DE4444892C2

DE4444892C2 - Press roll

Info

Publication number: DE4444892C2
Application number: DE19944444892
Authority: DE
Inventors: Herbert Holik; Josef Schneid; Wolf Gunter Stotz
Original assignee: Voith Sulzer Papiermaschinen GmbH
Current assignee: Voith Patent GmbH
Priority date: 1994-12-16
Filing date: 1994-12-16
Publication date: 1997-04-24
Anticipated expiration: 2014-12-17
Also published as: DE4444892A1

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.The invention relates to a press roll with a rotationally fixed Carrier and a rotatable roller jacket, which is hydrauli cal support elements supported on the carrier and against one Counter roll is pressed, the roll shell along ver a pressure plane of the press roll over its entire length is slidable.

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.Such press roll are used for example in the Her Positioning and treatment of web-like material, in particular especially when dewatering or smoothing fibrous webs used and are from CH-PS 556 946 and DE-AS 23 25 721 known. In these press rolls, the roll shell is slidably formed along the printing plane to the Allow closing and opening of the press nip without to change the distance between the roller bearings. This can guarantee a relatively even press nip most, but is also associated with great effort, since the Support elements for setting a uniform pressing force must be controlled differently in the press nip. It has shown in practice that in a uniform application of the support elements to a channel pressure at the ends of the roll shell.

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.To this increased edge pressure at the ends of the roller man counteracting is proposed in DE-AS 23 25 721 beat, in the edge areas of the roller jacket compensation to provide pressure elements in the opposite direction how the support elements work.

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.The object of the invention is to provide a press roll with a proper counter roll to create the in a simple manner Setting a uniform pressing force in the press nip ge equips.

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.This task is essentially solved in that Er generation of a across the width of the press roll essentially constant pressure from the inside onto the roller jacket least all axially adjacent support elements elements are subjected to the same pressure, and that the roller shell has a larger elasticity in the circumferential direction Tätmodul as in the axial direction, so that the whale zen coat has a substantially round shape and is axial Direction is so elastic that everyone's side by side Support elements arranged horizontally produced uniform Pressing force as largely uniform pressing force in the press looks cold.

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.Due to the selected diversity of the elastic modulus le of the roll shell in the circumferential direction and in the axial direction is achieved that the roll shell is essentially its maintains a round shape and is therefore directly driven that can, but is so elastic in the axial direction that a pressure exerted on the roll shell by a support element force essentially not the support areas of the neighboring th support elements influenced and in particular not too increased edge pressure at the ends of the roll shell leads. This measure thus ensures that even pressurization axially next to each other the horizontally arranged support elements in a uniform Press force is implemented in the press nip.

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.In order to achieve a uniform pressing force in the press nip, can thus according to the invention all lying side by side arranged support elements with the same pressure who the, whereby the pressure fluid supply to the support elements and in particular also the effort to control the support elements simple design.

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.The fact that according to the invention from the support elements going even pressure on the counter roller is practiced, it is possible to use a circular cylinder as a counter roller drische, preferably not deflection-controlled roller use or the Ge to form a wide press nip Simplify the genwalze in such a way that it only sticks existing carrier and a rotatable roller jacket comprises, which consists of an easily deformable material and in the area of the press point on a concave one Support surface of a mechanically connected to the carrier support bar is connected. In both cases, the Distance between the carrier of the press roll and the carrier of the Counter roll or the roll shell of the counter roll, if this has no carrier, unchanged.

Die Schmierung des Spaltes zwischen dem Walzenmantel und der Stützfläche kann in allen Fällen hydrodynamisch und/oder hy drostatisch erfolgen.The lubrication of the gap between the roll shell and the Support surface can be hydrodynamic and / or hy in all cases done drostatically.

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.For the most uniform possible pressing of the roller man to the counter roller, it is advantageous if the distance the centers of the support elements in the axial direction of the press roller as small as possible, advantageously less than 100 mm. To do so between the support elements, d. H. their support surface to avoid creating pressure sinks, the should also Distance between the support surfaces as small as possible, preferably less than 2 mm.

