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Die
Erfindung betrifft eine Schuhwalze zur Herstellung und/oder Behandlung
einer Materialbahn, insbesondere Papier- oder Kartonbahn, mit wenigstens
einem Pressschuh und einem über
diesen geführten
flexiblen Walzenmantel, der zur Bildung eines in Bahnlaufrichtung
verlängerten
Pressnips gegen ein Gegenelement pressbar ist.
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Im
Zusammenhang mit einer Schuhwalze dieser Art wurde bereits vorgeschlagen,
anstelle der bisherigen umlaufenden Stirndeckel im Bereich der beiden
seitlichen Ränder
des Walzenmantels stationäre
Seitenteile vorzusehen, an denen die Mantelränder gleitend gelagert und
zwangsgeführt
sind. Eine solche Lagerung ermöglicht
es unter anderem, die Mantelränder
im Bereich des verlängerten
Pressnips zumindest im Wesentlichen entsprechend der Kontur der
der Materialbahn zugewandten Pressfläche des Pressschuhs zu führen.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Schuhwalze
der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der die Lagerung im
Bereich der Mantelränder
weiter optimiert ist.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch
eine Schuhwalze zur Herstellung und/oder Behandlung einer Materialbahn,
insbesondere Papier- oder Kartonbahn, mit wenigstens einem Pressschuh und
einem über
diesen geführten
flexiblen Walzenmantel, der zur Bildung eines in Bahnlaufrichtung verlängerten
Pressnips gegen ein Gegenelement pressbar ist, sowie mit im Bereich
der beiden seitlichen Ränder
des Walzen mantels vorgesehenen stationären Seitenteilen, an denen
die Mantelränder
jeweils gleitend gelagert und zwangsgeführt sind, wobei die Mantelränder jeweils
hydrodynamisch gelagert sind, indem die Lagerspalte jeweils mit
Fluid gespeist sind und einen in Walzenumlaufrichtung variierenden
Querschnitt besitzen.
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Derartige
Pressnips kommen insbesondere bei der Entwässerung (Pressen) und/oder
Glättung (Glättwerke/Kalander)
von Materialbahnen, vorzugsweise Papier-,Karton- oder Tissuebahnen
zur Anwendung.
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Mit
der erfindungsgemäßen hydrodynamischen
Lagerung ist trotz der Verwendung von stationären Seitenteilen eine optimale,
zuverlässige
Lagerung der Mantelränder
gewährleistet.
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Bei
einer bevorzugten praktischen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schuhwalze
ist der in Walzenumlaufrichtung variierende Querschnitt eines jeweiligen
Lagerspaltes zumindest teilweise durch eine entsprechende Kontur
wenigstens einer auf der Seite des jeweiligen Mantelrandes vorgesehenen
Spaltbegrenzungsfläche
und/oder durch eine entsprechende Kontur wenigstens einer auf der
Seite des jeweiligen stationären
Seitenteils vorgesehenen Spaltbegrenzungsfläche definiert. Dabei kann eine entsprechende
Kontur insbesondere auf wenigstens eine Lagerfläche des stationären Seitenteils und/oder
auf die Oberfläche
des Mantelrandes aufgebracht sein.
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Eine
zweckmäßige praktische
Ausführungsform
zeichnet sich dadurch aus, dass sich der Querschnitt eines jeweiligen
Lagerspaltes in Walzenumlaufrichtung wiederholt verengt und anschließend wieder
erweitert. Dabei kann sich der Querschnitt eines jeweiligen Lagerspaltes
in Wal zenumlaufrichtung insbesondere periodisch verengen und anschließend wieder
erweitern.
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Bei
einer bevorzugten praktischen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schuhwalze
ist wenigstens eine Spaltbegrenzungsfläche mit einer zumindest im
Wesentlichen sägezahnförmigen Kontur
vorgesehen. Dabei können
zumindest die ansteigenden Flächen
dieser sägezahnförmigen Kontur
in Walzenumlaufrichtung betrachtet einen ebenen oder zumindest teilweise
gekrümmten
Verlauf besitzen.
