DE10233922A1 - shoe press - Google Patents
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Abstract
Eine Schuhpresse einer Maschine zur Herstellung oder Behandlung einer Faserstoffbahn, insbesondere Papier- oder Kartonbahn, umfasst eine Schuhpresseinheit, die zumindest einen Pressschuh sowie einen über diesen geführtes flexibles Pressband aufweist und mit einer bewegten Gegenfläche einen in Bahnlaufrichtung verlängerten Pressspalt bildet, wobei der Bereich zwischen dem Pressschuh und dem Pressband mit Schmierfluid versorgt ist. Zumindest ein Teil des Pressschuhs der Schuhpresseinheit ist durch eine thermische Isolierschicht von dem Schmierfluid getrennt. Die thermische Isolierschicht kann gleichzeitig auch eine erhöhte Kompressibilität und/oder erhöhte Dämpfungseigenschaften aufweisen.A shoe press of a machine for the production or treatment of a fibrous web, in particular paper or cardboard web, comprises a shoe press unit which has at least one press shoe and a flexible press belt guided over it and, with a moving counter surface, forms a press nip extended in the direction of web travel, the area between the Press shoe and the press belt is supplied with lubricating fluid. At least part of the press shoe of the shoe press unit is separated from the lubricating fluid by a thermal insulating layer. The thermal insulating layer can at the same time also have increased compressibility and / or increased damping properties.
Description
Die Erfindung betrifft eine Schuhpresse
einer Maschine zur Herstellung oder Behandlung einer Faserstoffbahn,
insbesondere Papier- oder Kartonbahn, mit einer Schuhpresseinheit,
die zumindest einen Presschuh sowie einen über diesen geführtes flexibles
Pressband umfasst und mit einer bewegten Gegenfläche einen in Bahnlaufrichtung
verlängerten Pressspalt
bildet, wobei der Bereich zwischen dem Pressschuh und dem Pressband
mit Schmierfluid versorgt ist. Sie betrifft ferner eine Schuhpresse
der im Oberbegriff des Anspruchs 13 angegebenen Art. Eine solche
Schuhpresse ist beispielsweise in der
Es sind bereits Schuhpressen bekannt, bei denen der Druck- oder Pressschuh über eine Reihe von Anpresskolben gegen eine Gegenwalze gepresst wird, so dass eine gleichmäßige Anpressung über die Breite gesichert erscheint, zumal thermische Einflüsse auf die Linienkraftverteilung durch eine im Druckschuh eingebaute Wärmeisolierung ausgeschaltet werden sollen. Dennoch treten relativ eng begrenzte Feuchte- und/oder Trockenspitzen im Feuchtequerprofil auf, was äußerst unbefriedigend und letztlich unerklärlich ist.Shoe presses are already known where the pressure or pressure shoe has a series of pressure pistons is pressed against a counter roller, so that a uniform pressure over the Width appears secure, especially since thermal influences the line force distribution through thermal insulation built into the pressure shoe should be switched off. Nevertheless, there are relatively narrow limits Moisture and / or dry peaks in the moisture cross profile on what is extremely unsatisfactory and ultimately inexplicable is.
