Vorrichtung zum Bilden eines Langspalts

Abstract

 Vorrichtung zum Bilden eines Langspalts (3) zwischen einer rotierenden Gegenwalze (1) und einer Schuhwalze (2) zum Behandeln einer Materialbahn (4), wobei die Schuhwalze (2) einen feststehenden Träger (5) und einen um den Träger (5) drehbaren, flexiblen Walzenmantel (6) aufweist, der im Langspalt (3) auf einem am Träger (5) angeordneten, eine wirksame Schuhbreite (9) in Maschinenquerrichtung aufweisenden Druckschuh abgestützt ist, wobei die wirksame Schuhbreite (9) bestimmt ist durch eine auf dem Druckschuh (8) angeordnete Auflage (14), die die Druckverlaufskurve im Langspalt (3) einstellt.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Bilden eines Langspalts zum Behandeln einer Warenbahn nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

[0002] Derartige Vorrichtungen werden zum Entwässern oder Satinieren einer Warenbahn, insbesondere einer Papier- oder Kartonbahn, eingesetzt. Die zu behandelnden Warenbahnen können unterschiedliche Warenbahnbreiten aufweisen. Damit diese unterschiedlichen Warenbahnbreiten durch eine Vorrichtung zum Bilden eines Langspalts gefahren werden können, ist die Breite des Langspalts in Maschinenquerrichtung (CD) an die Breite der jeweils zu behandelnden Warenbahn anzupassen. Aus EP 1 369 526 B1 ist insoweit zum Satinieren einer Materialbahn bekannt, die Länge des Druckschuhs in Maschinenquerrichtung variabel zu gestalten. Man stellt also die Breite des Druckschuhs so ein, dass der Walzenmantel nur im Bereich der Warenbahn gegen die Gegenwalze gedrückt wird. Die Veränderung der Breite des Druckschuhs in Maschinenquerrichtung erfordert allerdings mechanische Umbauarbeiten am Druckschuh. Diese Lösung ist ferner nachteilig, weil der Druckschuh dazu mehrteilig aufgebaut sein muss mit der Folge einer erhöhten Störanfälligkeit und einem erhöhten Wartungsaufwand.

[0003] Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung zum Bilden eines Langspalts zu schaffen, die es ermöglicht, unterschiedliche Warenbahnbreiten durch die Vorrichtung zum Bilden eines Langspalts zu fahren.

[0004] Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

[0005] Hierdurch wird eine Vorrichtung zum Bilden eines Langspalts geschaffen, die über eine Auflage auf der Stützfläche des Druckschuhs die wirksame Schuhbreite in Maschinenquerrichtung bestimmt und dabei die Druckverlaufskurve im Langspalt einstellt.

[0006] Die Breite der wirksamen Schuhbreite in Maschinenquerrichtung ist damit in Abhängigkeit von der Breite einer zu behandelnden Warenbahn, insbesondere Papier- oder Kartonbahn, variabel einstellbar. Gleichzeitig ist die Länge der wirksamen Schuhbreite in Maschinenlängsrichtung als auch die Form der wirksamen Schuhbreite variabel einstellbar. Angepasst an die Papier- oder Kartonsorte können wählbare Druckverlaufskurven im Langspalt erzeugt werden.

[0007] Die Auflage besteht vorzugsweise aus einem druckfesten Material, das flexibel ist und biegeschlaff auf der Stützfläche des Druckschuhs positionierbar ist. Als Material für die Auflage ist bevorzugt ein Kunststoffmaterial, das zudem vorzugsweise faserverstärkt ist. Die Dicke der Auflage kann in einem Bereich von 1 bis 20 mm liegen.

[0008] Weiterhin bevorzugt ist, dass die Auflage von einem Auflagenband gebildet wird, das gegenüber dem Druckschuh verstellbar ist. Die Auflage kann folglich beweglich gegenüber dem Druckschuh positioniert werden. Das Auflagenband ist vorzugsweise in Maschinenlängsrichtung vorwärts und/oder rückwärts verstellbar bzw. bewegbar und weist längs seiner Abwicklung Abschnitte unterschiedlicher Länge, Breite und/oder Form hintereinander angeordnet auf, die die wirksame Schuhbreite bestimmen.

