EP1312713A1 - Walzenmantel - Google Patents

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EP1312713A1
EP1312713A1 EP02022002A EP02022002A EP1312713A1 EP 1312713 A1 EP1312713 A1 EP 1312713A1 EP 02022002 A EP02022002 A EP 02022002A EP 02022002 A EP02022002 A EP 02022002A EP 1312713 A1 EP1312713 A1 EP 1312713A1
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reinforcing threads
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Hermann Reichert
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Voith Patent GmbH
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    • D21F3/02—Wet presses
    • D21F3/0209—Wet presses with extended press nip
    • D21F3/0218—Shoe presses
    • D21F3/0227—Belts or sleeves therefor
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
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    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
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    • Y10T428/2913—Rod, strand, filament or fiber
    • Y10T428/2922—Nonlinear [e.g., crimped, coiled, etc.]
    • Y10T428/2925—Helical or coiled

Definitions

  • the invention relates to a roll shell for a smoothing or press roll Treatment of a material web, especially for dewatering a paper, Cardboard, tissue or other fibrous web in a press nip Machine for the production of the fibrous web whose ends with a roller axis are connected and with a layer of elastomeric material in which for Reinforcement embedded threads running lengthways and crossways to the web running direction are.
  • Such roll shells have been known for a long time and are particularly used in Shoe press rollers used. There they are subject to the concave pressing surface to form an extended press nip of a permanent deformation. With increasing machine speed results in considerable Wear and tear sensitivity requirements.
  • the object of the invention is therefore the stability and wear resistance of the Roller shell without significantly impairing its suitability and with to improve reasonable effort
  • the object was achieved in that at least sections of at least one layer of additional reinforcing threads in the Layer is embedded, the reinforcing threads at an angle between 20 ° and run 70 ° to the web running direction.
  • the threads running lengthways and crossways to the web running direction should be advantageous form at least one separate layer each. Manufacturing advantages arise if at least one layer each of longitudinal and transverse to Threads running from a fabric is formed. to Influencing the torsional stiffness can also be advantageous if at least two layers of approximately longitudinal and transverse to the web running direction Threads are viewed radially from each other.
  • the load and the type of reinforcement can the layers of the additional reinforcing threads outside the in and across Path running threads and / or between in and across Threads running web direction. They are preferred additional reinforcement threads between two layers of in and / or across Threads running web embedded, the threads and Reinforcing threads preferably have similar strength.
  • the additional reinforcement threads only in one or more, preferably axially limited sections of the Roll shell are present. Because of the particularly high stress the ends of the roller shell and the center thereof can be used.
  • the reinforcing threads or the corresponding fabric are advantageously used during the casting of the roll shell from an elastomeric material.
  • roller jacket can also have blind bores for water absorption.
  • the roller shell is essentially of a layer 1, as can be seen in FIG. 1 made of elastomeric material, for example polyurethane, in which a layer of threads 2 running in the direction of web travel 5 and threads 3 running transversely thereto is embedded. These threads 2, 3 provide the required roll jacket Dimensional stability without the deformability in the area of the press nip affect.
  • the outside of the roller shell has, for example, approximately Web running direction 5 extending grooves 6 for receiving the squeezed water.
  • the roller shell is driven by the opposite cylindrical one Press roll of the press nip. Because the roller jacket at the ends over Side shields are rotatably mounted on the roller axis, must also in the general metallic side shields accelerated over the roller jacket or be slowed down. This torque causes in the roll shell Shear stresses whose direction of action is ⁇ 45 ° to web running direction 5.
  • layer 1 also contains two perpendicular to each other and each 45 ° to the web running direction 5, additional reinforcement threads 4 according to FIG. 2.
  • These reinforcement threads 4 are constructed exactly like the other threads 2, 3.
  • the reinforcing threads 4 are producible and have high torsional rigidity over the other threads 2, 3, that is arranged outside of them.
  • the better torsional stiffness has a positive effect on wear and especially for wear.
  • Figure 3 shows a roll shell in which the mutually perpendicular Reinforcement threads 4 are formed by a fabric tape, which together with the threads 2 oriented in the direction of web travel 5 spirally in the roll shell runs.
  • the edges of the band 7 overlap such that the in Web running direction 5 running threads 2 are covered on both sides by the tape 7.
