Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Bilden eines Langspalts zwischen einer Gegenwalze und einer Schuhwalze zum Behandeln einer Warenbahn, insbesondere einer Papier-, Karton-, Tissuebahn oder sonstigen Faserstoffbahn.

Derartige Vorrichtungen finden insbesondere in Pressenpartien und Kalandern Verwendung.

Aus DE 30 30 233 C3 ist eine Nasspresse zum Entwässern von Faserbahnen bekannt, bei der eine verlängerte Presszone angewendet wird, um die Entwässerung, verglichen mit anderen Presswalzen, wesentlich zu erhöhen. Zwischen einer Gegenwalze und einem umlaufenden Band, gegen das sich von innen her ein Gleitschuh anlegt, ist aufgrund einer konkaven Form der Gleitfläche des Gleitschuhs ein verlängerter Pressspalt gebildet, durch den die Faserbahn hindurchläuft. Das umlaufende Band ist durch an seinen Stirnseiten befestigte Ringscheiben in einer im Wesentlichen walzenförmigen Form gehalten. Der Gleitschuh ist auf einem Schuhfuß befestigt, der über ein Druckkissen aus einem elastischen Material, z.B. Kunststoff oder Gummi, mit einem feststehenden Joch verbunden ist und gegenüber diesem durch Stifte in Druckrichtung geführt und quer hierzu formschlüssig gehalten ist. Zum Befestigen des Druckkissens am Schuhfuß und am Joch dienen Metallleisten.

Der von dem Druckkissen eingeschlossene Raum ist über Leitungen fluid- beaufschlagbar, so dass es möglich ist, den Anpressdruck des Gleitschuhs an die Gegenwalze zu variieren. Das Druckkissen ist dabei so angeordnet, dass die auf den Gleitschuh vom Druckkissen ausgeübte resultierende Kraft durch die in Laufrichtung des Walzenumfangs zweite Hälfte des gebildeten Pressspalts geht. Hierdurch wird ein langsamer Druckanstieg bewirkt, der dann am Ende der Presszone schnell abfällt, was für einen Entwässerungsvorgang vorteilhaft ist. Um über die Walzenbreite unterschiedliche Anpressdrücke einstellen zu können, kann das Druckkissen axial in Zonen unterteilt sein. Nachteilig ist, dass das Druckkissen aus einem elastischen Material, z.B. Kunststoff oder Gummi, verschleißanfällig ist. Die Kostenvorteile von Druckkissen gegenüber aufwändigeren Belastungszylindersystemen gehen deshalb aufgrund kürzerer Wartungsintervalle vielfach wieder verloren.

Aus US 4,713,147 ist eine Nasspresse mit einem verlängerten Pressnip bekannt, bei der zwei getrennte Druckkissen zur Einstellung der Linienlast entlang der Presszonenlänge des Pressnips vorgesehen sind. Die Form der Pressdruckkurve ist dadurch besser einstellbar. Die vorstehend genannten Nachteile gelten hier jedoch entsprechend.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung zum Bilden eines Langspalts nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zu schaffen, bei der der Pressschuh über ein fluidbeaufschlagbares Druckkissen als Anpresseinheit an die Gegenwalze drückbar ist und das Druckkissen dabei verschleißarm arbeitet.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Hierdurch wird eine Vorrichtung zum Bilden eines Langspalts geschaffen, bei der sämtliche Reibungswirkungen zwischen einem stempelartigen Abschnitt des Pressschuhs und dem Druckkissen einerseits und der nutartigen Kammer und dem Druckkissen andererseits vermieden werden. Unter Vermeidung von Stick-Slip- Effekten kann das Druckkissen durch die Seitenführung einer Rollwand aus einem flachen ersten Profil bis zu einem höheren zweiten Profil entfaltet werden, wodurch eine Hubbewegung des Pressschuhs ausgeführt wird. Die Hubbewegung ermöglicht das Verschieben des Pressschuhs gegenüber dem Walzenmantel und die Einstellung eines Pressdrucks im Langspalt. Das Druckkissen unterliegt damit einem deutlich geringeren Verschleiß.

