 40, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtungsglied (8) an seinem dem Schuh (6) abgewandten Ende einen Kragen (53) aufweist, der beim Absenken des Dichtungsglieds (8) in eine Nut (54) der Zylinderkammer (11) eintauchbar ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 41, dadurch gekennzeichnet, dass der Schuh (6) am Träger (3) angelenkt ist über beabstandete Einzelpunktbefestigungen (55, 56).
Vorrichtung nach Anspruch 42, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Einzelpunktbefestigungen (55, 56) vorgesehen sind, die in den Viertelpunkten der Schuhlänge am Schuh (6) angreifen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 43, dadurch gekennzeichnet, dass in Maschinenlaufrichtung (L) zwei in Reihe angeordnete Druckkammern (9) vorgesehen sind.
Vorrichtung nach Anspruch 44, dadurch gekennzeichnet, dass die zwei jeweils in Reihe angeordneten Druckkammern (9) nur ein- und auslaufseitig mit Randkammern (12, 13) versehen sind.
Vorrichtung nach Anspruch 44, dadurch gekennzeichnet, dass die zwei jeweils in Reihe angeordneten Druckkammern (9) ein- und auslaufseitig als auch zwischen den Druckkammern (9) mit Randkammern (12, 13) versehen sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 46, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens zwei Randkammern (12, 13) einen Pressdruckverlauf im Langspalt über wählbare Druckkräfte ein- und/oder auslaufseitig veränderbar ausbilden.