[0009] Die Vorrichtung zum Bilden eines Langspalts kann als Presse zum Entwässern einer Papier- oder Kartonbahn oder als Kalander zum Satinieren einer Papier- oder Kartonbahn Verwendung finden.

[0010] Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung und den Unteransprüchen zu entnehmen.

[0011] Die Erfindung wird nachstehend anhand der in den beigefügten Abbildungen dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.

Fig. 1 zeigt schematisch einen Schnitt einer Vorrichtung zum Bilden eines Langspalts gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel,

Fig. 2 zeigt schematisch eine Seitenansicht einer Vorrichtung zum Bilden eines Langspalts gemäß Fig. 1,

Fig. 3 zeigt schematisch eine Draufsicht des Druckschuhs mit auf dem Druckschuh angeordneter Auflage gemäß Fig. 1,

Fig. 4 zeigt schematisch eine Draufsicht des Druckschuhs mit auf dem Druckschuh angeordneter Auflage gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel,

Fig. 5a zeigt schematisch eine Draufsicht des Druckschuhs mit auf dem Druckschuh angeordneter Auflage gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel,

Fig. 5b zeigt schematisch eine Seitenansicht von Fig. 5a,

Fig. 6 zeigt schematisch einen Schnitt einer Vorrichtung zum Bilden eines Langspalts gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel,

Fig. 7 zeigt schematisch einen Schnitt einer Vorrichtung zum Bilden eines Langspalts gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel.

[0012] Fig. 1 bis Fig. 3 zeigen eine Vorrichtung zum Bilden eines Langspalts zwischen einer rotierenden Gegenwalze 1 und einer Schuhwalze 2, die in einem Langspalt 3 zusammenwirken zum Behandeln einer Materialbahn 4. Die Materialbahn 4 ist vorzugsweise eine Papier- oder Kartonbahn wählbarer Sorte. Die Schuhwalze 2 weist einen feststehenden Träger 5 und einen um den Träger 5 drehbaren, flexiblen Walzenmantel 6 auf. Der Walzenmantel 6, der vorzugsweise aus Gummi oder Kunststoff besteht, ist schlauchförmig ausgebildet und mit seinen stirnseitigen Enden an drehbar auf dem Träger 5 sitzenden Randscheiben 10, 11 befestigt, um in bekannter Weise eine geschlossene Schuhwalze 2 zu bilden, wie aus Fig. 2 ersichtlich ist. Einem Zwischenraum 7 zwischen Träger 5 und Walzenmantel 6 wird vorzugsweise Druckluft zugeführt, um der Schuhwalze 2 eine zylindrische Form zu geben. Alternativ kann die Schuhwalze 2 als offene Schuhwalze ausgebildet sein.

[0013] An dem Träger 5 ist ein Druckschuh 8 vorgesehen. Der Walzenmantel 6 ist im Langspalt 3 auf dem am Träger 5 angeordneten, eine wirksame Schuhbreite 9 in Maschinenquerrichtung (CD) aufweisenden Druckschuh 8 abgestützt, wie aus Fig. 3 ersichtlich ist. Der Druckschuh 8 ist über eine Stützleiste aus einer Mehrzahl axial beabstandeter, zueinander angeordneter hydraulischer Stützelemente 12 am Träger 5 abgestützt. Der Druckschuh 8 kann gegenüber dem Träger 5 kippbar und/oder verschiebbar sein, um das Druckmaximum in Maschinenlängsrichtung (MD) zu beeinflussen. Mittels einer Ölzufuhr 13 kann die Innenseite des Mantels 6 mit einem Schmiermittel besprüht werden.

