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Dokumentenidentifikation DE102004025944A1 12.01.2006
Titel Mantel mit Balgrand für eine Pressvorrichtung
Anmelder Voith Paper Patent GmbH, 89522 Heidenheim, DE
Erfinder Matuschczyk, Uwe, 73312 Geislingen, DE;
Höckelmann, Dirk, 41470 Neuss, DE;
Kurtz, Rüdiger, Dr., 89522 Heidenheim, DE;
Müller, Jens, Dr., 89522 Heidenheim, DE;
Schütte, Andreas, 89518 Heidenheim, DE;
Schneid, Josef, 88267 Vogt, DE
DE-Anmeldedatum 27.05.2004
DE-Aktenzeichen 102004025944
Offenlegungstag 12.01.2006
Veröffentlichungstag im Patentblatt 12.01.2006
IPC-Hauptklasse D21F 3/08(2006.01)A, F, I, ,  ,  ,   
IPC-Nebenklasse D21F 3/02(2006.01)A, L, I, ,  ,  ,      D21G 1/02(2006.01)A, L, I, ,  ,  ,      
Zusammenfassung Die Erfindung betrifft einen Mantel (1) für eine Pressvorrichtung (2), insbesondere einer Papiermaschine, wobei der Mantel die Pressvorrichtung wenigstens teilweise umgibt und die Umlauffläche (11) des Mantels im Wesentlichen die Form einer Zylindermantelfläche hat, wobei der Mantel radial federelastisch nachgiebig ausgestaltet ist, wobei der Mantel (1) an wenigstens einem axialen Ende (17) an einem ringförmigen Lager (7) gelagert ist, wobei der Radius (R2) des ringförmigen Lagers (7) kleiner ist als der Radius (R1) der Umlauffläche (11), wobei der Mantel (1) an dem wenigstens einen axialen Ende (17) über einen balgförmigen Übergangsbereich (3) zum ringförmigen Lager (7) verläuft.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft einen Mantel für eine Pressvorrichtung, insbesondere einer Papiermaschine, wobei der Mantel die Pressvorrichtung wenigstens teilweise umgibt und die Umlauffläche des Mantels im wesentlichen die Form einer Zylindermantelfläche hat, wobei der Mantel radial federelastisch nachgiebig ausgestaltet ist. Des weiteren betrifft die Erfindung eine Pressvorrichtung mit einem solchen Mantel.

Bei modernen Papiermaschinen sind oftmals Walzen, zwischen denen die laufende Materialbahn geführt und häufig auch unter hohem Druck gepresst wird, mit einem flexiblen Mantel umgeben, der der Form einer Schuhpresse an seiner Umlauffläche folgen kann.

Der Mantel muss hierzu an seinen Randbereichen an den Stirnseiten der Walze geführt und gelagert sein, wodurch diese Bereiche stark beansprucht werden.

Zur Lösung dieses Problems sind nachgiebige Formkörper bekannt, die eine Lagerung und Kraftübertragung auf die Mantelumlauffläche von und zu einem axial gelagerten starren Trägerteil der Walze ermöglichen.

Nachteilig bei diesen ist, dass entweder die Montage und Justage sehr aufwändig und damit kostenträchtig sind. Weiterhin nachteilig ist, dass die bekannten Lösungen durch die verwendeten Formen zu viel Wärme durch auftretende Walg-Tätigkeit aufnehmen und daher aufwändig gekühlt werden müssen, da sonst die Lebensdauer stark verkürzt wird.

Aus der DE-OS 197 03 218 A1 ist eine Pressvorrichtung für eine Papiermaschine bekannt geworden, bei der ein umlaufender Walzenmantel über eine radiale Abstützvorrichtung an den axialen Endbereichen drehbar an einem starren Träger gelagert ist. Die radiale Abstützvorrichtung weist dabei einen radial elastischen hohlen Toruskörper auf, auf welchem der Walzenmantel aufliegt. Der Toruskörper ist dabei über einen Flansch mit dem starren Träger durch eine Einspannung fest verbunden ist. Der Toruskörper ist getrennt von dem Walzenmantel ausgebildet, und Walzenmantel wie Toruskörper müssen in einer aufwändigen Montage einzeln an dem starren Träger montiert und zueinander justiert werden.