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.However, pressure sinks occur between the support surfaces can be compensated if the support elements by means of at least one support line extending along this act on the roller jacket.

Dabei sollte zur Gewährleistung eines gleichmäßigen Druckpro fils die Abstützleiste in axialer Richtung der Preßwalze fle xibler als der Walzenmantel der Preßwalze sein.It should ensure a uniform Druckpro fils the support bar in the axial direction of the press roll fle xibler than the roll shell of the press roll.

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.In the case of using a counter roller with a light deformable roll shell and one mechanically with the Support connected support bar, it is advantageous if the support bar of the counter roller, be in the axial direction seeks to be so preformed that with conventional press bela a maximum curvature of the line of contact between the two rollers within the press plane. This measure limits the compensation from the press roll de Deflection, which is the case with very long Bedeu press rolls can be. This can be an improvement achieved that the shape of the support bar of Ge is changeable.

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.In all embodiments of the press roll, the support can of the roll shell on the carrier over several in um provide support elements or support arranged in the direction of capture take place and the contact pressure acting on the counter roller Press roll, viewed in the circumferential direction, not constant, preferably increasing in the direction of rotation. This affects especially on the drainage performance of drainage squeeze positive for fibrous webs.

Nachfolgend soll die Erfindung an zwei Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. In der beigefügten Zeichnung zeigen:The invention is intended to be based on two exemplary embodiments are explained in more detail. The attached drawing shows:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine schematisch dargestellte Preßwalze gemäß Anspruch 1 mit einer Gegenwalze, Fig. 1 shows a longitudinal section through a schematically illustrated press roll according to claim 1 with a counter-roll,

Fig. 2 einen Querschnitt der Anordnung von Fig. 1. FIG. 2 shows a cross section of the arrangement from 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.In the illustrated embodiment, the press roll 1 has a substantially circular cylindrical roll shell 2 , which is rotatably arranged around a fixed support 3 , gela gert thereon by means of several hydraulic support elements 4 and can be moved to the support 3 along the pressure plane of the press roll 1 over the entire length in the pressing direction . The roller shell 2 is pressed to form a press nip for the treatment of a fibrous web 12 to a counter roll 5 .

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.To save the effort for the pressure hydraulics at least all axially side by side arranged support elements 4 are supplied with the same fluid and pressure in the pressure roller 1 , so that only one rotary line 14 runs in the carrier 3 and, accordingly, only one valve unit 13 is used. So that the roll shell 2 can still compensate for the deflection of the counter roller 5 and nestle particularly well against the counter roller 5 , the roller shell 2 has a greater modulus of elasticity in the circumferential direction than in the axial direction and is axially so elastic that it is common over the length of the Supplied support elements 4 , viewed in the axial direction, largely exerts the same surface pressure force on the counter roller 5 . This is also a relative dimensional stability with respect to the circle cross section of the roll shell 2 , so that the hydraulic lubricating film between the support elements 4 and the Walzenman tel 2 is not at risk.

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.In contrast to the highly schematic representation, the support surfaces of the support elements 4 acting on the roll shell 2 should avoid the interruption of the pressure, favored by the elasticity of the roll cover 2 , in the printing plane only a small distance from one another, preferably of less than 2 mm , exhibit. For the most accurate possible application of the roll shell 2 to the counter roll 5 , it is advantageous if the distance between the centers of the support elements in the axial direction of the press roll 1 is as small as possible less than 100 mm.

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.In order to compensate for the areas between the support surfaces of the support elements 4 , the support elements 4 , as shown in FIG. 1, can also act on the roller shell 2 via a support bar 6 extending along them. It is of course readily possible to use axially a plurality of support strips 6 arranged next to one another.

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.To form a relatively narrow press nip, as is required for example for smoothing a fibrous web, a massive circular cylindrical counter roll 5 is used according to FIGS. 1 and 2.

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.In the case of the counter roller 5 , the roller jacket 10 fixed at the ends via bearings on the carrier 9 consists of a material which is easily deformable. In addition, the roller jacket 10 is in the loading area of the press point to form a wide press nip, as is used for dewatering and, more recently, for smoothing fiber webs, supported on a concave support surface of the support bar. Since the press roll 1 can adapt very well to the counter roll 5 , the support bar of the counter roll 5 is mechanically firmly connected to the carrier.