  • the band 7 has a width between 5 and 50 mm, the reinforcing threads 4 run inclined to the winding direction and preferably the same angular amount form to the winding direction.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Walzenmantel für eine Glätt- oder Presswalze zur Behandlung einer Materialbahn, insbesondere zur Entwässerung einer Papier-, Karton-, Tissue- oder einer anderen Faserstoffbahn in einem Pressspalt einer Maschine zur Herstellung der Faserstoffbahn dessen Enden mit einer Walzenachse verbunden sind und mit einer Schicht (1) aus elastomerem Material, in die zur Verstärkung längs und quer zur Bahnlaufrichtung (5) verlaufende Fäden (2,3) eingebettet sind. Davon ausgehend soll die Stabilität und Verschleißfestigkeit dadurch verbessert werden, dass zumindest abschnittsweise wenigstens eine Lage von zusätzlichen Verstärkungsfäden (4) in die Schicht (1) eingebettet ist, wobei die Verstärkungsfäden (4) in einem Winkel zwischen 20° und 70° zur Bahnlaufrichtung (5) verlaufen. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft einen Walzenmantel für eine Glätt- oder Presswalze zur Behandlung einer Materialbahn, insbesondere zur Entwässerung einer Papier-, Karton-, Tissue- oder einer anderen Faserstoffbahn in einem Pressspalt einer Maschine zur Herstellung der Faserstoffbahn dessen Enden mit einer Walzenachse verbunden sind und mit einer Schicht aus elastomerem Material, in die zur Verstärkung etwa längs und quer zur Bahnlaufrichtung verlaufende Fäden eingebettet sind.
Derartige Walzenmäntel sind seit längerem bekannt und werden insbesondere bei Schuh-Presswalzen eingesetzt. Dort unterliegen sie wegen der konkaven Pressfläche zur Bildung eines verlängerten Pressspaltes einer ständigen Verformung. Mit zunehmender Maschinengeschwindigkeit ergeben sich daraus erhebliche Anforderungen an die Verschleiß- und Rissempfindlichkeit.
Die Aufgabe der Erfindung ist es daher die Stabilität und Verschleißfestigkeit des Walzenmantels ohne wesentliche Beeinträchtigung seiner Eignung und mit vertretbarem Aufwand zu verbessern
Erfindungsgemäß wurde die Aufgabe dadurch gelöst, dass zumindest abschnittsweise wenigstens eine Lage von zusätzlichen Verstärkungsfäden in die Schicht eingebettet ist, wobei die Verstärkungsfäden in einem Winkel zwischen 20° und 70° zur Bahnlaufrichtung verlaufen.
Dabei wurde erkannt, dass eine große Beanspruchung des Walzenmantels beim Antrieb desselben erfolgt. Da derartige Glätt- oder Presswalzen nicht direkt angetrieben werden, erfolgt der Antrieb von einem Band des Pressspaltes oder der anderen Walze des Glätt- bzw. Pressspaltes aus. Wegen dem Trägheitsmoment der Elemente zur Verbindung des Walzenmantels mit der Walzenachse sowie der Walzenachse selbst ist der Walzenmantel beim Anfahr- und Anhaltprozess als auch während des Betriebes einem erheblichen Drehmoment ausgesetzt. Das dabei entstehende Verdrehen führt zu Rissen und einem erhöhten Abrieb. Die winkelversetzt zur Drehrichtung verlaufenden zusätzlichen Verstärkungsfäden können diese Spannungen aufnehmen. Da die Schubspannungen infolge des Drehmomentes mit einem Winkel von ± 45° zur Dreh- und Bahnlaufrichtung auftreten, sollten die zusätzlichen Verstärkungsfäden ebenfalls in einem Winkel zwischen 35° und 70°, vorzugsweise von ca. 45° zur Bahnlaufrichtung verlaufen.
Mit Vorteil sollten die längs und quer zur Bahnlaufrichtung verlaufenden Fäden zumindest jeweils eine separate Lage bilden. Vorteile hinsichtlich der Herstellbarkeit ergeben sich dabei, wenn wenigstens je eine Lage von längs und quer zur Bahnlaufrichtung verlaufenden Fäden von einem Gewebe gebildet wird. Zur Beeinflussung der Torsionssteifigkeit kann es aber auch vorteilhaft sein, wenn zumindest zwei Lagen von etwa längs- und quer zur Bahnlaufrichtung verlaufenden Fäden radial betrachtet voneinander beabstandet sind.
