DE4311622A1 - Preßeinrichtung einer Papiermaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Preßeinrichtung zum Einsatz in einer Papiermaschine, im Einzelnen mit den Merkmalen des Oberbegriffes aus Anspruch 1.

Derartige Preßeinrichtungen finden in Pressenpartien, aber auch in Trockenpartien und Glättwerken Verwendung. Sie sind in Form von Langzonenpressen aus DE 40 40 392 und in Form von Preßeinrichtungen mit Walzen mit Durchbiegungsausgleich aus der US-PS 3,726,338 bekannt.

Es ist bekannt, daß die Gestaltung des Preßschuhes und die konstruktive und funktionelle Ausgestaltung zur Realisierung des Tragverhaltens eines Preßschuhes einen Einfluß auf Wirkungsbereich von Pressen in Bezug auf Geschwindigkeit und Belastung der Bahn und den Druckverlauf haben kann. Die aus DE 40 40 392 bekannte Langzonenpresse umfaßt eine rotierende Preßwalze, die mit der Gegenwalze einen flächenförmigen Preßspalt bildet und weist einen nach hydrodynamischen Prinzip arbeitenden Preßschuh auf, der mehrere Taschen in seiner Oberfläche aufweist, wobei der Durchschnittswert deren Tiefe etwa 0-0,75 mm beträgt und denen Medium unter Druck zugeführt werden kann. Mittels dieser Lösung wird erreicht, daß der Schuh oberhalb einer gewissen Bahngeschwindigkeit rein hydrodynamisch fungiert, und abwärts davon die Einwirkung des hydrostatischen Druckes erhöht wird, ohne daß die hydrodynamische Druckerzeugung und somit die wesentlich über die ganze Länge des Taschenbereiches steigende Druckverteilung verloren gehen. Mit dieser Lösung wird weiterhin erreicht, daß die Tragfähigkeit des Schuhes bei geplanter Geschwindigkeit hauptsächlich unter hydrodynamischer Einwirkung entsteht, wobei die Presse eine kleine Leistung zur Zufuhr von Schmiermittel aufbringen muß. Wird die Betriebsgeschwindigkeit geringer als die geplante Geschwindigkeit muß die zusätzliche Preßfähigkeit hydrostatisch aufgebracht werden. Dadurch, daß die Viskosität des Schmiermittels auf der Basis der geplanten Geschwindigkeit und der Belastung möglichst klein gewählt wird und die Ölfilmdicke durch hydrostatische Schmiermittelzufuhr erhöht wird, wird unter Berücksichtigung aller Faktoren der Betriebssituation ein bedeutend kleinerer Gesamtverbrauch der Leistung im Vergleich zu konventionellen Preßschuhlösungen erreicht.

Der Nachteil dieser Lösung besteht darin, daß die Schmierflüssigkeit von außen zugeführt werden muß. Die Vielzahl der Schmiermittelanschlüsse und die Zufuhr von Schmiermittel zur Gewährleistung der hydrostatisch­ hydrodynamischen Funktion bedingt einen enormen konstruktiven Aufwand und stellt hohe Anforderungen an die Druckölsteuerung. Die scharfen Kanten der Taschen an der Preßschuhoberfläche haben einen ungünstigen Einfluß auf die Filzlebensdauer.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Preßeinrichtung der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, daß eine Verringerung der erforderlichen Antriebsleistung durch Ölzufuhr bzw. Vergrößerung der Schmierfilmdicke bei gleichzeitiger Senkung des konstruktiven und steuerungstechnischen Aufwandes erreicht wird.

Die erfindungsgemäße Lösung der Aufgabe ist durch das kennzeichnende Merkmal des Anspruches 1 charakterisiert. Die Höhe der erforderlichen Antriebsleistung steht in direktem Zusammenhang zur Ölfilmdicke zwischen Preßschuh und Mantel. Der Preßschuh weist in seiner Oberfläche in Bahnlaufrichtung Ausnehmungen , d. h. Zonen unterschiedlichen Abstandes von der Gegenwalze auf, wie bereits aus der DE 40 40 392 bekannt. Die Oberfläche des Preßschuhs, die an der Innenseite des umlaufenden, einen Ring bildenden Körpers angreift, wird durch unterschiedlich Radien beschrieben. Diese Ausnehmungen können sich allein oder in Kombination mit anderen derartigen Ausnehmungen im wesentlichen über die gesamte Arbeitsbreite des Preßschuhes quer zur Bahnlaufrichtung erstrecken. In Bahnlaufrichtung ist auch das hintereinander Anordnen derartiger Zonen unterschiedlichen Abstandes von der Gegenwalze denkbar.