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Bevorzugt
sind die Lagerspalte jeweils über wenigstens
eine Fluid- oder Hydrostatiktasche mit Fluid gespeist. Dabei ist
bevorzugt im Bereich der Lagerflächen
wenigstens eine solche Fluid- bzw. Hydrostatiktasche vorgesehen.
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Bei
einer bevorzugten praktischen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schuhwalze
sind die Mantelränder
jeweils in einer Führungsnut
des jeweiligen stationären
Seitenteils entsprechend gelagert und zwangsgeführt, wobei im Bereich der durch die
Führungsnut
des stationären
Seitenteils definierten Lagerflächen
wenigstens eine Fluid- bzw. Hydrostatiktasche vorgesehen ist.
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Bevorzugt
sind mehrere in Umfangsrichtung aufeinander folgende Fluid- bzw. Hydrostatiktaschen vorgesehen.
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Eine
jeweilige Fluid- bzw. Hydrostatiktasche kann insbesondere über wenigstens
eine Drosselstelle, insbesondere Drosselbohrung, mit Druckfluid, insbesondere
Drucköl,
gespeist sein. Damit ist insbesondere auch bei variierenden Betriebsbedingungen wie
zum Beispiel einem kurzzeitig unruhigen Mantellauf, Schwankungen
in der Ebenheit der Manteloberflä che
und/oder dergleichen stets eine zuverlässige Fluidversorgung des jeweiligen
Dichtspaltes sichergestellt.
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Zur
Kühlung
des Lagerbereichs kann eine jeweilige Fluid- bzw. Hydrostatiktasche
außer
mit Druckfluid zusätzlich
mit einem Kühlfluid,
insbesondere Kühlöl gespeist
sein. Dabei ist das Kühlfluid
der Fluid- bzw. Hydrostatiktasche vorzugsweise über eine von der Drosselstelle
bzw. -bohrung für
das Druckfluid getrennte Bohrung zugeführt.
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Es
kann also insbesondere ein zweiter Fluid- bzw. Ölstrom vorgesehen sein, der
der Kühlung
der Lagerbereichs dient.
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Bei
einer bevorzugten praktischen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schuhwalze
ist zwischen einem jeweiligen Randbereich des flexiblen Walzenmantels
und dem betreffenden stationären Seitenteil
zusätzlich
zu den Lagerflächen
wenigstens eine Dichtung vorgesehen.
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Bevorzugt
sind die Mantelränder
im Bereich des verlängerten
Pressnips zumindest im Wesentlichen entsprechend der Kontur der
der Materialbahn zugewandten Pressfläche des Pressschuhs an den stationären Seitenteilen
geführt.
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Die
Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme
auf die Zeichnung näher
erläutert;
in dieser zeigen:
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1 eine
schematische Querschnittsdarstellung einer herkömmlichen Schuhwalze mit einem randseitig
an umlaufenden kreisförmigen
Stirnscheiben befestigten Walzenmantel,
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2 eine
schematische Längsschnittdarstellung
eines Teils einer beispielhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schuhwalze,
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3 eine
schematische Schnittdarstellung eines Lagerspaltabschnitts, wobei
der Lagerspalt beispielsweise auf der Seite des stationären Seitenteils
durch eine mit einer entsprechenden Kontur versehene Fläche begrenzt
ist,
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4 eine
im Vergleich zu der in der 3 wiedergegebenen
Kontur leicht abgewandelte Kontur, die hier beispielsweise am Walzenmantel
bzw. Mantelrand vorgesehen ist, und
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5 eine
schematische Stirnansicht der erfindungsgemäßen Schuhwalze nach 2.
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1 zeigt
in schematischer Querschnittsdarstellung eine herkömmliche
Schuhwalze 10 mit einem randseitig an umlaufenden kreisförmigen Stirnscheiben 12 befestigten
flexiblen Walzenmantel 14.
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Die
Schuhwalze 10 umfasst wenigstens einen Pressschuh 16,
der über
Stützelemente 18 an
einem den flexiblen Walzenmantel 14 durchsetzenden drehfesten
Träger 20 abgestützt ist.