Die Fluidbeaufschlagung des Druckkissens ist erfindungsgemäß quasi eine Aufblasfluidbeaufschlagung, bei der die Rollwand immer eine Rollfalte bildet, die bei allen Betriebszuständen erhalten bleibt. Das Abrollverhalten der Rollwand ermöglicht es, einen stempelartigen Abschnitt des Schuhs zu führen, der sich axial entlang einer Schuhlänge erstreckt, die üblicherweise quer zur Maschinenrichtung (MD) verläuft.

Gemäß bevorzugter Ausführungsbeispiele ist das Druckkissen aus einem flexiblen Material hergestellt, das auch die Rollwand mit einer Rollfalte ausbildet. Dabei taucht der stempelartige Abschnitt des Pressschuhs zwischen zwei axial sich erstreckenden Rollfalten in das Druckkissen unter Einstülpung desselben ein.

Vorteilhaft ist ferner, dass das Druckkissen gebildet wird von einem fluid- beaufschlagbaren flexiblen Schlauch, dessen zwei im Querschnitt übereinander angeordnete Materiallagen derart U-förmig in die nutartige Kammer eingelegt sind, dass die Schlauchfalten der Schenkelenden des U-förmigen eingelegten Schlauchs die Rollwand bilden. Die Rollwand ist dann einstückig ausgebildet mit dem Druckkissen, wodurch zudem ein einfach und schnell montierbares Druckkissen geschaffen wird. Alternativ kann ein Formteil mit endseitig eingespannter Rollwand vorgesehen sein.

Weiterhin können mehrere Druckkissen längs einer Schuhbreite in Maschinenrichtung vorgesehen sein, denen jeweils ein stempelartiger Abschnitt des Pressschuhs zugeordnet ist. Die Einstellung der Linienlast entlang der Presszonenlänge des Langspalts ist dann variierbar. Um über die Schuhlänge, d.h. die Walzenbreite quer zur Maschinenrichtung, unterschiedliche Anpressdrücke einstellen zu können, kann das Druckkissen axial in Zonen unterteilt sein. Alternativ oder zusätzlich kann der stempelartige Abschnitt des Pressschuhs mit unterschiedlichen Aufstandsflächen in das oder die Druckkissen eintauchen. Eine Randbe- oder Randentlastung des Pressschuhs ist dadurch einstellbar. Darüber hinaus können dazu auch zusätzlich Belastungszylindereinrichtungen vorgesehen sein, mit denen der Linienlastverlauf entlang der Presszone im Langspalt variiert werden kann.

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

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

Fig. 1a zeigt schematisch im Querschnitt und teilweise eine Vorrichtung zum Bilden eines Langspalts mit einer Schuhwalze gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel,

Fig. 1b zeigt schematisch im Querschnitt und teilweise eine Vorrichtung zum Bilden eines Langspalts mit einer Schuhwalze gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel,

Fig. 2a zeigt schematisch die Vorrichtung gemäß Fig. 1 a mit Druckkissen auf einem höheren Profil,

Fig. 2b zeigt schematisch die Vorrichtung gemäß Fig. 2a für ein drittes Ausführungsbeispiel,

Fig. 2c zeigt schematisch ein flaches erstes Profil und ein höheres zweites Profil eines Druckkissens,

Fig. 3a zeigt schematisch die Vorrichtung gemäß Fig. 2a für ein viertes Ausführungsbeispiel,

Fig. 3b zeigt schematisch die Vorrichtung gemäß Fig. 2a für ein fünftes Ausführungsbeispiel, Fig. 3c zeigt schematisch die Vorrichtung gemäß Fig. 2a für ein sechstes Ausführungsbeispiel,

