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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Verstelleinrichtung für eine Schuhpresswalze
insbesondere für
den Pressschuh einer Schuhpresswalze, wie sie beispielsweise zur
Entwässerung
eines vorzugsweise bahnförmigen
Gutes verwendet wird. Außerdem
betrifft die vorliegende Erfindung die Verwendung einer solchen
Verstelleinrichtung zur Herstellung von Papier, Pappen und/oder
Karton bzw. die Verwendung in einer Papier-, Pappen- und/oder Kartonmaschine.
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Verstelleinrichtungen
für Schuhpresswalzen sind
im Stand der Technik bekannt. Schuhpresswalzen werden beispielsweise
im Stand der Technik als Entwässerungseinrichtungen
verwendet. Mit diesen wird ein feuchtes Gut insbesondere mechanisch
entwässert.
Dies bedeutet, dass Feuchtigkeit den festen Bestandteilen beispielsweise
einer Papierbahn entzogen wird.
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Die
mechanischen Verfahren zur Entwässerung
haben in den vergangenen Jahren weiter an Bedeutung gewonnen, da
insbesondere unter dem Diskussionspunkt der steigenden Energiepreise
eine möglichst
effiziente und energiesparende mechanische Reduzierung des Feuchtegehaltes
die Kosten für
die Trocknung von feuchten Gütern
deutlich reduziert.
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Der
Einsatz der Schuhwalzentechnik, insbesondere in der Papierindustrie,
kann hierbei einen besonderen Beitrag leisten, da durch die Verlängerung
des Entwässerungsnips,
der zwischen einer Gegenwalze und einem Pressschuh gebildet wird, der
Trockengehalt eines feuchten Gutes im Vergleich zu alternativen
Entwässerungsmethoden
deutlich erhöht
werden kann.
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Schuhpresswalzen
weisen üblicherweise
einen Pressschuh auf, der vorzugsweise mit einer hydraulischen Anpresseinheit
gegen eine Walze pressbar ist, wobei der Pressschuh von einem Mantel
abgedeckt ist, der direkt oder indirekt mit der zu entwässernden
Faserstoffbahn in Kontakt steht. Der Mantel wird im Produktionsbetrieb
beispielsweise zur Entwässerung
einer Faserstoffbahn über
den Pressschuh geführt,
wobei der Mantel unter anderem auf dem Pressschuh derart gelagert
ist, dass ein Verschleiß möglichst
vermieden wird.
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Der
Pressschuh selbst erstreckt sich über wenigstens die gesamte
Papierbahnbreite einer Papiermaschine, wobei üblicherweise eine Vielzahl
von Anpressabschnitten vorgesehen ist.
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Als
Anpresseinheit werden üblicherweise
hydraulische Anpresskolben verwendet, die unter anderen auf einem
Tragkörper
angeordnet sind und die für
die Entwässerung
notwendige Presskraft auf den Pressschuh übertragen.
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Die
hydraulischen Anpresskolben sind meist Bestandteil einer so genannten
Belastungseinheit, welche Hydraulikkolben umfassen können, die
in zylindrischen Ausnehmungen des Tragkörpers aufgenommen und axial
verschieblich angeordnet sind. Über
hydraulische Zuleitungen werden die einzelnen Hydraulikkolben mit
einem Hydraulikfluid beaufschlagt, wobei durch geeignete Steuerungs-
und Regelungseinrichtungen die auf die Gegenwalze wirkende Presskraft
gesteuert oder geregelt wird.
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Gemäß der im
Stand der Technik bekannten Schuhpresswalzen bilden wenigstens im
Betrieb die Gegenwalze und die Schuhpresswalze mit ihrem Mantel,
dem Pressschuh und der Belastungseinrichtung eine Einheit ist, die
insbesondere bezüglich
ihrer relativen Ausrichtung zueinander bestimmt. Dabei ergibt sich
die Relativposition von beispielsweise dem Pressschuh zur Gegenwalze
im ersten Ansatz durch die Ausrichtung der jeweiligen Achsen zu
einander.
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Es
ist jedoch bekannt, dass sich die Lage des Pressschuhs zum Beispiel
infolge von wärmebedingten
Längenänderungen
oder Laständerungen gegenüber dem
Tragkörper
bzw. auch gegenüber
der Gegenwalze verändern
kann. So können beispielsweise
durch kurzzeitige Profilschwankungen der Faserstoffbahn bei der
Papierherstellung relevante Querkräfte auf den Pressschuh bzw.
die Gegenwalze und den hierzwischen gebildeten Pressspalt wirken. Hierbei
kann durch die bewegbare Lagerung des Pressschuhs einerseits und
der im Wesentlichen ortsfesten Lagerung der Gegenwalze andererseits der
Pressschuh in gewissem Maße
seine Relativposition zur Gegenwalze verändern werden.
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Um
sicherzustellen, dass der Pressschuh in Bezug auf die Gegenwalze
eine im Wesentlichen bestimmte Betriebsposition einnimmt, wird im
Stand der Technik vorgeschlagen, einen vertikalen Versatz des Pressschuhs
dadurch auszuschließen,
dass der Pressschuh mit dem Tragkörper derart verbunden wird,
dass ein Ausweichen des Pressschuhs in bzw. gegen die Produktionsrichtung
der Papiermaschine im Wesentlichen unterbunden wird. Hierzu wird
beispielsweise eine Verbindungsstrebe verwendet, welche zwar einen
horizontalen Versatz des Pressschuhs erlaubt, jedoch eine Querversatz
des Pressschuhs in oder gegen die Produktionsrichtung der Papiermaschine
durch eine Fixierung des Pressschuhs am Tragkörper zur Aufnahme von Querkräften verhindert.
