DE3408118C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Naßpresse zum Entwässern einer Faserbahn mit einer rotierenden Walze und einer Anpreßeinrichtung, zwischen denen die Faserbahn zusammen mit mindestens einem wasseraufnehmenden Band in einem Preßspalt entlang eines Teiles des Walzenumfanges geführt ist, wobei die Anpreßeinrichtung ein hydrostatisches Druckelement aufweist, das einen in Preßrichtung beweglichen Stützschuh aufweist, welcher in Laufrichtung der Faserbahn im Preßspalt hintereinander mindestens zwei Drucktaschen besitzt, die mit Kanälen mit einem gemeinsamen, mit Druckmedium versorgten Druckraum verbunden sind.

Solche Naßpressen sind beispielsweise aus DE-OS 23 13 920 bekannt und dienen der Entwässerung einer Papier- oder Pappenbahn oder eines anderen Fasermaterials, wobei die Faserbahn zusammen mit beispielsweise einem wasseraufsaugenden Filzband und einem wasserundurchlässigen Preßband durch einen Preßspalt geführt wird, der durch eine Walze und ein hydrostatisches Druckelement gebildet wird. Hierbei wird zwar eine gleichmäßige Anpressung im Preßspalt über eine gewisse Länge der Faserbahn in Laufrichtung erreicht, so daß die Entwässerung der auszupressenden Faserbahn deutlich besser ist als bei Naßpressen mit zwei nur in einer Linie quer zur Faserbahn wirkenden Walzen. Die Entwässerungsleistung ist jedoch noch nicht optimal, da der Anpreßdruck im Preßspalt über die gesamte Länge nahezu konstant bleibt.

Es ist zwar bereits bekannt, beispielsweise aus DE-OS 31 05 276 oder US 37 83 097, bei einer Naßpresse mit einer Walze und einer mit dieser in einem Preßspalt bestimmter Länge zusammenwirkenden Anpreßeinrichtung einen im Preßspalt sukzessive ansteigenden Anpreßdruck vorzusehen. Dies wird bei diesen Naßpressen dadurch erreicht, daß in Laufrichtung hintereinander mehrere Druckkammern oder mehrere hydraulisch anpreßbare Lagerschuhe vorgesehen sind. Zur Erzielung eines in Laufrichtung ansteigenden Anpreßdruckes müssen die einzelnen hintereinander angeordneten Druckkammern oder Lagerschuhe mit einem verschiedenen und sukzessive ansteigenden Druck mit einem Druckmittel versorgt werden. Dies bedingt jedoch eine aufwendige Steuerung des Druckes in den einzelnen Druckräumen und eine Vielzahl von Steuereinrichtungen und Steuerleitungen. Außerdem sind in Laufrichtung mehrere unabhängige Lagerelemente erforderlich, was den konstruktiven Aufwand in unerwünschtem Maße vergrößert. Weiterhin tritt zwischen den Lagerschuhen ein Druckabfall auf, der zu einer unerwünschten Rückbefeuchtung der Faserbahn führt.

Die Erfindung setzt sich die Aufgabe, die vorstehend erwähnten Nachteile vorbekannter Naßpressen zu vermeiden und insbesondere eine Naßpresse zu schaffen, die es ermöglicht, daß einerseits durch Entwässerung mit sukzessive steigendem Anpreßdruck ein höherer Entwässerungsgrad einer Faserbahn erreichbar ist, wobei andererseits die Notwendigkeit einer komplizierten Steuerung mehrerer Druckelemente und die Vielzahl solcher Druckelemente in Laufrichtung vermieden werden kann.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Anpreßeinrichtung einen relativ zum Druckraum beweglichen Kolben aufweist, der relativ zum Stützschuh unsymmetrisch derart angeordnet ist, daß der Flächenanteil der Drucktaschen, in Laufrichtung der Faserbahn gesehen, vor der Mittelachse des Kolbens größer ist als der Flächenanteil der Drucktaschen hinter der Mittelachse des Kolbens.

Besonders vorteilhaft ist es dabei, wenn die Querschnitte der in Laufrichtung der Faserbahn hintereinander vorgesehenen Drucktaschen eine abnehmende Preßfläche und wenn die zugehörigen Kanäle einen steigenden Querschnitt aufweisen.

Die Erfindung geht dabei von der Erkenntnis aus, daß sich infolge der unsymmetrischen geometrischen Ausbildung des Druckelementes, insbesondere der asymmetrischen Anordnung des Kolbens, unterstützt von der unterschiedlichen Ausbildung der Drucktaschen infolge des Bestrebens des Druckelementes, einem Kippmoment entgegenzuwirken, sich in den Drucktaschen im Betrieb unterschiedliche Drücke einstellen, obwohl sämtliche Drucktaschen über die kommunizierenden Kanäle mit dem gleichen Druckraum verbunden sind.

Dabei ist besonders vorteilhaft, die Asymmetrie des Kolbens, die wirksame Druckfläche und den Querschnitt der Kanäle für die im gemeinsamen Stützschuh vorgesehenen Drucktaschen so zu wählen und so aufeinander abzustimmen, daß der im Betrieb entstehende Spalt zwischen der Oberfläche der Druckelemente und der Gegenfläche über den gesamten Umfang angenähert konstant ist. Tritt beispielsweise einlaufseitig ein größerer Spalt auf als an der Auslaufseite des Druckelementes, so kann der Querschnitt des Kanales der einlaufseitigen Drucktasche so weit vermindert werden, daß sich an beiden Seiten ein gleich großer Spalt einstellt.

Es ist auf diese Weise möglich, die Druckelemente in Laufrichtung der Faserbahn gesehen derart unsymmetrisch auszubilden und die Asymmetrie des Kolbens relativ zu den Drucktaschen so zu wählen, daß die resultierende Preßkraft etwa im Mittelpunkt des Kolbens angreift.

Die Erfindung wird anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.

Fig. 1 zeigt eine Naßpresse im Längsschnitt.

Fig. 2 zeigt eine zweite Anpreßeinrichtung im Längsschnitt.

Fig. 3 zeigt eine dritte Anpreßeinrichtung in der Aufsicht.

Fig. 4 zeigt eine vierte Anpreßeinrichtung in der Aufsicht.

Fig. 5 zeigt eine Anpreßeinrichtung mit mehreren Druckelementen in der Aufsicht.

Fig. 6 zeigt eine Anpreßeinrichtung mit mehrere Kolben.

Fig. 7 zeigt eine weitere Anpreßeinrichtung mit mehreren Kolben.

Die in Fig. 1 in schematischer Darstellung wiedergegebene Naßpresse besteht aus einer Walze 1 und einer Anpreßeinrichtung 2, zwischen denen die Faserbahn, beispielsweise eine Papierbahn 3 zusammen mit einem wasseraufnehmnden Band 4, zum Beispiel einem Filzband und einem flexiblen, wasserundurchlässigen Mantel 5, in einen Preßspalt 6 entlang eines Teiles A des Walzen-Umfanges geführt ist. Während des Durchganges der Papierbahn 3 durch diesen Preßspalt 6 erfolgt die Entwässerung der Papierbahn mit sukzessive steigendem Preßdruck, wobei das aus der Papierbahn 3 austretende Wasser vom Filzband 4 aufgenommen wird. Nötigenfalls können noch weitere Bänder, beispielsweise ein Siebband, zusätzlich durch den Preßspalt geführt werden.

Die Walze 1 kann als Massiv-, Rohr- oder Saugwalze ausgeführt sein, oder auch als Durchbiegungsausgleichwalze, wie beispielsweise in US 38 02 044 beschrieben, oder als flexibler, im Innern geeignet abgestützter bandförmiger Walzenmantel.

Der wasserundurchlässige Mantel 5 kann als flexibler Walzenmantel ohne Führungswalzen ausgebildet sein oder als endloses Gummiband, welches nötigenfalls über mehrere Führungswalzen 8, 9, 10 geführt ist. In jedem Fall muß eine hinreichende Flexibilität und Anpaßbarkeit an die Oberfläche der Walze 1 im Preßspalt 6 gewährleistet sein.

Die Anpreßeinrichtung 2 besteht aus einem oder mehreren quer zur Laufrichtung nebeneinander angeordneten hydrostatischen Druckelementen 11, die beispielsweise analog zu US 38 02 044 ausgeführt sein können. Die Kolben 20 dieser Druckelemente sind in zylindrischen oder nutenförmigen Druckräumen 12 eines Querträgers 13 in Preßrichtung P beweglich und in gewissem Grade gegen die Preßrichtung neigbar, so daß die Stützschuhe 30 der Druckelemente an die Gegenfläche, d. h. die Walzen-Oberfläche, anpaßbar sind. Der Druckraum 12 ist an eine Leitung 14 angeschlossen und wird über diese mit einem Druckmittel, z. B. Öl oder Wasser, mit einem bestimmten Druck versorgt. Die Stützschuhe 30 der Druckelemente 11 weisen an ihrer Preßfläche mehrere Lagertaschen auf, beispielsweise in Laufrichtung L hintereinander zwei Lagertaschen 15 un 16. Dabei ist die wirksame Druckfläche der einlaufseitigen Lagertasche 15 größer als die wirksame Druckfläche der auslaufseitigen Drucktasche 16. Beide Drucktaschen 15 und 16 sind über Kanäle mit dem gemeinsamen Druckraum 12 verbunden, und zwar die einlaufseitige Drucktasche 15 mittel eines Kanales 17, der von geringerem Querschnitt sein kann und die auslaufleistige Drucktasche 16 mit einem Kanal 18, der von größerem Querschnitt sein kann.

Dabei ist der Kolben 20 des Druckelementes relativ zu dem von ihm getragenen Stützschuh 30 unsymmetrisch angeordnet, und zwar so, daß die in Laufrichtung L gesehen vor der Mittelachse M des Kolbens 20 liegende wirksame Druckfläche, d. h. im wesentlichen die Druckfläche der Drucktaschen 15, 16, größer ist als die hinter der Mittelachse M des Kolbens 20 liegende wirksame Druckfläche, d. h. im wesentlichen die Druckfläche der Drucktasche 16.

Durch die beschriebene Ausbildung der Druckelemente 11 wird erreicht, daß sich im Betrieb in der Drucktasche 16 ein höherer Druck einstellt als in der Drucktasche 15 , obwohl beide Drucktaschen in kommunizierender Verbindung mit dem gemeinsamen Druckraum 12 stehen, so daß eine verbesserte Entwässerung der Papierbahn 3 unter sukzessive ansteigendem Preßdruck ermöglicht wird. Dabei ist in Laufrichtung nur ein einziges Anpreßelement erforderlich, und es sind keine separaten Regeleinrichtungen für die in Laufrichtung hintereinander vorgesehenen Drucktaschen erforderlich. In den beschriebenen unsymmetrischen Druckelementen stellt sich automatisch ein in Laufrichtung sukzessive ansteigender Preßdruck ein.

Im allgemeinen wird sich bei einer asymmetrischen Ausbildung eines Druckelementes der im Betrieb entstehende Spalt zwischen der Preßfläche des Druckelementes und der Gegenfläche entlang des Umfanges der Druckfläche verschieden groß ausbilden, d. h. einlaufseitig wird der Spalt einen anderen Wert haben als auslaufseitig. Die Größe dieses Spaltes stellt sich in der Regel so ein, daß die aus dem Spalt aus den Drucktaschen ausfließende Menge des Druckmittels der vom Druckraum über die Kanäle in die Drucktaschen nachgelieferten Menge des Druckmittels entspricht. Durch eine Änderung des Querschnitts der Kanäle 17 und 18 kann daher die Größe des einlaufseitigen, beziehungsweise auslaufseitigen Spaltes variiert und auf einen gewünschten Wert eingestellt werden. In der Regel wird man die Querschnitte der Kanäle an die Geometrie der Drucktaschen 15 bzw. 16 so anpassen, daß der Spalt am ganzen Umfang der Druckfläche des Druckelementes gleich ist. Eine solche Anpassung der Kanäle an die zugehörigen Drucktaschen kann entweder durch Berechnung oder durch Beobachtung der praktisch entstehenden Spaltweiten und entsprechende Änderung der Kanalquerschnitte erfolgen.

Das Druckmittel fließt aus den Drucktaschen 15 und 16 nicht nur in den Außenbereich aus, sondern da sich in beiden Drucktaschen ein Druckunterschied einstellt, besteht die Tendenz, daß Druckmittel aus der Drucktasche 16 mit höherem Druck in die Drucktasche 15 mit niedrigerem Druck hinüberfließt. Zur Verhinderung dieses Effektes können auf der Preßfläche des Druckelementes zwischen den Drucktaschen 15 und 16 Schlitze vorgesehen sein, die mit einer Druckmittelabflußleitung 19 in Verbindung stehen.

Wegen des asymmetrischen Aufbaues der Druckelemente 11 und der unsymmetrischen Anordnung des Kolbens 20 relativ zum Stützschuh 30 ergibt sich ein unterschiedlicher Druck in den Drucktaschen 15 und 16 des Stützschuhes 30 derart, daß die resultierende Preßkraft der Drucktaschen etwa in der Kolbenmittelachse M angreift und ein Kippmoment vermieden wird.

Es sei noch erwähnt, daß für jede der Drucktaschen statt eines einzigen Verbindungskanales mit dem Druckraum 12 auch mehrere Kapillaren vorgesehen sein können. Der für die Wirkung maßgebende Querschnitt ist in diesem Falle die Summe der Querschnitte der einzelnen Kapillaren für die entsprechende Drucktasche.

Wie in Fig. 2 dargestellt, kann das Druckelement 11 in Laufrichtung L hintereinander auch mehr als zwei Drucktaschen aufweisen, beispielsweise drei Drucktaschen 21, 22 und 23 mit sukzessive steigendem Druck. Dabei nimmt die wirksame Druckfläche in den drei Drucktaschen in Laufrichtung L sukzessive ab. Mit dem gemeinsamen Druckraum 12 sind die drei Drucktaschen mit Kanälen 24, 25 und 26 verbunden, deren Querschnitt in Laufrichtung L sukzessive ansteigt. Auch hier ist die Stützfläche 30 wiederum unsymmetrisch zur Mittelachse M des Kolbens 20 angeordnet und ausgebildet.

Fig. 3 zeigt die Preßfläche einer Anpreßeinrichtung in der Aufsicht. Quer zur Laufrichtung L sind jeweils eine bestimmte Anzahl von Drucktaschen nebeneinander in zwei Reihen 15 und 16 angeordnet. Dabei ist die Kolbenleiste 20 unsymmetrisch zu der Preßfläche angeordnet, die Druckfläche der einlaufseitigen Drucktaschen 15 ist größer als die der auslaufseitigen Drucktaschen 16, und der Querschnitt der zugehörigen Kanäle 17 der einlaufseitigen Drucktaschen ist kleiner als der der Kanäle 18 der auslaufseitigen Drucktaschen 16.

Wie Fig. 4 zeigt, kann die Anzahl der Drucktaschen in den beiden Reihen 15 und 16 verschieden sein, beispielsweise wie dargestellt, können die einlaufseitigen Drucktaschen 15 breiter ausgeführt sein als die auslaufseitigen Drucktaschen 16. Wichtig ist lediglich, daß die Drucktaschen relativ zum Kolben die vorstehend angegebene Asymmetrie aufweisen.

Wie in Fig. 5 gezeigt, kann statt einer als über die gesamte Breite der Papierbahn durchgehenden Leiste mit in mehreren Reihen nebeneinanderliegenden Drucktaschen die Anpreßeinrichtung auch aus mehreren quer zur Laufrichtung L nebeneinander angeordneten einzelnen Druckelementen 27 ¹ . . . 27 ⁵ bestehen. Bei einer quadratischen oder rechteckigen Ausbildung der Preßfläche der Druckelemente, wie dies die Regel ist, ergeben sich jedoch Schwierigkeiten dadurch, daß zwischen den einzelnen Druckelementen notwendigerweise Spalten vorhanden sind, die einen Druckabfall zwischen den einzelnen Druckelementen bewirken. Ein solcher Druckabfall entsteht zwangsläufig an den Grenzen zweier benachbarter Druckelemente auch dann, wenn diese dicht an dicht aneinanderliegen. Dies führt zu einer ungleichmäßigen Entwässerung über die Breite der Faserbahn und beispielsweise zu einer unerwünschten Streifigkeit des erzeugten Papieres. Zur Vermeidung dieses Effektes ist es vorteilhaft, die Spalten 28 ¹ . . . 28 ⁴ zwischen den einzelnen Druckelementen 27 ¹ . . . 27 ⁵ in einer von der Laufrichtung L der Papierbahn abweichenden Richtung vorzusehen. Im Beispiel nach Fig. 5 verlaufen die Spalten 28 ¹ . . . 28 ⁴ in spitzem Winkel, d. h. schräg zur Laufrichtung L. Dabei sind die Preßflächen der einzelnen Druckelemente 27 ¹ . . . 27 ⁵ als Parallelogramme ausgebildet. Natürlich kann auch eine andere Ausbildung vorgesehen sein, nur muß sichergestellt sein, daß die Spalten nicht durchgehend parallel zur Laufrichtung L verlaufen. Damit wird in jedem Fall erreicht, daß quer zur Papierbahn sämtliche Zonen mit einem hinreichenden Preßdruck behandelt und entwässert werden, wodurch eine Streifigkeit des erzeugten Papiers vermieden wird.

Wie in Fig. 6 und 7 gezeigt, kann die Anpreßeinrichtung zwar einen als durchgehende Leiste ausgebildeten Stützschuh 30 aufweisen, der jedoch statt von einer Kolbenleiste von mehreren separaten Kolben 20 ¹, 20 ², 20 ³ getragen wird, die jeweils zu mehreren Drucktaschen gehören, z. B. in Fig. 6 vier Drucktaschen 15 ¹, 15 ², 16 ¹, 16 ² mit gleicher Druckfläche in Fig. 7 zwei unterschiedliche Drucktaschen 15, 16. Auch hier sind die Drucktaschen unsymmetrisch zur Mitte M des Kolbens angeordnet, so daß auch in diesem Falle ein sukzessive ansteigender Preßdruck erreicht wird.

Während in den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen der Kolben mit dem Stützschuh fest verbunden und zusammen mit diesem in einem feststehenden Druckraum beweglich ist, kann umgekehrt auch der Kolben feststehend und mit dem Querträger verbunden sein, während der Druckraum von einer Kappe an der Rückseite des Stützschuhs abgeschlossen wird, welche Kappe die Verbindungskanäle zu den Lagertaschen enthält und deren Verlängerung eine Hülse bildet, die relativ zum Kolben beweglich ist.

Claims (10)

