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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung
zum Bilden eines Langspalts zwischen einer Gegenwalze und einer
Schuhwalze zum Behandeln einer Warenbahn, insbesondere einer Papierbahn,
nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Derartige Vorrichtungen mit einer
eine Druckpartie aufweisenden Schuhwalze sind zum Behandeln einer
Warenbahn, insbesondere zum Entwässern
und/oder Kalandrieren einer Papierbahn, bekannt.
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Zum Entwässern einer Papierbahn ist
aus der
DE 35 03 240
C2 eine Langspalt-Walzenpresse bekannt,
die eine angetriebene Gegenwalze aufweist, der ein feststehender
Tragkörper
mit einem darin geführten
Preßschuh
zugeordnet ist. Der Preßschuh
ist hydraulisch an die Gegenwalze anpreßbar. Um den Tragkörper ist
ein endloser Walzenmantel herumgeführt. Der Preßschuh bildet
mit dem entsprechenden Walzenabschnitt der Gegenwalze einen verlängerten
Preßspalt,
durch den die zu entwässernde
Faserbahn, eingebettet zwischen Materialbahnen zusammen mit dem
Walzenmantel in Bahnlaufrichtung geführt ist. Der Preßschuh weist dazu
ein Oberteil auf, das eine Gleitbahn hat, entlang der der Walzenmantel
läuft.
Die Gleitbahn ist in Abhängigkeit
des gewünschten
Preßdruckverlaufs über die
Preßspaltbreite
wählbar
und verleiht dem Preßschuh
eine wirksame Schuhbreite. Als nachteilig erwiesen hat sich jedoch,
daß der
Walzenmantel an seinen Bandkanten Verformungen erfährt, die
den Verschleiß des
Walzenmantels erhöhen.
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Dies gilt insbesondere bei Verwendung
der Vorrichtung zum Kalandrieren, wenn die Gegenwalze zusätzlich beheizt
ist, wie beispielsweise aus der WO 01/83883 A1 bekannt.
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Aufgabe der Erfindung ist es daher,
eine Vorrichtung zum Bilden eines Langspalts zwischen einer beheizten
Gegenwalze und einer Schuhwalze nach dem Oberbegriff des Anspruchs
1 zu schaffen, deren Walzenmantel einem geringeren Verschleiß unterliegt.
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Diese Aufgabe wird durch die Merkmale
des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 gelöst.
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Hierdurch wird eine Vorrichtung zum
Bilden eines Langspalts zwischen einer beheizten Gegenwalze und
einer Schuhwalze geschaffen, bei der der Walzenmantellauf durch
eine direkte Abstützung
eines äußeren Walzenmantelabschnitts
an der Gegenwalze stabilisiert wird. Walzenmantelverformungen werden
dadurch vermieden. Der Walzenmantel wird durch den Stützring in
dem Bereich zwischen der wirksamen Schuhbreite des Schuhs und der
Endabschnittbefestigung geführt,
wodurch ein im wesentlichen knickfreier Übergang des Walzenmantels von
der Druckpartie des Schuhs zur jeweiligen Endabschnittbefestigung
sichergestellt wird. Vorzugsweise ist der Stützring derart ausgebildet,
daß dieser eine
kontinuierliche Erstreckung des Walzenmantels außerhalb der Druckpartie des
Schuhs erlaubt. Der Stützring
bewirkt zudem eine thermische Isolation, die eine Wärmebeanspruchung
des Walzenmantels beim Einsatz einer beheizten Gegenwalze verringert. Der
Walzenmantel unterliegt damit auch einem geringeren thermischen
Verschleiß.
Dadurch, daß der Stützring die
Stützfunktion
und Isolierfunktion in sich vereinigt, konnten die Standzeiten des
Walzenmantels deutlich erhöht
werden.
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Der Stützring kann aus einem Faserzement-Werkstoff
mit hoher Dauertemperaturbeständigkeit
und sehr guter Wärmedämmung bestehen. Alternativ
kann der Stützring
aus einem temperaturbeständigen
Kunststoff oder Kunststoffschaum bestehen. Für eine Eigenkühlung des
Stützringes
kann dieser ferner von Luftkanälen
durchzogen sein.
