DE4444892C2 - Preßwalze - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Preßwalze mit einem drehfesten Träger und einem drehbaren Walzenmantel, der durch hydrauli­ sche Stützelemente an dem Träger abgestützt und gegen eine Gegenwalze anpreßbar ist, wobei der Walzenmantel entlang einer Druckebene der Preßwalze über seine gesamte Länge ver­ schiebbar ist.

Derartige Preßwalze werden beispielsweise bei der Her­ stellung und Behandlung von bahnförmigen Material, insbeson­ dere bei der Entwässerung oder Glättung von Faserstoffbahnen verwendet und sind aus der CH-PS 556 946 und der DE-AS 23 25 721 bekannt. Bei diesen Preßwalzen ist der Walzenmantel entlang der Druckebene verschiebbar ausgebildet, um das Schließen und Öffnen des Preßspaltes zu ermöglichen, ohne den Abstand zwischen den Walzenlagern zu verändern. Dies kann zwar einen relativ gleichmäßigen Preßspalt gewährlei­ sten, ist aber auch mit hohem Aufwand verbunden, da die Stützelemente zur Einstellung einer gleichmäßigen Preßkraft im Preßspalt unterschiedlich angesteuert werden müssen. Es hat sich nämlich in der Praxis gezeigt, daß bei einer gleichmäßigen Beaufschlagung der Stützelemente zu einer Kan­ tenpressung an den Enden des Walzenmantels führt.

Um dieser erhöhten Kantenpressung an den Enden des Walzenman­ tels entgegenzuwirken, wird in der DE-AS 23 25 721 vorge­ schlagen, in den Randbereichen des Walzenmantels Ausgleichs­ druckelemente vorzusehen, die in entgegengesetzter Richtung wie die Stützelemente wirken.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Preßwalze mit einer dazu­ gehörigen Gegenwalze zu schaffen, die in einfacher Weise die Einstellung einer gleichmäßigen Preßkraft im Preßspalt ge­ stattet.

Diese Aufgabe ist im wesentlichen dadurch gelöst, daß zur Er­ zeugung einer über die Breite der Preßwalze im wesentlichen konstanten Druckkraft von innen auf den Walzenmantel zumin­ dest alle axial nebeneinanderliegend angeordneten Stützele­ mente mit dem gleichen Druck beaufschlagt werden, und daß der Walzenmantel in Umfangsrichtung einen größeren Elastizi­ tätsmodul als in axialer Richtung aufweist, so daß der Wal­ zenmantel im wesentlichen eine runde Form hat und in axialer Richtung so elastisch ist, daß die von allen nebeneinander­ liegend angeordneten Stützelementen erzeugte gleichmäßige Druckkraft als weitestgehend gleichmäßige Preßkraft im Preßs­ palt wirkt.

Durch die gewählte Verschiedenartigkeit der Elastizitätsmodu­ le des Walzenmantels in Umfangsrichtung und in Axialrichtung wird erreicht, daß der Walzenmantel im wesentlichen seine runde Form beibehält und damit auch direkt angetrieben wer­ den kann, jedoch in Axialrichtung so elastisch ist, daß eine durch ein Stützelement auf den Walzenmantel ausgeübte Druck­ kraft im wesentlichen nicht die Stützbereiche der benachbar­ ten Stützelemente beeinflußt und insbesondere auch nicht zu einer erhöhten Kantenpressung an den Enden des Walzenmantels führt. Durch diese Maßnahme wird somit gewährleistet, daß eine gleichmäßige Druckbeaufschlagung der axial nebeneinan­ der liegend angeordneten Stützelemente in eine gleichmäßige Preßkraft im Preßspalt umgesetzt wird.

Um eine gleichmäßige Preßkraft im Preßspalt zu erreichen, können erfindungsgemäß somit alle nebeneinander liegend ange­ ordnete Stützelemente mit gleichem Druck beaufschlagt wer­ den, wodurch sich die Druckfluidversorgung der Stützelemente und insbesondere auch der Aufwand zur Steuerung der Stützele­ mente einfach gestalten läßt.