1. Naßpresse zum Entwässern einer Faserbahn (3) mit einer rotierenden Walze (1) und einer Anpreßeinrichtung (2), zwischen denen die Faserbahn (3) zusammen mit mindestens einem wasseraufnehmenden Band (4) in einem Preßspalt (6) entlang eines Teiles (A) des Walzen-Umfanges geführt ist, wobei die Anpreßeinrichtung (2) ein hydrostatisches Druckelement (11) aufweist, das einen in Preßrichtung (P) beweglichen Kolben (20) mit Stützschuh (30) aufweist, welcher in Laufrichtung (L) der Faserbahn (3) im Preßspalt (6) hintereinander mindestens zwei Drucktaschen (15, 16; 21, 22, 23) besitzt, die mit Kanälen (17, 18; 24, 25, 26) mit einem gemeinsamen, mit Druckmedium versorgten Druckraum (12) verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Stützschuh (30) relativ zum Kolben (20) asymmetrisch derart angeordnet ist, daß der wirksame Flächenanteil der Drucktaschen (15, 16; 21, 22), in Laufrichtung (L) der Faserbahn (3) gesehen, vor der Mittelachse (M) des Kolbens (20) größer ist als der wirksame Flächenanteil der Drucktaschen (16, 22, 23) hinter der Mittelachse (M) des Kolbens (20).

2. Naßpresse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckflächen der in Laufrichtung (L) folgenden Drucktaschen (16; 22, 23) kleiner sind als die der in Laufrichtung (L) vorangehenden Druckflächen der Drucktaschen (15, 21).

3. Naßpresse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnitte der die Drucktaschen (15, 16; 21, 22, 23) mit dem gemeinsamen Druckraum (12) verbindenden Kanäle (17, 18; 24, 25, 26) in Laufrichtung (L) zunehmen.

4. Naßpresse nach den Ansprüchen 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß die asymmetrische Anordnung des Stützschuhes (30) relativ zum Kolben (20), das Verhältnis der Druckfläche der in Laufrichtung (L) aufeinanderfolgenden Drucktaschen (15, 16; 21, 22, 23) sowie das Verhältnis der Querschnitte der die Drucktaschen mit dem gemeinsamen Druckraum verbindenden Kanäle (17, 18; 24, 25, 26) so aufeinander abgestimmt sind, daß die Spalthöhe (6), in Laufrichtung (L) gesehen, angenähert konstant ist.

5. Naßpresse nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß die asymmetrische Anordnung des Stützschuhes (30) relativ zum Kolben (20) und das Verhältnis der Druckflächen der in Laufrichtung (L) aufeinanderfolgenden Drucktaschen (15, 16; 21, 22, 23) so aufeinander abgestimmt sind, daß die Resultierende der Kräfte der Drucktaschen wenigstens angenähert in der Mittelachse (M) des Kolbens (20) angreift.

6. Naßpresse nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß das hydrostatische Druckelement (11) in Laufrichtung (L) der Faserbahn (3) mehr als zwei Drucktaschen (21, 22, 23) besitzt, wobei die Druckquerschnitte der Drucktaschen in Laufrichtung (L) abnehmen.

7. Naßpresse nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß der Stützschuh (30) in Laufrichtung (L) hintereinander mehrere Reihen von Drucktaschen (15, 16) aufweist, wobei in jeder dieser Reihen quer zur Laufrichtung (L) nebeneinander mehrere Drucktaschen vorgesehen sind sowie wenigstens einen in Laufrichtung (L) asymmetrisch zum Stützschuh (30) angeordneten Kolben (20) trägt.

8. Naßpresse nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Stützschuh (30) mehrere nebeneinander angeordnete Kolben (20 ¹, 20 ², 20 ³) trägt, wobei jeder Kolben mehreren Drucktaschen (15, 16; 15 ¹, 16 ¹, 16 ²) aus mehreren Reihen zugeordnet ist.

9. Naßpresse nach einem der Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet, daß in Laufrichtung (L) zwischen wenigstens zwei Drucktaschen (15, 16) eine Druckmittelabfußeinrichtung (19) vorgesehen ist.

10. Naßpresse nach einem der Ansprüche 1-9, dadurch gekennzeichnet, daß die Anpreßeinrichtung (2) mehrere quer zur Laufrichtung (L) nebeneinander angeordnete Druckelemente (27 ¹ . . . 27 ⁵) aufweist, und die Spalten (28 ¹ . . . 28 ^{4) zwischen den einzelnen Druckelementen (271 . . . 275) zumindest teilweise in einem spitzen Winkel zur Laufrichtung (L) verlaufen.}