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Im
Stand der Technik ist es jedoch nachteilig, dass mittels einer solchen
Fixierung die evtl. gewünschte
Positionsveränderung
bzw. die Beweglichkeit des Pressschuhs insbesondere in Maschinenlängsrichtung
im Wesentlichen ausgeschlossen wird und die Ausrichtung des Pressschuhs
insbesondere in Bezug auf die Gegenwalze während des Betriebs nicht verändert werden
kann.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es unter anderem, eine Verstelleinrichtung
für eine Schuhpresswalze
bereitzustellen, mit deren Hilfe einerseits die Relativposition
des Pressschuhs einer Schuhpresswalze in Bezug auf die Gegenwalze
bzw. den Tragkörper
bestimmbar ist und mit welcher bei Bedarf die Position des Pressschuhs
im Produktionsprozess im Bezug auf die Gegenwalze bzw. den Tragkörper verändert werden
kann.
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Die
Aufgabe wird durch eine Verstelleinrichtung für eine Schuhpresswalze zur
Entwässerung
eines bahnförmigen
Gutes gemäß Anspruch
1 gelöst. Beispielhafte
Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird mittels einer Verstelleinrichtung
für eine
Schuhpresse gemäß Anspruch
1 gelöst,
wobei diese insbesondere zur Entwässerung eines bahnförmigen Gutes,
wie es beispielsweise zur Entwässerung
einer Papierbahn in einer Papiermaschine verwendet wird.
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Dabei
weist die Schuhpresswalze wenigstens einen Pressschuh, eine Abstützvorrichtung,
eine Belastungseinrichtung und vorzugsweise einen Mantel auf, welcher
insbesondere wenigstens teilweise elastisch verformbaren ist, wobei
die Belastungseinrichtung den Pressschuh mit der Abstützeinrichtung der
Schuhpresswalze entlang der Haupterstreckungsrichtung der Presswalze,
d. h. quer zur Papiermaschinenverlaufrichtung, sowohl höhenverstellbar,
als auch querverstellbar verbindet. Die Verstelleinrichtung für eine Schuhpresswalze
gemäß der vorliegenden
Erfindung weist ferner wenigstens zwei Gelenkstreben auf, welche
wenigstens den Pressschuh und die Abstützvorrichtung miteinander verbinden,
um insbesondere die relative Querposition des Pressschuhs in Bezug
auf die Abstützvorrichtung zu
beeinflussen und andererseits den Pressschuh auf einer vorgegebenen
Position zu fixieren.
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Als
Papierbahn bzw. Faserstoffbahn wird gemäß der vorliegenden Erfindung
insbesondere eine Mischung aus festen und/oder flüssigen Bestandteilen
bezeichnet, die beispielsweise bei der Papier-, Karton- oder Pappenherstellung
vorzugsweise Faserstoffe, Füllstoffe,
chemische Additive und beispielsweise Wasser als Verdünnungsmedium
aufweist.
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Die
Schuhpresswalze umfasst vorzugsweise wenigstens einen Pressschuh
und wenigstens eine Abstützeinrichtung,
wobei der Pressschuh und die Abstützeinrichtung über vorzugsweise
eine Vielzahl von Hydraulikeinrichtungen als Bestandteil der wenigstens
einen Belastungseinrichtung verbunden sind und welche insbesondere
zur Belastung des Pressschuhs gegen die Gegenwalze dienen.
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Als
Pressspalt wird gemäß der vorliegenden Erfindung
insbesondere der Kontaktbereich zwischen dem Pressschuh und der
Gegenwalze verstanden, wobei der Pressschuh von einem Mantel abgedeckt
und die Papierbahn direkt oder unter Verwendung von Filzen und/oder
Trageeinrichtungen wie beispielsweise einem Belt durch den Pressspalt geführt werden
kann.
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Der
Pressspalt selbst ist in der Art ausgestaltet, dass dieser insbesondere über die
Papiermaschinenbreite mit üblichen
Drücken
beaufschlagt werden kann und sich in Maschinenlaufrichtung über einen vorgegebenen
Umfangsweg unter anderem um die Gegenwalze herum erstreckt. Dabei
ergibt sich der Umfangsweg durch die Form und Gestalt des Pressschuhs,
der in Abhängigkeit
von Form und Lage in Bezug auf die Gegenwalze ein vorgegebenes Druckprofil
zur Entwässerung
der Papiermaschine bereitstellt. Das Druckprofil resultiert dabei
sowohl aus der Intensität,
d. h. dem Pressdruck, als auch aus der Länge, entweder des Umfangswegs
des zu entwässernden
Gutes um die Gegenwalze oder des Pressspaltes zwischen der Gegenwalze
und dem Pressschuh. Insbesondere kann durch entsprechende Gestaltung
des Pressschuhs der Druckverlauf sowohl in Maschinenlaufrichtung,
als aber auch in Maschinenbreite entsprechend den Erfordernissen
an das zu entwässernde
Gut angepasst werden.
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So
wird beispielsweise insbesondere der maximale Pressdruck in Abhängigkeit
des zu entwässernden
Gutes zwischen dem Mittelbereich des Umfangsweges im Pressspalt
hin zum Endbereich des Umfangsweges verschoben, um beispielsweise eine
Rückbefeuchtung
des zu entwässernden
Gutes bei Austritt aus dem Pressspalt zu reduzieren bzw. zu verringern.
Es liegt selbstverständlich
auch im Sinn der vorliegenden Erfindung anders geschaltete Ausführungsformen
eines Pressschuhs zur Erzeugung eines Druckprofils erfindungsgemäß zu verwenden, wobei
hierzu auch auf die im Stand der Technik bekannten Verfahren und
Vorrichtungen zurückgegriffen
werden kann.
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Durch
die erfindungsgemäße Versteileinrichtung,
insbesondere für
den Pressschuh, ist es möglich,
das Druckprofil über
die Pressspaltlänge
dadurch zu verändern,
dass bei einer im Wesentlichen vertikalen Positionsveränderung
des Pressschuhs auch der Druck innerhalb des Pressspaltes als Ergebnis
der sich gegenüberstehenden
Konturen der Gegenwalze und des Pressschuhs verändert wird. So kann beispielsweise
der maximale Druckbereich innerhalb des Pressspaltes sowohl in,
als auch gegen die Maschinenlaufrichtung verschoben werden.