Aus der DE-OS 101 38 526 A1 ist ein flexibler Pressmantel mit eingebetteter Armierung und eine Schuhpresswalze mit einem solchen Pressmantel bekannt geworden, bei der der Pressmantel an seinen Endbereichen eine zusätzliche Armierung aufweist durch welche der Pressmantel an der Außenfläche eines drehbaren Tragelements befestigt werden kann. Diese zusätzliche Armierung muss in zusätzlichen aufwändigen Herstellungsschritten in den Pressmantel eingearbeitet werden. Weiterhin von Nachteil ist, dass der Pressmantel in einem zusätzlichen Montageschritt an der Außenfläche eines drehbaren Tragelements befestigt werden muss, was eine genaue und aufwändige Abstimmung und Justierung notwendig macht. Eine Federung des Randbereiches der Walzenoberfläche ist nicht ermöglicht, was eine stärkere Abnutzung und Verschmutzung zur Folge hat.

Aus der DE 35 46 650 C2 ist ein Presswalzenmantel bekannt geworden, der mittels an seinen axialen Enden angeformten Laschen an der Stirnseite der Presswalze verspannt und befestigt werden kann. Bei diesem vorkannten Stand der Technik ist keine radiale Nachgiebigkeit am axialen Randbereich der Umlauffläche möglich, was das vorgeschlagene System in seiner Anwendbarkeit beschränkt, da nur geringe Einpresstiefen in die Presswalzenoberfläche möglich sind.

Alle vorgenannten Lösungen haben den Nachteil, dass durch die verwendeten Konstruktionen Dichtigkeitsprobleme an den Übergängen von umlaufender Mantelfläche und den Stirnseiten der Walzen auftreten, die nur bedingt mit hohem Aufwand behoben werden können.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen gegenüber dem Stand der Technik verbesserte Mantel für eine Pressvorrichtung und eine solche Pressvorrichtung zur Verfügung zu stellen, bei dem die oben genannten Nachteile nicht auftreten und insbesondere die Standzeit gegenüber den bekannten Formen von Mänteln erhöht ist.

Diese Aufgabe wird durch einen Mantel für eine Pressvorrichtung nach Anspruch 1 und eine Pressvorrichtung nach Anspruch 21 gelöst.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der Mantel an wenigstens einem axialen Ende an einem ringförmigen Lager gelagert ist, wobei der Radius des ringförmigen Lagers kleiner ist, als der Radius der Umlauffläche, wobei der Mantel an dem wenigstens einen axialen Ende über einen balgförmigen Übergangsbereich zum ringförmigen Lager verläuft.

Die Erfindung schlägt vor, eine Verformung des Mantels – beispielsweise bei Anwendung in einer Schuhpresse – in vor allem in radialer Richtung dadurch reversibel zu ermöglichen, dass die Umlauffläche des Mantels reversibel verformbar durch den balgförmigen Übergangsbereich an dem ringförmigen Lager gelagert ist. Der balgförmigen Übergangsbereich ist hierzu mit einer flexibel verformbaren Ausbuchtung ausgestaltet die die mechanische Relativbewegung zwischen der Umlauffläche des Mantels und dem ringförmigen Lager abfedert.

Nach einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der balgförmige Übergangsbereich mit der Umlauffläche einstückig ausgebildet ist.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass das ringförmige Lager durch die Außenfläche einer kreisförmige Stirnscheibe gebildet ist, die an der rotierenden Pressvorrichtung axial gelagert ist.

Gemäß einer vorteilhaften Variante der Erfindung ist vorgesehen, dass der Übergangsbereich in einzelne Laschen übergeht die einzeln an dem ringförmigen Lager befestigt werden.

Von Vorteil ist in der balgförmigen Ausbuchtung des Übergangsbereichs zwischen diesem, dem angrenzenden Ende der Umlauffläche und dem ringförmigen Lager ein Füllkörper vorgesehen.

Bevorzugterweise ist der Füllkörper durch einen in radialer Richtung bezüglich seines Mittelpunkts halbierten Torus ausgebildet.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass der Füllkörper den Innenbereich einer durch den Mantel umschlossenen Pressvorrichtung im Bereich des Übergangsbereichs abdichtet.

Gemäss einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist der Füllkörper durch einen unter Druck stehenden Schlauch ausgebildet.

Gemäß einer ebenfalls sehr vorteilhaften Variante der Erfindung ist vorgesehen, dass der Füllkörper durch einen federelastischen massiv ausgebildeten Toruskörper ausgebildet ist.

Dem folgend kann der Füllkörper offenporig ausgebildet sein, wodurch bei diesem eine Wärmeabfuhr durch Belüftung gewährleistet ist, was die Lebensdauer erhöht.

Von Vorteil ist die Pressvorrichtung im Innern mit einem unter einem vorgewählten Druck stehenden Füll-Medium gefüllt.