Vorteile hinsichtlich des Biegeverhaltens ergeben sich, wenn die Entfernung der überwiegenden Anzahl der, vorzugsweise aller quer zur Bahnlaufrichtung verlaufenden Fäden zur äußeren Oberfläche des Walzenmantels zumindest genauso groß wie die, der in Bahnlaufrichtung verlaufenden Fäden zur äußeren Oberfläche des Walzenmantels ist. Außerdem kann die Torsionssteifigkeit dadurch vergrößert werden, dass wenigstens die überwiegende Anzahl der, vorzugsweise alle Verstärkungsfäden radial betrachtet zwischen den in und quer zur Bahnlaufrichtung verlaufenden Fäden und der äußeren Oberfläche des Walzenmantels angeordnet sind.
Beim Anfahr- und Anhaltvorgang bewirken die unterschiedlichen Drehmomente auch Schubspannungen im Walzenmantel deren Wirkrichtung senkrecht zueinander verlaufen. Daher ist es vorteilhaft, wenn zumindest zwei Lagen von zusätzlichen Verstärkungsfäden vorhanden sind und wenigstens die zusätzlichen Verstärkungsfäden zweier Lagen in einem Winkel von ca. 90° zueinander verlaufen.
Vorteile bei der Herstellung ergeben sich, wenn zumindest zwei Lagen von zusätzlichen Verstärkungsfäden von einem Gewebe mit etwa senkrecht zueinander verlaufenden Verstärkungsfäden gebildet werden. Es ist aber auch möglich, dass zumindest zwei Lagen von zusätzlichen Verstärkungsfäden von einem gewebten, geflochtenen oder gehäkelten Band, welches schraubenlinienförmig im Walzenmantel verläuft, gebildet werden, wobei die Verstärkungsfäden der Lagen etwa senkrecht zueinander verlaufen.
Vorteile hinsichtlich Herstellung und Stabilität ergeben sich dabei, wenn das Band gemeinsam mit den spiralförmig aufgewickelten und in Bahnlaufrichtung orientierten Fäden verläuft, wobei ein Rand des Bandes über und der andere Rand unter diesen Fäden angeordnet ist. Dabei sollten sich die Ränder des Bandes überlappen, insbesondere sollten die Ränder des Bandes die in Bahnlaufrichtung verlaufenden Fäden beidseitig abdecken.
Entsprechend den Anforderungen, der Belastung sowie der Art der Verstärkung können die Lagen der zusätzlichen Verstärkungsfäden außerhalb der in und quer zur Bahnlaufrichtung verlaufenden Fäden und/oder zwischen den in und quer zur Bahnlaufrichtung verlaufenden Fäden angeordnet sein. Mit Vorzug sind die zusätzlichen Verstärkungsfäden zwischen zwei Lagen von in und/oder quer zur Bahnlaufrichtung verlaufenden Fäden eingebettet, wobei die Fäden und Verstärkungsfäden vorzugsweise ähnliche Festigkeit aufweisen.
Es kann häufig bereits ausreichend sein, wenn die zusätzlichen Verstärkungsfäden nur in einem oder mehreren, vorzugsweise axial begrenzten Abschnitten des Walzenmantels vorhanden sind. Wegen der besonders großen Beanspruchung kommen dafür die Enden des Walzenmantels sowie dessen Mitte infrage.
Um die Beanspruchung des Walzenmantels im Bereich der Pressspalten insbesondere bei der Bildung eines verlängerten Glätt- oder Pressspaltes mit einem Pressschuh möglichst klein zu halten und so die Lebensdauer zu erhöhen, ist es vorteilhaft, wenn der Walzenmantel möglichst biegeweich bzw. biegeschlaff ist. Dies kann insbesondere dadurch erreicht werden, dass der Durchmesser der Verstärkungsfäden und/oder der anderen Fäden 1 mm nicht überschreitet.
Soll der Walzenmantel jedoch umfassend vor Überbeanspruchung geschützt werden, so sollten sich auch die zusätzlichen Verstärkungsfäden über den gesamten Walzenmantel erstrecken.