Die Verhältnisse an einem in Kombination mit
einem Yankeezylinder eingesetzten Pressschuh ergeben sich beispielsweise
aus der
Gemäß dieser
Die Schuhpresswalze
Zwischen dem Pressschuh
Zwischen den beiden einander zugewandten Stützflächen
Die Faserstoffbahn
Die thermische Isolierschicht
Die Verhältnisse des im Bereich zwischen dem Pressschuh und dem Pressband erzeugten Schmierölfilms sind unter anderem von der Form des Pressschuhs insbesondere am Spaltanfang abhängig. Trotz erheblicher Bemühungen im Hinblick auf eine hinreichende Formgenauigkeit ergibt sich hinsichtlich der lokalen Ölfilmdicke eine erhebliche Streuung. An einer Stelle mit zum Beispiel geringerer Filmdicke tritt eine größere viskose Scherreibung und Wärmeentwicklung auf, die die darüber hinaus geringere Masse des dünneren Ölfilms überproportional aufheizt. Dies hat zur Folge, dass der normalerweise aus Bronze bestehende Pressschuh lokal erheblich erwärmt wird. Zwar wird durch die Isolierung zwischen Oberteil und Grundkörper diese Temperaturerhöhung vom Grundkörper ferngehalten, wodurch weiträumig ausgedehnte Fehler im Feuchtequerprofil einigermaßen vermieden werden können. Infolge der Eigensteifigkeit des Bronzeoberteils kann durch die lokale Übertemperatur der Pressschuh jedoch thermisch so verformt werden, dass dieser zur Gegenwalze hin gewölbt und lokal eine Linienkraftspritze produziert wird. Umgekehrt ist die Situation bei einem überdurchschnittlich dicken Ölfilm.The ratios of the area between the Press shoe and the press belt produced lubricating oil film are among others from depending on the shape of the press shoe, especially at the beginning of the gap. Despite considerable effort with regard to a sufficient dimensional accuracy results in the local oil film thickness a significant spread. At a point with a smaller film thickness, for example occurs a larger viscous Shear friction and heat development on who the above it In addition, the smaller mass of the thinner oil film heats up disproportionately. As a result, the one that is usually made of bronze Press shoe locally heated considerably becomes. This is due to the insulation between the upper part and the base body temperature increase from the main body kept away, which makes it spacious extensive errors in the moisture cross profile avoided to some extent can be. As a result of the inherent stiffness of the bronze upper part, the local overtemperature may result However, the press shoe can be thermally deformed so that it arched towards the counter roller and a line spray gun is produced locally. Conversely the situation with an above average thick oil film.
Überdies ist die Wirkung einer Abweichung der Pressspaltdicke auf die Linienkraftverteilung infolge der sehr hohen Bettungsziffer des Schuhpressnips unerwünscht hoch. Die Bettungsziffer [N/mm2] ist ein Maß für die Zusammendrückbarkeit eines Materials oder einer Anordnung. So bedeutet zum Beispiel eine Bettungsziffer von 1 N/mm2 ein Nachgeben von 1 mm bei einer Linienkraft von 1 N/mm. Jedes Absenken dieser Bettungsziffer würde den Pressnip im Hinblick auf die Linienkraftverteilung gutmütiger machen.In addition, the effect of a deviation of the press nip thickness on the line force distribution is undesirably high due to the very high bedding number of the shoe press nip. The bedding number [N / mm 2 ] is a measure of the compressibility of a material or an arrangement. For example, a bedding figure of 1 N / mm 2 means a yield of 1 mm with a line force of 1 N / mm. Every lowering of this bed number would make the press nip more forgiving with regard to the line force distribution.
Der Erfindung liegt unter anderem die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Schuhpresse der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der die oben erwähnten Probleme beseitigt sind. Dabei soll insbesondere auch eine Vergleichmäßigung des sich über die Breite der Schuhpresse ergebenden Pressdruckprofils sowie eine Reduzierung oder Vermeidung von sich in Querrichtung ergebenden Temperaturunterschieden und deren Auswirkung in Querrichtung auf das Pressdruckquerprofil erreicht werden.The invention lies among others based on the task of an improved shoe press of the beginning to create the type mentioned, in which the above-mentioned problems are eliminated. In particular, it should also even out the Width of the shoe press resulting pressure profile and a reduction or avoiding transverse temperature differences and their impact in the transverse direction on the pressure cross profile can be achieved.
Diese Aufgabe wird nach einem ersten Aspekt der Erfindung im Wesentlichen dadurch gelöst, dass zumindest ein Teil des Presschuhes der Schuhpresseinheit durch eine thermische Isolierschicht von dem Schmierfluid getrennt ist.This task comes after a first Aspect of the invention essentially solved in that at least one part of the press shoe of the shoe press unit through a thermal insulation layer is separated from the lubricating fluid.
