[0001] Die Erfindung betrifft eine Nasspresse zum Entwässern einer Warenbahn mit einer rotierenden
Walze und einer Anpresseinrichtung, zwischen denen die Warenbahn 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 Warenbahn im Pressspalt hintereinander mindestens zwei Drucktaschen besitzt, die
mit Xanälen mit einem gemeinsamen, mit Druckmedium versorgten Druckraum verbunden
sind.
[0002] Solche Nasspressen sind beispielsweise aus DE 23 13 920 bekannt und dienen der Entwässerung
, z.B. einerPapier-oder Pappenbahn oder eines anderen Fasermaterials, wobei die Warenbahn.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 Warenbahn in Laufrichtung erreicht, so dass die Entwässerung
der auszupressenden Warenbahn deutlich besser ist als bei Nasspressen mit zwei nur
in einer Linie quer zur Warenbahn wirkenden Walzen. Die Entwässerungsleistung ist
jedoch noch nicht optimal, da der Anpressdruck im Pressspalt über die gesamte Länge
nahezu konstant bleibt,
[0003] Es ist zwar bereits bekannt, beispielsweise aus DE 31 05 276 oder US 3 783 097, bei
einer Nasspresse nit 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 einen geeigneten 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 Lagerelamente erforderlich, was
den konstruktiven Aufwand in unerwünschtem Masse vergrössert. Weiterhin tritt zwischen
den Lagerschuhen ein Druckabfall auf, der zu einer unerwünschten Rückbefeuchtung der
Warenbahn führt.
[0004] Die Erfindung setzt sich die Aufgabe, die vorstehend erwähnten Nachteile vorbekannter
Nasspressen zu vermeiden und insbesondere eine Nasspresse zu schaffen, bei welcher
eine verbesserte Entwässerung einer Warenbahn ohne die Notwendigkeit einer komplizierten
Steuerung mehrerer Druckelemente und unter Vermeidung einer Vielzahl solcher Druckelemente
in Laufrichtung erreichbar ist, wobei trotzdem mit geringstmöglichem Aufwand eine
Entwässerung mit sukzessive steigendem Anpressdruck und minimaler Rückbefeuchtung
erzielt wird.
[0005] 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 die Fläche der Drucktaschen, in Laufrichtung der Warenbahn
gesehen, vor der Mittelachse des Kolbens grösser ist als die Fläche der Drucktaschen
hinter der Mittelachse des Kolbens.
[0006] Besonders vorteilhaft ist es dabei, wenn die Querschnitte der in Laufrichtung der
Warenbahn hintereinander vorgesehenen Drucktaschen eine abnehmende Pressfläche und/oder
dass die zugehörigen Kanäle einen steigenden Querschnitt aufweisen.
[0007] 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 und
Kanäle, infolge des Bestrebens des Druckelementes einem Kippmoment entgegenzuwirken,
sich in den Drucktaschen im Betrieb unterschiedliche Drücke einstellen, obwohl sämtliche
Drucktaschen über die komnunizierenden Kanäle mit dem gleichen Druckraum verbunden
sind.
[0008] 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 entsthende 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 soweit vermindert werden, dass sich an beiden Seiten ein
gleichgrosser Spalt einstellt.
[0009] Es ist auf diese Weise möglich, die Druckelemente in Laufrichtung der Warenbahn 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.
[0010] Die Erfindung wird anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher
erläutert.
Figur 1 zeigt eine Nasspresse im Längsschnitt.
Figur 2 zeigt eine zweite Anpresseinrichtung im Längsschnitt.
Figur 3 zeigt eine dritte Anpresseinrichtung in der Aufsicht.
Figur 4 zeigt eine vierte Anpresseinrichtung in der Aufsicht.
Figur 5 zeigt eine Anpresseinrichtung mit mehreren Druckelementen in der Aufsicht.
Figur 6 zeigt eine Anpresseinrichtung mit mehreren Kolben.
Figur 7 zeigt eine weitere Anpresseinrichtung mit mehreren Kolben.
[0011] Die in Figur 1 in schematischer Darstellung wiedergege bene Nasspresse besteht aus
einer Walze 1 und einer Anpresseinrichtung 2, zwischen denen die Warenbahn, beispielsweise
eine Papierbahn 3 zusammen mit einem wasseraufnehmenden 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.
[0012] Die Walze 1 kann als Massiv-, Rohr- oder Saugwalze ausgeführt sein, oder auch als
Durchbiegungsausgleichswalze, wie beispielsweise in US 3 802 044 beschrieben, oder
als relativ flexibler, im Innern geeignet abgestützter bandförmiger Walzenmantel.
