EP1766128A1 - Walzenmantel - Google Patents

Walzenmantel

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EP1766128A1
EP1766128A1 EP05752581A EP05752581A EP1766128A1 EP 1766128 A1 EP1766128 A1 EP 1766128A1 EP 05752581 A EP05752581 A EP 05752581A EP 05752581 A EP05752581 A EP 05752581A EP 1766128 A1 EP1766128 A1 EP 1766128A1
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EP
European Patent Office
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outer layer
roll shell
flexible roll
inner layer
fibrous web
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EP05752581A
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EP1766128B1 (de
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Uwe Matuschczyk
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Voith Patent GmbH
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Voith Patent GmbH
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Publication date
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    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21F—PAPER-MAKING MACHINES; METHODS OF PRODUCING PAPER THEREON
    • D21F3/00—Press section of machines for making continuous webs of paper
    • D21F3/02—Wet presses
    • D21F3/0209—Wet presses with extended press nip
    • D21F3/0218—Shoe presses
    • D21F3/0227—Belts or sleeves therefor
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21F—PAPER-MAKING MACHINES; METHODS OF PRODUCING PAPER THEREON
    • D21F3/00—Press section of machines for making continuous webs of paper
    • D21F3/02—Wet presses
    • D21F3/029—Wet presses using special water-receiving belts
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21G—CALENDERS; ACCESSORIES FOR PAPER-MAKING MACHINES
    • D21G1/00—Calenders; Smoothing apparatus
    • D21G1/02—Rolls; Their bearings
    • D21G1/0206—Controlled deflection rolls

Definitions

  • the invention relates to a flexible roll shell of a press roll for treating a paper, cardboard, tissue or another fibrous web in a machine for producing and / or finishing the same with internal support elements consisting of at least two circumferential layers.
  • the roll shell is pressed by the support elements to form a press nip in the direction of a counter roll.
  • the support elements In particular, at pressing pressures of more than 15 MPa, damage to the roll shell often occurs during contact with the support elements.
  • the support elements have concave pressing surfaces which press the roll mantle to the cylindrical mating roll.
  • the object of the invention is therefore to extend its life, especially at high compression pressures while ensuring sufficient flexibility of the roll shell.
  • this object is achieved in that the radially inner layer of coating is harder than the outer layer lying outside.
  • the hardness of the inner layer should be between 40 and 80, preferably between 50 and 60 Shore D and the hardness of the outer layer between 70 and 95 Shore A.
  • the thickness of the inner layer should be a maximum of 4 mm and preferably between 3 and 3.7 mm.
  • the thickness of the outer layer should preferably be between 2 and 3 mm. In press rolls for smoothing the fibrous web, the thickness of the outer layer is determined independently of the preferred range of the expected wear.
  • Press rolls for dewatering the fibrous web often have outer grooves and / or blind holes for receiving the squeezed water. Therefore, the thickness of the outer layer should definitely be greater than the depth of the blind holes or grooves.
  • the inner layer is thicker than the outer layer or if the thickness of the inner layer corresponds approximately to the thickness of the outer layer.
  • At least the inner layer preferably also the outer layer consist of a plastic.
  • polyurethane is suitable.
  • the two layers are poured over different casting heads largely simultaneously.
  • the second layer takes place only after the curing of the first layer and possibly the addition of an adhesion promoter between the layers.
  • the inner layer should include reinforcing elements, preferably in the form of a woven fabric and / or netting. A sufficient strength with at the same time acceptable restriction of the homogeneity of the inner layer results when the proportion of the reinforcing elements in the volume of the inner layer is between 5 and 30%.
  • the outer layer should have no reinforcing elements to ensure sufficient flexibility of the roll mantle.
  • the modulus of elasticity of the inner layer is greater than that of the outer layer.
  • the smallest possible difference in the modulus of elasticity between the plastic of the inner layer and the reinforcing elements reduces the shear forces at the interfaces between them and thus prolongs the service life.
  • the hardness of the outer layer is between 85 and 90 Shore A.
  • the roughness of the surface of the outer layer should be less than 2 Ji microns.
  • the hardness of the outer layer is between 90 and 95 Shore A.
  • Figure 5 a pressing arrangement.
  • FIG. 5 is formed by the press nip formed by a press roll and a cylindrical mating roll 4 press nip the fibrous web 1 together with a
  • Dewatering belt 2 led to receive the squeezed water. At this point
  • Dewatering device of a paper machine is the press nip extended in the interest of intensive, but gentle drainage extended.
  • the flexible roll shell 3 of the press roll passes over a support element 5 with concave pressing surface.
  • the support element 5 is supported on the support 6 of the press roll and presses the roll shell 3 to the counter roll 4 out.
  • the support element 5 is hydrostatically lubricated and has oil pressure pockets.
  • the support element 5 is hydrostatically lubricated and has oil pressure pockets.
  • the roll shell 3 is pressed and damaged in the oil pressure pockets of the support element 5 the roll shell 3 a special construction.
  • the roll shell 3 consists, as can be seen in FIGS. 1 to 4, of two circumferential layers of polyurethane, a radially inner layer 7 and an outer outer layer 8.
  • the inner layer 7 is harder than the outer layer 8 is formed.
  • the inner layer 7 includes reinforcing elements 9 in the form of a thread scrim consisting of circumferentially extending and transverse threads.
  • the volume of the threads is about 20 to 30% of the volume of the inner layer 7.
  • the inner layer 7 has a hardness between 50 and 60 Shore D and a thickness between 3 and 3.7 mm.
  • the thickness of the outer layer 8 is between 2 and 3 mm, the inner layer 7 being thicker than the outer layer 8.
  • the roll shell 3 shown in FIG. 1 is used for press rolls for smoothing the fibrous web 1, which is why the roughness of the surface which comes into contact with the fibrous web 1 is less than 2 micrometers. Since in the smoothing generally the fibrous web 1 is guided solely by the press nip and the counter-roller 4 is heated, the roll shell 3 must be protected from direct contact with the counter-roller 4. Therefore, the outer diameter of the outer layer 8 decreases at the edge of the press roll outside the contact area with the fibrous web 1. This can be seen so far that the outer layer 8 to the end of the press roll completely disappears.
  • the hardness of the outer layer 8 is between 85 and 90 Shore A.
  • the press jackets 3 shown in FIGS. 2 to 4 are used for press rolls for dewatering the fibrous web 1.
  • these roll coats 3 have outside blind holes 11 and circumferentially extending grooves 10th
  • the depth of these blind holes 11 and grooves 10 is less than the thickness of the outer layer 8 so as not to weaken the inner layer 7.
  • the hardness of the outer layer is between 90 and 95 Shore A.
  • the modulus of elasticity of the inner layer 7 is higher than that of the outer layer 8.

Landscapes

  • Paper (AREA)
  • Soil Working Implements (AREA)
  • General Preparation And Processing Of Foods (AREA)
  • Polishing Bodies And Polishing Tools (AREA)

Description

Walzenmantel
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 Ihnenschicht 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 2JiMikrometer 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:
Figur 1 : einen Walzenmantel 3 zum Glätten, Figuren 2-4: einen Walzenmantel 3 zum Entwässern und
Figur 5: eine Pressanordnung.
Gemäß Figur 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 MPa1 zu verhindern, dass beim Durchlaufen eines Batzens von Faserstoffbahnresten und/oder Verunreinigungen durch deri^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 Figuren 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 Figur 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 Figuren 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

Patentansprüche
1. 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.
2. 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.
3. Flexibler Walzenmantel (3) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Härte der Außeπschicht (8) zwischen 70 und 95 Shore A liegt.
4. 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.
5. Flexibler Walzenmantel (3) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke der Außenschicht (8) zwischen 2 und 3 mm liegt.
6. Flexibler Walzenmantel (3) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenschicht (7) dicker als die Außenschicht (8) ist.
7. 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.
8. Flexibler Walzenmantel (3) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die Innenschicht (7), vorzugsweise auch die Außenschicht (8) aus einem Kunststoff bestehen.
9. Flexibler Walzenmantel (3) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenschicht Verstärkungselemente (9), vorzugsweise in Form eines Gewebes und/oder Fadengeleges einschließt.
10. Flexibler Walzenmantel (3) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil der Verstärkungselemente (9) am Volumen der Innenschicht (7) zwischen 5 und 30 % liegt.
•■■->• 11. Flexibler Walzenmantel (3) nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenschicht (8) keine Verstärkungselemente (9) besitzt.
12. Flexibler Walzenmantel (3) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der E-Modul der Innenschicht (7) größer als der der Außenschicht (8) ist.
13. 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.
14. 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.
15. 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.
16. 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.
17. Flexibler Walzenmantel (3) v 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.
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