Die Form dieser Ausnehmungen in Bahnlaufrichtung gesehen, kann sehr vielgestaltig sein. Denkbar sind beispielsweise eckige und kreisbogenförmige Ausnehmungen. Im Unterschied zu den in der DE 40 40 392 beschriebenen Ausnehmungen bzw. Taschen, sind die hier genutzten frei von jeglichen externen Anschlüssen , d. h. frei von externen Zu- bzw. Abfuhrleitungen. Sie dienen zum Aufbau eines hydrostatischen Druckkissens. Der umlaufende Mantel oder das umlaufende Band schleppt dabei Schmieröl in diese Ausnehmungen ein. Im Bereich dieser Zonen weist der Schmierölfilm damit eine größere Dicke auf. Das eingeschleppte Öl verbleibt in der Regel in diesen als Taschen bzw. Ausnehmungen bezeichneten Zonen, so daß bei geringer Betriebsgeschwindigkeit, bei der der Ölfilm eines hydrodynamischen Schuhes kleiner wird, da weniger Öl vom umlaufenden Band oder Mantel mitgeführt wird, im Bereich der Taschen ein Aufreißen des Schmierfilmes weitgehendst vermieden werden kann.

Es besteht hierbei auch die Möglichkeit, mehrere solcher Ausnehmungen unmittelbar hintereinander in Bahnlaufrichtung anzuordnen. Es ergeben sich somit bei Öleinschleppung mehrere hintereinander angeordnete Druckkissen.

Unter einem anderen Aspekt der Erfindung weist der Preßschuh Ausnehmungen auf, die in Laufrichtung der Faserstoffbahn einen gegenseitigen Abstand voneinander besitzen. Diese Ausnehmungen weisen Öffnungen auf, wobei wenigstens eine Verbindungsleitung diese Öffnungen, die in Laufrichtung der Faserstoffbahn einen gegenseitigen Abstand voneinander aufweisen, miteinander verbindet.

Durch Einspritzen bzw. Zuleiten von Schmieröl in den Spalt zwischen Preßschuh und Mantel im Bereich ansteigenden Druckes, d. h. in Laufrichtung der Papierbahn am Anfang des Preßschuhes wird eine Erhöhung der Ölfilmdicke erreicht. Durch Zuführen des Schmieröls im Bereich ansteigenden Preßspaltdruckes aus dem Bereich des Preßspalthöchstdruckes kann das Schmieröl, das den Schuh hydrodynamisch schmiert, in einem Kreislauf mehrfach genutzt werden und die zusätzliche Zufuhr von Schmieröl von außen kann entfallen. Die konstruktiv vorteilhaften Ausführungsbeispiele sind in den Unteransprüchen festgehalten.

Die erfindungsgemäße Lösung wird nachfolgend anhand einiger Figuren beschrieben. Darin ist im übrigen folgendes dargestellt:

Fig. 1 Preßschuh mit Ausnehmungen frei von externen Anschlüssen

Fig. 2a und 2b Preßschuh mit Ausnehmungen, die Öffnungen aufweisen und in Bahnlaufrichtung einen gegenseitigen Abstand voneinander aufweisen mit Ölrückführung

Fig. 3 Ölrückführung mit Mengenregelung

Fig. 4 Anordnung von Ausnehmungen zwischen den mit Öffnungen versehenen Ausnehmungen in der Anpreßfläche, die in Laufrichtung der Faserstoffbahn einen gegenseitigen Abstand zueinander aufweisen.

Die Fig. 1 verdeutlicht das Grundprinzip der Erfindung.

Eine Preßstation 1, die hier nur teilweise dargestellt ist, bildet mit einer Gegenwalze 2 einen Preßspalt 3 durch den eine Faserstoffbahn 4 geführt wird. Die Preßstation 1 umfaßt dabei einen umlaufenden, einen Ring bildenden Körper - hier ein umlaufendes flexibles Band 5 - und einen Preßschuh 6, der hier einen Schuhdeckel 7 und einen Schuhkolben 8 umfaßt. Der Preßschuh ist in dem, einen Ring bildenden Körper angeordnet und ist an dessen Innenseite 9 anpreßbar. Der Preßschuh wird in einem, hier nur teilweise dargestellten Tragkörper 10 geführt und stützt sich an diesem ab. Eine Anpreßfläche 11 des Preßschuhes ist der Innenseite 9 des Bandes zugewandt. In der Anpreßfläche 11 sind in Laufrichtung der Faserstoffbahn Ausnehmungen 12 vorgesehen. Diese sind frei von externen Anschlüssen. Die Ausnehmungen 12 können sich im wesentlichen allein oder gemeinsam über die Arbeitsbreite des Preßschuhs 6 quer zur Bahnlaufrichtung erstrecken.

Im hier dargestellten Fall sind zwei Ausnehmungen 12a und 12b unmittelbar hintereinander in Bahnlaufrichtung angeordnet. Sie können jeweils durch unterschiedliche Radien r1 und r2 beschrieben werden.