Fig. 4 zeigt schematisch im Längsschnitt und teilweise eine Vorrichtung zum Bilden eines Langspalts mit einer Schuhwalze gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel mit Anschlusseinrichtung für eine Fluidbeaufschlagung,

Fig. 5 zeigt schematisch im Längsschnitt und teilweise eine Vorrichtung zum Bilden eines Langspalts mit einer Schuhwalze gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel mit einer anderen Anschlusseinrichtung für eine Fluidbeaufschlagung,

Fig. 6 zeigt schematisch die Vorrichtung gemäß Fig. 2a für ein siebtes Ausführungsbeispiel,

Fig. 7a und Fig. 8a zeigen sich im Endbereich verjüngende stempelartige Abschnitte,

Fig. 7b bis 7d und Fig. 8b bis 8d zeigen unterschiedliche Linienlastkurven entlang einer Presszone im Langspalt.

Wie Fig. 1a und Fig. 2a zeigen, betrifft die Erfindung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel eine Vorrichtung zum Bilden eines Langspalts 1 zwischen einer Gegenwalze 2 und einer Schuhwalze 3 zum Behandeln einer Warenbahn. Die Warenbahn ist insbesondere eine Papier-, Karton-, Tissuebahn oder sonstige Faserstoffbahn.

Die Schuhwalze 3 weist einen Träger 4 und einen um den Träger 4 drehbaren, flexiblen Walzenmantel 5 auf. Der Träger 4 ist vorzugsweise als ein feststehendes Joch ausgebildet. Der Walzenmantel 5 ist im Bereich des Langspalts 1 auf einer Kopffläche 7 eines am Träger 4 geführten Pressschuhs 6 abgestützt. Der Pressschuh 6 ist zur Erzeugung eines Pressdrucks über mindestens eine fluidbeaufschlagbare Druckkammer, hier gemäß erstem Ausführungsbeispiel die Druckkammern 8, 9, am Träger 4 bewegbar abgestützt.

Die Druckkammer 8, 9 ist als ein Druckkissen 10 ausgebildet, an dem der Pressschuh 6 sich rückseitig flächig abstützt, wobei das Druckkissen 10 in eine nutartige Kammer 11 eingelegt ist.

Der Pressschuh 6 weist rückseitig mindestens einen stempelartigen Abschnitt 12 bzw. einen Fuß auf, der in mindestens ein einstülpbares Druckkissen 10 eintaucht zur Ausführung von Hubbewegungen. Dazu stützt sich das Druckkissen 10 über eine Rollwand 13 bildende Druckkissenseitenwand an der nutartigen Kammer 11 geführt ab. Das Druckkissen 10 ist dazu aus einem flexiblen Material hergestellt.

Die Rollwand 13 bildet eine Rollfalte 14 zwischen dem stempelartigen Abschnitt 12 des Pressschuhs 6 und einer Innenseitenwand 15 der nutartigen Kammer 11. Das Abrollverhalten der Rollwand 13 bestimmt eine Hubweglänge in Hubrichtung. Vorzugsweise sollte eine freie Höhe H der nutartigen Kammer 11 mindestens die Hälfte des Bewegungshubs des Pressschuhs 6 in Druckrichtung X betragen, wie Fig. 2c verdeutlicht.

Ein Abstand Y zwischen dem stempelartigen Abschnitt 12 des Pressschuhs 6 und der Innenseitenwand 15 der nutartigen Kammer 11 ist derart gewählt, dass die Rollwand 13 beim Verschieben des stempelartigen Abschnitts 12 in Hubrichtung an die Innenseitenwand 15 der nutartigen Kammer 11 angepresst ist.

Ein wesentlicher Vorteil des Druckkissens 10 liegt auch darin, dass die auf den stempelartigen Abschnitt 12 wirkende Druckfläche des Druckkissens 10 unabhängig von den Hubbewegungen ist, wie Fig. 1a in Verbindung mit Fig. 2a zeigt.

Als Druckkissen 10 ist vorzugsweise ein fluidbeaufschlagbarer flexibler Schlauch 16 in die axial sich erstreckende nutartige Kammer 11 eingelegt. Die zwei im Querschnitt übereinander angeordneten Materiallagen 17, 18 des Schlauchs 16 sind derart U-förmig in die nutartige Kammer 11 eingelegt, dass die Schlauchfalten der Schenkelenden des U-förmig eingelegten Schlauchs die Rollwand 13 bilden. Der in einem Hubeingriff mit dem Druckkissen 10 stehende stempelartige Abschnitt 12 wird bei der Ausführung von Hubbewegungen von dem Schlauch 16 im Querschnitt U- förmig umschlossen.

Der Schlauch 16 besteht vorzugsweise aus einem faserverstärkten Kunststoff oder einer faserverstärkten Gummimischung. Die Rollwand 13 ist dann einstückig mit dem Schlauch 16 ausgebildet.

Der Pressschuh 6 wird über mindestens einen Druck, dann, wenn gemäß Fig. 2a zwei Druckkissen 10 vorgesehen sind, zwei Drücke P1 und P2, in den Schläuchen 16 gegen die Gegenwalze 2 oder ein Gegenelement angelegt und gepresst. Zum Anlegen rollt der Schlauch 16 in seiner Aufnahme, hier der Kammer 11 , hoch. Die Drücke P1 und P2 können unabhängig voneinander eingestellt werden. Unterschiedliche Druckprofile lassen sich so im Langspalt 1 einstellen.

Wie Fig. 2b zeigt, kann alternativ zu einem Schlauch das Druckkissen 10 von einem flexiblen Formteil 19 gebildet werden, das endseitig eingespannt ist an Einspannstellen 20.

Gemäß Fig. 1b kann der Pressschuh 6 geteilt ausgeführt sein. Dies ermöglicht den Aufbau des Pressschuhs 6 aus Schichten 21 , 22 unterschiedlicher Materialien. Diese Schichten 21 , 22 können in Maschinenrichtung (MD) zueinander geführt sein, beispielsweise mittels Passfedern 23 oder Schrauben. Die Schicht 21 kann sich gegenüber der Schicht 22 krümmen aufgrund von Temperaturunterschieden. In Maschinenquerrichtung (CD) können die Schichten 21 , 22 frei verschiebbar sein. Gleiches kann auch für die stempelartigen Abschnitte 12 unter dem Pressschuh 6 gelten.

Wie die beschriebenen Fig. 1a, Fig. 1b, Fig. 2a und Fig. 2b zeigen, kann der Pressschuh 6 in Maschinenrichtung (MD) mindestens zwei beabstandet quer zur Maschinenrichtung sich erstreckende stempelartige Abschnitte 12 aufweisen, denen jeweils eine nutartige Kammer 11 mit einem eingelegten Druckkissen 10 zugeordnet ist. Die Druckbeaufschlagung der mehreren Druckkissen 10 erfolgt vorzugsweise unterschiedlich.

Fig. 3a zeigt ein Ausführungsbeispiel mit drei Druckkissen 10 aus beispielsweise U- förmig eingelegten Schläuchen 16. Der Pressschuh 6 kann dann über drei stempelartige Abschnitte 12 an die Gegenwalze 2 bzw. ein Gegenelement angepresst werden. Der Druck P2 ist dann beispielsweise ein Hauptarbeitsdruck, während die Drücke P1 und P3 Drücke zur MD-Profilierung sind.

Wie Fig. 3b und Fig. 3c zeigen, kann der Pressschuh 6 über nur einen stempelartigen Abschnitt 12 mit einem zugeordneten Druckkissen 10, hier gebildet von einem Schlauch 16, angepresst werden. Fig. 3b zeigt dabei, dass der Pressschuh 6 mit dem Träger 4 verbunden ist und gegenüber diesem durch Stifte 31 in Druckrichtung X geführt und quer hierzu über Halterungen 32 gehalten ist. Dies gilt für die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele entsprechend.

Wie Fig. 4 und Fig. 5 in Maschinenquerrichtung (CD) zeigen, kann der axial sich erstreckende Schlauch 16 endseitig einen seitlichen Anschluss 27 zur Fluid- beaufschlagung 24 aufweisen. Gemäß Fig. 4 ist dieser Anschluss 27 beispielsweise rund ausgebildet. Ferner kann ein Stützelement 25 vorgesehen sein, das verhindert, dass Kraft von dem freien Schlauchende auf den Pressschuh 6 wirkt. Gemäß Fig. 5 ist der seitliche Anschluss 27 beispielsweise rechteckig oder U-förmig wie der Schlauch 16 unter dem Pressschuh 6 ausgebildet. Das jeweils gegenüberliegende Ende des Schlauchs 16 kann entsprechend ausgebildet sein.

Wie schließlich Fig. 6 zeigt, kann der stempelartige Abschnitt 12 über die Schuhlänge, d.h. in Maschinenquerrichtung (CD), mit unterschiedlich großen Aufstandsflächen 26 in das jeweilige Druckkissen 10 eintauchen. Die Aufstandsfläche 26 eines stempelartigen Abschnitts 2 kann randseitig kleiner sein als mittig.

Fig. 7b bis Fig. 7d zeigen beispielhaft für einen stempelartigen Abschnitt 12 (Fig. 7a) in Maschinenquerrichtung (CD) die daraus folgenden Linienkräfte in der Presszone des Pressschuhs 6. Die randseitig kleineren Aufstandsflächen 26 führen im Randbereich des Pressschuhs 6 zu niedrigeren Linienlasten als im mittigen Bereich. Die Verringerung der wirksamen Druckfläche kann beispielsweise 25 % betragen, wie Fig. 6 zeigt.

Dem stempelartigen Abschnitt 12 mit kleinerer Aufstandsfläche 26 kann mindestens eine separate Kraftkomponente F1 , F2 zur Erhöhung einer lokalen Presskraft zugeordnet sein. Der Angriff dieser zusätzlichen Kraftkomponenten F1 , F2 liegt vorzugsweise zwischen den beispielhaft zwei stempelartigen Abschnitten 12, wie dies Fig. 6 in Verbindung mit Fig. 7a verdeutlicht. Mit diesen zusätzlichen Kraftkomponenten kann, wie Fig. 7c zeigt, ohne Wirkung des/der Druckkissen 10 nur im Randbereich eine Linienlast eingestellt werden. Wie Fig. 7d zeigt, kann die Randentlastung gemäß Fig. 7b durch die zusätzlichen Kraftkomponenten F1 und F2 auf die gleiche Linienlast über die Schuhlänge ausgeglichen werden.

Wie die Fig. 8b bis Fig. 8d zeigen, können die zusätzlichen Kraftkomponenten F1 und F2 solche Zusatzdrücke aufbringen, wie in Fig. 8c verdeutlicht, so dass trotz kleinerer Aufstandsflächen 26 die Linienlasten randseitig höher sind als in einem mittigen Bereich für einen stempelartigen Abschnitt 12 gemäß Fig. 8a.

Bei allen Ausführungsbeispielen kann, wie exemplarisch in Fig. 3c dargestellt ist, ein Tuch 28 zwischen der Kopffläche 7 des Pressschuhs 6 und dem Walzenmantel 5 als Verschleißschutz eingelegt sein. Dieses Tuch 28 ist vorzugsweise thermisch belastbar und kann aus einem vergleichbaren Material wie der Walzenmantel 5 bestehen.

Verwendung kann die vorstehend beschriebene Vorrichtung finden als Nasspresse oder Kalander.