Erfindungsgemäß wird somit zumindest ein Teil des Pressschuhs einer Schuhpresse zwischen Pressfläche und Stützfläche durch eine thermische Isolierschicht vom Schmierfluid im Bereich zwischen Pressband bzw. Pressmantel und Schuh abgetrennt.According to the invention, at least one Part of the press shoe of a shoe press between the press surface and the support surface is separated from the lubricating fluid in the area between the press belt or press jacket and the shoe by a thermal insulating layer.
Vorzugsweise erstreckt sich die thermische Isolierschicht allgemein in Bahnlaufrichtung.The thermal insulating layer preferably extends generally in the direction of web travel.
Gemäß einer bevorzugten praktischen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schuhpresse ist der Pressschuh auf seiner dem Pressspalt zugewandten Seite mit einer thermisch isolierenden Beschichtung versehen. Im vorliegenden Fall handelt es sich bei der thermischen Isolierschicht also um eine thermisch isolierende Beschichtung auf der dem Pressspalt zugewandten Presssfläche des Pressschuhs, wodurch die Auswirkungen einer unterschiedlichen Schmierfluid- bzw. Ölaufheizung weitgehend von der tragenden Unterkonstruktion des Pressschuhs ferngehalten werden. Die Ausbildung einer jeweiligen lokalen Über- bzw. Unterpressung wird eingeebnet. Das nach der Schuhpresse erhaltene Feuchtquerprofil wird ebener und stabiler.According to a preferred practical embodiment the shoe press according to the invention the press shoe on its side facing the press nip with a provided with a thermally insulating coating. In the present case the thermal insulating layer is therefore a thermal one insulating coating on the press surface of the press nip Press shoe, causing the effects of different lubricating fluid or oil heating largely kept away from the load-bearing substructure of the press shoe become. The formation of a respective local overpressure or underpressure leveled. The wet cross profile obtained after the shoe press becomes level and stable.
Die thermisch isolierende Beschichtung kann mit einem verschleißfesten Überzug versehen sein. Der Pressschuh kann somit insbesondere drei schichtig ausgeführt sein. Der verschleißfeste Eigenschaften aufweisende Überzug kann beispielsweise aus Metallpulver oder dergleichen bestehen.The thermally insulating coating can be provided with a wear-resistant coating. The press shoe can thus be designed in particular three layers. The wear-resistant Characteristic coating can consist of metal powder or the like, for example.
Gemäß einer zweckmäßigen praktischen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schuhpresse ist der Pressschuh durch die thermische Isolierschicht zumindest im Wesentlichen in zwei Schuhteile unterteilt. Hierbei kann die thermische Isolierschicht den Pressschuh zumindest im Wesentlichen vollständig durchschneiden.According to an expedient practical embodiment the shoe press according to the invention is the press shoe due to the thermal insulation layer at least essentially divided into two shoe parts. Here, the thermal insulation layer at least essentially completely cut through the press shoe.
Es ist also insbesondere auch eine solche Ausführungsform denkbar, bei der der Pressschuh durch die thermische Isolierschicht in einen dem Pressspalt zugewandten Schuhteil und einen vom Pressspalt abgewandten Schuhteil unterteilt ist.So it is especially one such embodiment conceivable, in which the press shoe through the thermal insulation layer into a shoe part facing the press nip and one from the press nip facing shoe part is divided.
Die thermische Isolierschicht kann insbesondere äquidistant zur Kontur der dem Pressspalt zugewandten Pressfläche des Pressschuhs verlaufen.The thermal insulation layer can especially equidistant to the contour of the press surface facing the press nip Press shoes run.
In bestimmten Fällen ist es überdies von Vorteil, wenn der dem Pressspalt zugewandte Schuhteil eine geringere Dicke besitzt als der vom Pressspalt abgewandte Schuhteil.In addition, in certain cases of advantage if the shoe part facing the press nip is less Thickness is the part of the shoe facing away from the press nip.
Bei einer zweckmäßigen Ausführungsform bestehen der dem Pressspalt zugewandte Schuhteil und der vom Pressspalt abgewandte Schuhteil aus unterschiedlichem Material.In an expedient embodiment, the Shoe part facing the press nip and the shoe part facing away from the press nip Shoe part made of different materials.