[0013] Der wasserundurchlässige Mantel 5 kann als flexibler Walzenmantel ohne Führungsrollen
ausgebildet sein oder als endloses Gummiband, welches nötigenfalls über mehrere Führungsrollen
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.
[0014] Die Anpresseinrichtung 2 besteht aus einem oder mehreren quer zur Laufrichtung nebeneinander
angeordneten hydrostatischen Druckelementen 11, die beispielsweise analog zu US 3
802 044 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
geeigneten Druckmittel, z.B. Oel 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 und 16.
Dabei kann die wirksame Druckfläche der einlaufseitigen Lagertasche 15 grösser sein
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 mittels eines Kanales 17 geringeren Querschnittes und
die auslaufseitige Drucktasche 16 mit einem Kanal 18 grösseren Querschnittes.
[0015] 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.
[0016] 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.
[0017] 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 Aenderung des Querschnittes
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 Aenderung
der Kanalquerschnitte erfolgen.
[0018] 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.
[0019] 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.
[0020] Es sei noch erwähnt, dass für jede der Drucktaschen statt-eines einzigen Verbindungs-Kanales
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.
[0021] Wie in Figur 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.
[0022] Figur 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.
[0023] Wie Figur 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.
[0024] Wie in Figur 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 über die Breite gepackt sind. Dies führt zu einer
ungleichmässigen Entwässerung über die Breite der Warenbahn 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 Figur 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' 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 Papieres vermieden wird.
[0025] Wie in Figur 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 Figur 6 vier
Drucktaschen 15
1, 15
2, 16
1,16
2 mit gleicher Druckfläche und in Figur 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.
[0026] Es wird bemerkt, dass Varianten im Rahmen des Erfindungsgedankens möglich sind. 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 in der Form einer Kappe an der Rückseite des Stützschuhes vorgesehen
und relativ zum Kolben beweglich ist.
1. Nasspresse zum Entwässern einer Warenbahn (3) mit einer rotierenden Walze (1) und
einer Anpresseinrichtung (2), zwischen denen die Warenbahn (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 Stützschuh
(30) aufweist, welcher in Laufrichtung (L) der Warenbahn (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 die Anpresseinrichtung (2) einen relativ zum Druckraum
(12) beweglichen Kolben (20) aufweist, der relativ zum Stützschuh (30) unsymmetrisch
derart angeordnet ist, dass die gesamte Fläche der Drucktaschen (15, 16, 21, 22) in
Laufrichtung (6) der Warenbahn (3) gesehen, vor der Mittelachse (M) des Kolbens (20)
grösser ist als die gesamte Fläche der Drucktaschen (16,22, 23) hinter der Mittelachse
(M) des Kolbens (20).
2. Nasspresse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die wirksamen Druckflächen
der Drucktaschen (15,16; 21,22,23) in Laufrichtung (L) abnehmen.
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 unsymmetrische
Anordnung des Kolbens (20) relativ zum Stützschuh (30), 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 Spalt-Höhe
(6)), in Laufrichtung (L) gesehen, angenähert konstant ist.
5. Nasspresse nach einem der Ansprüche 1 - 4, dadurch gekennzeichnet, dass die unsymmetrische
Anordnung des Kolbens (20) relativ zum Stützschuh (30) 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 Drucktäschen 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 gesamten wirksamen Druckquerschnitte der Drucktaschen
in Laufrichtung (L) abnehmen und/oder die Querschnitte der zum gemeinsamen Druckraum
(12) führenden Kanäle (24, 25, 26) zunehmen.
7. Nasspresse nach einem der Ansprüche 1 - 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckelement
(11) 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.
8. Nasspresse nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckelement (11)
wenigstens einen in einem feststehenden Druckraum (12) beweglichen, wenigstens einen
Stützschuh (30) tragenden Kolben (20) aufweist.
9. Nasspresse nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckelement (11)
mehrere, einen gemeinsamen Stützschuh (30) tragende Kolben (201,202,203) aufweist, wobei jeder Kolben mehreren Drucktaschen (15,16; -151 , 152, 161, 162) aus mehreren Reihen zugeordnet ist.
10. Nasspresse nach einem der Ansprüche 1 - 9, dadurch gekennzeichnet, dass in Laufrichtung
zwischen wenigstens zwei Drucktaschen (15, 16) eine Druckmittelabflusseinrichtung
(19) vorgesehen ist.
11. Nasspresse nach einem der Ansprüche 1 - 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Anpresseinrichtung
(2) mehrere quer zur Laufrichtung (L) nebeneinander angeordnete Druckelemente (271 ... 275) aufweist, und die Spalten (281 ... 284).zwischen den einzelnen Druckelementen (271 ... 275) zumindest teilweise in einem spitzen Winkel zur Laufrichtung (L) verlaufen.