DE102004033751A1

DE102004033751A1 - Walzenmantel

Info

Publication number: DE102004033751A1
Application number: DE102004033751A
Authority: DE
Inventors: Uwe Matuschczyk
Original assignee: Voith Paper Patent GmbH
Current assignee: Voith Patent GmbH
Priority date: 2004-07-13
Filing date: 2004-07-13
Publication date: 2006-02-02
Also published as: US20070281843A1; JP4858992B2; EP1766128B1; JP2008506856A; EP1766128A1; ATE389056T1; WO2006005651A1; DE502005003221D1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen flexiblen Walzenmantel (3) einer Presswalze zur Behandlung einer Papier, Karton-, Tissue- oder einer anderen Faserstoffbahn (1) in einer Maschine zur Herstellung und/oder Veredlung derselben mit innen liegenden Stützelementen (5), bestehend aus zumindest zwei Umfangsschichten. Dabei soll die Lebensdauer insbesondere bei großen Pressdrücken dadurch verlängert werden, dass die radial innen liegende Innenschicht (7) härter als die außen liegende Außenschicht (8) ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen flexiblen Walzenmantel einer Presswalze zur Behandlung einer Papier-, Karton-, Tissue- oder einer anderen Faserstoffbahn in einer Maschine zur Herstellung und/oder Veredlung derselben mit innen liegenden Stützelementen bestehend aus zumindest zwei Umfangsschichten.

Bei derartigen Presswalzen wird der Walzenmantel von den Stützelementen zur Bildung eines Pressspaltes in Richtung einer Gegenwalze gepresst. Insbesondere bei Pressdrücken von mehr als 15 MPa kommt es dabei oft zu einer Beschädigung des Walzenmantels während des Kontaktes mit den Stützelementen.

Die Flexibilität des Walzenmantels macht sich dabei zur Bildung von verlängerten Pressspalten erforderlich. Hierzu besitzen die Stützelemente konkave Pressflächen, die den Walzenmantel zur zylindrischen Gegenwalze drücken.

Die Aufgabe der Erfindung ist es daher, bei Gewährleistung einer ausreichenden Flexibilität des Walzenmantels dessen Lebensdauer insbesondere bei hohen Pressdrücken zu verlängern.

Erfindungsgemäß wurde die Aufgabe dadurch gelöst, dass die radial innen liegende Innenschicht härter als die außen liegende Außenschicht ist.

Während die weichere Außenschicht eine ausreichende Flexibilität und Anpassung an die Kontur der Gegenwalze gewährleistet, wird die Innenschicht wegen der höheren Härte vor einer Beschädigung während des Kontaktes mit den Stützelementen auch bei hohen Pressdrücken von mehr als 15 MPa geschützt. Infolgedessen verlängert sich die Lebensdauer des Walzenmantels erheblich.

Dabei sollte die Härte der Innenschicht zwischen 40 und 80, vorzugsweise zwischen 50 und 60 Shore D und die Härte der Außenschicht zwischen 70 und 95 Shore A liegen.

Die Dicke der Innenschicht sollte maximal 4 mm betragen und vorzugsweise zwischen 3 und 3,7 mm liegen.

Die Dicke der Außenschicht sollte vorzugsweise zwischen 2 und 3 mm liegen. Bei Presswalzen zum Glätten der Faserstoffbahn wird die Dicke der Außenschicht unabhängig vom bevorzugten Bereich von dem zu erwartenden Verschleiß bestimmt.

Presswalzen zum Entwässern der Faserstoffbahn weisen oft außen liegende Rillen und/oder Blindbohrungen zur Aufnahme des ausgepressten Wassers auf. Daher sollte die Dicke der Außenschicht auf jeden Fall größer als die Tiefe der Blindbohrungen bzw. Rillen sein.

Für ein ausgewogenes Verhältnis zwischen der Härte der Innenschicht und der Flexibilität des Walzenmantels ist es vorteilhaft, wenn die Innenschicht dicker als die Außenschicht oder wenn die Dicke der Innenschicht etwa der Dicke der Außenschicht entspricht.

Hinsichtlich der Gestaltung und Herstellung ist es auch von Vorteil, wenn zumindest die Innenschicht, vorzugsweise auch die Außenschicht aus einem Kunststoff bestehen.

Hierfür eignet sich insbesondere Polyurethan.

Dabei ist es möglich, dass die beiden Schichten über verschiedene Gießköpfe weitestgehend gleichzeitig gegossen werden. Es kann aber auch vorteilhaft sein, wenn die zweite Schicht erst nach dem Aushärten der ersten Schicht und eventuell der Zugabe eines Haftvermittlers zwischen den Schichten erfolgt.