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Die Abstützung des Walzenmantels randseitig
der Preßzone
erfolgt vorzugsweise mittels einer radialen Dicke des Stützringes,
die mindestens schuhseitig eine Höhe aufweist, die an die im
Langspalt durch die auf der Gegenfläche aufliegende Warenbahn bedingte
Höhe anschließt. Der
Walzenmantel erfährt
dann eine Abstützung,
die an die im Langspalt vorgegebene Positionierung anschließt. Der Stützring kann
darüberhinaus
den Walzenmantel nicht nur wärmegedämmt abstützen, sondern
gleichzeitig auch führen
durch eine radiale Dickenänderung
des Stützringes
zum Rand hin, wodurch eine bestimmbare Walzenmantelauslenkung von
der Druckpartie des Schuhs zur Endabschnittbefestigung festgelegt
werden kann. Da der Walzenmantel im Betrieb vorzugsweise unter Einstellung
eines zumindest geringen Überdrucks
aufgeblasen ist, legt sich der Walzenmantel an den Stützring der
Gegenwalze an und folgt dessen Führung
im Übergangsbereich
zwischen wirksamer Schuhbreite und Endabschnittbefestigung.
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Die Gegenwalze weist ferner im Anschluß an ihre
Gegenfläche
jeweils vorzugsweise eine ringförmige
Vertiefung auf, wodurch die Warenbahnränder seitlich der Druckpartie
des Schuhs einen Freilauf erhalten. Eine weitere Wärmedämmung wird
erreicht, wenn diese Vertiefung eine äußere Wärmedämmschicht aufweist.
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Die Gegenwalze weist schließlich vorzugsweise
thermisch isolierte Zapfen auf, auf denen der Stützring angeordnet werden kann.
Die Gegenwalze kann mittels Öl
oder induktiv beheizbar sein und als harte oder weiche Walze und
auch als Biegeausgleichswalze ausgeführt sein.
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Weitere Ausgestaltungen der Erfindung
sind den Unteransprüchen
und der nachfolgenden Beschreibung zu entnehmen.
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Die Erfindung wird nachstehend anhand
der in den beigefügten
Abbildungen dargestellten Ausführungsbeispiele
näher erläutert.
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1 zeigt
schematisch im Längsschnitt eine
linke Hälfte
einer Gegenwalze und einer Schuhwalze einer Vorrichtung zum Bilden
eines Langspalts gemäß einem
ersten Ausführungsbeispiel,
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2a zeigt
vergrößert einen
Teilbereich des Längsschnitts
der 1 im Bereich des
Stützringes,
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2b zeigt
den Längsschnitt
der 2a mit einem zusätzlichen
Kalandriermantel,
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3 zeigt
schematisch im Längsschnitt
einen Teilbereich einer linken Hälfte
einer Gegenwalze und einer Schuhwalze einer Vorrichtung zum Bilden eines
Langspalts gemäß einem
zweiten Ausführungsbeispiel,
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4 zeigt
schematisch im Längsschnitt
einen Teilbereich einer linken Hälfte
einer Gegenwalze und einer Schuhwalze einer Vorrichtung zum Bilden eines
Langspalts gemäß einem
dritten Ausführungsbeispiel,
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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung
zum Bilden eines Langspalts zwischen einer Gegenwalze und einer
Schuhwalze zum Behandeln einer Warenbahn, insbesondere einer Papierbahn,
wobei die Vorrichtung Teil einer Papierherstellungsanlage sein kann.
Dargestellt und nachstehend erläutert
ist die linke Hälfte
einer Gegenwalze und einer Schuhwalze einer solchen Vorrichtung.
Die rechte Hälfte
ist spiegelsymmetrisch zur Trennlinie T ausgebildet, so daß die nachstehenden
Ausführungen
zur linken Hälfte für die rechte
Hälfte
entsprechend gelten.