Dadurch, daß erfindungsgemäß die von den Stützelementen aus­ gehende gleichmäßige Druckkraft auch auf die Gegenwalze aus­ geübt wird, ist es möglich, als Gegenwalze eine kreiszylin­ drische, vorzugsweise nicht durchbiegungsgesteuerte Walze zu verwenden oder zur Bildung eines breiten Preßspalts die Ge­ genwalze derart zu vereinfachen, daß diese nur einen festste­ henden Träger und einen um diesen rotierbaren Walzenmantel umfaßt, der aus einem leicht deformierbaren Material besteht und im Bereich der Preßstelle auf einer konkav ausgebildeten Stützfläche einer mechanisch mit dem Träger verbundenen Ab­ stützleiste verbunden ist. Dabei bleibt in beiden Fällen der Abstand zwischen dem Träger der Preßwalze und dem Träger der Gegenwalze bzw. dem Walzenmantel der Gegenwalze, falls diese keinen Träger besitzt, unverändert.

Die Schmierung des Spaltes zwischen dem Walzenmantel und der Stützfläche kann in allen Fällen hydrodynamisch und/oder hy­ drostatisch erfolgen.

Für eine möglichst gleichförmige Anpressung des Walzenman­ tels an die Gegenwalze ist es von Vorteil, wenn der Abstand der Zentren der Stützelemente in axialer Richtung der Preß­ walze möglichst klein, mit Vorteil geringer als 100 mm ist. Um dabei zwischen den Stützelementen, d. h. ihren Stützflä­ chen, keine Drucksenken entstehen zu lassen, sollte auch der Abstand zwischen den Stützflächen möglichst klein, vorzugsweise geringer als 2 mm sein.

Dennoch entstehende Drucksenken zwischen den Stützflächen können ausgeglichen werden, wenn die Stützelemente mittels zumindest einer sich entlang dieser erstreckenden Abstützlei­ ste auf den Walzenmantel einwirken.

Dabei sollte zur Gewährleistung eines gleichmäßigen Druckpro­ fils die Abstützleiste in axialer Richtung der Preßwalze fle­ xibler als der Walzenmantel der Preßwalze sein.

Im Fall des Einsatzes einer Gegenwalze mit einem leicht deformierbaren Walzenmantel und einer mechanisch mit dem Träger verbundenen Abstützleiste ist es vorteilhaft, wenn die Abstützleiste der Gegenwalze, in axialer Richtung be­ trachtet, so vorgeformt ist, daß sich bei üblicher Preßbela­ stung höchstens eine minimale Krümmung der Berührungslinie zwischen beiden Walzen innerhalb der Preßebene einstellt. Diese Maßnahme begrenzt die von der Preßwalze auszugleichen­ de Durchbiegung, was bei sehr langen Preßwalzen von Bedeu­ tung sein kann. Hierbei kann eine Verbesserung noch dadurch erreicht werden, daß die Form der Abstützleiste der Ge­ genwalze veränderbar ist.

Bei allen Ausführungsformen der Preßwalze kann die Abstüt­ zung des Walzenmantels auf dem Träger über mehrere in Um­ fangsrichtung angeordnete Stützelemente oder Abstütz leisten erfolgen und die auf die Gegenwalze wirkende Anpreßkraft der Preßwalze, in Umfangsrichtung betrachtet, nicht konstant, vorzugsweise in Drehrichtung zunehmend sein. Dies wirkt sich insbesondere auf die Entwässerungsleistung bei Entwässerungs­ pressen für Faserstoffbahnen positiv aus.

Nachfolgend soll die Erfindung an zwei Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. In der beigefügten Zeichnung zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine schematisch dargestellte Preßwalze gemäß Anspruch 1 mit einer Gegenwalze,

Fig. 2 einen Querschnitt der Anordnung von Fig. 1.

Bei der dargestellten Ausführungsform besitzt die Preßwalze 1 einen im wesentlichen kreiszylindrischen Walzenmantel 2, der rotierbar um einen feststehenden Träger 3 angeordnet, mittels mehrerer hydraulischer Stützelemente 4 darauf gela­ gert und zum Träger 3 entlang der Druckebene der Preßwalze 1 über die gesamte Länge in Preßrichtung verschiebbar ist. Dabei wird der Walzenmantel 2 zur Bildung eines Preßspaltes für die Behandlung einer Faserstoffbahn 12 an eine Gegenwal­ ze 5 angedrückt.