[0014] Die wirksame Schuhbreite 9 in Maschinenquerrichtung (CD) ist bestimmt durch eine auf dem Druckschuh 8 angeordnete Auflage 14, die die Druckverlaufskurve im Langspalt 3 einstellt. Die Auflage 14 liegt auf der Stützfläche 15 des Druckschuhs 8 auf und bedeckt damit das obere Ende des Druckschuhs 8 auf einem Abschnitt, der den Langspalt 3 definiert. Die Auflage 14 ist demzufolge Spalt bestimmend und ermöglicht Druckschuhe 8 mit variabler Breite des Langspalts 3 in Maschinenquerrichtung (CD) durch Auflagen 14 mit variabler Breite in Maschinenquerrichtung (CD).

[0015] Die Auflage 14 besitzt eine Breite in Maschinenquerrichtung (CD), die kleiner gleich der des Druckschuhs 8 ist. Die Auflage 14 bildet dabei die hydrodynamische und/oder hydrostatische Fläche, die dem Walzenmantel 6 zugekehrt ist und auf der der Walzenmantel 6 im Langspalt 3 sich abstützt. Die wirksame Schuhbreite 9 in Maschinenquerrichtung (CD) entspricht dann vorzugsweise der Breite der Auflage 14. Zwischen der Auflage 14 und dem Walzenmantel 6 wird ein Schmierspalt ausgebildet, dem Schmieröl zuführbar ist über die Ölzufuhr 13.

[0016] Die Dicke der Auflage 14 beabstandet den Walzenmantel 6 von dem Druckschuh 8. Der Walzenmantel 6 außerhalb des Langspalts 3 wird dann von der Gegenwalze 1 weggeführt. Die Auflage 14 besteht dazu aus einem druckfesten Material, das vorzugsweise biegeschlaff auf der Stützfläche 15 des Druckschuhs 8 positioniert ist. Die Auflage 14 ist also vorzugsweise flexibel und schmiegt sich der Oberflächenkontur des Druckschuhs 8 an. Die Auflage 14 kann eine konkave Stützfläche 15 nachbilden und mit einer wählbaren, an den Durchmesser der Gegenwalze 1 anpassbaren konkaven Form auf dem Druckschuh sich ausbilden.

[0017] Die Auflage 14 besteht vorzugsweise aus einem Kunststoffmaterial und besitzt eine Dicke im Bereich von 1 bis 20 mm. Die Auflage 14 hebt den Walzenmantel 6 gegenüber der Stützfläche 15 des Druckschuhs 8 derart an, dass dieser in Maschinenquerrichtung (CD) benachbart zur Auflage 14 des Walzenmantels 6 konisch verläuft und damit weggerichtet von der Gegenwalze 1. Die Auflage 14 drückt demzufolge den Walzenmantel 6 entlang der wirksamen Schuhbreite 9 aus einer Kreisform heraus in Richtung Gegenwalze 1, so dass der Walzenmantel 6 randseitig der Auflage 14 abfällt.

[0018] Die Auflage 14 ist vorzugsweise als Auflagenband 16 ausgebildet, das gegenüber dem Druckschuh 8 mit einer wählbaren Breite in Maschinenquerrichtung (CD) und Länge in Maschinenlängsrichtung (MD) verstellbar ist.

[0019] Das Auflagenband 16 ist vorzugsweise gegenüber dem Druckschuh 8 mit unterschiedlichen Breiten in Maschinenquerrichtung (CD) verstellbar. Wie Fig. 2 und Fig. 3 zeigen, besitzt das Auflagenband 16 beispielsweise konisch verlaufende Ränder 17 entlang einer wählbaren Länge des Auflagenbandes 16, das an seinen gegenüberliegenden Enden jeweils aufwickelbar ist auf Wickelrollen 18, 19. Durch translatorische Verschiebung des Auflagenbandes 16 zwischen den Wickelrollen 18, 19 kann aus dem Auflagenband 16 eine Auflage 14 mit vorbestimmter Breite in Maschinenquerrichtung (CD) ausgewählt werden, die dann die wirksame Schuhbreite 9 auf den Druckschuh 8 ausbildet für den wählbaren Zeitabschnitt. Durch Auf- oder Abwickeln des Auflagenbandes 16 zwischen den Wickelrollen 18, 19, d.h. abhängig von der Verschiebe- oder Drehposition des Auflagenbandes 16, können andere Bandabschnitte als Auflage 14 als jeweils richtige wirksame Schuhbreite 9 ausgewählt werden. Während des Betriebs der Vorrichtung steht das Auflagenband 16 allerdings vorzugsweise still. Das Auflagenband 16 kann in Laufrichtung der Materialbahn 4, also in Maschinenlängsrichtung (MD), vorwärts- und/oder rückwärts bewegbar sein.