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Die Vorrichtung zum Bilden eines
Langspalts umfaßt
eine Schuhwalze 1 und eine angetriebene Gegenwalze 2,
die in einem Langspalt 3 zusammenwirken. Durch den Langspalt 3 ist
mindestens eine zu behandelnde Warenbahn 4 geführt.
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Die Schuhwalze 1 umfaßt einen
feststehenden Träger 7 und
einen um den Träger 7 drehbaren Walzenmantel 8,
der aus einem flexiblen Material, z.B. Gummi oder Kunststoff, besteht.
Der Walzenmantel 8 ist schlauchförmig ausgebildet und mit seinen
Endabschnitten an drehbar auf dem Träger 7 sitzenden Stirnwänden 9 befestigt,
um eine geschlossene Schuhwalze 1 zu bilden. Einem Zwischenraum 10 zwischen
Träger 7 und
Walzenmantel 8 wird vorzugsweise Druckluft zugeführt, wodurch
der Walzenmantel 8 aufgeblasen wird, um eine zylindrische Form
zu erhalten.
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An dem Träger 7 ist eine Druckpartie
vorgesehen, die von einem Schuh 11 gebildet wird, der zusammen
mit der Gegenwalze 2 den Langspalt 3 begrenzt.
Der Schuh 11 ist über
eine Stützleiste
aus einer Mehrzahl axial beabstandet zueinander angeordneter hydraulischer
Stützelemente 12 am
Träger 7 abgestützt und
ist von dieser gegen den Walzenmantel 8 und in Richtung
der Gegenwalze 2 drückbar.
Der Schuh 11 weist eine wirksame Schuhbreite 13 (vgl. 2a) auf, auf der der Walzenmantel 8 sich
an dem Schuh 11 abstützt.
Die wirksame Schuhbreite 13 ist dazu als Gleitfläche ausgebildet.
Die Stützelemente 12 sind
in bekannter Weise über
Druckmittelleitungen 14 an ein hydraulisches Druckmittel,
z.B. Öl
oder Wasser, angeschlossen.
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Der Schuh 11 bildet somit
mit dem entsprechenden Mantelabschnitt der Gegenwalze 2 den Langspalt 3,
durch den die mindestens eine Warenbahn 4 zusammen mit
dem Walzenmantel 8 in einer Bahnlaufrichtung geführt ist.
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Die Gegenwalze 2 besitzt
einen Walzenmantel 19, der von innen oder außen beheizbar
ist, um die Gegenwalze 2 als beheizte Walze für Temperaturen
von vorzugsweise bis zu 300°C
auszuführen.
Mit ihren Walzenzapfen 20 ist die Gegenwalze 2 jeweils in
Drehlagern 21, 22 abgestützt. Ein nicht dargestellter
Antrieb kann in bekannter Weise an der Gegenwalze 2 angreifen,
um diese anzutreiben. Die Gegenwalze kann auch als Biegeausgleichswalze
mit einem feststehenden Walzenkern und einem um den Walzenkern drehbaren
Walzenmantel, der längs
seiner Mantelfläche über mindestens
eine Stützleiste hydraulischer
Stützelemente
am Walzenkern abgestützt
ist, ausgebildet sein. Die Gegenwalze 2 kann schließlich als
harte oder weiche Walze ausgebildet sein.
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Die Gegenwalze 2 weist eine
Gegenfläche 24 (vgl. 2a) auf, auf der die mindestens
eine Materialbahn 4 im Langspalt 3 in Auflage
mit der Gegenwalze 2 gelangt. Die Gegenwalze 2 weist
ferner jeweils randseitig und axial beabstandet zur Gegenfläche 24 einen
radial vorspringenden Stützring 25 auf, der
ein Gegenlager zur direkten Abstützung
eines äußeren Walzenniantelabschnitts 28 an
der Gegenwalze 2 bildet.
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Der Walzenmantel 8 erhält durch
den Stützring 25 in
dem Übergangsbereich
zwischen wirksamer Schuhbreite 13 und Befestigung an der
Stirnwand 9 entlang seines äußeren Walzenmantelabschnitts 28 eine
Abstützung.