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Der über den
Pressschuh 16 geführte
flexible Walzenmantel 14 ist zur Bildung eines in Bahnlaufrichtung
L verlängerten
Pressnips 22 gegen ein Gegenelement 24 pressbar,
das im folgenden Fall durch eine Gegenwalze gebildet ist.
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Wie
anhand der 1 zu erkennen ist, besitzt der
Pressschuh 16 eine nach innen konkav geformte Pressfläche 26,
mit der er gegen die Gegenwalze 24 pressbar ist.
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Der
Walzenmantel 14 läuft
während
des Betriebs dieser herkömmlichen
Schuhwalze 10 über den
feststehenden, d.h. drehfesten und an die Innenfläche des
Walzenmantels 14 anpressbaren Pressschuh 16, wobei
die Pressfläche 16 beispielsweise mit Öl geschmiert
sein kann. Durch den Pressnip 22 kann insbesondere eine
von einem Filzband gestützte
Papierbahn laufen.
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Der
Walzenmantel 14 läuft
also um den drehfesten Träger 20 und über den
Pressschuh 16, wobei die beiden seitlichen Ränder des
flexiblen Walzenmantels 14 an den entsprechend mit rotierenden Stirnscheiben 12 befestigt
sind.
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Während der
mittlere Bereich des flexiblen Walzenmantels 14 bedingt
durch die konkave Pressfläche 26 des
Pressschuhs 16 eine konkave Kontur besitzt, weist der Walzenmantel 14 in
seinen Randzonen eine dem Umfang der rotierenden Stirnscheiben 12 entsprechende
kreisförmige
Kontur auf.
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Während des
Betriebs einer solchen Anordnung kann es immer wieder zu ungewollten
Verformungen und einer hohen mechanischen und thermischen Beanspruchung
des Walzenmantels 14 in seinen axialen und stirnseitigen
Randbereichen kommen.
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2 zeigt
in schematischer Längsschnittdarstellung
einen Teil einer beispielhaften Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Schuhwalze 28.
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Die
Schuhwalze 28 dient der Herstellung und/oder Behandlung
einer Materialbahn, bei der es sich insbesondere um eine Papier-
oder Kartonbahn handeln kann. Sie umfasst wenigstens einen Pressschuh 30 und
einen über
diesen geführten
flexiblen Walzenmantel 32, der beispielsweise durch ein
Tuch oder dergleichen gebildet sein kann. Der flexible Walzenmantel 32 ist
zur Bildung eines in Bahnlaufrichtung L (vgl. auch 5)
verlängerten
Pressnips 34 gegen ein im vorliegenden Fall beispielsweise
durch eine Gegenwalze gebildetes Gegenelement 36 pressbar.
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Im
Bereich der beiden seitlichen Ränder 38 des
Walzenmantels 32 sind im vorliegenden Fall stationäre, d.h.
insbesondere drehfeste Seitenteile 40 vorgesehen.
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An
diesen stationären
Seitenteilen 40 sind die Mantelränder 38 gelagert.
Dabei sind die Mantelränder 38 im
Bereich des verlängerten
Pressnips 34 zumindest im Wesentlichen entsprechend der
im vorliegenden Fall beispielsweise konkaven Kontur der der Materialbahn
zugewandten Pressfläche 42 des Pressschuhs 30 an
den stationären
Seitenteilen 40 geführt.
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Beim
vorliegenden Ausführungsbeispiel
sind die Mantelränder 38 jeweils
verdickt und in einer Führungsnut 44 des
jeweiligen stationären
Seitenteils 40 in der weiter unter noch näher zu beschreibenden Weise
hydrodynamisch gelagert und zwangsgeführt. Die Führungsnut 44 eines
jeweiligen stationären
Seitenteils 40 besitzt einen zumindest im Wesentlichen der
Kontur der der Materialbahn zugewandten Pressfläche 42 des Pressschuhs 30 entsprechenden
Verlauf.
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Da
im vorliegenden Fall das Gegenelement 36 durch eine Gegenwalze
gebildet und die an die Kontur dieser Gegenwalze angepasste Kontur
der Pressfläche 42 entsprechend
konkav ist, besitzt die Führungsnut 44 im vorliegenden
Fall im Bereich des verlängerten
Pressnips 34 ebenfalls einen konkaven Verlauf.