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.In order to minimize the deflection of the counter roller 5 to be compensated for, the support bar of the counter roller 5 should be pre-shaped so that at normal press load a maximum curvature of the line of contact between the two rollers is set within the press plane. To change the deformation of the support bar of the counter-roller 5 , a mechanical actuator which is supported centrally on the carrier can be used.

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.In the formation of wide press nips reference should also be made to the fact that the support of the roll jacket 2 on the carrier 3 via several circumferentially arranged support elements 4 or support strips 6 and the pressure force acting on the counter roll 5 of the press roll 1 , in Considered circumferential direction, not constant, but is preferably increasing in the direction of rotation. Although this is not shown in the figures, it can be implemented without problems, as DE-PS 37 05 241 shows.

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.For the support strips 6 of the press roll 1 , it is advisable if they are more flexible than the roll casing 2 in the axial direction of the press roll 1 , in order to achieve a good adaptation to the roll casing 2 and thus a sufficient homogenization of the contact pressure. The lubrication of the support surfaces of the support strips 6 and the support elements 4 can be done hydrostatically and / or hydrodynamically in a known manner.

Claims

1. Press roller ( 1 ) with a non-rotatable carrier ( 3 ) and a rotatable roller shell ( 2 ), which is supported by hydraulic support elements ( 4 ) on the carrier ( 3 ) and can be pressed against a counter roller ( 5 ), the roller shell ( 2 ) can be displaced along its entire length along a pressure plane of the press roll ( 9 ), characterized in that, in order to produce a substantially constant compressive force over the width of the press roll ( 1 ) from the inside onto the roll shell ( 2 ), at least all of them are arranged axially next to one another Support elements ( 4 ) are subjected to the same pressure and that the roller shell ( 2 ) has a greater modulus of elasticity in the circumferential direction than in the axial direction, so that the roller shell ( 2 ) has a substantially round shape and is so elastic in the axial direction that the axially arranged side by side support elements ( 4 ) he generated uniform pressure as largely the same mä ßes contact pressure is transferred to the counter roller ( 5 ).

2. Press roll according to claim 1, characterized in that the distance between the centers of the support elements ( 4 ) in the axial direction of the press roll ( 1 ) is less than 100 mm.

3. Press roll according to claim 1 or 2, characterized in that the distance between the support surfaces of the support elements ( 4 ) acting on the roll shell ( 2 ) is small, preferably less than 2 mm, in the printing plane.

4. Press roll according to one of claims 1 to 3, characterized in that the supporting elements ( 4 ) act indirectly via a Ab Stützlei ste ( 6 ) on the roll shell ( 2 ), the support bar ( 6 ) in the axial direction of the press roll ( 1 ) is more flexible than the roller jacket ( 2 ).

5. Press roll according to one of claims 1 to 4, characterized in that the counter roll ( 5 ) has a substantially circular cylindrical shape and is preferably not controlled by deflection.

6. Press roll according to one of claims 1 to 5, characterized, that the counter roller has a fixed support as well comprises a roll shell rotatable around the support and the roller shell from an easily deformable Material exists and in the area of the press point on one concave support surface with a mechanically the support bar connected to the support is supported.

7. press roll according to claim 6, characterized, that the support bar of the counter roller in the axial direction so is preformed that with normal press load at most a minimal curvature of the line of contact between the press roll and the counter roll within the Press level sets.

8. press roll according to claim 6 or 7, characterized, that the shape of the support bar of the counter roll on the Width of the counter roller is changeable.

9. Press roll according to one of claims 6 to 8, characterized in that the support of the roll shell ( 2 ) on the carrier ( 3 ) over a plurality of lying in the circumferential direction lying arranged rows of support elements ( 4 ) and the counter roll ( 5 ) Acting contact pressure of the press roller ( 1 ) is not constant in the circumferential direction, preferably in the direction of rotation is increasing.