Die radiale Dicke des Stützringes 25 ist
derart gewählt,
daß eine
kontinuierliche Erstreckung des Walzenmantels 8 zwischen Schuh 11 und
Endabschnittbefestigung an den Stirnwänden 9 erreicht wird.
Dies wird dadurch erreicht, daß die
radiale Dicke des Stützringes 25 an
die Höhe anschließt, die
der Walzenmantel 8 im Langspalt 3 einnimmt aufgrund
seiner Positionierung auf der Warenbahn 4 und gegebenenfalls
zusätzlicher
Materialbahnen. Hierdurch kann der Walzenmantel 8 randseitig
des Langspaltes 3 sich kontinuierlich auf das von den Stirnwänden 9 vorgegebene
Maß radial
ausdehnen, da der Walzenmantel 8 im Langspalt 3 eingedrückt wird.
Die radiale Dicke des Stützringes 25 fällt deshalb
vorzugsweise zum Rand hin ab. Da in dem Innenraum 10 des
Walzenmantels 8 vorzugsweise ein zumindest geringfügiger Innendruck herrscht,
wird der Walzenmantel 8 außerhalb des Langspalts 3 gegen
den Stützring 25 gedrückt.
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Der Stützring 25 besteht
aus einem wärmedämmenden
Material, das vorzugsweise zudem eine niedrige spezifische Wärme besitzt
und dadurch dann ein Material mit einem geringen Wärmeinhalt ist.
Bei dem wärmedämmenden
Material kann es sich beispielsweise um einen hochtemperaturbeständigen Faserzement-Werkstoff
oder einen hochtemperaturbeständigen
Kunststoff handeln. Der Stützring 25 bildet
damit jeweils einen hitzebeständigen
Wärmeschutz
für die äußeren Walzenmantelabschnitte 28,
wobei die thermische Isolierfunktion mit der Führungsfunktion kombiniert ist. Örtliche Überbeanspruchungen
des Walzenmantels 8 werden dadurch vermieden, so daß keine
Notwendigkeit mehr besteht, die zu behandelnden Warenbahnen mit Überbreiten zu
fahren.
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Der Stützring 25 kann unter
Zwischenschaltung einer thermischen Isolierung der Gegenwalze 2 sitzen,
um auch ein weniger temperaturbeständiges Wärmeschutzmaterial einsetzen
zu können.
Der Stützring 25 kann
ferner für
eine Eigenkühlung
jeweils von nicht dargestellten Luftkanälen durchzogen sein.
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Wie 2a zeigt,
weist die Gegenwalze 2 jeweils axial benachbart zu der
Gegenfläche 24 eine ringförmige Vertiefung 29 auf,
die einen endseitigen Freilauf der Ränder der Warenbahn 4 erlaubt.
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2b unterscheidet
sich von der 2a dadurch,
daß mit
der Warenbahn 4 ein Kalandriermantel 5 durch den
Langspalt 3 geführt
wird. Der Kalandriermantel 5 kann solche elastischen Eigenschaften
aufweisen die für
ein Glätten
einer Papierbahn in einem Langspalt vorteilhaft sind. Der Langspalt 3 bei
Schuhbreiten von 25 bis 100 mm ermöglicht hohe Verweilzeiten bei
hohen Temperaturen als Ersatz für
hohe Druckspannungen, wodurch ein volumenschonendes Glätten, insbesondere
bei Karton, ermöglicht
wird. Druckspannungen von beispielsweise hier 8 bis 12 N/mm2 sind für
ein solches Glätten hinreichend.
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Das in 3 dargestellte
Ausführungsbeispiel
unterscheidet sich von dem in 2a dargestellten
Ausführungsbeispiel
dadurch, daß die
Gegenwalze 2 im Bereich ihrer Vertiefung 29 benachbart
der Gegenfläche 24 eine
wärmedämmende Beschichtung 17 aufweist.
Die wärmedämmende Beschichtung 17 kann
zudem einstückig
mit dem Stützring 25 ausgebildet
sein, wie dies 4 zeigt.
Im übrigen
gelten die vorstehenden Ausführungen
zu den 1 und 2a entsprechend.