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Als
Abstützeinrichtung
wird gemäß der vorliegenden
Erfindung eine Einrichtung der Schuhpresse verstanden, welche vorzugsweise
im Wesentlichen durchbiegungsfest ausgebildet ist. Solch eine Abstützvorrichtung
kann beispielsweise ein Walzenjoch sein, auf welchem insbesondere
die Hydraulikeinrichtungen mit vorgegebenen Abständen über die Länge des Walzenjochs in Maschinenquerrichtung angeordnet
sind und somit die Verbindung zwischen der Abstützeinrichtung und dem Pressschuh
bzw. dem Pressschuhabschnitt bereitstellen.
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Die
Hydraulikeinrichtung als Bestandteil der Belastungseinrichtung weist
gemäß der vorliegenden Erfindung
vorzugsweise zwei Führungselemente
und wenigstens eine Zylinderhülse
auf, wobei darauf hingewiesen wird, dass die vorgeschlagenen geometrischen
Formen nur grobe Annäherungen
an die mathematische Form eines entsprechenden Bauteiles darstellen
können
und die tatsächlichen
Ausführungsformen
der einzelnen Elemente bzw. Bauteile insbesondere in Bezug auf die
Wechselwirkung zwischen den Einzelbauteilen abgestimmt sein können und
werden.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird die Haupterstreckungsrichtung der Presswalze in der
Art verstanden, dass diese durch beispielsweise die Rotationsachse
des umlaufenden Mantels annäherungsweise
bestimmt wird und sich somit vorzugsweise im Wesentlichen senkrecht
zur Maschinenlaufrichtung erstreckt.
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Als
höhenverstellbar
wird eine Presswalze verstanden, die im Wesentlichen in ihrer horizontalen Position
(positiv und/oder negativ) verändert
werden kann. Eine Querverstellung der Presswalze umfasst im Wesentlichen
die Verschiebung der Achse der Presswalze entlang der Maschinenlaufrichtung
sowohl in positiver als auch in negativer Richtung.
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Als
Gelenkstrebe wird gemäß der vorliegenden
Erfindung insbesondere eine Verbindung zwischen zwei Bauteilen,
wie beispielsweise dem Pressschuh und der Abstützvorrichtung verstanden, die insbesondere
dazu geeignet ist, Einfluss auf die Querverstellbarkeit der Presswalze
zu nehmen.
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So
weist eine solche Gelenkstrebe vorzugsweise am Anfang und am Ende
eine gelenkige Verbindung mit wenigstens einem entsprechenden weiteren
Bauteil auf, wobei vorzugsweise durch das entsprechende Gelenk ein
Freiheitsgrad in zwei Richtungen einer Ebene bereitgestellt wird.
Selbstverständlich
können
auch Gelenkverbindungen verwendet werden, die einen höheren Freiheitsgrad
der verbindenden Strebe bereitstellen. Vorzugsweise sind die beiden
an den äußeren Enden
der Gelenkstrebe angeordneten Gelenkverbindungen derart ausgerichtet,
dass die Richtung der Beweglichkeit im Wesentlichen in derselben
Ebene verläuft.
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Gemäß einer
weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung ist die verbindende Gelenkstrebe längenveränderlich zwischen dem Pressschuh
und der Abstützvorrichtung
angeordnet und gemäß einer
weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform als kardanisch aufgehangene
Verbindungsstrebe ausgeführt.
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Als
kardanische Aufhängung
wird hierbei insbesondere eine Vorrichtung verstanden, die insbesondere
die zwei Bauteile von einander frei drehbar verbindet, so dass im
Wesentlichen auf Drehbelastung beruhende Kräfte zwischen den verbundenen
Bauteilen nicht übertragen
werden.
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Die
erfindungsgemäße Verstelleinrichtung für eine Schuhpresswalze
weist gemäß einer
weiteren, besonders bevorzugten Ausführungsform wenigstens eine
Gelenkstrebe auf, bei der eine Längenveränderung
mit einer Vorrichtung erfolgt, die aus einer Gruppe ausgewählt ist,
welche Hydrauliksysteme wie beispielsweise Hydraulikkolben, Spindelantriebe, Exzenter,
Getriebe, insbesondere Verstellgetriebe, pneumatische Antriebe,
Linearantriebe, elektrische Antriebe, Kombinationen hieraus und
dergleichen umfasst.
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Die
Gelenke der verbindenden Gelenkstrebe sind gemäß einer weiteren besonders
bevorzugten Ausführungsform
der Versteileinrichtung für
eine Schuhpresse kraft-, form- und/oder stoffschlüssig mit dem
Pressschuh bzw. der Abstützeinrichtung
verbunden. Dies kann selbstverständlich
direkt oder indirekt erfolgen, wobei hierzu insbesondere bei einer indirekten
Verbindung weitere Bauteile zwischen dem Pressschuh bzw. der Abstützeinrichtung
und dem verbindenden Gelenk angeordnet sind.
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Gemäß einer
weiteren, besonders bevorzugten Ausführungsform sind die erfindungsgemäßen Gelenkstreben
für eine
Verstelleinrichtung im Wesentlichen senkrecht zur Haupterstreckungsrichtung der
Schuhpresswalze angeordnet, wobei die Gelenkstreben einreihig bzw.
mehrreihig und insbesondere zweireihig zwischen dem Pressschuh und
der Abstützeinrichtung
angeordnet sind.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung kann durch die Verwendung der entsprechenden, vorzugsweise
längenveränderlichen
Gelenkstreben insbesondere auf die Querposition des Pressschuhs
auch im Betrieb der Schuhpresswalze Einfluss genommen werden. Zur
Bestimmung der Position des Pressschuhs ist beispielsweise in Bezug
auf die Abstützeinrichtung
und/oder in Bezug auf die Gegenwalze, wenigstens eine Vorrichtung
vorgesehen, die insbesondere die Bestimmung der Position ermöglicht. Solche
Sensoren, Steuer- und/oder Regelungseinrichtungen sind im Stand
der Technik bekannt und werden zur Steuerung bzw. Regelung der Position des
Pressschuhs eingesetzt.