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Im
vorliegenden Fall ist eine jeweilige Führungsnut 44 zwischen
zwei durch Schrauben 46 zusammengehaltene Teile 40', 40'' des jeweiligen stationären Seitenteils 40 gebildet.
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Die
Mantelränder 38 sind
jedenfalls hydrodynamisch gelagert, indem die Lagerspalte 62 jeweils mit
Fluid gespeist sind und einen in Walzenumlaufrichtung variierenden
Querschnitt besitzen.
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Dabei
kann der in Walzenumlaufrichtung variierende Querschnitt eines jeweiligen
Lagerspaltes 62 zumindest teilweise durch eine entsprechende Kontur 64 (vgl.
auch die 3 und 4) wenigstens
einer auf der Seite des jeweiligen Mantelrandes 38 vorgesehenen
Spaltbegrenzungsfläche
und/oder durch eine entsprechende Kontur 64 wenigstens
einer auf der Seite des jeweiligen stationären Seitenteils 40 vorgesehenen
Spaltbegrenzungsfläche
definiert sein. Bevorzugt ist eine entsprechende Kontur 46 auf
wenigstens eine Lagerfläche 48 des
stationären
Seitenteils 40 (vgl. 3) und/oder
auf die Oberfläche
des Walzenmantels 32 bzw. Mantelrandes 38 (vgl. 4)
aufgebracht.
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Die
Lagerspalte 62 sind jeweils über wenigstens eine Fluid-
oder Hydrostatiktasche 50 mit Fluid gespeist. Dabei kann
insbesondere im Vergleich der Lagerflächen 48 wenigstens
eine solche Fluid- bzw. Hydrostatiktasche 50 vorgesehen
sein.
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Wie
insbesondere auch nochmals anhand der 2 zu erkennen
ist, kann insbesondere im Vergleich der Lagerflächen 48 wenigstens
eine Fluid- oder
Hydrostatiktasche 50 vorgesehen sein. Im vorliegenden Fall
sind mehrere solche Fluid- bzw. Hydrostatiktaschen 50 vorgesehen,
wobei in der Darstellung gemäß 2 zwei
solche, im Bereich zweier einander gegenüberliegender Lagerflächen 48 angeordnete
Fluid- bzw. Hydrostatiktaschen 50 zu erkennen sind.
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Wie
die 2 zeigt, können
die Fluid- bzw. Hydrostatiktaschen 50 insbesondere im Bereich
der durch die Führungsnut 44 des
stationären
Seitenteils 40 definierten Lagerflächen 48 vorgesehen
sein. Im vorliegenden Fall sind diese Fluid- bzw. Hydrostatiktaschen 50 auf
einander gegenüberliegenden
Lagerflächen 48 vorgesehen,
von denen eine durch das radial innere Teil 40' und die andere
durch das radial äußere Teil 40'' des stationären Seitenteils 40 gebildet
ist.
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Es
können
jeweils mehrere in Umfangsrichtung aufeinander folgende Fluid- bzw.
Hydrostatiktaschen 50 vorgesehen sein.
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Die
Fluid- bzw. Hydrostatiktaschen 50 sind jeweils über wenigstens
eine Drosselstelle 52, insbesondere Drosselbohrung, mit
Druckfluid, insbesondere Drucköl,
gespeist. Das betreffende Druckfluid wird über Verteilerkanäle 54 zugeführt.
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Grundsätzlich ist
jedoch auch eine Druckfluidzufuhr zu den Lagerspalten 62 ohne
Hydrostatiktaschen denkbar.
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Wie
anhand der 2 zu erkennen ist, ist zwischen
einem jeweiligen Randbereich 56 des flexiblen Walzenmantels 32 und
dem betreffenden stationären
Seitenteil 40 zusätzlich
zu den Lagerflächen 48 wenigstens
eine Dichtung 58 vorgesehen. Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel
ist eine auf dem Randbereich 56 des flexiblen Walzenmantels 32 aufgesetzte
Dichtung 58 vorgesehen, die mit dem Walzenmantel 32 umläuft und
in einer in dem radial äußeren Teil 40'' des stationären Seitenteils 40' vorgesehenen
Nut 60 aufgenommen ist.