Um die Festigkeit der Innenschicht und damit des gesamten Walzenmantels zu verbessern, sollte die Innenschicht Verstärkungselemente, vorzugsweise in Form eines Gewebes und/oder Fadengeleges einschließen. Eine ausreichende Festigkeit bei gleichzeitig akzeptabler Einschränkung der Homogenität der Innenschicht ergibt sich, wenn der Anteil der Verstärkungselemente am Volumen der Innenschicht zwischen 5 und 30 % liegt.

Vorzugsweise sollte die Außenschicht zur Gewährleistung einer ausreichenden Flexibilität des Walzenmantels keine Verstärkungselemente besitzen.

Außerdem ist es von Vorteil, wenn der E-Modul der Innenschicht größer als der der Außenschicht ist. Ein möglichst geringer Unterschied im E-Modul zwischen dem Kunststoff der Innenschicht und den Verstärkungselementen vermindert die Scherkräfte an den Grenzflächen zwischen ihnen und verlängert so die Lebensdauer.

Beim Einsatz der Presswalze zum Glätten der Faserstoffbahn ist es von Vorteil, wenn die Härte der Außenschicht zwischen 85 und 90 Shore A liegt. Außerdem sollte die Rauhigkeit der Oberfläche der Außenschicht weniger als 2 Mikrometer betragen.

Wenn die Gegenwalze beheizt ist, was insbesondere beim Glätten der Faserstoffbahn oft der Fall ist, so kann eine Beschädigung des Walzenmantels infolge eines Kontaktes mit der heißen Gegenwalze dadurch verhindert werden, dass der Außendurchmesser der Außenschicht am Rand der Presswalze außerhalb des Kontaktbereiches mit der Faserstoffbahn kleiner wird.

Beim Einsatz der Presswalze zum Entwässern der Faserstoffbahn ist es vorteilhaft, wenn die Härte der Außenschicht zwischen 90 und 95 Shore A liegt.

Nachfolgend soll die Erfindung an mehreren Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. In der beigefügten Zeichnung zeigt:
1: einen Walzenmantel 3 zum Glätten,
2-4: einen Walzenmantel 3 zum Entwässern und
5: eine Pressanordnung.
Gemäß 5 wird durch den von einer Presswalze und einer zylindrischen Gegenwalze 4 gebildeten Pressspalt die Faserstoffbahn 1 gemeinsam mit einem Entwässerungsband 2 zur Aufnahme des ausgepressten Wassers geführt. Bei dieser Entwässerungsvorrichtung einer Papiermaschine ist der Pressspalt im Interesse einer intensiven, aber schonenden Entwässerung verlängert ausgeführt. Hierzu läuft der flexible Walzenmantel 3 der Presswalze über ein Stützelement 5 mit konkaver Pressfläche.
Das Stützelement 5 stützt sich am Träger 6 der Presswalze ab und drückt den Walzenmantel 3 zur Gegenwalze 4 hin.
Das Stützelement 5 wird hydrostatisch geschmiert und besitzt Öldrucktaschen. Um vor allem bei Pressdrücken von mehr als 10 MPa, insbesondere mehr als 20 MPa, zu verhindern, dass beim Durchlaufen eines Batzens von Faserstoffbahnresten und/oder Verunreinigungen durch den Pressspalt der Walzenmantel 3 in die Öldrucktaschen des Stützelementes 5 gedrückt und beschädigt wird, weist der Walzenmantel 3 eine spezielle Konstruktion auf.
Der Walzenmantel 3 besteht, wie in den 1 bis 4 zu sehen, aus zwei Umfangsschichten aus Polyurethan, einer radial innen liegen Innenschicht 7 und einer äußeren Außenschicht 8. Um eine Beschädigung der Innenschicht 7 insbesondere in den o.g. Fällen zu verhindern und so die Lebensdauer des Walzenmantels 3 zu verlängern, ist die Innenschicht 7 härter als die Außenschicht 8 ausgebildet.
Damit der Walzenmantel 3 eine ausreichende Festigkeit erhält, schließt die Innenschicht 7 Verstärkungselemente 9 in Form eines Fadengeleges aus in Umfangsrichtung und quer dazu verlaufenden Fäden ein. Das Volumen der Fäden beträgt etwa 20 bis 30% des Volumens der Innenschicht 7.
Dabei hat die Innenschicht 7 eine Härte zwischen 50 und 60 Shore D und eine Dicke zwischen 3 und 3,7 mm.
Die Dicke der Außenschicht 8 liegt zwischen 2 und 3 mm, wobei die Innenschicht 7 dickerer als die Auenschicht 8 ist.
Der in 1 dargestellte Walzenmantel 3 wird bei Presswalzen zum Glätten der Faserstoffbahn 1 eingesetzt, weshalb die Rauhigkeit der Oberfläche, die mit der Faserstoffbahn 1 in Kontakt kommt, kleiner als 2 Mikrometer beträgt. Da bei der Glättung im allgemeinen die Faserstoffbahn 1 allein durch den Pressspalt geführt wird und die Gegenwalze 4 beheizt ist, muss der Walzenmantel 3 vor einem direkten Kontakt mit der Gegenwalze 4 geschützt werden. Daher verringert sich der Außendurchmesser der Außenschicht 8 am Rand der Presswalze außerhalb des Kontaktbereiches mit der Faserstoffbahn 1. Dies kann wie zu sehen so weit erfolgen, dass die Außenschicht 8 zum Ende der Presswalze gänzlich verschwindet.
Die Härte der Außenschicht 8 liegt hier zwischen 85 und 90 Shore A.
Die in den 2 bis 4 gezeigten Pressmäntel 3 werden bei Presswalzen zur Entwässerung der Faserstoffbahn 1 eingesetzt.
Zur Aufnahme des aus der Faserstoffbahn 1 gepressten Wassers, welches durch das Entwässerungsband 2 zum Walzenmantel 3 gelangt, besitzen diese Walzenmäntel 3 außen Blindbohrungen 11 und in Umfangsrichtung verlaufende Rillen 10.
Die Tiefe dieser Blindbohrungen 11 und Rillen 10 ist geringer als die Dicke der Außenschicht 8, um die Innenschicht 7 nicht zu schwächen. Die Härte der Außenschicht liegt zwischen 90 und 95 Shore A.
In allen Fällen ist der E-Modul der Innenschicht 7 höher als der der Außenschicht 8.

Claims

Flexibler Walzenmantel (3) einer Presswalze zur Behandlung einer Papier-, Karton-, Tissue- oder einer anderen Faserstoffbahn (1) in einer Maschine zur Herstellung und/oder Veredlung derselben mit innen liegenden Stützelementen (5) bestehend aus zumindest zwei Umfangsschichten, dadurch gekennzeichnet, dass die radial innen liegende Innenschicht (7) härter als die außen liegende Außenschicht (8) ist.
Flexibler Walzenmantel (3) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Härte der Innenschicht (7) zwischen 40 und 80, vorzugsweise zwischen 50 und 60 Shore D liegt.
Flexibler Walzenmantel (3) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Härte der Außenschicht (8) zwischen 70 und 95 Shore A liegt.
Flexibler Walzenmantel (3) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke der Innenschicht (7) maximal 4 mm beträgt und vorzugsweise zwischen 3 und 3,7 mm liegt.
Flexibler Walzenmantel (3) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke der Außenschicht (8) zwischen 2 und 3 mm liegt.
Flexibler Walzenmantel (3) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenschicht (7) dicker als die Außenschicht (8) ist.
Flexibler Walzenmantel (3) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke der Innenschicht (7) etwa der Dicke der Außenschicht (8) entspricht.
Flexibler Walzenmantel (3) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die Innenschicht (7), vorzugsweise auch die Außenschicht (8) aus einem Kunststoff bestehen.
Flexibler Walzenmantel (3) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenschicht Verstärkungselemente (9), vorzugsweise in Form eines Gewebes und/oder Fadengeleges einschließt.
Flexibler Walzenmantel (3) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil der Verstärkungselemente (9) am Volumen der Innenschicht (7) zwischen 5 und 30 % liegt.
Flexibler Walzenmantel (3) nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenschicht (8) keine Verstärkungselemente (9) besitzt.
Flexibler Walzenmantel (3) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der E-Modul der Innenschicht (7) größer als der der Außenschicht (8) ist.
Flexibler Walzenmantel (3) einer Presswalze zum Glätten der Faserstoffbahn (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Härte der Außenschicht (8) zwischen 85 und 90 Shore A liegt.
Flexibler Walzenmantel (3) einer Presswalze zum Glätten der Faserstoffbahn (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rauhigkeit der Oberfläche der Außenschicht (8) weniger als 2 Mikrometer beträgt.
Flexibler Walzenmantel (3) einer Presswalze zum Glätten der Faserstoffbahn (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Außendurchmesser der Außenschicht (8) am Rand der Presswalze außerhalb des Kontaktbereiches mit der Faserstoffbahn (1) kleiner wird.
Flexibler Walzenmantel (3) einer Presswalze zum Entwässern der Faserstoffbahn (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Härte der Außenschicht (8) zwischen 90 und 95 Shore A liegt.
Flexibler Walzenmantel (3) einer Presswalze zum Entwässern der Faserstoffbahn (1) mit außen liegenden Rillen (10) und/oder Blindbohrungen (11) nach einem der Ansprüche 1 bis 12 und 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke der Außenschicht (8) größer als die Tiefe der Blindbohrungen (11) bzw. Rillen (10) ist.