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Die
Schuhpresswalze umfasst gemäß der vorliegenden
Erfindung wenigstens einen Pressschuh und wenigstens eine Abstützeinrichtung,
wobei der Pressschuh und die Abstützeinrichtung über vorzugsweise
eine Vielzahl von Hydraulikeinrichtungen verbunden sind, welche
zur Belastung des Pressschuhs insbesondere gegen die Gegenwalze dienen.
Die Belastungseinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Hydraulikeinrichtung
wenigstens ein erstes Führungselement
aufweist, das zur im Wesentlichen linearen Führung einer Zylinderhülse dient.
Diese Zylinderhülse
ist Bauteil der Hydraulikeinrichtung, wobei die Zylinderhülse wenigstens
abschnittsweise in wenigstens ein zweites Führungselement eingreift. Ferner
ist das zweite Führungselement
vorzugsweise im Wesentlichen ortsfest mit dem Pressschuh verbunden.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung ist im Eingriffsbereich zwischen der Zylinderhülse und
dem zweiten Führungselement,
d. h. dem Führungselement,
welches im Wesentlichen ortsfest mit dem Pressschuh verbunden ist,
wenigstens eine Fluidverbindung vorgesehen, welche den ersten und
zweiten Fluidbereich der Hydraulikeinrichtung miteinander verbindet.
Als Verbindung wird hierbei ein Raum verstanden, der den Austausch
eines Fluids im Sinne einer Fluidverbindung bereitstellt. Als Fluid
werden hier u. a. Hydrauliköle
und dergleichen verstanden wie sie im Stand der Technik bekannt
sind.
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Als
erster Fluidbereich wird insbesondere ein Raum innerhalb der Hydraulikeinrichtung
verstanden, der im Wesentlichen durch wenigstens einen Abschnitt
des ersten Führungselementes,
wenigstens einen innenliegenden Abschnitt der Zylinderhülse und
wenigstens einen Abschnitt des zweiten Führungselementes gebildet wird.
Solch ein Fluidbereich steht gemäß der vorliegenden
Erfindung mit wenigstens einem Zulauf für ein entsprechendes Fluid
in Verbindung und es ist wenigstens eine Fluidverbindung vorgesehen,
welche diesen ersten Fluidbereich mit dem zweiten Fluidbereich zum
Austausch des Fluids verbindet.
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Dabei
wird der zweite Fluidbereich im Wesentlichen durch wenigstens einen
Abschnitt der Zylinderhülse,
wenigstens einen Abschnitt des zweiten Führungselements und wenigstens
einen Abschnitt des Pressschuhs gebildet, wobei deutlich wird, dass ein
entsprechender hydraulischer Druck, der beispielsweise über eine
Zuleitung in den ersten Fluidbereich eingebracht wird, über die
Verbindung zum zweiten Fluidbereich auf die Unterseite des Pressschuhs übertragen
werden kann.
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Die
Fluidverbindung zwischen dem ersten und dem zweiten Fluidbereich
ist gemäß einer
besonders bevorzugten Ausführungsform
beispielsweise ein Schlitz, eine Nut, eine Bohrung, eine Vertiefung,
Kombinationen hieraus oder dergleichen, wobei durch die Art der
gewählten
Verbindung ein ausreichender Fluidaustausch zwischen den beiden
Bereich bereitgestellt wird. Insbesondere können auch eine Vielzahl von
Fluidverbindungen vorgesehen sein.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung ist das erste Führungselement
derart ausgestaltet, dass es im Wesentlichen dem Innendurchmesser
der Zylinderhülse
entspricht und beispielsweise als Zylinderstumpf ausgebildet ist.
Dabei ist zu berücksichtigen, dass
ein so ausgeführtes
Führungselement
insbesondere wenigstens eine Dichtung aufweist, die wenigstens den
Innenumfang der Zylinderhülse
ausreichend abdichtet und gleichzeitig die Beweglichkeit der Zylinderhülse in axialer
und in gewissem Rahmen auch in vertikaler Richtung z. B. Kippbewegungen
ermöglicht.
Dabei kann das erste Führungselement insbesondere
einen Kontaktbereich aufweisen, der in Längsrichtung des Zylinders nur
einen bestimmten Bereich umfasst, der mit der Innenfläche der
Zylinderhülse
in Kontakt tritt und somit eine entsprechende Bewegungsfreiheit
der Zylinderhülse
bereitstellt.
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Gemäß einer
weiteren, besonders bevorzugten Ausführungsform, ist das erste Führungselement eine
Ausnehmung in der Abstützeinrichtung,
die insbesondere als sog. Sackbohrung ausgestaltet ist. Dabei ist
die Sackbohrung derart ausgeformt, dass die Zylinderhülse wenigstens
Abschnittsweise hierin aufgenommen wird. Um den ersten Fluidbereich
ausreichend gegenüber
der Umgebung abzudichten, ist gemäß einer weiteren bevorzugten
Ausführungsform eine
Dichtung am Außenumfang
der Zylinderhülse vorgesehen,
die insbesondere auch in einem Wulst aufgenommen wird, um eine vorgegebene
Kippbeweglichkeit der Zylinderhülse
in der Sackbohrung bereitzustellen. Ferner weist die Zylinderhülse vorzugsweise
im Bereich der unteren Stirnseite eine außen umlaufende Phase auf, die
insbesondere eine verbesserte Beweglichkeit der Zylinderhülse bietet
und ein Beschädigen
der inneren Oberflächen
der Sackbohrung möglichst
weitgehend verhindert.
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Gemäß einer
weiteren bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist das erste Führungselement mehrteilig aufgebaut,
wobei insbesondere der Zylinderstumpf mit einem umlaufenden Flansch
mit der Abstützvorrichtung
verbunden ist und der Zylinderstumpf innerhalb der Zylinderhülse verschieblich
angeordnet ist. Darüber
hinaus weist der Zylinderstumpf eine weitere, vorzugsweise zentrierte Bohrung
auf, innerhalb welcher ein Fixierzylinder längsverschieblich angeordnet
ist.