Die Verstärkungsfäden bzw. das entsprechende Gewebe werden mit Vorteil während des Gießens des Walzenmantels aus einem elastomeren Material aufgewickelt.
Falls der Walzenmantel etwa in Umfangsrichtung verlaufende Rillen zur Wasseraufnahme besitzt, so ist es vorteilhaft, wenn der Winkel der Verstärkungsfäden bezüglich der Umfangsrichtung größer als der der Rillen ist.
Anstatt der Rillen oder zusätzlich dazu kann der Walzenmantel auch Blindbohrungen zur Wasseraufnahme aufweisen.
Nachfolgend soll die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In der beigefügten Zeichnung zeigt:
  • Figur 1: einen schematischen Querschnitt des Walzenmantels und
  • Figur 2: ein Teilschnitt des Walzenmantels.
  • Figur 3: einen schematischen Querschnitt des Walzenmantels mit Bändern 7.
    • Der Walzenmantel wird im wesentlichen wie in Figur 1 zu sehen von einer Schicht 1 aus elastomerem Material, beispielsweise Polyurethan gebildet, in die eine Lage von in Bahnlaufrichtung 5 verlaufende Fäden 2 und quer dazu verlaufende Fäden 3 eingebettet ist. Diese Fäden 2,3 liefern dem Walzenmantel die erforderliche Formstabilität, ohne die Verformbarkeit im Bereich des Pressspaltes zu beeinträchtigen. Der Walzenmantel besitzt außen beispielsweise etwa in Bahnlaufrichtung 5 verlaufende Rillen 6 zur Aufnahme des ausgepressten Wassers.
    Der Antrieb des Walzenmantels erfolgt von der gegenüberliegenden zylindrischen Presswalze des Pressspaltes. Da der Walzenmantel an den Enden über Seitenschilde auf der Walzenachse drehbar gelagert ist, müssen auch die im allgemeinen metallischen Seitenschilde über den Walzenmantel beschleunigt oder abgebremst werden. Dieses Drehmoment bewirkt im Walzenmantel Schubspannungen, deren Wirkrichtung ± 45° zur Bahnlaufrichtung 5 verläuft.
    Um die Torsionssteifigkeit des Walzenmantels zu erhöhen, enthält die Schicht 1 auch zwei senkrecht zueinander und jeweils 45° zur Bahnlaufrichtung 5 verlaufende, zusätzliche Verstärkungsfäden 4 gemäß Figur 2. Diese Verstärkungsfäden 4 sind genauso ausgebildet wie die anderen Fäden 2,3. Im Interesse einer einfachen Herstellbarkeit sowie einer hohen Torsionssteifigkeit sind die Verstärkungsfäden 4 über den anderen Fäden 2,3, das heißt außerhalb dieser angeordnet.
    Die bessere Torsionssteifigkeit wirkt sich positiv auf den Verschleiß und insbesondere auf den Abrieb aus.
    Figur 3 zeigt einen Walzenmantel bei dem die senkrecht zueinander verlaufenden Verstärkungsfäden 4 von einem Gewebeband gebildet werden, welches gemeinsam mit den in Bahnlaufrichtung 5 orientierten Fäden 2 spiralförmig im Walzenmantel verläuft. Dabei überlappen sich die Ränder des Bandes 7 derart, dass die in Bahnlaufrichtung 5 verlaufenden Fäden 2 beidseitig vom Band 7 abgedeckt werden. Das Band 7 hat eine Breite zwischen 5 und 50 mm, wobei die Verstärkungsfäden 4 zur Wickelrichtung geneigt verlaufen und vorzugsweise den gleichen Winkelbetrag zur Wickelrichtung bilden.

    Claims (18)

    1. Walzenmantel für eine Glätt- oderPresswalze zur Behandlung einer Materialbahn, insbesondere zur Entwässerung einer Papier-, Karton-, Tissueoder einer anderen Faserstoffbahn in einem Pressspalt einer Maschine zur Herstellung der Faserstoffbahn dessen Enden mit einer Walzenachse verbunden sind und mit einer Schicht (1) aus elastomerem Material, in die zur Verstärkung etwa längs und quer zur Bahnlaufrichtung (5) verlaufende Fäden (2,3) eingebettet sind, dadurch gekennzeichnet, dass
      zumindest abschnittsweise wenigstens eine Lage von zusätzlichen Verstärkungsfäden (4) in die Schicht (1) eingebettet ist, wobei die Verstärkungsfäden (4) in einem Winkel zwischen 20° und 70° zur Bahnlaufrichtung (5) verlaufen.