Durch Einschleppen von Schmieröl bildet sich über den Ausnehmungen eine Schmierölfilmdicke d1 und d2 aus.

Die Fig. 2a und 2b verdeutlichen einen weiteren Aspekt der Erfindung. Hier weisen die Ausnehmungen Öffnungen auf, die in Bahnlaufrichtung einen gegenseitigen Abstand voneinander aufweisen und durch wenigstens eine Verbindungsleitung miteinander verbunden sind.

Eine Preßstation 1, die hier nur teilweise dargestellt ist, bildet mit einer Gegenwalze 2 einen Preßspalt 3 durch den eine Faserstoffbahn 4 geführt wird. Die Preßstation 1 umfaßt dabei einen umlaufenden, einen Ring bildenden Körper - hier ein umlaufendes flexibles Band 5 - und einen Preßschuh 6, der einen Schuhdeckel 7 und einen Schuhkolben 8 umfaßt. Der Preßschuh ist in dem, einen Ring bildenden Körper angeordnet und ist an dessen Innenseite 9 anpreßbar. Der Preßschuh wird in einem, hier nicht dargestellten Tragkörper geführt und stützt sich an diesem ab. Eine Anpreßfläche 10 des Preßschuhes ist der Innenseite 9 des Bandes zugewandt. In der Anpreßfläche 11 sind in Laufrichtung der Faserstoffbahn im Bereich ansteigenden Preßspaltdruckes Ausnehmungen mit Öffnungen in Form von Bohrungen 13 vorgesehen. In Laufrichtung der Faserstoffbahn ist im Bereich des Preßspalthöchstdruckes eine Ausnehmung in Form einer taschenförmige Nut 14 in der Anpreßfläche 11 des Preßschuhes 6 vorgesehen. Die Nut 14 weist in ihrer Tiefe eine Öffnung in Form einer Bohrung 15 auf. Die Ausnehmungen und damit auch die Öffnungen im Bereich des Höchstdruckes weisen gegenüber den Ausnehmungen und damit auch den Öffnungen im Bereich ansteigenden Preßdruckes einen gegenseitigen Abstand 1 auf. Die Öffnungen 13 und 15 sind durch eine Verbindungsleitung 16 miteinander verbunden. Der Preßschuh 6 arbeitet hydrodynamisch, d. h. im Innenraum des flexiblen endlosen Bandes 17 ist eine, hier nicht dargestellte Einrichtung zum Auftragen von Schmiermittel auf die Innenseite 9 des flexiblen umlaufenden Bandes 5 vorgesehen. Das Schmieröl wird vom umlaufenden Band mitgenommen und in den Preßspalt 3 zwischen Preßschuh 6 und Innenseite des umlaufenden Bandes 5 geschleppt. Im Bereich des Preßspalthöchstdruckes am Auslauf des Preßschuhs wird ein Teil des Schmieröls über die taschenförmige Nut 14 und die Verbindungsleitung 16 zu den Bohrungen 13 geführt und wird in den Schmierfilm S, der sich zwischen Anpreßfläche 11 und Innenseite 9 des Bandes besteht, wieder eingeleitet. Der andere Teil wird wieder in den Preßmantelinnenraum 17 mitgenommen.

Fig. 2b zeigt einen Ausschnitt der Ansicht des Preßschuhes 6 von oben. Die Bohrungen 13 erstrecken sich im wesentlichen über die gesamte Breite (quer zur Bahnlaufrichtung) der Anpreßfläche 11. Die Bohrungen 13 enden in einer senkrecht zu ihnen stehenden Querbohrung 18, die sich im wesentlichen über den Bereich des Preßschuhs erstreckt, in dem auch die Bohrungen 13 angebracht sind. Die taschenförmige Nut 14 weist in der Tiefe eine Bohrung 15 auf. Über diese Bohrung wird das Schmieröl über die Verbindungsleitung 16 in die Querbohrung 18 geleitet, von dort wird das Öl aufgrund des anliegenden Druckes, der in der Nut 14 und der Verbindungsleitung 16 vorhanden ist und durch das der Nut 14 zulaufende Öl aufgebaut wird, in den Schmierfilm S, der zwischen Anpreßfläche 11 und Innenseite 9 des Bandes vorhanden ist, eingepreßt.