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Solch
ein Fixierzylinder kann vorzugsweise einen mehrstufigen Umfangsquerschnitt
aufweisen, wobei er insbesondere wenigstens eine, vorzugsweise eine
Vielzahl von umlaufenden Dichtungen aufweist, welche insbesondere
auf unterschiedlichen Stufen der äußeren Umfangsquerschnitte angeordnet
sind. Der Fixierzylinder weist ferner, gemäß einer weiteren besonders
bevorzugten Ausführungsform eine
Längsverbindung
zum zweiten Führungselement
auf und dient beispielsweise als Sicherung des Hydrauliksystems
gegen ein ungewolltes Herausfallen bzw. Herausziehen der Zylinderhülse aus
dem ersten Führungselement.
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Gemäß einer
weiteren bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird der mehrstufig ausgeführte Fixierzylinder,
auch als sog. Rückzugzylinder
für den
Pressschuh eingesetzt, wobei hierzu der Zwischenraum zwischen dem
Zylinderstumpf und dem Fixierzylinder als separate Hydraulikeinrichtung
dient, mit welcher der Pressschuh über die Längsverbindung und das zweite
Führungselement
von der Gegenwalze abgehoben bzw. entlastet werden kann.
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Gemäß einer
weiteren, besonders bevorzugten Ausführungsform ist das zweite Führungselement
eine am Pressschuh angeordnete Scheibe, welche wenigstens eine radial
umlaufende Nut aufweist, in welche die Zylinderhülse, welche beispielsweise
eine entsprechende Kröpfung
bzw. Stirnseite aufweist, eingreift.
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Dabei
ist die Kröpfung
bzw. Stirnseite in der Art ausgebildet, dass diese vom Umfang der
Zylinderhülse
aus gesehen, sich nach innen oder außen erstreckt, wobei insbesondere
wenigstens ein vorgegebener Abschnitt der Stirnseite der Zylinderhülse offen
bleibt, so dass das Fluid in direkten Kontakt mit der Oberfläche des
Pressschuhs kommt.
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Das
zweite Führungselement
ist gemäß einer
weiteren bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung als Stufenring ausgebildet, welcher eine
nach innen gerichtete Nut zusammen mit der Unterseite des Pressschuhs
bildet, in welche beispielsweise ein umlaufender Flansch im Sinne
einer Kröpfung
bzw. Stirnseite der Zylinderhülse
eingreift. Somit kann eine nach Außen gerichtete Führung bereitgestellt
werden, die entsprechend der zuvor dargestellten Ausführungsform
auch die Möglichkeit
der Bewegungsfreiheit u. a. in Querrichtung bietet. Ferner bietet
der umlaufende Flansch auf der zur Unterseite des Pressschuhs gerichteten
Oberfläche
die Möglichkeit
der Anordnung von Dichtungen und Führungsflächen.
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Gemäß einer
weiteren, besonders bevorzugten Ausführungsform weist die Kröpfung bzw.
Stirnseite der Zylinderhülse,
die in Bezug auf die Unterseite des Pressschuhs im normalen Betrieb
im Wesentlichen parallel ausgerichtet ist, wenigstens einen Abschnitt
auf, welcher eine Dichtfläche
mit dem Pressschuh bildet bzw. bereitstellt.
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Neben
einer entsprechenden Dichtfläche können ferner
in diesem Bereich der Kröpfung
bzw. Stirnseite der Zylinderhülse
auch Führungsflächen bzw.
Führungsringe
vorgesehen sein, welche die Ausrichtung der Zylinderhülse in Bezug
auf die Unterseite des Pressschuhs unterstützen. Ferner kann vorgesehen
sein, dass insbesondere der äußere Umfang
der Stirnseite der Zylinderhülse
beispielsweise eine Phase bzw. eine Abrundung aufweist, um insbesondere
eine Markierung der Schuhunterseite durch die Zylinderhülse im Betrieb
möglichst
zu vermeiden.
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Gemäß einer
weiteren, besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung ist der Dichtungsdurchmesser der Dichtung auf der Stirnseite
der Zylinderhülse
kleiner oder im Wesentlichen gleich dem Durchmesser der Zylinderhülse bzw.
insbesondere kleiner oder im Wesentlichen gleich wie der Innendurchmesser
der Zylinderhülse. Dies
hat insbesondere den Vorteil, dass somit die Zylinderhülse im Betrieb
vorzugsweise gegen die Unterseite des Pressschuhs gedrängt wird,
da die Kraft pro Flächeneinheit
in der Zylinderhülse
in Richtung zur Schuhunterseite größer oder gleich ist der Gegenkraft
pro Flächeneinheit,
welche die Zylinderhülse
vom Pressschuh wegdrängt.
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Gemäß einer
weiteren, besonders bevorzugten Ausführungsform greift der stirnseitige
Abschnitt bzw. die Kröpfung
der Zylinderhülse
in den Eingriffsbereich des zweiten Führungselementes in der Art ein,
dass dieser mit einem vorgegebenen Spiel innerhalb der radial umlaufenden
Nut des zweiten Führungselements
geführt
wird. Dabei ist das Spiel derart ausgewählt sein, dass es kleiner ist
als der maximale funktionsfähige
Dichtungsabstand der Dichtflächen
bzw. der Dichtung zwischen dem Abschnitt der Stirnseite der Zylinderhülse und
dem Pressschuh, wodurch sichergestellt wird, dass der hydraulische Druck
im zweiten Fluidbereich auch bei ungünstigen Betriebsbedingungen
im Wesentlichen aufrecht erhalten wird.
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Gemäß einer
weiteren, besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung ist das erste Führungselement
kraft-, form- und/oder stoffschlüssig
mit der Abstützeinrichtung
verbunden. Solch eine Verbindungsform ist beispielsweise eine Schraubverbindung,
wobei die Ausrichtung des ersten Führungselementes derart gewählt ist,
dass insbesondere eine einfache Zuführung des Fluids über eine
Hydraulikzuleitung bereitgestellt wird.
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Gemäß einer
weiteren, besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung ist die Zylinderhülse
im Wesentlichen axial zum ersten Führungselement bewegbar und
ist vorzugsweise um einen vorgegebenen Winkel α in Bezug auf die Hauptachse
des ersten Führungselements
kippbeweglich. So eine Kippbeweglichkeit ist dem Grunde nach vorteilhaft,
um insbesondere betriebsbedingte Verlagerungen des Pressschuhs ausgleichen
zu können.