Die thermische Isolierschicht bzw. thermisch isolierende Beschichtung kann beispielsweise aus Kunststoff, Keramik, CFK, einem Verbundstoff und/oder irgendeinem anderen niedrig wärmeleitenden Werkstoff bestehen.The thermal insulation layer or thermally insulating coating can for example be made of plastic, Ceramic, CFRP, a composite and / or any other low thermally conductive Material.
Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird eine Schuhpresse der im Oberbegriff des Anspruchs 13 angegebenen Art vorgeschlagen, die dadurch gekennzeichnet ist, dass der Pressschuh auf seiner dem Pressspalt zugewandten Seite mit einer eine erhöhte Kompressibilität und/oder erhöhte Dämpfungseigenschaften aufweisenden Beschichtung versehen und/oder durch eine entsprechende Schicht in zwei Schuhteile unterteilt ist, um Schwingungen des im Pressspalt erzeugten Pressdruckes entgegenzuwirken oder zu unterbinden.According to a second aspect of Invention is a shoe press in the preamble of the claim 13 proposed type, which is characterized in that the press shoe on its side facing the press nip with an elevated one compressibility and / or increased damping properties provided coating and / or by an appropriate layer is divided into two shoe parts to prevent vibrations in the press nip to counteract or prevent generated pressure.
Dadurch werden die Bettungsziffer des Schuhpressnips herabgesetzt und durch Abweichungen in der Pressspaltdicke bedingte Fehler in der Linienkraftverteilung reduziert.This will make the bed number of the shoe press nip reduced and due to deviations in the press gap thickness conditional errors in line force distribution reduced.
Dieser zweite Aspekt der Erfindung ist sowohl für sich betrachtet als auch in Kombination mit dem ersten Aspekt der Erfindung von erheblichem praktischem Vorteil.This second aspect of the invention is for both viewed as well as in combination with the first aspect of Invention of considerable practical advantage.
Was eine mögliche Kombination dieser beiden Aspekte angeht, so ist also insbesondere eine solche Ausführung der erfindungsgemäßen Schuhpresse denkbar, bei der die Beschichtung bzw. Schicht erhöhter Kompressibilität und/oder erhöhter Dämpfungseigenschaften gleichzeitig durch die thermische Isolierschicht bzw. thermisch isolierende Beschichtung gebildet ist. Die betreffende Beschichtung bzw. Schicht kann also insbesondere aus einem schlecht wärmeleitenden kompressiblen Werkstoff bestehen.What a possible combination of these two As far as aspects are concerned, such an implementation of the Shoe press according to the invention conceivable in which the coating or layer of increased compressibility and / or increased damping properties simultaneously through the thermal insulating layer or thermally insulating coating is formed. The coating or Layer can therefore in particular consist of a poorly heat-conducting compressible material.
Zur Erzielung der erwünschten erhöhten Kompressibilität bzw., erhöhten Dämpfungseigenschaften ist die Beschichtung bzw. Schicht vorzugsweise porös. Dabei kann die Beschichtung bzw. Schicht beispielsweise gasgefüllte Blasen aufweisen oder mit röhrenartigen Kanälen versehen sein, die sich vorzugsweise quer zur Bahnlaufrichtung erstrecken. Die röhrenartigen Kanäle können zumindest in einem in Pressrichtung betrachtet mittleren Bereich der Beschichtung bzw. Schicht oder beispielsweise zumindest in einem an den Pressschuh angrenzenden Bereich der Beschichtung vorgesehen sein. Im letzteren Fall sind die in der Beschichtung vorgesehenen röhrenartigen Kanäle auf der Pressschuhseite vorzugsweise durch den Pressschuh begrenzt.To achieve the desired increased compressibility or, increased damping properties the coating or layer is preferably porous. there can the coating or layer, for example, gas-filled bubbles have or with tubular channels be provided, which preferably extend transversely to the web running direction. The tubular ones channels can at least in a central region viewed in the pressing direction Coating or layer or, for example, at least in one area of the coating adjacent to the press shoe his. In the latter case, those are provided in the coating tubular channels on the press shoe side preferably limited by the press shoe.