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Überdies
können
Mittel zur Leckageabfuhr vorgesehen sein. Diese können beispielsweise
wenigstens einen in die Nut 60 mündenden Kanal umfassen, über den
aus dem Walzeninnenraum austretendes Schmiermittel bzw. Öl beispielsweise
in einen Sammelbereich geführt
wird, aus dem das Schmiermittel dann abgelassen werden kann.
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3 zeigt
in schematischer Schnittdarstellung einen Abschnitt eines Lagerspaltes 62,
der im vorliegenden Fall beispielsweise auf der Seite des stationären Seitenteils 40 durch
eine mit einer entsprechenden Kontur 64 versehene Fläche, insbesondere
Lagerfläche 48,
begrenzt ist. Alternativ oder zusätzlich kann eine entsprechende
Kontur jedoch auch auf der Seite des Walzenmantels vorgesehen sein.
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Im
vorliegenden Fall ist eine zumindest im Wesentlichen sägezahnförmige Kontur 64 vorgesehen.
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In
der 3 ist überdies
wieder ein Verteilerkanal 54 zu erkennen, über den
Druckfluid durch Drosselstellen bzw. -bohrungen 52 hindurch
in den Lagerspalt 62 geführt wird. Beim vorliegenden
Ausführungsbeispiel
sind die Fluid- bzw. Hydrostatiktaschen 50 durch die zwischen
den Zähnen
der sägezahnförmigen Kontur 64 verbleibenden
Zwischenräume
gebildet.
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4 zeigt
eine im Vergleich zu der in der 3 wiedergegebenen
Kontur leicht abgewandelte Kontur. Während bei der Ausführungsform
gemäß 3 die
in Walzenumlaufrichtung U ansteigenden Flächen der Kontur 64 eben
sind, besitzen diese Flächen 66 bei
der in der 4 wiedergegebenen Ausführungsform
einen zumindest teilweise gekrümmten Verlauf.
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Der
Bereich zwischen Pressschuh 30 und Walzenmantel 32 ist
insbesondere hydrodynamisch und/oder hydrostatisch geschmiert. Als
Schmiermittel kann insbesondere Öl
vorgesehen sein.
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Der
durch den Walzenmantel 32 und die stationären Seitenteile 40 begrenzte
Walzeninnenraum ist zweckmäßigerweise
mit einem Betriebsinnendruck beaufschlagbar.
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5 zeigt
die erfindungsgemäße Schuhwalze 28 gemäß 2 in
einer schematischen Stirnansicht. Wie sich aus dieser 5 ergibt,
ist ein jeweiliger Rand 38 des flexiblen Walzenmantels 32 im Bereich
des in Bahnlaufrichtung L verlängerten Pressnips 34 entsprechend
der hier zum Beispiel konkaven Kontur der Pressfläche des
Pressschuhs zwangsgeführt.
Die entsprechende Zwangsführung wird
durch die entsprechenden Führungsnuten 44 (vgl. 2)
der stationären
Seitenteile 40 bewirkt.
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- 10
- Schuhwalze
- 12
- Stirnscheibe
- 14
- flexibler
Walzenmantel
- 16
- Pressschuh
- 18
- Stützelement
- 20
- Träger
- 22
- Pressnip
- 24
- Gegenelement,
Gegenwalze
- 26
- Pressfläche
- 28
- Schuhwalze
- 30
- Pressschuh
- 32
- flexibler
Walzenmantel
- 34
- verlängerter
Pressnip
- 36
- Gegenelement,
Gegenwalze
- 38
- Mantelrand
- 40
- stationäres Seitenteil
- 40'
- Teil
- 40''
- Teil
- 42
- Pressfläche
- 44
- Führungsnut
- 46
- Schraube
- 48
- Lagerfläche
- 50
- Fluid-
oder Hydrostatiktasche
- 52
- Drosselstelle,
Drosselbohrung
- 54
- Verteilerkanal
- 56
- Randbereich
- 58
- Dichtung
- 60
- Nut
- 62
- Lagerspalt
- 64
- Kontur
- L
- Bahnlaufrichtung
- U
- Walzenumlaufrichtung