Ferner ist das zweite Führungselement
in Bezug auf die Stirnseiten bzw. Kröpfungen der Zylinderhülse so ausgeführt, dass
eine vertikale Verschieblichkeit des Pressschuhs bereitgestellt
wird.
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Gemäß einer
weiteren, besonders bevorzugten Ausführungsform ist zwischen dem
ersten Führungselement
und der Zylinderhülse
wenigstens eine Dichtung wie beispielsweise eine Ringdichtung, eine O-Dichtung
oder dergleichen angeordnet.
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Gemäß einer
weiteren, besonders bevorzugten Ausführungsform ist das zweite Führungselement
mit wenigstens einem Abschnitt des Pressschuhs kraft-, form- und/oder stoffschlüssig verbunden,
wobei die Verwendung einer Schraubverbindung eine mögliche Form
der Befestigung darstellt.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung ist die Zylinderhülse
vorzugsweise in Bezug auf den Pressschuh und der Hydraulikeinrichtung
im Wesentlichen schwimmend angeordnet, d. h. die Zylinderhülse besitzt
sowohl in Längsrichtung,
als auch in Querrichtung eine vorgegebene Beweglichkeit, um insbesondere
den hydraulischen Druck, der während
des Betriebs im Hydraulikelement aufgebaut wird, an die Unterseite
des Pressschuhs zu übertragen.
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Gemäß einer
weiteren, besonders bevorzugten Ausführungsform wird die Fluidverbindung
zwischen dem ersten und zweiten Fluidbereich dadurch bereitgestellt,
dass die Überlagerungsflächen zwischen
dem zweiten Führungselement
und der Stirnseite bzw. Kröpfung
der Zylinderhülse
derart gestaltet sind, dass eine kontinuierliche Fluidverbindung
zwischen den beiden Fluidbereichen bereitgestellt wird. Dies kann
beispielsweise dadurch erfolgen, dass die entsprechend gegenüberliegenden
Oberflächen
der Stirnseite der Zylinderhülse
und beispielsweise der Scheibe des zweiten Führungselementes eine vorgegebene
Struktur aufweisen, welche eine Fluidverbindung durch beispielsweise
die Überlagerung
der entsprechenden Strukturen bildet. Dabei kann die Struktur der
Oberfläche
beispielsweise eine Nut, eine Riffelung, eine Körnung, eine Vielzahl von Abstandshaltern,
eine vorgegebene Rauhigkeit der Oberflächen, Kombinationen hiervon
oder dergleichen sein. Selbstverständlich ist es unter Umständen auch
ausreichend, eine einzelne Oberfläche entsprechend zu gestalten,
um die Fluidverbindung bereitzustellen.
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Gemäß einer
weiteren, besonders bevorzugten Ausführungsform ist insbesondere
die Zylinderhülse
und/oder die Führungseinrichtung
bzw. wenigstens Teile der Belastungseinrichtung aus wenigstens einem
Material hergestellt, das aus einer Gruppe ausgewählt wird,
welche beispielsweise Stahl, Bronze, Messing, rostfreien Stahl,
Verbundwerkstoffe, Kombinationen hiervon und dergleichen umfasst.
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Die
vorliegende Erfindung umfasst auch die Verwendung einer Verstelleinrichtung
für eine
Schuhpresswalze, wie sie zuvor beschrieben wurde, in einer Papier-,
Pappen- und/oder
Kartonmaschine zur Belastung, insbesondere zur Belastungsveränderung
wenigstens einer Entwässerungseinrichtung wie
beispielsweise einer Schuhpresse bzw. deren Pressschuh oder einer
entsprechenden alternativen Entwässerungseinrichtung.
Ferner umfasst die vorliegende Erfindung auch die Verwendung einer
entsprechenden Verstelleinrichtung für die Herstellung von Papier,
Pappen und/oder Karton.
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Nachfolgend
wird die vorliegende Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele
erläutert, wobei
ausdrücklich
darauf hingewiesen wird, dass die vorliegende Erfindung nicht auf
solche Anwendungsformen beschränkt
ist und es im Sinn der vorliegenden Erfindung ist, dass Abwandlungen
oder Anpassungen an der entsprechenden Ausführungsformen vorgenommen werden
können
und auch diese im Schutzumfang der vorliegenden Erfindung liegen.
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Dabei
zeigen:
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1 eine
geschnittene Seitenansicht einer Schuhpresswalze mit einer Fixiereinrichtung;
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2 eine
geschnittene Seitenansicht einer Schuhpresswalze mit einer Verstelleinrichtung
für den
Pressschuh;
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3 eine
geschnittene Seitenansicht einer Schuhpresswalze mit einer alternativen
Ausführungsform
einer Verstelleinrichtung;
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4 eine
geschnittene Seitenansicht einer Schuhpresswalze mit einer weiteren
alternativen Ausführungsform
einer Verstelleinrichtung;
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5 eine
geschnittene Seitenansicht einer Schuhpresswalze mit der Verstelleinrichtung
gemäß 2 in
einer alternativen Betriebsposition;
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6 eine
geschnittene Seitenansicht mit einer alternativen Belastungseinrichtung
und der Verstelleinrichtung gemäß 2.
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1 zeigt
eine geschnittene Seitenansicht einer Schuhpresswalze 1 mit
einer Fixereinrichtung 70, bei der die Schuhwalze 1 gegen
eine Gegenwalze 2 pressbar ist und der Kontaktbereich 17 durch den
Pressschuh 4 mit dem Pressmantel 10 und die Gegenwalze 2 gebildet
wird.
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Durch
den Pressspalt kann beispielsweise eine Papierbahn zur Entwässerung
geführt
werden, die im Betrieb entlang des Kontaktbereichs 17 mit dem
Pressmantel 10 und der Gegenwalze 2 entwässert wird.
Dabei ergibt sich aus dem Verständnis
des Aufbaus, dass der Pressschuh 4 durch die Hydraulikeinrichtung 6 im
Wesentlichen horizontal verschieblich angeordnet ist und die Gegenwalze 2 den
Pressmantel 10 bei ihrer Drehung mitführt.