    2. Walzenmantel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass
      die längs und quer zur Bahnlaufrichtung (5) verlaufenden Fäden (2,3) zumindest jeweils eine Lage bilden.
    3. Walzenmantel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass
      wenigstens je eine Lage von längs und quer zur Bahnlaufrichtung (5) verlaufenden Fäden (2,3) von einem Gewebe gebildet wird.
    4. Walzenmantel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass
      zumindest zwei Lagen von etwa längs- und quer zur Bahnlaufrichtung (5) verlaufenden Fäden (2,3) radial betrachtet voneinander beabstandet sind.
    5. Walzenmantel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
      die Entfernung der überwiegenden Anzahl der, vorzugsweise aller quer zur Bahnlaufrichtung (5) verlaufenden Fäden (3) zur äußeren Oberfläche des Walzenmantels zumindest genauso groß wie die, der in Bahnlaufrichtung (5) verlaufenden Fäden (2) zur äußeren Oberfläche des Walzenmantels ist.
    6. Walzenmantel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
      wenigstens die überwiegende Anzahl der, vorzugsweise alle Verstärkungsfäden (4) radial betrachtet zwischen den in und quer zur Bahnlaufrichtung (5) verlaufenden Fäden (2,3) und der äußeren Oberfläche des Walzenmantels angeordnet sind.
    7. Walzenmantel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
      die zusätzlichen Verstärkungsfäden (4) in einem Winkel zwischen 35° und 70°, vorzugsweise von ca. 45° zur Bahnlaufrichtung (5) verlaufen.
    8. Walzenmantel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwei Lagen von zusätzlichen Verstärkungsfäden (4) vorhanden sind, wobei wenigstens die zusätzlichen Verstärkungsfäden (4) zweier Lagen in einem Winkel von ca. 90° zueinander verlaufen.
    9. Walzenmantel nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass
      zumindest zwei Lagen von zusätzlichen Verstärkungsfäden (4) von einem Gewebe mit etwa senkrecht zueinander verlaufenden Verstärkungsfäden (4) gebildet werden.
    10. Walzenmantel nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwei Lagen von zusätzlichen Verstärkungsfäden (4) von einem gewebten, geflochtenen oder gehäkelten Band (7), welches schraubenlinienförmig im Walzenmantel verläuft, gebildet werden, wobei die Verstärkungsfäden (4) der Lagen etwa senkrecht zueinander verlaufen.
    11. Walzenmantel nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass
      das Band (7) gemeinsam mit den spiralförmig aufgewickelten und in Bahnlaufrichtung (5) orientierten Fäden (2) verläuft, wobei ein Rand des Bandes (7) über und der andere Rand unter diesen Fäden (2) angeordnet ist.
    12. Walzenmantel nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass
      sich die Ränder des Bandes (7) überlappen.
    13. Walzenmantel nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass
      die Ränder des Bandes (7) die in Bahnlaufrichtung (5) verlaufenden Fäden (2) beidseitig abdecken.
    14. Walzenmantel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
      zumindest eine Lage der zusätzlichen Verstärkungsfäden (4) außerhalb der in und quer zur Bahnlaufrichtung (5) verlaufenden Fäden (2,3) angeordnet ist.
    15. Walzenmantel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
      zumindest eine Lage der zusätzlichen Verstärkungsfäden (4) zwischen zwei Lagen von in und/oder quer zur Bahnlaufrichtung (5) verlaufenden Fäden (2,3) angeordnet ist.
    16. Walzenmantel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
      die zusätzlichen Verstärkungsfäden (4) nur in einem oder mehreren, vorzugsweise axial begrenzten Abschnitten des Walzenmantels vorhanden sind.
    17. Walzenmantel nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass
      sich die zusätzlichen Verstärkungsfäden (4) über den gesamten Walzenmantel erstrecken.
    18. Walzenmantel mit etwa in Umfangsrichtung verlaufenden Rillen (6) an der äußeren Oberfläche nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
      der Winkel der Verstärkungsfäden (4) bezüglich der Umfangsrichtung größer als der der Rillen (6) ist.
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