DE3131843A1

DE3131843A1 - Walzenpresse zum auspressen von wasser aus einer laufenden materialbahn

Info

Publication number: DE3131843A1
Application number: DE3131843A
Authority: DE
Inventors: Dennis Callahan Rockton Ill. Cronin
Original assignee: Beloit Corp
Current assignee: Beloit Corp
Priority date: 1980-08-18
Filing date: 1981-08-12
Publication date: 1982-03-18
Also published as: FI812544L; FR2488629A1; JPS5920800B2; BR8105212A; CA1153922A; GB2082218A; SE8104882L; AR223947A1; ES504774A0; US4330023A; IT1137839B; IT8123428A0; JPS5751892A; ES8204785A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Walzenpresse mit in Umfangsrichtung erweiterter Preßfläche zum Auspressen von Wasser aus einer laufenden laterialbahn, und insbesondere eine derartige Pressenpartie zum Auspressen von Wasser aus einer neu gebildeten Papierbahn in einer Papiermaschine.

Obwohl die Erfindung zur Entwässerung einer kontinuierlich laufenden Bahn aus beliebigem Material geeignet ist_s wird sie nachstehend unter Bezugnahme auf die Entwässerung einer Papierbahn beschrieben. Bei der Papierherstellung wird die Papierbahn durch Aufbringen einer Holzschifffasersuspension auf ein bewegtes Sieb gebildet. Ein großer Teil des Wassers wird dabei durch die Schwer craft oder durch Saugwirkung im Blattbildungsbereich von dec Papierbahn abgezogen. Dοda mi durchläuft die Papierbahn eine Naßpressenpartie, die normaler

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weise aas einer Reihe von Preßwalzenpaaren besteht, in welchen ein wesentlicher Teil des Restwassers ausgepreßt wird. Sodann durchläuft die Papierbahn eine Trockenpartie, die gew chnlich aus einer Reihe von beheizten Trockenwalzen aufgebaut ist, um das restliche Wasser durch "Verdampfen aus der Papierbahn auszutreiben. Schließlich durchläuft die Papierbahn noch Ausrüstungsbehandlungen wie Satinieren, Streichen, Längsschneiden, Aufrollen usw.

Die Erfindung bezieht sich speziell auf eine besondere Bauart der Pressenpartie, bei welcher der Preßvorgang in jeder Presseneinheit mit gegenüber her! ömmlichen Preßwalzenpaaren längerer Preßdauer erfolgt, wodurch beträchtlich mehr Wasser ausgepreßt werden kann als im Proßspalt eines Walzenpaares.

Dieser Preßvorgang mit in Umfangsrichtung erweiterter Preßfläche erfolgt mit Hilfe eines endlosen Bandes, welches eine umlaufende Preßwalze über einen gewissen Umschlingungsbogen umschlingt. Die Papierbahn verläuft dabei zwischen dem endlosen Band und der Preßwalze, wobei ein auf einer Seite oder auf beiden Seiten der Papierbahn mitlaufender Pilz das aus der Papierbahn ausgepreßte Was se- aufnimmt. Der Preßdruck wird im Bereich des Umschl.ingungsbogens mit Hilfe eines Andrückschuhs verstärkt, der sieα auf der von der Preßwalze abgewandten Seite des Bandes befindet.

Das Prinzip und die Vorteile des Fressens mit erweiterter Preßfläche sind bereits in den l'S-Patent Schriften 3 798 121 und 3 853 698 erörtert worden und brauchen daher hier nicht mehr beschrieben zu werden. Die vorliegende Erfindung geht von einer Presse mit erweiterter Preßfläche der in der US-PS 3 853 698 beschriebenen Bauart aus, wobei ein auf der von der Preßwalze abgewandten Seite des Bandes befindlicher Andrückschuh eine hohe Ai.druckkraft auf das Band ausübt. Damit unterscheidet siel· diese Bauart von der in

der US-PS 3 798 121 beschriebenen Pressenbauart, bei welcher der Preßdruck im Bereich des Umschlingungsbogens nur durch die Zugspannung in einem oder mehreren Bändern erzeugt wird.

Im Betrieb tritt bei Pressenpartien der in der US-PS 3 8b3 beschriebenen Bauart mit erweiterter Preßfläche und einem Andrückschuh das Problem aui*_s daß sich vor dem Preßbereich eine Ausbauchung in dem Band bildet. Die exakte Ursache dieser Ausbauchung des Band·, s ist noch nicht vollständig erkannt. Es. ist jedoch klar, i.aß das Band im Mittenbereich seiner Breite im Bereich de: Andrückschuhs gedrückt, durch öl und Reibung erwärmt und auch noch auf andere Weise anderen einwirkungen als die ziemlich breiten Randbereiche des Bandes ausgesetzt wird. Die Ausbauchung befindet sich manchmal in der Mitte des Bandes ₃ ist aoer manchmal auch aus der laitte des Bandes seitwärts versetzt. Eine Ausbauchung erscheint gelegentlich auch hiuterhalo des Andrückschuhs mit bezüglich der Ausbauchung vordernalb des Andrückschuhs entgegengesetztem Versatz au.; der 1-anditiitte. Die Erfahrung zei^t, daß sich die seitlic ie Ausdohnung der Ausbauchung stets auf die Breite des Andrüjkschubs beschränkt.

Selbstverständlich ist diese Ausbauchung des Bandes aus vielen Gründen unerwünscht, beispielsweise weil sie zum Runzeln oder Knittern der Papierbahn führen kann. Zwar läßt sich die Ausbauchung ourch Erhöhung der Zugspannung in dem endlosen Banä beseitigen., jedoch führt dies nicht zu einem voll befriediganden Lrgebnis, da hierdurch wiederum die Belastung der Binder, Wellen, Lagerungen und Antriebe erhöht wird, w es zu einer Verringerung der Standzeit dieaur Komponenten, einer Steigerung des Energieverbrauchs und einer Verlängerung der Stillstandszeiten führt.

6AD ORIGINAL

Die Komplexität der Betriebsbedirjungen macht eine Lösung des Problems schwierig. Gegenwärtig finden bei Versuchsmaschinen Andrückschuhe mit einen Umschlingungsbogen von etwa 25 cm und Andrückspannungen von etwa 415 N/cm (600 psi) Anwendung. Das bedeutet, daß das Band im Bereich des Andrückschuhs einer Normalkraft von etwa 10 kN je cm der Andrückschuhbreite (6000 lb/in) unterworfen ist. Außerdem wird eine Steigerung der Drücke auf etwa 620 N/cm (900 psi) oder darüber erwogen, und der Uniochlingungsbogen kann auf 50 cm oder darüber vergrößert werden. Bei einem Berührungs-

2 bogen von etwa 50 cm und /ndrückjchuhdrücken von 620 N/cm ergäbe sich eine Normalkrj ft auf das Band im Andrückschuhbereich von etwa 32 kN je cm Andrückschuhbreite (18000 lb/in).

Außerdem wird, da das Band in gleitender Berührung mit dem Andrückschuh und unter extrem hohem Anpreßdruck steht, wegen der Gleitreibung beträchtliche Wärme erzeugt. Das Hydraulikmittel im Andrücksehuh wird zur Aufrechterhaltung einer geeigneten Viskosität auf einer Temperatur von etwa 6O⁰C (l40° P) gehalten. Mit der zu dec Hydrauliköltemperatur hinzukommenden, durch die Gleitr »ibung und durch Hystereseverluste in dem Band erze igten V.'lrme dürfte die Bandtemperatur einen Wert von etwa 95 C (200 l··) erreichen.

In der US-Patentanmeldung; Serial No. 33 707 wird vorgeschlagen nur in dem über den Andrückschuh laufenden Breitenbereich des Bandes Längsfäden vorzusehen. Durch diese Maßnahme kann eine beträchtliche Verringerung der zur Beseitigung der Ausbauchung erforderlichen Spannung erreicht werden.

In der US-Patentanmeldung; Serial No. 33 709 wird vorgeschlagen daß die Längsverstärkung des Bandes mindestens zwei Lagen von Längsfäden aufweist, die unter gleichen, aber gegen-

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sinnigen kleinen Winkeln mit Bezug auf die Längsachse des Bandes verlaufen. In jener Anmeldung wird dazu ausgefünrt, daß, wenn der Winkel der Lan.^sfäden mit Bezug auf die Bandlängsachse klein und der Elastizitätsmodul der Fäden ausreichend groß ist, ei ie hohe Längsfestigkeit und gleichzeitig, ein Ausgleich möglich sr Spannungsunterschiede über die Bandbreite und im Andruck 3chuhbreitenbereich auftretender Spannungen erreicht werden kann.

Schließlich wird in d^r US-Tatentanmeldung Serial No. 33 vorgeschlagen, eine yuerversteifung vorzusehen, die der zur Bildung der Ausbauchung '^rord^rhalb des Andrückschuhs erforderlichen Biegung des Bandes entgegenwirkt.

Der Erfindung liegt cie Aufgabe zugrunde, eine nocn weitere Möglichkeit zur Reduzierung der Zugspannung in dem Band zu schaffen, die zur Beseitigung der Bandausbauchung erforderlich ist, und die zusätzlich zu <ten eben genannten drei bereits vorgeschalgenen Maßnahmen öler anstelle derselben Anwendung finden kann.

Diese Aufgabe wird gumä£ der Erfindung durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebene Anordnung gelöst.

Die Erfindung sieht eine Entlastung der seitlich außerhalb des Andrückschuhbereichs gelegenen Seitenrandbereiche deo Bandes und der Preßwalze vcr. Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung haben die Preßwalzenenden einen verringerten Durchmesser. Alternativ dazu kann die Dicke des Bandes an seinen seitlich außerhalb des Andrückschuhs gelegenen Haadbereichen reduziert .sein. Schließlich kann sowohl eine Durchmesser verringerung d3r Prei,walzenenden als auch eine DicKenverminderung der äußeren R;.ndbereiche des Bandes vorjje:;'v:hc-n se^jin

BAD ORIGINAL

Einige Ausführungsbeispiej-e der Erfindung werden nachstehend mit Bezug auf die anliegenden Zeichnungen mehr im einzelnen beschrieben. Es zeigt:

Fig. 1 i.i schematischer Seitenansicht eine

Pressenpartie einer Papiermaschine,

Fig. 2 einen Scnnitt entsprechend der Linie

II-II in Fig. 1, der die Erfindung zeigt,

Fig. 3 aen in ϊig. 2 durch einen Kreis mar

kierten Ausschnitt in vergrößerter Γ Erstellung,

Fig. 4 - in ähnlicher Darstellung wie Fig. 3

eine andere Ausführungsform der Erfindung, und

Fig. 5 ebenfalls in ähnlicher Darstellung wie

'Fig. 3 -ine noch weitere Ausführungsform der Erfindung.

Fig. 1 zeigt in schematischer Seitenansicht eine Walzenpressenpartie 10 mit erweiterter Preßfläche einer Papiermaschine. Die Pressenpartie 10 weist eine Preßwalze 12 auf, die um eine quer zur Laufrichtung der Papierbahn verlaufende Achse 14 umläuft. In der folgenden Beschreibung beziehen sich Begriffe wie "längs" und "quer" bzw. "seitlich" jeweils auf d: Laufrichtung des Bandes dzw. der Papierbahn.

Ein flexibles endloses Band 16 ist über eine Anzahl von Rollei 18,19, 20, 21 und 22 geführt, cie bezüglich der Preßwalze so i

geordnet sind, daß das Band 16 die Preßwalze 12 zxvecks Bildung eines bogenförmigen Preßbereiches 24 teilweise umschlingt. Eine oder mehrere der Rollen sind in an sicn bekannter Weise quer zu ihrer Drehachse verschiebbar angeordnet, um das Aufziehen des Bandes 16 und die Einstellung der Bandspannung zu ermöglichen»

Auf der von der Preßwxlze Yt abgewandten Seite des Bandes ist im Preßf lächenberoicn 2^J' ein gew clbter Andrückschuh 'dt angeordnet. Auf diese.ι A,idrt ckschuh wird mittels einer geeigneten Vorrichtung eine Kraft P ausgeübt_s um im Preßbereich einen Anpreßoruck auf das Band 16 auszuüben= Um einen gleichmäßig verteilten Preßeruck P auf das Band 16 im Pr eßbereich sicherzustellen und um die Gleitreibung minimal zu halten, wird durch eine Leitung 2 8 in einer Kammer 31 des Andrückschuhs ein Hydraulikoruck erzeugt, der mittels eint.s Ventils 30 reguliert wird. Ide genaue mechanische und hydraulische Betriebt;weise ces Andrückschuhs bildet keinen Teil der Erfindung und wird daher nicht näher beschrieben.

Obwohl ein Andrückschuh .16 mit einer Hydraulikkammer 31 dargestellt ist, kanu stattdessen auch ein massiver Andrückschuh mit gewölkter An Irückflache entsprechend der Zylinderkrümmung der Preßwalze 12 Anwendung finden. Ein Ausführungsbeispiel ein s AndrAckschuhs findet sich in der US-PS 3 853 698.

Über die Preßwalze 12 ist ein Filz 32 geführt₉ der zwiscnen der Preßwalze 12 und dem ""Band 16 hindurchpassiert« Die zu entwässernde Papiertihn 3^ wird von dem Filz 32 aufgenommen und von diesem in Richtung der Pfeile 36 durch den Prefibercich 24 hindurchtransportiert„ Obwohl nur ein Filz 32 dargestellt ist, können auch zwei Filze Anwendung finden_s welche die Papierbahn oder eine andere zu entwässernde Materialbahn zwischc ι sich aufnelimen.

BAD ORiGlNAL

Wie aus Fig. 2 hervorgeht, erstreckt sicn der Andrückschuh 26 über den Mittenbereich der Breite der Preßwalze 12 und des Bandes l6. Die Breite PW des Andrückschuhs ist beträchtlich kleiner als die Breite BW des b uandes, so daß nur auf den mittif.en Breitenbereich des laufenden Bandes, nicht aber auf die Randbereiche 40 und 41 ein Anpreßdruck durch den Andrückschuh 26 ausgeübt wird.

VJie oben erläutert, tritt bei Nai-pressen der in Rede stehenden Art im Betrieb das Problem auf, daß sich auf der Zulaufseite der Presse an verschiedenen Stellen der Andrückschuhbreite PW eine Ausbauchung in dem Band l6 bildet. Diese Ausbauchung kann bezüglich der Andrückschuhbreite in der Mitte oder nach der einen oder anderen Seite versetzt auftreten:. Außerdem tritt die Ausbauchung manchmal vorderhalb des Andrückscnuhs nacn der einen Seite der Andrückschuhbreite versetzt und hinterhalb des Andrückschuhs nacn der entgegengesetzten Seite der Andrückschuhbreite versetzt auf.

2ü Fig. 3 zeigt die erfindunjsgcmäß-- Gestaltung des seitlich außerhalb des Andrückschuhs 26 1 Legenden Bereiches der Anordnung. Der seitwärts Iber di - Andrückschuhbreite hinausragende Endabschnitt 50 dar rreßwalze 12 hat einen gegenüber dem Durchmesser des rnittigen Pre.iwalzenao Schnitts 52 reduzierten Durchmesser. Die Radiusverringerung des Endabschnitts 50 gegenüber dem Mittenabschnitt 52 beträgt vorzugsweise etwa 2 mm bis 4 mm. Die Kante 5^ des Mittenabschnitts 52 ist gerundet oder konisch ausgebildet, um überraäßige Druckkonzentrationen und Verschleiß in diesem Bereich des Bandes 16 zu vermeiden.

Fig. 4 zeigt eine alternative Ausführungsmöglicnkeit zur Abschwächung der gegenseitigen Druckwirkung zwischen dem Band Ho und der Preßwalfc2 112 in dem jenseits des Andrück-

Ban

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schuhs 126 liegenden Randbereich. Die zu entwässernde daterialbahn wird wiederum von einem Filz 132 durch den Preßbereich hindurchgeführt. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist eine Dickenverringerung de.3 Randbereiches 14O des Bandes II6 vorgesehen, indem die der Preßwalze 112 zugewandte öandseite 152 in dem über den Andrückschuh 126 hinausragenden Randbereich l40 abgestuft ist. Die Tiefe dieser Abstufung beträgt etwa 2 mm bis 4 mm und erfolgt mit allmählichem Übergang im Bereich Iö6 am seitlichen Rand des Andrückschuhs 126„

Bei einer noch weiteren, in Fig_o 5 dargestellten Ausführungsform der Erfindung ii t die ,u entwässernde Materialbahn i.34 zwischen einem Band 1-16 und einem Filz 232 eingebettet, während sie zwischen der Praßwalze 212 und dem Andrückschuh hindurchpassiert. Der seitliche Endabschnitt 250 der Preßxialze 212 und der Randbereich 252 des Bandes 216 sind an ihren einander zugewandten Seiten abgestuft. Das Gesamtmaß der Abstufung des EnaabSchnitts 250 der Preßwalze 212 und des Randbereichs 252 des Bandes 216 beträgt etwa 2 mm bis 4 mm. Dabei kann die Größe der Einzelabstufungen der Preßwalze und des Bandes 216 gleich oder die jeweils eine Abstufung größer und die jeweils andere Abstufung kleiner sein.

Wie in den Fig. 2 und 3 dargestellt ist, enthält das Band eine Längsverstärkun^seinla^e 38 (I38 in Fig. 4 und 238 in Fig. 5). Diese Verstärkungseinlage kann gemäß den eingangs erwähnten US-Patentanmeldungen 33 707, 33 708 und 33 709 ausgebildet sein.

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Claims

PATENTANWALT
ING. (GRAD.) E. O. YET

PHILIPPINE-WELSER-STRASgE 14° . t O "*. » .**. I

D-8900 AUGSBURG ·- · *··*-·* '..*.:. 3131843

TELEFON (08 21) 5 70 0491, 517148 t

TELEX 533202 patol d ^

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Patentansprüche

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1J Walzenpresse iit in Umfangsrichtung erweiterter Preßfläche zürn Auspre ;sen von Wasser aus einer laufenden /laterialbahn, gekennzeichnet durch:

a) eine zylindrioche Preßwalze (12),

b) ein.über Rollen (l8_s 19, 20, 21, 22) geführtes, flexibles, endloses Band (16), welches die Preßwalze (12) über einen gewissen Umrchlingungsbogen umscnlingt, .^

c) mindestens einen zwischen der Preßwalze (12) und -γ dem Band (16) ül er die Preßxiralze geführten Pilz (32), ^ der als Träger L,um Hindurchführen der i4aterialbann

zviischen dem Barjd und uer Preßwalze dient, 15

d) einen auf der von d->r Preßwalze abgewandten oeitt,-des Bandes (16) im Bereich des ümschlingungsbogena angeordneten Anarücksc iuh (26), der seitwärts je v/o ils kurz vor dem betreffenden Seitenrand des Bandes endigt, und

e) eine Maßnahm..- zur Abschvrächung der gegenseitigen Druckwirkung zwischen dem Band (16) und der Preßwalze (12) in deren seitlichen Randbereichen, derart, daß seitlich außt.rhalb des Andrückschuhs (26) im wesentlichen kein Ausbauchen des Bandes auftritt.
2. Walzenpresse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die genannte Maßnahme in einer Durchmesserverringerung der seitwärts über die Seitenränder des Aidrückschuhs (2 6) hinausragenden Prcßwalzenenden besteht.
3. Walzenpresse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die gegenüber der übrigen Preßwalze (12) im Durchmesser verringerten Preßitfalzenenden einen um etwa 2 mm bis 4 mm kleineren Radius als die übrige Preßwalze haben.
4. Walzenpresse nach Ampru:h 1, dadurch gekennzeichnet, daß lie genannte Maßnahme in einer Abstufung der seitwärts über den Andrückschuh (126) hinausragenden Seitenrandbereiche (140) des Bandes auf der, der Preßv-alze (112) zugewandten Bandseite besteht.
5· Walzenpresse nach Anspruch 4, dadurch g e k e η η - Vo zeichnet, daß die Tiefe der Abstufung etwa 2 mm bis 4 mm beträgt.
6. Walzenpresse nach Anspruch I₃ dadurch gekennzeichnet , daß die genannte Maßnahme in einer dO Abstufung der beiden eirander zugewandten Oberflächen der Preßwalze (2j2) und des Bandes (216) in deren seitwärts über den Andrickschuh (226) überstehenden Randbereichen besteht.
7. Walzenpresse nach Anspruch S₃ dadurch gekennzeichnet , daß die Summe der Abstufungstiefen der Walzenoberfliiche und der Bandoberfläche etwa 2 mm bis 4 mm beträgt.