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Das
Profil des Pressschuhs 4 ist gemäß der vorliegenden Ausführungsform
im Wesentlichen als Umfangsabschnitt der Gegenwalze ausgebildet,
wobei darauf hingewiesen wird, dass von dieser Struktur in Abhängigkeit
des gewünschten
Druckverlaufs innerhalb der Kontaktbereiche 17 abgewichen
werden kann. Der Pressschuh 4 ist über die Hydraulikeinrichtung 6 mit
der Abstützeinrichtung 5 verbunden,
wobei die Abstützeinrichtung 5 gemäß der hier
dargestellten Ausführungsform,
eine Ausnehmung 21 aufweist, innerhalb welcher das erste
Führungselement 7 der Hydraulikeinrichtung
mittels Schrauben 15 befestigt ist.
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An
der ersten Führungseinrichtung 7 ist
eine Zylinderhülse 8 angeordnet,
welche in Bezug auf die Unterseite 4c des Pressschuhs 4 eine
Stirnfläche 16 aufweist,
welche in das zweite Führungselement 9 und
der hierin angeordneten umlaufenden Nut 19 eingreift. Die
Stirnseite 16 der Zylinderhülse 8 weist eine Dichtung 18 auf,
die auf die Unterseite 4c des Pressschuhs 4 gerichtet
ist und den zweiten Fluidbereich 12 in Bezug auf die Umgebung
abdichtet.
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Dabei
wird der umlaufende zweite Fluidbereich 12 insbesondere
durch wenigstens einen Teil der Oberfläche der Zylinderhülse 8 mit
der Stirnfläche 16,
einen Teil des zweiten Führungselements 9 und einen
Teil der Unterseite 4c des Pressschuhs 4 gebildet.
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Die
umlaufende Nut 19 des zweiten Führungselementes 9 ist
in ihrer Größe derart
gestaltet, dass das Spiel zwischen der Stirnfläche 16, der Zylinderhülse 8 und
der Nut 19 zwischen dem zweiten Führungselement 9 und
der Unterseite 4c des Pressschuhs 4 so gewählt ist,
dass einerseits eine ausreichende Abdichtung für das im Fluidbereich 12 befindliche
Fluid und andererseits eine ausreichende Beweglichkeit bereitgestellt
wird.
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Als
Beweglichkeit wird hierbei sowohl eine Beweglichkeit der Zylinderhülse 8 in
horizontaler und auch in gewissem Umfang in vertikaler Richtung,
als auch insbesondere eine Beweglichkeit des Pressschuhs in Maschinenlaufrichtung,
d. h. entsprechend der Darstellung in 1 nach links
oder nach rechts bereitgestellt. Hierbei wird u. a. die Beweglichkeit durch
das Wechselspiel der Nut 19 mit der Stirnfläche 16 der
Zylinderhülse 8 ermöglicht.
Gemäß der in 1 dargestellten
Ausführungsform
der Gelenkstrebe 70 wird diese Beweglichkeit nur in begrenztem Umfang
aufgrund des dem System immanenten Spiels ermöglicht, da es sich bei der
in 1 dargestellten Ausführungsform um eine fixe Gelenkstrebe handelt,
die mittels zwei Gelenkverbindungen 72 und 73 an
dem Pressschuh 4 über
ein Zwischenglied 75 und an der Abstützvorrichtung 5 über einem
Zwischenglied 75 befestigt ist. Die beiden Achsen 74a und 74b ermöglichen
hierbei einen gewissen Hub des Pressschuhs mittels der Belastungseinrichtung, bieten
jedoch aufgrund der starren Strebenausführung 71 nur die Möglichkeit,
den Schuh im Wesentlichen in seiner Betriebsposition bezüglich der
Maschinenlaufrichtung zu fixieren, d. h. ortsfest zu halten.
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In 2 ist
eine bevorzugte Ausführungsform
der Verstelleinrichtung 80 dargestellt, welche im Vergleich
zu der in 1 dargestellten Gelenkstrebe 70 eine
Längenveränderung
des Strebenglieds 81 dadurch bereitstellt, das zwischen
den beiden Achsen 84a und 84b ein Hydrauliksystem
mit einem Hydraulikkolben angeordnet ist. Dieser ist durch ein entsprechendes
Regelungs- bzw. Steuerungssystem längenveränderlich, um die Position des
Pressschuhs in Bezug auf die Maschinenlaufrichtung (positiv wie
negativ) zu beeinflussen. Dabei umfasst der Hydraulikkolben einen
Hydraulikraum 87, einen Hydraulikkolben 86, welche über die
Gelenke 82 und 83 jeweils durch Zwischenstücke 85 mit
dem Pressschuh 4 bzw. der Abstützeinrichtung 5 verbunden
ist.
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Entsprechend
der in 2 dargestellten Ausführungsform kann der Pressschuh 4 mittels
der Belastungseinrichtung 6 gegen den Gegenzylinder 2 gepresst
werden, wobei mittels der Gelenkstrebe 80 die Position
des Pressschuhs auch im Betrieb sowohl gegen, als auch mit der Maschinenlaufrichtung
veränderbar
ist. Dabei ist gemäß der in 2 dargestellten
Ausführungsform
die Gelenkstrebe an der Unterseite 4c des Pressschuhs 4 angeordnet
und auf der Gegenseite der Gelenkstrebe diese auf der Oberseite
der Abstützeinrichtung 5 befestigt.
Es liegt selbstverständlich
auch im Sinn der vorliegenden Erfindung, dass die längenveränderliche
Gelenkstrebe alternativ an den Seiten des Pressschuhs 4a oder 4b befestigt
ist, wobei angemerkt sei, dass gemäß der vorliegenden Erfindung vorzugsweise
zwei oder eine Vielzahl von Gelenkstreben vorzugsweise über die Haupterstreckungsrichtung
zur Ausrichtung des Pressschuhs angeordnet werden. Auch liegt es
im Sinn der vorliegenden Erfindung unterschiedliche Ausführungsformen
der Gelenkstreben zu verwenden.
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3 zeigt
eine weitere, alternative Ausführungsform
der längenveränderlichen
Gelenkstrebe 90, bei welcher die Längenveränderung durch einen Exzenter
im Gelenkbereich 92 bereitgestellt wird. Mittels dem Exzenter 94 kann
eine Längenänderung a
dadurch erfolgen, dass der beispielsweise elektrisch betriebene
Exzenter 94a über
die Gelenkverbindung 94b Einfluss auf die Relativposition
des Pressschuhs 4 in Bezug auf die Gegenwalze 2 bzw. der
Abstützvorrichtung 5 nimmt.
Auch hier kann durch geeignete Steuer- oder Regelungsmittel die Position
des Pressschuhs bestimmt werden und durch eine entsprechende Drehung
des Exzenters an die vorgegebenen Bedingungen angepasst werden,
wobei die tatsächliche
Positionsveränderung durch
geeignete Sensoren bzw. durch die Stellung des Elektromotors wie
beispielsweise bei einem Schrittmotor bestimmt werden kann. Entsprechend den
zuvor dargestellten Ausführungsbeispielen
sind die Gelenke 92 und 93 durch Zwischenmittel 95 mit dem
Pressschuh 4 bzw. der Abstützeinrichtung 5 verbunden.
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4 zeigt
eine weitere, alternative Ausführungsform
der längenveränderlichen
Gelenkstrebe, bei welcher mittels eines Getriebes bzw. eines Hebelarmes 102 auf
die Strebe 103 Einfluss genommen wird. Die Strebe 103 ist
mittels dem Gelenk 104b und dem Zwischenglied 105 mit
dem Pressschuh 4 verbunden und greift mittels eines Drehgelenks 104d in den
Hebelarm 102 ein. Dieser Hebelarm 102 weist ein
Gelenk 104c auf, das in einem Lager 106 aufgenommen
ist. Über
den Hebel 102 wird mittels beispielsweise eines Hydrauliksystems 101,
wie einem Hydraulikkolben, auf die Relativposition des Pressschuhs 4 in
Bezug auf die Gegenwalze bzw. die Abstützeinrichtung 5 Einfluss
genommen.
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Vorteilhaft
ist bei dieser Ausführungsform, dass
mittels des Hebels 102 die Hydrauliksysteme 101 weiter
innerhalb der Schuhpresswalze 1 angeordnet werden können und
die räumliche
Enge in unmittelbarem Bereich des Pressschuhs 4 von aufwendiger
Steuerungstechnik befreit werden kann. In Summe weist dieses gemäß in 4 dargestellte Hebelsystem
fünf Drehachsen 104a, 104b, 104c, 104d und 104e auf,
wobei durch die Abstände
der Gelenke 104d zu 104c bzw. 104b zu 104c ein
Hebel bereitgestellt wird, der insbesondere vorteilhaft für die Kräfteaufteilung
des Hydrauliksystems verwendet wird.
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Wie
aus der 4 deutlich wird, kann durch das
Einziehen des Hydraulikkolbens der Pressschuh 4 nach rechts
bzw. durch das Ausschieben des Hydraulikkolbens der Pressschuh 4 nach
links in seiner Position verändert
werden. Neben dieser Positionsveränderung bietet das System einer
längenveränderlichen
Gelenkstrebe, wie es in den 2, 3 und 4 dargestellt
ist, auch die Möglichkeit,
den Pressschuh ähnlich
wie in 1 in einer vorbestimmten Betriebsposition zu fixieren
und somit zusätzliche Prozesssicherheit
bereit zu stellen.
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In 5 ist
eine Schuhpresswalze dargestellt, deren Pressschuh 4 mittels
einer längenveränderlichen
Gelenkstrebe 80, wie sie auch in 2 dargestellt
ist, in ihrer Relativposition zur Gegenwalze 2 bzw. zur
Abstützeinrichtung 5 veränderbar
ist. Gemäß der in 5 dargestellten
Ausführungsform
ist der Pressschuh 4 nach links verrückt, da der Hydraulikzylinder 81 ausgefahren
ist. Entsprechend dem Doppelpfeil 88 ist die Längenveränderbarkeit
der Gelenkstrebe deutlich, wobei die Grenzen des Systems durch die
Dichtigkeit des zweiten Fluidbereichs und insbesondere den notwendigen
Anpressdruck der Dichtungen 18 bestimmt werden. Um die
Funktionalität
zu gewährleisten
darf die Stirnfläche 16 nicht
aus der Nut 19 herausgleiten, wobei eine entsprechende Sicherheit
in Bezug auf die notwendige Überlappung bereitgestellt
werden muss. Wie in 5 dargestellt ergibt sich somit
eine Positionsänderung
um den Wert b, der insbesondere durch den Abstand der Achsen 30, 31 zwischen
der Gegenwalze 2 und der Schuhwalze 1 verdeutlicht
wird.
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In 6 ist
eine alternative Ausführungsform der
Belastungseinrichtung 6 dargestellt, bei welcher durch
einen gestuften Außenring 42,
welcher mit dem Pressschuh 4 verbunden ist, eine nach innen
gerichtete Nut 43 bereitgestellt wird, in welcher eine
nach außen
gerichtete Stirnfläche 40 der
Zylinderhülse 8 eingreift.
Auf der rechten Seite der Figur ist wiederum eine längenveränderliche
Gelenkstrebe 80 mit einem Hydraulikkolben 81 dargestellt,
deren linksseitiges Ende über
ein Zwischenglied 85 mit dem Pressschuh 4 und
rechtsseitig mit einem Zwischenglied 85 mit der Abstützvorrichtung 5 verbunden
ist. Entsprechend der in 6 dargestellten Ausführungsform
wird deutlich, dass auch bei unterschiedlichen Belastungseinrichtungen
die längenveränderliche
Gelenkstrebe eine Positionsveränderung
des Pressschuhs insbesondere in Bezug auf die Gegenwalze bzw. die Abstützvorrichtung
bereitstellen kann und somit ein weites Einsatzgebiet abgedeckt
wird.