Zur Einsparung des Aufwandes für die Anpreßhydraulik werden bei der Preßwalze 1 zumindest alle axial nebeneinander ange­ ordneten Stützelemente 4 mit dem gleichen Fluid und Druck versorgt, so daß hierfür nur eine Drehleitung 14 im Träger 3 verläuft und dementsprechend auch nur eine Ventileinheit 13 zur Anwendung kommt. Damit der Walzenmantel 2 dennoch die Durchbiegung der Gegenwalze 5 ausgleichen und sich besonders gut an die Gegenwalze 5 anschmiegen kann, weist der Walzen­ mantel 2 in Umfangsrichtung einen größeren Elastizitätsmodul als in axialer Richtung auf und ist axial so elastisch, daß er über die Länge der gemeinsam versorgten Stützelemente 4, in axialer Richtung betrachtet, weitestgehend auch die glei­ che Anpreßkraft auf die Gegenwalze 5 ausübt. Damit verbunden ist auch eine relative Formbeständigkeit bezüglich des Kreis­ querschnitts des Walzenmantels 2, so daß der hydraulische Schmierfilm zwischen den Stützelementen 4 und dem Walzenman­ tel 2 nicht gefährdet ist.

Im Unterschied zu der stark schematisierten Darstellung soll­ ten die am Walzenmantel 2 wirkenden Stützflächen der Stütz­ elemente 4 zur Vermeidung von Unterbrechungen der Anpres­ sung, begünstigt durch die Elastizität des Walzenmantels 2, in der Druckebene nur einen geringen Abstand voneinander, vorzugsweise von weniger als 2 mm, aufweisen. Für das mög­ lichst genaue Anlegen des Walzenmantels 2 an die Gegenwalze 5 ist es von Vorteil, wenn der Abstand der Zentren der Stütz­ elemente in axialer Richtung der Preßwalze 1 möglichst gerin­ ger als 100 mm ist.

Um die Bereiche zwischen den Stützflächen der Stützelemente 4 auszugleichen, können die Stützelemente 4, wie in Fig. 1 gezeigt, aber auch über eine sich entlang dieser erstrecken­ den Abstützleiste 6 auf den Walzenmantel 2 einwirken. Es ist dabei natürlich ohne weiteres möglich, axial mehrere neben­ einander angeordnete Abstützleisten 6 zu verwenden.

Zur Bildung eines relativ schmalen Preßspaltes, wie er bei­ spielsweise zur Glättung einer Faserstoffbahn benötigt wird, kommt gemäß den Fig. 1 und 2 eine massive kreiszylindri­ schen Gegenwalze 5 zum Einsatz.

Bei der Gegenwalze 5 besteht der an den Enden über Lager auf dem Träger 9 fixierte Walzenmantel 10 aus einem leicht defor­ mierbaren Material. Außerdem wird der Walzenmantel 10 im Be­ reich der Preßstelle zur Bildung eines breiten Preßspaltes, wie er zur Entwässerung und in neuester Zeit auch zur Glät­ tung von Faserstoffbahnen verwendet wird, auf einer konkav ausgebildeten Stützfläche der Abstützleiste abgestützt. Da sich die Preßwalze 1 sehr gut an die Gegenwalze 5 anpassen kann, ist die Abstützleiste der Gegenwalze 5 mechanisch fest mit deren Träger verbunden.

Um die auszugleichende Durchbiegung der Gegenwalze 5 zu mini­ mieren, sollte die Abstützleiste der Gegenwalze 5 so vorge­ formt sein, daß sich bei üblicher Preßbelastung höchstens eine minimale Krümmung der Berührungslinie zwischen beiden Walzen innerhalb der Preßebene einstellt. Zur Veränderung der Verformung der Abstützleiste der Gegenwalze 5 kann ein sich mittig am Träger abstützendes mechanisches Stellglied zum Einsatz kommen.

Bei der Bildung von breiten Preßspalten soll noch auf die Möglichkeit verwiesen werden, daß die Abstützung des Walzen­ mantels 2 auf dem Träger 3 über mehrere in Umfangsrichtung angeordnete Stützelemente 4 oder Abstützleisten 6 erfolgt und die auf die Gegenwalze 5 wirkende Anpreßkraft der Preß­ walze 1, in Umfangsrichtung betrachtet, nicht konstant, son­ dern vorzugsweise in Drehrichtung zunehmend ist. Dies ist zwar nicht in den Figuren dargestellt, kann jedoch problem­ los realisiert werden, wie die DE-PS 37 05 241 zeigt.

Für die Abstützleisten 6 der Preßwalze 1 empfiehlt es sich, wenn diese, um eine gute Anpassung an den Walzenmantel 2 und somit eine ausreichende Vergleichmäßigung des Anpreßdrucks zu erreichen, in axialer Richtung der Preßwalze 1 flexibler als der Walzenmantel 2 sind. Die Schmierung der Stützflächen der Abstützleisten 6 bzw. der Stützelemente 4 kann auf be­ kannte Art und Weise hydrostatisch und/oder hydrodynamisch erfolgen.

Claims (9)

1. Preßwalze (1) mit einem drehfesten Träger (3) und einem drehbaren Walzenmantel (2), der durch hydraulische Stütz­ elemente (4) an dem Träger (3) abgestützt und gegen eine Gegenwalze (5) anpreßbar ist, wobei der Walzenmantel (2) entlang einer Druckebene der Preßwalze (9) über seine gesamte Länge verschiebbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung einer über die Breite der Preßwalze (1) im wesentlichen konstanten Druckkraft von innen auf den Walzenmantel (2) zumindest alle axial nebeneinander­ liegend angeordneten Stützelemente (4) mit dem gleichen Druck beaufschlagt werden und daß der Walzenmantel (2) in Umfangsrichtung einen größeren Elastizitätsmodul als in axialer Richtung aufweist, so daß der Walzenmantel (2) im wesentlichen eine runde Form hat und in axialer Richtung so elastisch ist, daß die von allen axial neben­ einander liegend angeordneten Stützelementen (4) er­ zeugte gleichmäßige Druckkraft als weitestgehend gleich­ mäßige Anpreßkraft auf die Gegenwalze (5) übertragen wird.

2. Preßwalze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der Zentren der Stützelemente (4) in axialer Richtung der Preßwalze (1) geringer als 100 mm ist.

3. Preßwalze nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der am Walzenmantel (2) wirkenden Stütz­ flächen der Stützelemente (4) voneinander in der Druck­ ebene gering, vorzugsweise kleiner als 2 mm ist.

4. Preßwalze nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützelemente (4) indirekt über eine Abstützlei­ ste (6) auf den Walzenmantel (2) wirken, wobei die Ab­ stützleiste (6) in axialer Richtung der Preßwalze (1) flexibler als der Walzenmantel (2) ist.

5. Preßwalze nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenwalze (5) eine im wesentlichen kreiszylin­ drische Form aufweist und vorzugsweise nicht durchbie­ gungsgesteuert ist.

6. Preßwalze nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenwalze einen feststehenden Träger sowie einen um den Träger herum drehbaren Walzenmantel umfaßt und der Walzenmantel aus einem leicht deformierbaren Material besteht und im Bereich der Preßstelle auf einer konkav ausgebildeten Stützfläche einer mechanisch mit dem Träger verbundenen Abstützleiste abgestützt ist.

7. Preßwalze nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstützleiste der Gegenwalze in Axialrichtung so vorgeformt ist, daß sich bei üblicher Preßbelastung höchstens eine minimale Krümmung der Berührungslinie zwischen der Preßwalze und der Gegenwalze innerhalb der Preßebene einstellt.

8. Preßwalze nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Form der Abstützleiste der Gegenwalze über die Breite der Gegenwalze veränderbar ist.

9. Preßwalze nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstützung des Walzenmantels (2) auf dem Träger (3) über mehrere in Umfangsrichtung nebeneinander lie­ gend angeordnete Reihen von Stützelementen (4) erfolgt und die auf die Gegenwalze (5) wirkende Anpreßkraft der Preßwalze (1) in Umfangsrichtung nicht konstant, vorzugs­ weise in Drehrichtung zunehmend ist.