Die Menge des Schmieröls, die über die taschenförmige Nut 14 zu den Bohrungen 13 abfließt, kann durch die Abmaße der Nut 14, der Öffnungen 13 und 15 und Verbindungsleitung 16 beeinflußt werden. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, in die Verbindungsleitung 16 eine Mengenregelung einzufügen. Beispielsweise kann, wie in Fig. 3 dargestellt eine Drossel 20 mit verstellbarem Drosselquerschnitt vorgesehen werden. Der über die Verbindungsleitung 16 fließende Ölstrom variiert im allgemeinen mit der Geschwindigkeit des umlaufenden Bandes 5. Durch Veränderung des Drosselquerschnittes kann der über die Drossel 20 geführte Ölvolumenstrom so beeinflußt werden, daß er einen bestimmten Wert nicht übersteigt. Damit wird verhindert, daß bei großen Bandgeschwindigkeiten der über die Bohrungen 13 im Bereich des ansteigenden Druckes dem Schmierölfilm S zugeführte Ölvolumenstrom ein Überschreiten der optimalen Ölfilmdicke bewirkt. Es besteht auch die Möglichkeit, den Ölvolumenstrom so zu regeln, daß eine konstante Schmierölfilmdicke über einen weiten Betriebsbereich erreicht wird.

Der Aufbau der Preßstation in Fig. 3 gestaltet sich im wesentlichen analog zu der in Fig. 1 beschriebenen. Die Bezugszeichen wurden deshalb übernommen.

Da das Öl bei Mehrfachnutzung aufgrund der auftretenden Reibung erwärmt wird und dadurch an Viskosität verliert, kann in der Verbindungsleitung 16 auch eine Ölkühlungseinrichtung 21 vorgesehen werden.

In Fig. 4 wird ein Ausführungsbeispiel dargestellt, bei dem eine Anordnung von Ausnehmungen mit Öffnungen 13 und 14 bzw. 15, die in Bahnlaufrichtung einen gegenseitigen Abstand aufweisen wie bereits in den Fig. 2a und 2b, beschrieben mit den in Fig. 1 beschriebenen Ausnehmungen 12 kombiniert wird. Dadurch können die Vorteile der beiden vorher beschriebenen Anordnungen gemeinsam in einer Anordnung realisiert werden. Der Preßschuh 6 ist in dieser Anordnung einteilig ausgeführt. Die Verbindungsleitung 16 ist nicht wie in den bereits beschriebenen Beispielen im Preßschuh 6 integriert, sondern die Verbindungsleitung 16 verläuft außerhalb des Preßschuhs 6.

Die hier beschriebenen Ausführungen können in Preßeinrichtungen wie z. B. Langzonenpressen mit Ausführung des Preßmantels als Schlauch, Ring oder Band und auch bei biegegesteuerten Walzen eingesetzt werden, d. h. bei Preßeinrichtungen sowohl mit konkaver als auch konvexer Anpreßfläche des Preßschuhs.

Claims (8)

1. Preßeinrichtung einer Papiermaschine mit den folgenden Merkmalen:

• 1.1 mit einer Preßstation (1), umfassend einen umlaufenden, einen Ring bildenden Körper (Band, Mantel, Schlauch) (5), der mit der Gegenwalze (2) einen endlosen Preßspalt (3) bildet und durch den eine Faserstoffbahn (4) geführt wird;
• 1.2 mit einem Preßschuh (6), der im Ring angeordnet und gegen die Innenfläche (9) des Ringes anpreßbar ist;
• 1.3 der Preßschuh (6) weist eine Anpreßfläche (11) auf, die der Innenfläche (9) des Ringes zugewandt ist;
• 1.4 mit einem Tragkörper (10), der sich im wesentlichen über die Breite der Gegenwalze (2) erstreckt und auf dem sich der Preßschuh (6) abstützt;
• 1.5 in der Anpreßfläche (11) des Preßschuhes (6) ist wenigstens eine Ausnehmung (12a, 12b) vorgesehen;
  gekennzeichnet durch das folgende Merkmal:
• 1.6 die Ausnehmung (12a, 12b) ist frei von externen Anschlüssen.

2. Preßeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen (12a, 12b) sich allein oder zusammen im wesentlichen über die Breite des Preßschuhes (6) erstrecken.

3. Preßeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen (12a, 12b) in Laufrichtung der Faserstoffbahn (4) einen gegenseitigen Abstand (1) aufweisen.

4. Preßeinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen (12a, 12b) Öffnungen (15) aufweisen.

5. Preßeinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen (13, 15) durch wenigstens eine Verbindungsleitung (16) miteinander verbunden sind.

6. Preßeinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen im Bereich ansteigenden Preßspaltdruckes Bohrungen (13), die sich im wesentlichen über die Arbeitsbreite der Preßeinrichtung quer zur Laufrichtung der Faserstoffbahn (4) erstrecken und im Bereich Preßspalthöchstdruckes wenigstens eine taschenförmige Nut (14) sind.

7. Preßeinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß in der Verbindungsleitung (16) eine Einrichtung zur Mengenregelung (20) vorgesehen ist.

8. Preßeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Ausnehmungen, die Öffnungen (13, 15) aufweisen und die in Laufrichtung der Faserstoffbahn einen gegenseitigen Abstand (1) voneinander aufweisen, Ausnehmungen (12a, 12b) ohne Öffnungen vorgesehen sind.