Der Pressschuh kann also beispielsweise mit einer kompressiblen Beschichtung bzw. Schicht versehen sein, womit erreicht wird, dass die Bettungsziffer des Schuhpressnips herabgesetzt wird und die bei Abweichungen in der Pressspaltdicke auftretenden Fehler in der Linienkraftverteilung reduziert werden. Da die Werkstoffkompressibilität der üblichen Beschichtungs- bzw. Schichtmaterialien hierfür nicht ausreicht, muss durch konstruierte Hohl- bzw. Verdrängungsvolumina dem Beschichtungs- bzw. Schichtmaterial die Möglichkeit gegeben werden, dorthin auszuweichen und damit zumindest in seiner Wirkung kompressibler zu werden. Würde die so konstruierte Kompressibilität in den Pressmantel gelegt werden, so würde dieser bei jedem Nipdurchgang komprimiert und wieder entspannt und entsprechend dynamisch hoch belastet werden. Wird die geforderte Kompressibilität nun aber in die betreffende Beschichtung bzw. Schicht des Pressschuhs verlegt, so wird die dynamische Belastung reduziert auf die Schwankungsbreite des lokalen Pressdrucks, wobei sie im Idealfall Null ist. Die jeweiligen Hohl- bzw. Verdrängungsvolumina werden beispielsweise erreicht durch in die Beschichtung bzw. Schicht eingeschlossene kompressible Gasblasen (Porosität) und/oder in der Beschichtung bzw. Schicht angeordnete röhrenartige, quer verlaufende Kanäle, die gas- oder flüssigkeitsgefüllt sein können.The press shoe can thus, for example, be provided with a compressible coating or layer, with the result that the bed number of the shoe press nip is reduced and the errors in the line force distribution that occur when there are deviations in the press nip thickness are reduced. Since the material compressibility of the usual coating or layering materials is not sufficient for this purpose, the hollow or displacement material must be given the possibility to evade there and thus at least become more compressible in its effect by means of constructed hollow or displacement volumes. If the compressibility constructed in this way were to be placed in the press jacket, it would be compressed and relaxed again with each nip pass and subjected to a correspondingly high dynamic load. If the required compressibility is now laid in the relevant coating or layer of the press shoe, the dynamic load is reduced to Fluctuation range of the local pressing pressure, where it is ideally zero. The respective hollow or displacement volumes are achieved, for example, by compressible gas bubbles (porosity) enclosed in the coating or layer and / or tubular, transverse channels arranged in the coating or layer, which can be filled with gas or liquid.
Mit der dem zweiten Aspekt der Erfindung entsprechenden Lösung können unter anderem die bisher unerklärlichen kurzwelligen Störungen und Instabilitäten im Feuchtequerprofil nach der Presse verringert werden.With the corresponding to the second aspect of the invention solution can including the previously inexplicable short-wave interference and instabilities can be reduced in the moisture cross profile after the press.
Wie bereits erwähnt ist mit besonderem Vorteil insbesondere auch eine beliebige Kombination der beiden Aspekte der Erfindung möglich, bei der die Beschichtung bzw. der Bezug insbesondere aus einem schlecht wärmeleitenden Werkstoff in kompressibler Ausführung hergestellt sein kann.As already mentioned is of particular advantage especially any combination of the two aspects the invention possible in which the coating or the cover, in particular, from a bad thermally conductive Compressible material can be made.
Bei der Schuhpresseinheit kann es sich insbesondere um eine Schuhpresswalze handeln.With the shoe press unit it can are in particular a shoe press roller.
Die Gegenfläche ist vorzugsweise durch eine Gegenwalze oder einen Trockenzylinder, insbesondere Yankeezylinder, gebildet.The counter surface is preferably by a Counter roll or a drying cylinder, in particular a Yankee cylinder, educated.