Vorteilhafterweise ist in dem Mantel eine Gelegeschicht ausgebildet, die über die Umlauffläche und über dem Übergangsbereich bis zum ringförmigen Lager verläuft.

Eine Variante der Erfindung sieht vor, dass in dem Mantel eine Gelegeschicht ausgebildet ist, die über die Umlauffläche verläuft. Dem folgend ist eine Zusatz-Gelegeschicht vorgesehen, die mit der Gelegeschicht der Umlauffläche überlappt und über dem Übergangsbereich bis zum ringförmigen Lager verläuft.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Zusatz-Gelegeschicht mit der Gelegeschicht der Umlauffläche im Überlappungsbereich verspleißt ist.

Die Umlauffläche und der Übergangsbereich von sind Vorteil aus dem gleichen Material hergestellt.

Bevorzugterweise ist der Übergangsbereich an die Umlauffläche angegossen oder angeklebt.

Von Vorteil entsprechen die radiale Nachgiebigkeit des Übergangsbereichs und der Umlauffläche maximal 90 % des Radienunterschiedes zwischen Umlauffläche und dem ringförmigen Lager.

Weitere Vorteile, Besonderheiten und zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Unteransprüchen oder deren Unterkombinationen.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnungen weiter erläutert. Im Einzelnen zeigt die schematische Darstellung in:

1 eine schematische Ansicht von schräg oben auf eine erfindungsgemäße Pressvorrichtung 2 mit einem erfindungsgemäßen Mantel 1,

2 eine schematische Querschnittsdarstellung in axialer Richtung durch den balgförmigen Übergangsbereich 3 am Rand der Umlauffläche 11 des Mantels 1, der den Übergang des Mantels 1 zum ringförmigen Lager 7 bildet,

3 eine schematische Querschnittsdarstellung entsprechend 2 durch den dort dargestellten Bereich, wobei die maximale Auslenkung in Richtung zur Drehachse dargestellt ist,

4 eine Ausgestaltung des balgförmigen Übergangsbereichs 3, wobei ein gegen Zugkräfte versteifendes Gelege in den Mantel 1 eingearbeitet ist,

5 eine weitere Ausgestaltung des vorgeschlagenen Geleges, wobei in diesem Beispiel zwei verschiedene Gelege miteinander verspleißt sind,

6 eine schematische Querschnittsdarstellung entsprechend 2 durch den dort dargestellten Bereich, wobei ein Füllkörper 5 vorgesehen ist, der in der durch den balgförmigen Übergangsbereich 3 gebildeten Ausbuchtung vorgesehen ist,

7 eine schematische Draufsicht auf den in 6 verwendeten Mantel, der laschenförmige Verlängerungen zur Verspannung und Befestigung an der Stirnscheibe 6 aufweist,

8 eine Querschnittsdarstellung durch eine weitere Abwandlung bei der in der durch den balgförmigen Übergangsbereich 3 gebildeten Ausbuchtung ein Torus 51 vorgesehen ist, und

9 eine Ansicht in axialer Richtung auf den Torus 51 aus 8.

Die Bezugsziffern in den Figuren bezeichnen gleiche oder gleich wirkende Elemente.

1 zeigt eine erfindungsgemäße Pressvorrichtung 2, eine Schuhpressen-Walze einer Papiermaschine, mit einem erfindungsgemäßen Mantel 1.

Der Mantel 1 geht an seinen axialen Enden 17 von der Umlauffläche 11 mit einem balgförmigen Übergangsbereich 3 auf das ringförmige Lager 7, das durch ein Auflager an der axial (A) gelagerten Stirnscheibe 6 der Presswalze 2 gebildet wird, über.

2 zeigt in Querschnittsdarstellung den balgförmigen Übergangsbereich 3 zwischen Umlauffläche 11 des Mantels 1 und dem ringförmigen Lager 7.

Der Radius R2 des ringförmigen Lagers 7 ist kleiner als der Radius R1 der Umlauffläche 11. Dadurch wird im Verlauf des balgförmigen Übergangsbereichs 3 eine Ausbuchtung 32 gebildet.

Der balgförmige Übergangsbereich 3 ist an seinem einen Ende einstückig an die Umlauffläche 11 des Mantels 1 angeformt und an seinem anderen Ende an der Auflagerfläche 71 in dem ringförmigen Lager 7 an der Stirnscheibe 6 geklemmt.

Da der Innenbereich der gezeigten Presswalze mit einem Gas unter Druck gefüllt ist, kann der Mantel nach dem Durchlaufen des verformenden Schuhpressenbereichs (siehe hierzu 3) wieder in seiner ursprüngliche Form zurückfedern.

3 zeigt den Zustand maximaler Auslenkung der Umlauffläche 11 des Mantels 1 in Richtung auf die Drehachse A. Der anfängliche Radius wird von R1 auf R1a zusammengedrückt. Der balgförmige Übergangsbereich 3 hält zum einen den Innenbereich 21 dicht und kann zum anderen eine Kraftübertragung von der Drehachse auf den umlaufenden Mantel übertragen.

Die radiale Nachgiebigkeit des Übergangsbereichs 3 und der Umlauffläche 11 betragen dabei maximal 90 % des Radienunterschiedes (R1–R2) zwischen Umlauffläche 11 und dem ringförmigen Lager 7.

In 4 ist eine Ausgestaltung des balgförmigen Übergangsbereichs 3 gezeigt, wobei ein gegen Zugkräfte und ungewünschte Verformungen unterbindendes versteifendes Gelege 4 in den Mantel 1 über die Umlauffläche 11 bis zum Ende des balgförmigen Übergangsbereichs 3 eingearbeitet ist.

5 zeigt eine Variante des durchgehenden Geleges, wobei eine erste Gelegeschicht 41 im Mantel 1 entlang der Umlauffläche 11 eingearbeitet ist, und eine zweite für den balgförmigen Übergangsbereich 3 ausgewählte Zusatz-Gelegeschicht 43 mit der ersten Gelegeschicht 41 in einem Überlappungsbereich 44 verspleißt ist.

6 und 7 zeigten eine weitere Ausgestaltung, wobei der balgförmige Übergangsbereich 3 des Mantels 1 in einzelne Laschen 31 übergeht die einzeln an dem ringförmigen Lager 7 befestigt sind. Weiterhin in dem gezeigten Beispiel ist in der durch den balgförmigen Übergangsbereich 3 gebildeten Ausbuchtung 32 zwischen dem angrenzenden Ende 13 der Umlauffläche 11 und dem ringförmigen Lager 7 ein federelastischer, durch einen Schlauch 52 ausgebildeten Füllkörper 5 vorgesehen.

Der Füllkörper 5 (Schlauch 52) dichten den Innenbereich 21 der Pressvorrichtung 2 zwischen Mantel 1 und Stirnscheibe 6 am balgförmigen Übergangsbereich 3 gasdicht ab. Mittels im Innern regelbaren Gasdrucks kann so die Rückstellkraft der Umlauffläche gegen die Verformung am Pressschuh eingestellt werden.

7 zeigt den Mantel 1 mit den am axialen Ende 17 angeformten Laschen 31 aus 6 im abgewickelten separaten Zustand.

In Abwandlung zu 6 ist in 8 ein Füllkörper 5 in Form eines in radialer Richtung R bezüglich seines Mittelpunkts halbierten Torus 51 ausgebildet.

9 zeigt eine Ansicht in axialer Richtung auf den Torus 51 aus 8. Der Torus 51 ist mit Schlitzen 53 versehen. Durch die Schlitze 53 ist die Federkraft des federelastischen Torus 51 zusätzlich zur Materialwahl des Torus 51 vorwählbar.

Im Sinne der Erfindung kann ein oben beschriebener Mantel 1 oder eine Pressvorrichtung 2 an allen Stellen einer Papiermaschine eingesetzt werden, an denen Walzen oder Führungen vorgesehen werden.

1Mantel 11Umlauffläche des Mantels 13Randbereich der Umlauffläche des Mantels 17axiales Ende 2Pressvorrichtung 21Innenbereich 3balgförmigen Übergangsbereich 31Lasche 32Ausbuchtung 4Gelegeschicht 41Gelegeschicht 42Zusatz-Gelegeschicht 44Überlappungsbereich 5Füllkörper 51Torus 52Schlauch 53Schlitz 6Stirnscheibe 7ringförmiges Lager SStirnseite Rradiale Richtung R1Radius R2Radius Aaxiale Richtung

Anspruch[de]
  1. Mantel (1) für eine Pressvorrichtung (2), insbesondere einer Papiermaschine, wobei der Mantel (1) die Pressvorrichtung wenigstens teilweise umgibt und die Umlauffläche (11) des Mantels (1) im wesentlichen die Form einer Zylindermantelfläche hat, wobei der Mantel (1) radial federelastisch nachgiebig ausgestaltet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Mantel (1) an wenigstens einem axialen Ende (17) an einem ringförmigen Lager (7) gelagert ist, wobei der Radius (R2) des ringförmigen Lagers (7) kleiner ist, als der Radius (R1) der Umlauffläche (11), wobei der Mantel (1) an dem wenigstens einen axialen Ende (17) über einen balgförmigen Übergangsbereich (3) zum ringförmigen Lager (7) verläuft.
  2. Mantel (1) für eine Pressvorrichtung (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der balgförmige Übergangsbereich (3) mit der Umlauffläche (11) einstückig ausgebildet ist.
  3. Mantel (1) für eine Pressvorrichtung (2) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das ringförmige Lager (7) durch eine Auflagerfläche (71) an einer kreisförmigen Stirnscheibe (6) gebildet ist, die an der Pressvorrichtung (2) axial gelagert ist.
  4. Mantel (1) für eine Pressvorrichtung (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der balgförmige Übergangsbereich (3) in einzelne Laschen (31) übergeht die einzeln an dem ringförmigen Lager (7) befestigt sind.
  5. Mantel (1) für eine Pressvorrichtung (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass in der durch den balgförmigen Übergangsbereich (3) gebildeten Ausbuchtung (32), und insbesondere zwischen dem angrenzenden Ende (13) der Umlauffläche (11) und dem ringförmigen Lager (7) ein Füllkörper (5) vorgesehen ist, der insbesondere federelastisch ausgebildet ist.
  6. Mantel (1) für eine Pressvorrichtung (2) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Füllkörper (5) durch einen in radialer Richtung (R) bezüglich seines Mittelpunkts halbierten Torus (51) ausgebildet ist.
  7. Mantel (1) für eine Pressvorrichtung (2) nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Füllkörper (5) den Innenbereich (21) einer Pressvorrichtung zwischen Mantel (1) und Stirnscheibe (6) am balgförmigen Übergangsbereich (3) wenigstens teilweise gas- und/oder flüssigkeitsdicht abdichtet.
  8. Mantel (1) für eine Pressvorrichtung (2) nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Füllkörper (5) durch einen unter Druck stehenden Schlauch (52) ausgebildet ist.
  9. Mantel (1) für eine Pressvorrichtung (2) nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Füllkörper (5) durch einen federelastischen massiv ausgebildeten Toruskörper ausgebildet ist.
  10. Mantel (1) für eine Pressvorrichtung (2) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Füllkörper (5, 55) offenporig ausgebildet ist.
  11. Mantel (1) für eine Pressvorrichtung (2) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Füllkörper (5, 55) geschlossenporig ausgebildet ist.
  12. Mantel (1) für eine Pressvorrichtung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Pressvorrichtung (2) im Innern (21) mit einem unter einem vorgewählten Druck stehenden Füll-Medium gefüllt ist.
  13. Mantel (1) für eine Pressvorrichtung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Mantel (1) eine Gelegeschicht (4) ausgebildet ist, die über die Umlauffläche (11) und über den balgförmigen Übergangsbereich (3) bis zum ringförmigen Lager (7) verläuft.
  14. Mantel (1) für eine Pressvorrichtung (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Mantel (1) eine Gelegeschicht (41) ausgebildet ist, die über die Umlauffläche (11) verläuft.
  15. Mantel (1) für eine Pressvorrichtung (2) nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass eine Zusatz-Gelegeschicht (42) vorgesehen ist, die mit der Gelegeschicht (41) der Umlauffläche (11) überlappt und über den balgförmigen Übergangsbereich (3) bis zum ringförmigen Lager (7) verläuft.
  16. Mantel (1) für eine Pressvorrichtung (2) nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusatz-Gelegeschicht (42) mit der Gelegeschicht (41) der Umlauffläche (11) im Überlappungsbereich (44) verspleißt ist.
  17. Mantel (1) für eine Pressvorrichtung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Umlauffläche (11) und der balgförmige Übergangsbereich (3) aus dem gleichen Material hergestellt sind.
  18. Mantel (1) für eine Pressvorrichtung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der balgförmige Übergangsbereich (3) an die Umlauffläche (11) angegossen oder angeklebt ist.
  19. Mantel (1) für eine Pressvorrichtung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die radiale Nachgiebigkeit des Übergangsbereichs (3) und der Umlauffläche (11) maximal 90 % des Radienunterschiedes (R1–R2) zwischen Umlauffläche (11) und dem ringförmigen Lager (7) entsprechen.
  20. Mantel (1) für eine Pressvorrichtung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Pressvorrichtung (2) eine Walze, insbesondere eine Schuhpresse einer Papiermaschine ist.
  21. Pressvorrichtung (2) mit einem Mantel (1) für eine Papiermaschine, wobei der Mantel nach einem der Ansprüche 1 bis 20 ausgestaltet ist.
Es folgen 4 Blatt Zeichnungen






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