[0020] Gemäß einem zweiten in Fig. 4 dargestellten Ausführungsbeispiel der Vorrichtung zum Bilden eines Langspalts können die Ränder 17 des Auflagenbandes 16 stufig ausgebildet sein, um die Breite des Auflagenbandes 16 in Maschinenquerrichtung (CD) in Stufen zu verkleinern oder zu vergrößern beim Bewegen des Auflagenbandes 16 zwischen den Aufwickelrollen 18, 19.

[0021] Wie das in den Fig. 5a und 5b dargestellte dritte Ausführungsbeispiel der Vorrichtung zum Bilden eines Langspalts zeigt, kann das Auflagenband 16 mit unterschiedlichen Dicken x1, x2, x3 und/oder Dickenprofilen in Maschinenlängsrichtung (MD) verstellbar sein. Hier ist vorzugsweise für die Auflage 14 zudem eine Breite in Maschinenlängsrichtung kleiner als die Breite des Druckschuhs 8 gewählt worden. Die dargestellten Dicken x1 und x3 können Breiten in Maschinenlängsrichtung (MD) kleiner gleich der Breite des Druckschuhs 8 aufweisen. Ferner können die Dicken x1, x2, x3 unterschiedliche Dicken D aufweisen. Das Auflagenband 16 kann mit unterschiedlichen Dicken D variierbar ausgestaltet sein.

[0022] Gemäß einem nicht dargestellten Ausführungsbeispiel kann das Auflagenband 16 einen Innenbelt bilden, der mit einem Durchmesser kleiner als der Walzenmantel 6 ausgebildet ist und nur entlang von Umfangsschritten bewegt wird, abhängig von dem zu wählenden Teilstück des Auflagenbandes 16, das als Auflage 14 die wirksame Schuhbreite 9 bestimmt.

[0023] Die Vorrichtung zum Bilden eines Langspalts 3 kann als Presse zum Entwässern einer Papier- oder Kartonbahn, als Kalander zum Satinieren einer Papier- oder Kartonbahn oder zur sonstigen Behandlung einer Materialbahn verwendet werden. Die Gegenwalze 1 ist vorzugsweise eine konventionelle Rohrwalze bei kleinen Maschinenbreiten. Bei großen Maschinenbreiten ist die Gegenwalze 1 vorzugsweise eine Biegeeinstellwalze mit Stützelementen 20. Beim Kalandrieren ist die Gegenwalze 1 ist vorzugsweise angetrieben und kann beheizt werden auf Temperaturen über 100°C. Für Schuhkalander liegt die Oberflächentemperatur der Gegenwalze 1 vorzugsweise bei 150°C bis 300°C, abhängig von der Verweilzeit und der Art der Papier- oder Kartonbahn. Die Spaltdrücke betragen bis zu 40 MPa, wobei vorzugsweise für Kartonsorten wie Faltschachtelkarton sowie verschiedene Liner, und zwar gestrichen oder ungestrichen, die Spaltdrücke unter 10 MPa liegen, während bei graphischen Papieren, wie z.B. SC-A-Papieren, LWC, MWC, holzfrei gestrichene Papiere, die Spaltdrücke bis zu 40 MPa betragen. Kalandriert wird vorzugsweise ferner unter Einstellung eines Temperatur- und/oder Feuchtigkeitsgradienten und Berücksichtigung der bekannten Wasserabsorptionszeiten von 0,1 bis 2 sec für Papier und Karton bei Auftragsmengen von 1 bis 10g/m².

[0024] Fig. 6 zeigt ein viertes Ausführungsbeispiel der Vorrichtung zum Bilden eines Langspalts 3, die als Presse verwendet wird. Die Materialbahn 4 wird dann vorzugsweise mit einem oder mehreren Filzen 21 durch den Langspalt 3 geführt. Das Auflagenband 16 ist hier mit in Maschinenlängsrichtung (MD) kontinuierlich oder diskontinuierlich zunehmender Dicke ausgebildet. Ein solches Auflagenband ist auch für Schuhkalander einsetzbar. Im Übrigen gelten die vorstehenden Ausführungen hier entsprechend.

[0025] Fig. 7 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel, bei dem mehrere Auflagenbänder 16 übereinander angeordnet die Auflage 14 auf dem Druckschuh 8 ausbilden als Schichtauflagenverbund. Für mehrere Auflagenbänder 16 können mehrere Wickelroller 18, 19; 28, 29; 38, 39 vorgesehen sein.

[0026] Für alle vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele gilt gleichermaßen, dass das Auflagenband 16 ein- und/oder auslaufseitig des Druckschuhs 8 mittels Leiteinrichtungen 22, 23 geführt sein kann.

Ansprüche

1. Vorrichtung zum Bilden eines Langspalts (3) zwischen einer rotierenden Gegenwalze (1) und einer Schuhwalze (2) zum Behandeln einer Materialbahn (4), wobei die Schuhwalze (2) einen feststehenden Träger (5) und einen um den Träger (5) drehbaren, flexiblen Walzenmantel (6) aufweist, der im Langspalt (3) auf einem am Träger (5) angeordneten, eine wirksame Schuhbreite (9) in Maschinenquerrichtung (CD) aufweisenden Druckschuh (8) abgestützt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die wirksame Schuhbreite (9) bestimmt ist durch eine auf dem Druckschuh (8) angeordnete Auflage (14), die die Druckverlaufskurve im Langspalt (3) einstellt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Auflage (14) eine Breite in Maschinenquerrichtung (CD) besitzt, die kleiner gleich der des Druckschuhs (8) ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Auflage (14) aus einem druckfesten Material besteht.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Auflage (14) biegeschlaff auf dem Druckschuh (8) positioniert ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Auflage (14) eine konkave Druckfläche mit einer wählbaren an die Gegenwalze (1) anpassbare Kontur auf dem Druckschuh (8) ausbildet.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Auflage (14) und Walzenmantel (6) ein Schmierspalt ausgebildet ist, dem Schmieröl zuführbar ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Auflage (14) aus einem Kunststoffmaterial besteht und eine Dicke im Bereich von 1 bis 20 mm aufweist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Auflage (14) den Walzenmantel (6) gegenüber einer Stützfläche (15) des Druckschuhs (8) derart anhebt, dass in Maschinenquerrichtung (CD) benachbart zur Auflage (14) der Walzenmantel (6) konisch abfällt.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Auflage (14) den Walzenmantel (6) entlang der wirksamen Schuhbreite (9) aus einer Kreisform heraus in Richtung Gegenwalze (1) drückt.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Auflage (14) von einem Auflagenband (16) gebildet ist, das gegenüber dem Druckschuh (8) mit einer wählbaren Breite in Maschinenquerrichtung (CD) und Länge in Maschinenlängsrichtung (MD) verstellbar ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Auflagenband (16) gegenüber dem Druckschuh (8) mit unterschiedlichen Breiten in Maschinenquerrichtung (CD) verstellbar ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Auflagenband (16) mit unterschiedlichen Dicken und/oder Dickenprofilen in Maschinenlängsrichtung (MD) verstellbar ist.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Auflagenband (16) in Laufrichtung der Materialbahn (4) bewegbar ist.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Walzenmantel (6) Endabschnitte aufweist, die an am Träger (5) drehbar gelagerten Randscheiben (10, 11) befestigbar sind.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Auflage (14) jeweils ein wählbares Teilstück eines Auflagenbandes (16) ist und das Auflagenband (16) dazu von Wickelrollen (18, 19) ab- und aufwickelbar ist.

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Auflage (14) jeweils ein wählbares Teilstück eines Schichtauflagenverbundes aus mehreren übereinander angeordneten Auflagenbändern (16) ist.

Zeichnung