DE3631450A1 - Hydraulisches stuetzelement fuer eine presseinrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein hydraulisches Stützelement für eine Presseinrichtung, bei der eine zu entwässernde Warenbahn zwischen einer rotierbaren Walze und einem vom Stützelement an die Walze angepressten, flexiblen Mantel in einem Pressspalt entlang eines Teiles des Walzenumfanges geführt ist, wobei das Stützelement mit mindestens einem mit Druckmittel bestimmten Druckes versorgbaren Druckraum gegen einen nicht-rotierenden Träger abgestützt und in Pressrichtung beweglich ist, und auf seiner Pressfläche nebeneinander mehrere, quer zur Bewegungsrichtung der Warenbahn angeordnete Druck­ taschen aufweist, die mit einem Kanal mit einem Druck­ raum verbunden und mit Druckmittel versorgt sind.

Solche Stützelemente sind beispielsweise aus DE-A-34 08 118 oder US-A-45 70 314 bekannt. Sie werden insbesondere zur Entwässerung einer Warenbahn, bei­ spielsweise einer Faserbahn, etwa in der Pressenpartie einer Papiermaschine, oder einer anderen durch Ausübung eines Pressdruckes entwässerbaren Warenbahn verwendet. Dabei bildet das Stützelement mittels seiner Druckta­ schen im Zusammenwirken mit dem flexiblen Mantel einen ausgedehnten Pressspalt, bzw. einer Pressfläche, die sich über einen Teil des Umfanges der Gegenwalze erstreckt. Hierdurch wird im Vergleich zu Press­ einrichtungen mit linienförmigem Pressspalt eine besonders gute Entwässerungsleistung bewirkt.

Um eine gleichmässige Entwässerung über die Breite, d.h. quer zur Bewegungsrichtung der Warenbahn zu errei­ chen, hat es sich als günstig erwiesen, das Stützele­ ment als durchgehende Leiste auszubilden, welche auf ihrer Pressfläche mit Drucktaschen versehen ist und auf ihrer Rückseite mittels eines, sich über die Breite erstreckenden schlitzförmigen Druckraumes oder mittels mehrerer, von Kolben/Zylinder-Einheiten gebildeter Druckräume gegen den Träger abzustützen. Aus der US-A-37 48 225 ist die Lehre zu entnehmen, den Druckmittel-Druck über die gesamte Breite gleich zu wählen, bzw. das Stützelement auf seiner Rückseite mit einer gleichmässigen Kraft über die Breite zu beauf­ schlagen, um Durchbiegungen zu vermeiden.

Im praktischen Betrieb hat sich jedoch gezeigt, dass bei solchen Stützelementen mit gleichförmigem Druck über die Breite in den Druckräumen trotzdem die Entwäs­ serung über die Breite der Warenbahn unterschiedlich ist. Insbesondere zeigte sich an den Rändern der Waren­ bahn im Vergleich zur Mitte eine unterschiedliche speziell eine geringere Entwässerungsleistung, deren Ursache offenbar nicht erkannt wurde.

Die Erfindung setzt sich die Aufgabe, die erwähnten Nachteile des Standes der Technik zu beseitigen und ein Stützelement zu schaffen, mit dem sich in einer Press­ einrichtung der eingangs genannten Art eine Warenbahn über die gesamte Breite, einschliesslich der Randpar­ tien gleichmässig entwässern lässt.

Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass der Druck den Drucktaschen so steuerbar ist, dass unabhängig vom unterschiedlichen Randanteil in sämt­ lichen Drucktaschen wenigstens angenähert der gleiche Druckmittel-Druck herrscht.

Die Erfindung geht dabei von der Erkenntnis aus, dass die Ursache für die ungleichmässige Entwässerungswir­ kung über die Breite der Warenbahn darin liegt, dass die einzelnen Drucktaschen auf der Pressfläche des Stützelementes einen unterschiedlichen Randanteil besitzen. Ueber die freien Ränder der Drucktaschen, welche nach aussen führen und nicht anderen Druckta­ schen benachbart sind, fliesst nämlich das vom Druck­ raum zugeführte Druckmittel aus der Drucktasche wieder aus. Bei einem grösseren Randanteil einer Drucktasche, beispielsweise im Falle der beiden aussen angeordneten Drucktaschen, ist nämlich der Ausflusswiderstand klei­ ner und damit die ausfliessende Menge des Druckmittels grösser als bei den inneren Drucktaschen, welche einen geringeren Randanteil besitzen. Die Folge ist, dass selbst bei gleichförmigem Druck des Druckmittels über die Breite im Druckraum oder bei gleichem Druck in den den Drucktaschen zugeordneten Kolben/Zylinder-Einheiten der Druck des Druckmittels in den äusseren Drucktaschen geringer ist als in den mittleren Drucktaschen, so dass an den Seiten auch die Entwässerungsleistung geringer ist.

Durch die erfindungsgemässe Steuerung des Druckes in den Drucktaschen wird jedoch erreicht, dass sich in allen Drucktaschen wenigstens angenähert der gleiche Druck einstellt und die Entwässerungsleistung somit über die Breite der Warenbahn gleichförmig wird.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung sind den beiden äusseren Drucktaschen getrennte Druckräume zugeordnet, welche mit einem Druckmittel höheren Druckes versorgt werden als die den mittleren Drucktaschen zugeordneten Druckräume.

Bei einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung haben die Kanäle, welche Druckmittel zu den äusseren Drucktaschen leiten, einen grösseren Querschnitt als die zu den mittleren Drucktaschen führenden Kanäle, so dass auch bei gleichem Druckmittel-Druck in den Druckräumen den äusseren Drucktaschen eine grössere Menge von Druck­ mittel nachgeliefert wird, wodurch die durch den grösseren Randanteil verursachten Druckmittelverluste ausgeglichen werden.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung sind den äusseren Drucktaschen getrennte Kolben/Zylinder-Einhei­ ten als Druckräume zugeordnet, wobei der Kolbenquer­ schnitt grösser ist als bei den den mittleren Druckta­ schen zugeordneten Kolben/Zylinder-Einheiten. Die durch den Kolben verursachte Druckkraft ist dabei für die aussenliegenden Drucktaschen grösser als für die mitt­ leren und kompensiert den Druckabfall in den Druckta­ schen infolge der grösseren Menge ausfliessenden Druck­ mittels über die ausgedehnteren Randpartien der äusse­ ren Drucktaschen.

Die Erfindung wird anhand der in den Figuren wieder­ gegebenen Ausführungsbeispiele erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Presseinrichtung im Querschnitt,

Fig. 2 eine weitere Presseinrichtung im Querschnitt,

Fig. 3 ein erstes Stützelement in der Aufsicht,

Fig. 4 das erste Stützelement im Längsschnitt,

Fig. 5 ein zweites Stützelement im Längsschnitt,

Fig. 6 ein drittes Stützelement in der Aufsicht,

Fig. 7 ein viertes Stützelement in der Aufsicht, und

Fig. 8 ein fünftes Stützelement im Längsschnitt.

Die in Fig. 1 wiedergegebene Anpresseinrichtung besteht aus einer Walze 1, die als Massivwalze oder als Rohr ausgeführt sein kann, und einem flexiblen Mantel 5, welcher mit einem Stützelement 2, dessen Stützfläche an die Form der Walze 1 angepasst ist, in einem Press­ spalt 6 entlang eines Teiles A des Walzenumfanges an die Walze 1 angepresst wird. Eine Faserbahn 3, bei­ spielsweise eine Papierbahn, wird zusammen mit einem wasseraufnehmenden Band 4, z.B. einem Filzband in einer Laufrichtung L durch den Pressspalt 6 geführt und während des Durchganges durch den Pressspalt ent­ wässert, wobei das aus der Bahn 3 austretende Wasser vom Filzband 4 aufgenommen wird. Nötigenfalls können, wie beispielsweise bei Papiermaschinen üblich, noch weitere Bänder, beispielsweise ein zweiter Filz oder ein Siebband zusätzlich durch den Pressspalt 6 geführt sein. Der flexible Mantel muss dabei zumindest so weit verformbar sein, dass er sich über die gesamte Press­ länge A an die Form der Gegenwalze 1 anpassen kann. Zweckmässig kann es sein, den Mantel 5 als endloses flexibles Band auszubilden.

Die im Inneren des flexiblen Mantels 5 angeordnete Anpresseinrichtung 2 weist ein hydraulisches Stützele­ ment 11 auf, welches aus einem Stützschuh 30 mit rück­ wärtigem Kolben 20 besteht, der in einem zylindrischen oder nutenförmigen Druckraum 12 eines nicht-rotierbaren Trägers 13 in Pressrichtung P beweglich und gleichzei­ tig in gewissem Grade gegen die Pressrichtung neigbar ist, so dass der Stützschuh 30 an die Gegenfläche, d.h. die Oberfläche der Walze anpassbar ist.

Der Druckraum 12 ist an eine Druckmittelleitung 14, z.B. im Träger 13, angeschlossen und wird über diese mit einem geeigneten Druckmittel, z.B. Oel oder Wasser, mit einem bestimmten Druck versorgt. Der Stützschuh 30 weist auf seiner Pressfläche mehrere Reihen von Lager­ taschen 15 und 16 auf. Dabei bestehen die einzelnen Reihen 15 und 16 aus einer Anzahl quer zur Laufrichtung L nebeneinander liegender Drucktaschen. Die Druckta­ schen sind über Kanäle 17, 18 mit jeweils einem Druck­ raum 12 verbunden.

Fig. 2 zeigt eine weitere Ausführungsform einer Press­ einrichtung, wobei der flexible Mantel 5 als endloses Band ausgeführt und über mehrere Umlenkrollen 10 ge­ führt ist. Die Gegenwalze 1 ist hier als sogenannte Durchbiegungsausgleichswalze ausgeführt, wie sie bei­ spielsweise in US-A-38 02 044 beschrieben ist. Sie weist einen rotierbaren Walzenmantel 7 auf, welcher mit einer Reihe von gegen einen feststehenden Träger 8 ab­ gestützten hydrostatischen Stützelementen 9 in Press­ richtung gedrückt wird. Die Anordnung von Zylinder 12 und Kolben 20 ist in diesem Beispiel umgekehrt wie im vorangehenden, d.h. die Zylinder 12 sind hier an der Rückseite des Stützelementes 11 ausgebildet, während als Kolben 20 Aufsätze des Trägers 13 dienen. Ausserdem ist in diesem Beispiel nur eine einzige Reihe von in Querrichtung nebeneinander liegenden Drucktaschen 15 auf der Pressfläche des Stützelementes 11 vorgesehen, welche mit Kanälen 17 mit den Druckräumen 12 in Verbin­ dung stehen.

Fig. 3 zeigt ein Stützelement 11, wie es in der Press­ einrichtung nach Fig. 1 verwendet werden kann, in der Aufsicht. Dabei sind auf der Pressfläche des Stützele­ mentes 11 zwei Reihen 15 und 16 von nebeneinander lie­ genden Drucktaschen vorgesehen. An der Rückseite des Stützelementes 11 ist für jedes Paar von Drucktaschen 15, 16 ein gemeinsamer Kolben 20 vorgesehen, durch den jeweils eine Bohrung 17 und 18 zu jeder der beiden Drucktaschen 15 und 16 führt. Sämtliche Drucktaschen 15 und 16 haben in diesem Beispiel die gleichen Abmes­ sungen. Die Randanteile der Drucktaschen, aus denen Druckmittel aus der Drucktasche nach aussen austreten kann, sind bei den äusseren Drucktaschen 15 ¹ ver­ schieden von denen der mittleren Drucktaschen 15 ⁰. Während bei der mittleren Drucktasche 15 ⁰ Druckmittel nur über die Breite b austreten kann, tritt bei den äusseren Drucktaschen 15 ¹ auch über deren Höhe h Druck­ mittel aus, so dass der Randanteil (b+h) beträgt.

Fig. 4 zeigt dieses Stützelement im Längsschnitt. Hierbei ist jeder Drucktasche 15 eine Kolben/Zylinder­ einheit geordnet und wird von dem jeweils zugeordneten Zylinder mit Druckmittel versorgt. Die einzelnen Zylinder oder Druckräume 12 sind mit im Trä­ ger 13 vorgesehenen Druckmittelleitungen mit einem Druckmittel mit bestimmtem Druck versorgt. Dabei können die einzelnen Druckräume 12 mit getrennten Leitungen 14 getrennt voneinander mit Druckmittel versorgt werden, oder es können mehrere benachbarte Druckräume an eine gemeinsame Versorgungsleitung angeschlossen sein. Im dargestellten Beispiel sind die äusseren Druckräume 12 ¹ und 12 ² jeweils an eine separate Versorgungsleitung 14 ¹ und 14 ² angeschlossen, während die dazwischen liegenden Druckräume 15 ⁰ an eine gemeinsame Versorgungsleitung 14 ⁰ angeschlossen sind. In den drei Versorgungslei­ tungen sind steuerbare Ventile 19 ⁰, 19 ¹ und 19 ³ vorgesehen. Von einer Steuereinrichtung 21 werden diese Ventile 19 ⁰, 19 ¹ und 19 ² nun so gesteuert, dass in den äusseren Druckräumen 12 ¹ und 12 ² ein höherer Druck herrscht als in den mittleren Druckräumen 12 ⁰. Als Folge davon wird auch der Druck in den äusseren Druck­ taschen 15 ¹ und 15 ² so weit angehoben, dass die Druckverluste infolge des stärkeren Druckmittelabflus­ ses durch die grösseren Randpartien im Vergleich zu den mittleren Drucktaschen 15 ⁰ ausgeglichen werden. Die Regeleinrichtung 21 ist möglichst so einzurichten, dass in sämtlichen Drucktaschen 15, d.h. sowohl aussen als auch in der Mitte der gleiche Druck herrscht. Es kann dabei zweckmässig sein, die Steuereinrichtung 21 durch über die Breite verteilte Messgeräte für bestimmte Eigenschaften der Warenbahn nach Durchgang durch den Pressspalt oder für den Druck in den Drucktaschen anzu­ steuern und den Druck individuell in einem geschlosse­ nen Regelkreis nachzuregeln.

Fig. 5 zeigt ein weiteres Beispiel eines Stützelemen­ tes im Schnitt, bei welchem nur den äusseren Druckta­ schen 15 ¹ und 15 ² getrennte Druckräume 12 ¹ und 12 ² zugeordnet sind. Die mittleren Drucktaschen 15 ⁰ werden dagegen von einem gemeinsamen Druckraum 12 ⁰ mit Druck­ mittel versorgt, wobei statt einzelner Kolben eine Kol­ benleiste 20 ⁰ zu sehen ist, die sich über alle mittle­ ren Drucktaschen 15 ⁰ erstreckt.

Bei dem in Fig. 6 in Aufsicht wiedergegebenen Stütz­ element haben die äusseren Drucktaschen 15 ¹ und 15 ² eine geringere Breite b _s als die mittleren Druckta­ schen 15 ⁰ mit einer Breite b _m . Durch geeignete Wahl der Breiten b _s der äusseren Drucktaschen und b _m der mittleren Drucktaschen kann erreicht werden, dass die Länge der Randpartie (h+2 b _s ) der äusseren Druckta­ schen wenigstens angenähert gleich der Randlänge 2b _m der mittleren Drucktaschen ist. Auch auf diese Weise kann ein Druckabfall in den äusseren Drucktaschen ver­ mieden werden.

Bei dem in Fig. 7 wiedergegebenen Ausführungsbeispiel sind zwar sämtliche Drucktaschen 15 gleich gross, jedoch sind die äusseren Drucktaschen Kolben 20 ¹ und 20 ² mit grösserem Querschnitt zugeordnet als die Kolben 20 ⁰ für die mittleren Drucktaschen. Wegen der grösseren Fläche der äusseren Kolben wird damit eine grössere An­ presskraft auf die Enden des Stützelementes ausgeübt, wodurch die geringere Kraft infolge des Druckabfalles in den äusseren Drucktaschen bei geeigneter Dimensio­ nierung der Kolben kompensiert werden kann.

In Fig. 8 ist ein Beispiel dargestellt, bei dem die äusseren Drucktaschen 15 mit den zugehörigen Druck­ räumen 12 mit Kanälen 17 ¹ und 17 ² verbunden sind, welche einen grösseren Querschnitt aufweisen, als die Kanäle 17 ⁰, mit denen die mittleren Drucktaschen 15 mit den zugehörigen Druckräumen 12 verbunden sind. Durch den grösseren Querschnitt der äusseren Kanäle 17 ¹ und 17 ² wird hierbei eine grössere Menge von Druckmittel in die äusseren Drucktaschen nachgeliefert, so dass die grössere Menge von über die Randpartie austretendem Druckmittel ersetzt und kompensiert wird und der Druck in den äusseren Drucktaschen nicht absinkt und auf dem gleichen Niveau bleibt, wie bei den mittleren Drucktaschen 15.

Es wird bemerkt, dass die einzelnen beschriebenen Mass­ nahmen, um eine gleichmässige Entwässerung über die Breite der Warenbahn zu erreichen, zwar mit Erfolg einzeln angewandt werden können. Häufig ist es jedoch zweckmässig, mehrere der beschriebenen Massnahmen zu kombinieren, wobei natürlich eine Abstimmung der ein­ zelnen Vorkehrungen aufeinander erforderlich ist.

Claims (8)

1. Hydraulisches Stützelement für eine Presseinrich­ tung, bei der eine zu entwässernde Warenbahn (3) zwischen einer rotierbaren Walze (1) und einem vom Stützelement (2) an die Walze (1) angepressten, flexiblen Mantel (5) in einem Pressspalt entlang eines Teiles (A) des Walzenumfanges geführt ist, wobei das Stützelement (2) mit mindestens einem mit Druckmittel bestimmten Druckes versorgbaren Druckraum (12) gegen einen nicht-rotierenden Trä­ ger (13) abgestützt und in Pressrichtung (P) be­ weglich ist, und auf seiner Pressfläche nebenei­ nander mehrere, quer zur Bewegungsrichtung (L) der Warenbahn (3) angeordnete Drucktaschen (15, 16) aufweist, die mit einem Kanal (17, 18) mit einem Druckraum (12) verbunden und mit Druckmittel ver­ sorgt sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Druck in den Drucktaschen (15, 16) so steuerbar ist, dass unabhängig vom unterschiedlichen Randanteil in sämtlichen Drucktaschen (15, 16) wenigstens angenähert der gleiche Druckmittel-Druck herrscht.

2. Stützelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, dass wenigstens den beiden äusseren Druckta­ schen (15 ¹, 15 ²) von den anderen Drucktaschen (15 ⁰) getrennte Druckräume (12 ¹, 12 ²) zugeordnet sind, welche mit einem Druckmittel höheren Druckes versorgbar sind als die den anderen Drucktaschen (15 ⁰) zugeordneten Druckräume (12 ⁰).

3. Stützelement nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, dass die den äusseren Drucktaschen (15 ¹, 15 ²) und die den dazwischen liegenden Drucktaschen (15 ⁰) zugeordneten Druckräume (12 ¹, 12 ²; 12 ⁰) mit Druckmittel versorgenden Leitungen (14 ¹, 14 ²; 14 ⁰) steuerbare Ventile (19 ¹, 19 ²; 19 ⁰) aufweisen, welche von einer Steuereinrichtung (21) steuerbar sind.

4. Stützelement nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, dass die Steuereinrichtungen (21) von einem Messfühler steuerbar sind, welcher eine Ei­ genschaft der Warenbahn (3) nach Durchgang durch den Pressspalt (6) feststellt.

5. Stützelement nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, dass die Steuereinrichtung (21) von Messfühlern für den Druck in den Drucktaschen (15 ¹, 15 ²; 15 ⁰) ansteuerbar ist.

6. Stützelement nach einem der Ansprüche 1-5 dadurch gekennzeichnet, dass die äusseren Druck­ taschen (15 ¹, 15²) eine kleinere Druckfläche (b _s ×h) aufweisen, als die Druckfläche (b _m ) der dazwischen liegenden Drucktaschen (15 ⁰).

7. Stützelement nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, dass die äusseren Druck­ taschen auf Kolben (20 ¹, 20 ²) grösseren Quer­ schnittes auf dem zugehörigen Druckraum abgestützt sind als die dazwischen liegenden Drucktaschen (20 ⁰).

8. Stützelement nach einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, dass die äusseren Drucktaschen (15) mit Kanälen (17 ¹, 17 ²) grösseren Querschnittes mit dem zugeordneten Druckraum (12) verbunden sind als die dazwischen liegenden Drucktaschen (17 ⁰).