Die erfindungsgemäße Schuhpresse ist mit besonderem Vorteil anwendbar für graphische Papiere, Karton- und Verpackungspapiere, Tissueund/oder dergleichen.The shoe press according to the invention is special Advantage applicable for graphic papers, cardboard and packaging papers, tissue and / or like.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert; in dieser zeigen:The invention is explained below of embodiments explained in more detail with reference to the drawing; in this show:
Gemäß
Die Schuhpresswalze
Wie anhand der
Der Bereich zwischen dem Pressschuh
Zumindest ein Teil des Pressschuhs
Im vorliegenden Fall ist der Pressschuh
Die thermisch isolierende Beschichtung
Wie anhand der
Die thermische Isolierung
Anders als in dieser
Wie anhand der
Die thermische Isolierschicht
Die beiden durch die Schicht
Die Beschichtung
Auch im vorliegenden Fall besitzt
die Beschichtung
Auch im vorliegenden Fall weist die
Beschichtung
Ein stabiler Schmierfilm ist in einem weiten Dickenbereich möglich, wobei die Einzugsbedingungen am Spaltanfang wesentlich sind. Dennoch kann es zu Streuungen der lokalen Schmierfluid- bzw. Ölfilmdicke kommen.A stable lubricating film is all in one wide range of thickness possible, the feed conditions at the beginning of the gap are essential. Yet there may be scattering of the local lubricating fluid or oil film thickness come.
Findet zum Beispiel an einer Stelle
"A" (vgl. den Teil a) der
Zudem stellt sich ein weiterer Effekt
ein, der im Teil a) der
Bezüglich dieses zweiten Effekts
ist zu beachten, dass über
die Schuhdicke betrachtet die Temperatur im Bereich der Konturfläche des
Pressschuhs
Anhand der
- 1010
- Schuhpresseshoe press
- 1212
- SchuhpresswalzeShoe press roll
- 1414
- Gegenwalze, YankeezylinderBacking roll Yankee cylinder
- 1616
- verlängerter Pressspaltextended press nip
- 1818
- FaserstoffbahnFibrous web
- 2020
- Pressfilzpress felt
- 2222
- flexibler Pressmantelflexible press cover
- 2424
- Pressschuhpress shoe
- 2626
- Stützelementsupport element
- 2828
- AnpresskolbenreihenAnpresskolbenreihen
- 3030
- Ölfilmoil film
- 3232
- Stützflächesupport surface
- 3434
- thermische Isolierschichtthermal insulating
- 3636
- Schuhpresseshoe press
- 3838
- Schuhpresseneinheit, SchuhpresswalzeShoe press unit Shoe press roll
- 4040
- Gegenflächecounter surface
- 4242
- Pressspaltpress nip
- 4444
- Gegenwalze, Trockenzylinder, YankeezylinderBacking roll Drying cylinder, Yankee cylinder
- 4646
- FaserstoffbahnFibrous web
- 4848
- Pressband, PressmantelPress belt, press cover
- 5050
- Pressschuhpress shoe
- 5252
- thermische Isolierungthermal insulation
- 5454
- Filzfelt
- 5656
- Schmierfluid, Schmieröl, Schmierfilm, ÖlfilmLubricating fluid, Oil, Grease film, oil film
- 5858
- thermische Isolierschicht, thermisch isolierende Beschichthermal Insulating layer, thermally insulating coating
- tungtung
- 6060
- verschleißfester Überzugwear-resistant coating
- 6262
- dem Pressspalt zugewandter Schuhteil, oberer Schuhteilthe Shoe part facing the press gap, upper shoe part
- 6464
- vom Pressspalt abgewandter Schuhteil, unterer Schuhteilfrom Shoe part facing away from press nip, lower shoe part
- 6666
- gasgefüllte Blasengas-filled bubbles
- 6868
- rohrartige Kanäletubular channels
- 70 70
- Stützelementsupport element
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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OM8 | Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law | ||
8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: VOITH PATENT GMBH, 89522 HEIDENHEIM, DE |
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8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |