EP4165245A1

EP4165245A1 - Roller

Info

Publication number: EP4165245A1
Application number: EP21729439.6A
Authority: EP
Inventors: Dominik Marusa; José Luiz CAMPOS SOUZA; Thomas Martin
Original assignee: Voith Patent GmbH
Current assignee: Voith Patent GmbH
Priority date: 2020-06-16
Filing date: 2021-05-25
Publication date: 2023-04-19
Also published as: DE102020115802A1; CN115917082A; WO2021254732A1

Abstract

The invention relates to a roller for producing a fibrous material web, in particular a paper web, comprising a main rotationally symmetrical main body which is rotatable about a longitudinal axis and has a lateral surface on which there are arranged at least two elastically deformable and/or deflectable annular lamellas which extend away from the lateral surface in the radial direction and which surround the main body in the circumferential direction, the lamellas being arranged at least in portions at an angle to a centre plane of the roller oriented perpendicularly to the longitudinal axis of the roller, thus forming an angle of inclincation.

Description

Walze roller

Die Erfindung betrifft eine Walze zur Herstellung einer Fasermaterialbahn, insbesondere einer Papierbahn, mit einem um eine Längsachse rotierbaren rotationssymmetrischen Grundkörper, der eine Mantelfläche aufweist. The invention relates to a roller for producing a fiber material web, in particular a paper web, with a rotationally symmetrical base body which is rotatable about a longitudinal axis and which has a circumferential surface.

Bei der Papierherstellung wird eine noch feuchte Fasermaterialbahn in Richtung ihrer Längserstreckung gefördert und dabei ihr Feuchtigkeitsgehalt reduzierten. Der Trocknungsvorgang führt zu einer Verringerung des Zwischenraums zwischen den Fasern des Fasermaterials, was letztlich eine Volumenänderung der Fasermaterialbahn zur Folge hat. Insbesondere erfährt die Fasermaterialbahn bei der Trocknung sowohl eine Längenänderung in Richtung ihrer Längserstreckung als auch eine Breitenänderung in einer Richtung quer zu ihrer Längserstreckung, wobei die Querschrumpfung der Fasermaterialbahn in der Regel zumindest annähernd parallel zur Längsachse der Walze ausgerichtet ist. During paper production, a still moist fibrous material web is conveyed in the direction of its longitudinal extension and its moisture content is reduced in the process. The drying process leads to a reduction in the space between the fibers of the fiber material, which ultimately results in a change in volume of the fiber material web. In particular, the fiber material web experiences both a change in length in the direction of its longitudinal extent and a change in width in a direction transverse to its longitudinal extent during drying, the transverse shrinkage of the fiber material web generally being at least approximately parallel to the longitudinal axis of the roller.

Während sich die Längenänderung durch eine geeignete Anordnung mehrerer in Förderrichtung der Fasermaterialbahn angeordneter Walzen im Zusammenspiel mit einem Band mit zusammenziehbarer Oberflächenschicht gezielt beeinflussen lässt, um ein Kreppen der Papierbahn zu verhindern (siehe z.B. DE 1 003 564 B), ist die Breitenänderung oder der Querschrumpf eher eine zufällige Folge der Längenänderung und kann nur zu einem gewissen Grad bis gar nicht kontrolliert werden. While the change in length can be specifically influenced by a suitable arrangement of several rollers arranged in the conveying direction of the fiber material web in conjunction with a belt with a contractible surface layer in order to prevent creping of the paper web (see e.g. DE 1 003 564 B), the change in width or transverse shrinkage rather a coincidental consequence of the change in length and can only be controlled to a certain extent or not at all.

Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, eine Walze zu schaffen, welche eine kontrollierbare Breitenänderung der Fasermaterialbahn ermöglicht. It is therefore an object of the invention to create a roller which enables the width of the fiber material web to be changed in a controllable manner.

Die Aufgabe wird gelöst durch eine Walze mit den Merkmalen des Anspruchs 1 . Die erfindungsgemäße Walze umfasst einen um eine Längsachse rotierbaren rotationssymmetrischen Grundkörper, der eine Mantelfläche aufweist, an der zumindest zwei elastisch deformierbare und/oder auslenkbare ringförmige oder spiralförmige Lamellen angeordnet sind, die sich in radialer Richtung von der Mantelfläche weg erstrecken und die den Grundkörper in Umfangsrichtung umgeben, wobei die Lamellen zumindest abschnittsweise unter Bildung eines Neigungswinkels schräg zu einer senkrecht zur Längsachse der Walze ausgerichteten Mittenebene der Walze angeordnet sind. The object is achieved by a roller with the features of claim 1. The roller according to the invention comprises a rotationally symmetrical base body which can be rotated about a longitudinal axis and which has a jacket surface on which at least two elastically deformable and / or deflectable annular or spiral lamellae are arranged, which extend in the radial direction away from the jacket surface and which the base body in the circumferential direction surround, wherein the lamellae are arranged at least in sections with the formation of an angle of inclination obliquely to a center plane of the roller which is oriented perpendicular to the longitudinal axis of the roller.

Die Erfindung basiert auf der Erkenntnis, dass sich eine Lamelle aufgrund ihrer elastisch deformierbaren und/oder auslenkbaren Ausbildung sowie ihrer schrägen Ausrichtung in Bezug auf die Mittenebene der Walze durch eine auf die Lamellen senkrecht zur Mantelfläche der Walze wirkende Kraft sowohl in radialer Richtung senkrecht zur Längsachse der Walze als auch in axialer Richtung parallel zur Längsachse der Walze auslenken lässt. Dabei hängt der Grad der Auslenkung der Lamellen unter anderem vom Neigungswinkel zwischen der Lamelle und der Mittenebene der Walze, von der Stärke der auf die Lamelle wirkenden Kraft und/oder der Materialeigenschaften des Lamellenmaterials ab. Die Länge der Lamellen hat einen Einfluss auf die Kraftverteilung, das heißt auf die Linienkraft der Pressung, welche somit mit der Länge angepasst werden kann. Es gilt, dass eine Lamelle umso stärker ausgelenkt wird und eine Auslenkung in axialer Richtung umso größer ist, je kleiner der Neigungswinkel zwischen der Lamelle und der Mittenebene und/oder je länger eine Lamelle und/oder je größer die auf die Lamelle wirkende Kraft ist. The invention is based on the knowledge that a lamella, due to its elastically deformable and / or deflectable design and its inclined orientation in relation to the center plane of the roller, is caused by a force acting on the lamellae perpendicular to the outer surface of the roller, both in the radial direction and perpendicular to the longitudinal axis the roller as well as in the axial direction can be deflected parallel to the longitudinal axis of the roller. The degree of deflection of the lamellae depends, among other things, on the angle of inclination between the lamella and the central plane of the roller, on the strength of the force acting on the lamella and / or on the material properties of the lamellar material. The length of the lamellas has an influence on the force distribution, i.e. on the line force of the pressure, which can thus be adjusted with the length. The rule is that a lamella is deflected more and the deflection in the axial direction is greater, the smaller the angle of inclination between the lamella and the central plane and / or the longer a lamella and / or the greater the force acting on the lamella.

Der Erfindung liegt somit der allgemeine Gedanke zugrunde, eine mit solchen ringförmigen Lamellen versehene Walze derart abschnittsweise mit einer senkrecht zur Längsachse der Walze wirkenden Kraft zu beaufschlagen (z.B. durch eine Gegenwalze), dass die Walze in Umfangsrichtung gesehen sowohl ausgelenkte als auch nicht ausgelenkte Lamellenabschnitte aufweist. Eine auf den nicht ausgelenkten Lamellenabschnitten der rotierenden Walze auflaufende Fasermaterialbahn erfährt im Bereich der Kraftbeaufschlagung aufgrund der Auslenkung der Lamellen eine Stauchung oder Streckung in axialer Richtung. Die Auslenkung der Lamellen wirkt nämlich reibungsbedingt auf das Fasermaterial. Durch eine geeignete Wahl des Neigungswinkels der Lamelle und/oder der Länge der geneigten Lamelle und/oder der auf die Lamelle wirkenden Kraft wird eine gezielte Verlagerung der Fasermaterialbahn in Richtung parallel zur Längsachse der Walze bzw. in Richtung quer zur Längserstreckung der Fasermaterialbahn erreicht, wodurch sich eine Breitenänderung der Fasermaterialbahn kontrolliert einstellen lässt. The invention is thus based on the general idea of applying a force acting perpendicular to the longitudinal axis of the roller to a roller provided with such annular lamellas in sections (e.g. by means of a counter-roller) such that the roller has both deflected and non-deflected lamella sections viewed in the circumferential direction . One on the not Due to the deflection of the lamellae, due to the deflection of the lamellae, the fiber material web running up against the deflected lamellar sections of the rotating roller experiences a compression or stretching in the axial direction in the area of the application of force. The deflection of the lamellae has a friction-related effect on the fiber material. Through a suitable choice of the angle of inclination of the lamella and / or the length of the inclined lamella and / or the force acting on the lamella, a targeted displacement of the fiber material web in the direction parallel to the longitudinal axis of the roller or in the direction transverse to the longitudinal extension of the fiber material web is achieved, whereby a change in width of the fiber material web can be adjusted in a controlled manner.

Durch eine gezielte alternierende Stauchung der Fasermaterialbahn sowohl in Längsrichtung als auch Querrichtung lässt sich ein elastisch dehnbares Fasergefüge schaffen, welches sich gleichzeitig durch eine hohe mechanische Belastbarkeit auszeichnet. Ein derartiges Fasermaterial kann beispielsweise bei Papiersäcken zur Verpackung von Zement zur Anwendung kommen. A targeted alternating compression of the fiber material web both in the longitudinal direction and in the transverse direction enables an elastically stretchable fiber structure to be created, which is characterized by a high mechanical load capacity at the same time. Such a fiber material can be used, for example, in paper sacks for packaging cement.

Bevorzugt sind die Lamellen in Umfangsrichtung geschlossen. The lamellae are preferably closed in the circumferential direction.

In einer weiteren möglichen Ausgestaltung erstrecken sich die Lamellen spiralförmig auf der mit Lamellen versehenen Walze. Die Spiralen können sich dabei von der Mittenebene der Walze bis zu den Walzenrändern hin erstrecken. Oder die Spiralen können sich auch von der Mittenebene der Walze zu den Walzenrändern hin abschnittsweise erstrecken. Die Spiralen können eingängig oder mehrgängig schraubenförmig ausgeführt sein. In a further possible embodiment, the lamellae extend in a spiral shape on the roller provided with lamellas. The spirals can extend from the central plane of the roller to the roller edges. Or the spirals can also extend in sections from the central plane of the roller to the roller edges. The spirals can be single-thread or multi-thread helical.

Vorteilhafte Ausführungsformen sind den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen zu entnehmen. Eine Kraft lässt sich beispielsweise mittels einer Gegenwalze auf die Lamellen übertragen, indem die Gegenwalze und die mit Lamellen versehene Walze in radialer Richtung aufeinander zu bewegt und die Gegenwalze mit den Lamellen in Kontakt gebracht werden. Bei einer derartigen Anordnung aus Walze und Gegenwalze sind die Längsachse der Walze und eine Längsachse der Gegenwalze bevorzugt parallel zueinander ausgerichtet. Eine leichte Abweichung von der Parallelität der Längsachsen führt zu einer in deren Richtung gesehen unterschiedliche Auslenkung der Lamellen, die in Einzelfällen gewünscht sein mag. Advantageous embodiments can be found in the subclaims, the description and the drawings. A force can be transmitted to the lamellae, for example, by means of a counter roller, in that the counter roller and the roller provided with lamellae are moved towards one another in the radial direction and the counter roller is brought into contact with the lamellae. With such an arrangement of roller and counter-roller, the longitudinal axis of the roller and a longitudinal axis of the counter-roller are preferably aligned parallel to one another. A slight deviation from the parallelism of the longitudinal axes leads to a different deflection of the lamellae seen in their direction, which may be desired in individual cases.

Die Ausrichtung der Lamellen unter einem Neigungswinkel N1 schräg zur Mittenebene der Walze bedingt die Ausprägung eines Neigungswinkels N2 relativ der Mantelfläche der Walze. Insbesondere können die Lamellen an ihrem radial inneren Enden einen von 90° abweichenden Neigungswinkel bezüglich der Mantelfläche der Walze aufweisen. Grundsätzlich ist es aber auch denkbar, dass sich die Lamellen mit einem ersten Abschnitt rechtwinklig von der Mantelfläche der Walze wegerstrecken und einen sich an den rechtwinklig wegerstreckenden ersten Abschnitt anschließenden schräg abgewinkelten zweiten Abschnitt aufweisen. The alignment of the lamellas at an angle of inclination N1 obliquely to the center plane of the roller results in the development of an angle of inclination N2 relative to the outer surface of the roller. In particular, the lamellas can have an inclination angle deviating from 90 ° with respect to the outer surface of the roller at their radially inner ends. In principle, however, it is also conceivable that the lamellas extend at right angles from the outer surface of the roller with a first section and have an obliquely angled second section adjoining the first section that extends at right angles.

Für eine gezielte Stauchung der Fasermaterialbahn in Richtung quer zu ihrer Längserstreckung ist es von Vorteil, wenn die Lamellen jeweils in Richtung der Mittenebene der Walze geneigt sind. Die Lamellen können aber auch von der Mittenebene der Walze weggeneigt sein, d.h. in Richtung die Walze in axialer Richtung begrenzender Ränder geneigt sein, um eine gezielte Streckung der Fasermaterialbahn in Richtung quer zu ihrer Längserstreckung zu ermöglichen. Grundsätzlich kann die Walze aber auch sowohl in Richtung der Mittenebene hin geneigte als auch von der Mittenebene der Walze weg geneigte Lamellen aufweisen, um hierdurch lokale Querstauchungen und Querschrumpfungen der Fasermaterialbahn zu erzeugen. Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Walze sind ausgehend von den Rändern in Richtung zur Mittenebene mehrere Lamellen an der Mantelfläche der Walze angeordnet. For a targeted compression of the fiber material web in the direction transverse to its longitudinal extension, it is advantageous if the lamellae are each inclined in the direction of the central plane of the roller. The lamellas can also be inclined away from the central plane of the roller, ie inclined towards the edges delimiting the roller in the axial direction, in order to enable the fiber material web to be stretched in a targeted manner in the direction transverse to its longitudinal extent. In principle, however, the roller can also have lamellae which are inclined towards the central plane and also inclined away from the central plane of the roller, in order to thereby produce local transverse compression and contraction of the fiber material web. According to a preferred embodiment of the roller, several lamellae are arranged on the outer surface of the roller, starting from the edges in the direction of the central plane.

Eine symmetrische Querstauchung oder Querstreckung der Fasermaterialbahn lässt sich dadurch erreichen, dass mindestens zwei Lamellen symmetrisch, insbesondere spiegelsymmetrisch, zur Mittenebene der Walze angeordnet sind. Insbesondere lässt sich durch eine spiegelsymmetrische Anordnung der Lamellen erreichen, dass die Fasermaterialbahn gleichmäßig in Richtung quer zu ihrer Längserstreckung gestaucht oder gestreckt wird. A symmetrical transverse compression or transverse stretching of the fiber material web can be achieved in that at least two lamellae are arranged symmetrically, in particular mirror-symmetrically, to the center plane of the roller. In particular, through a mirror-symmetrical arrangement of the lamellae, it is possible to achieve that the fiber material web is compressed or stretched uniformly in the direction transverse to its longitudinal extension.

Vorteilhafterweise ist eine Verbindungsstelle, an welchem eine ringförmige Lamelle mit der Mantelfläche der Walze verbunden ist, in einer zur Mittenebene parallelen Ebene ausgerichtet. Die Verbindungsstelle der Lamelle ist somit im Wesentlich ringförmig. Sie kann aber auch in einer zu der Mittenebene der Walze unter einem Winkel geneigten Ebene liegen. Überdies ist es grundsätzlich auch denkbar, dass eine oder mehrere Lamellen die Walze spiralartig umgeben. A connection point at which an annular lamella is connected to the jacket surface of the roller is advantageously aligned in a plane parallel to the central plane. The connection point of the lamella is therefore essentially ring-shaped. However, it can also lie in a plane which is inclined at an angle to the central plane of the roller. In addition, it is basically also conceivable that one or more lamellae surround the roller in a spiral manner.

Damit die Fasermaterialbahn bei ihrer Förderung gleichmäßig auf den Lamellen aufliegt, können Lamellen eine im Wesentlichen gleiche radiale Erstreckung aufweisen. Mit anderen Worten definieren sämtliche Lamellen einen gleichmäßigen, parallel zur Längsachse der Walze ausgerichteten Umfang. Grundsätzlich können zumindest zwei Lamellen aber auch unterschiedliche Außenumfänge aufweisen. Insbesondere können die Umfänge der Lamellen ausgehend von den jeweiligen Rändern der Walze in Richtung der Mittenebene der Walze abnehmen, um eine gleichmäßige Querstauchung der Fasermaterialbahn zu erzielen. In entsprechender Weise können die Durchmesser der Lamellen ausgehend von der Mittenebene der Walze in Richtung zu den jeweiligen Rändern der Walze zunehmen, um eine Querstreckung der Fasermaterialbahn zu bewirken. Gemäß einer ersten vorteilhaften Ausführungsform der Walze kann der Neigungswinkel der Lamellen in axialer Richtung der Walze variieren. In vielen Fällen soll eine axial variierende Querstauchung der Fasermaterialbahn erreicht werden, wobei die diese in der Mitte der Walze oft möglichst klein oder sogar 0 sein soll. Dann ist es von Vorteil, wenn der Neigungswinkel N1 der Lamellen vom Rand der Walze zu der Mittenebene hin zunimmt, bevorzugt kontinuierlich zunimmt (N2 nimmt dann ab). Für eine Querstreckung der Fasermaterialbahn ist es dahingegen von Vorteil, wenn der Neigungswinkel der Lamellen von der Mittenebene der Walze zu ihrem Rand hin abnimmt, insbesondere kontinuierlich abnimmt. So that the fiber material web rests evenly on the lamellae when it is conveyed, the lamellae can have an essentially equal radial extension. In other words, all of the lamellas define a uniform circumference that is aligned parallel to the longitudinal axis of the roller. In principle, however, at least two lamellas can also have different outer circumferences. In particular, the circumferences of the lamellae can decrease starting from the respective edges of the roller in the direction of the central plane of the roller in order to achieve a uniform transverse compression of the fiber material web. In a corresponding manner, the diameter of the lamellae can increase starting from the central plane of the roller in the direction of the respective edges of the roller in order to effect a transverse stretching of the fiber material web. According to a first advantageous embodiment of the roller, the angle of inclination of the lamellae can vary in the axial direction of the roller. In many cases, an axially varying transverse compression of the fiber material web is to be achieved, with this in the middle of the roller often being as small as possible or even zero. It is then advantageous if the angle of inclination N1 of the lamellae increases from the edge of the roller to the central plane, preferably increases continuously (N2 then decreases). On the other hand, for a transverse stretching of the fiber material web, it is advantageous if the angle of inclination of the lamellae decreases from the central plane of the roller towards its edge, in particular continuously decreases.

Für eine Querstauchung der Fasermaterialbahn kann ein Abstand zwischen zwei benachbarten Verbindungsstellen der Lamellen mit der Mantelfläche in Richtung zu der Mittenebene der Walze hin abnehmen. Soll die Fasermaterialbahn dahingegen eine Querstreckung erfahren, so ist es von Vorteil, wenn ein Abstand zwischen zwei benachbarten Verbindungsstellen der Lamellen mit der Mantelfläche in Richtung zu der Mittenebene der Walze hin zunimmt. For a transverse compression of the fiber material web, a distance between two adjacent connection points of the lamellae with the jacket surface can decrease in the direction of the central plane of the roller. If, on the other hand, the fiber material web is to be stretched transversely, it is advantageous if a distance between two adjacent connecting points of the lamellae with the lateral surface increases in the direction of the central plane of the roller.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform einer Walze zur Herstellung einer in Querrichtung gestauchten Fasermaterialbahn kann sich ein Durchmesser der Walze in axialer Richtung ändern. Zusätzlich oder alternativ kann zwischen der Mantelfläche der Walze und den Lamellen ein Zwischenkörper ausgebildet sein, dessen Durchmesser sich in axialer Richtung der Walze ändert. Bevorzugt nimmt der Durchmesser der Walze bzw. der Durchmesser des Zwischenkörpers von den jeweiligen Rändern der Walze in Richtung zu der Mittenebene der Walze hin zu. According to a further advantageous embodiment of a roller for producing a fiber material web compressed in the transverse direction, a diameter of the roller can change in the axial direction. Additionally or alternatively, an intermediate body can be formed between the jacket surface of the roller and the lamellae, the diameter of which changes in the axial direction of the roller. The diameter of the roller or the diameter of the intermediate body preferably increases from the respective edges of the roller in the direction of the central plane of the roller.

Bei einer Walze, deren Durchmesser sich in axialer Richtung ändert bzw. welche einen Zwischenkörper mit in axialer Richtung variierendem Durchmesser aufweist, ist es von Vorteil, wenn die Lamellen jeweils die gleiche radiale Außenerstreckung aufweisen. Hierdurch nehmen die Abstände zwischen der jeweiligen Verbindungsstelle einer Lamelle mit der Mantelfläche der Walze oder mit dem Zwischenkörper und einem äußeren Rand der Lamelle in Richtung zur Mittenebene der Walze ab oder zu. Mit anderen Worten ist beispielsweise bei einem zur Walzenmitte hin zunehmenden Walzendurchmesser eine von der Mittenebene der Walze weiter entfernte Lamelle länger als eine näher bei der Mittenebene der Walze angeordnete Lamelle. Hierdurch wird bei einer Walze mit Lamellen mit gleichen Neigungswinkeln ähnlich wie bei einer Walze mit Lamellen mit unterschiedlichen Neigungswinkeln erreicht, dass die längere Lamelle bei einer radialen Kraftbeaufschlagung stärker in axialer Richtung ausgelenkt wird als eine kürzere Lamelle, wodurch sich ein vergleichbarer Effekt bei der Breitenänderung der Fasermaterialbahn erreichen lässt. Es versteht sich, die beiden vorstehend beschriebenen Ansätze auch kombinierbar sind. In the case of a roller whose diameter changes in the axial direction or which has an intermediate body with a diameter that varies in the axial direction, it is advantageous if the lamellae each have the same radial external extension. This takes the distances between the respective connection point of a lamella with the outer surface of the roller or with the Intermediate body and an outer edge of the lamella in the direction of the central plane of the roller from or to. In other words, with a roll diameter increasing towards the roll center, for example, a lamella further away from the center plane of the roller is longer than a lamella arranged closer to the center plane of the roller. As a result, in a roller with lamellae with the same angles of inclination, similar to a roller with lamellae with different angles of inclination, the longer lamella is deflected more in the axial direction when a radial force is applied than a shorter lamella, which results in a comparable effect when changing the width of the Can achieve fiber web. It goes without saying that the two approaches described above can also be combined.

Der Zwischenkörper kann in Form eines Doppelkonus ausgebildet sein, wobei der jeweilige Außendurchmesser der beiden Konen beispielsweise in Richtung zu der Mittenebene der Walze zunimmt. Es ist aber auch denkbar, dass der Zwischenkörper konvex gekrümmt ist, wobei ein Durchmesser des gekrümmten Zwischenkörpers in der Mittenebene am größten ist. Grundsätzlich kann eine Mantelfläche des Zwischenkörpers beliebig ausgestaltet sein, um lokal unterschiedliche Streckung und/oder Stauchungen zu erzeugen. Bevorzugt ist die Mantelfläche des Zwischenkörpers rotationsymmetrisch. The intermediate body can be designed in the form of a double cone, the respective outer diameter of the two cones increasing, for example, in the direction of the central plane of the roller. However, it is also conceivable that the intermediate body is convexly curved, a diameter of the curved intermediate body being greatest in the central plane. In principle, a jacket surface of the intermediate body can be designed as desired in order to produce locally different stretching and / or compression. The lateral surface of the intermediate body is preferably rotationally symmetrical.

Für eine besonders einfache und leichte Herstellung können der Zwischenkörper und die Lamellen aus demselben Material bestehen. Es ist aber auch denkbar, den Zwischenkörper und die Lamellen aus unterschiedlichen Materialien zu fertigen, um eine variable Ausgestaltung von Zwischenkörper und Lamellen zu ermöglichen. For a particularly simple and easy production, the intermediate body and the lamellae can consist of the same material. However, it is also conceivable to manufacture the intermediate body and the lamellae from different materials in order to enable a variable configuration of the intermediate body and lamellae.

Es versteht sich, dass ein Durchmesser der Walze zur Mittenebene (abschnittsweise) abnehmen und/oder zwischen der Mantelfläche der Walze und den Lamellen ein Zwischenkörper ausgebildet sein kann, dessen Durchmesser in Richtung der Mittenebene der Walze (abschnittsweise) abnimmt, um eine Fasermaterialbahn in ihrer Querrichtung (lokal) zu strecken. It goes without saying that a diameter of the roller can decrease towards the center plane (in sections) and / or an intermediate body can be formed between the outer surface of the roller and the lamellae, the diameter of which is in Direction of the center plane of the roller (in sections) decreases in order to stretch a fiber material web in its transverse direction (locally).

Insbesondere (aber nicht nur) bei Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Walze mit in Längsrichtung variierendem Durchmesser der Mantelfläche können die Abstände zwischen benachbarten Verbindungsstellen der Lamellen mit der Mantelfläche in axialer Richtung im Wesentlichen gleich sein. Gleiches gilt sinngemäß für Ausführungsformen mit einem entsprechenden Zwischenkörper. In particular (but not only) in embodiments of the roller according to the invention with a diameter of the lateral surface varying in the longitudinal direction, the distances between adjacent connecting points of the lamellas with the lateral surface can be essentially the same in the axial direction. The same applies mutatis mutandis to embodiments with a corresponding intermediate body.

Für eine besonders gute Auslenkbarkeit der Lamellen können die Lamellen aus einem elastischen und/oder drucksteifen Material, insbesondere einem Kunststoff oder Gummi, gefertigt sein. Bevorzugt sind alle Lamellen aus demselben Material gefertigt. Es ist aber auch denkbar, dass die Lamellen auch aus unterschiedlichen Materialien gefertigt sind. For a particularly good deflectability of the slats, the slats can be made of an elastic and / or pressure-resistant material, in particular a plastic or rubber. Preferably, all of the slats are made from the same material. However, it is also conceivable that the lamellae are also made from different materials.

Überdies können die Lamellen auch aus einem starren Material gefertigt sein in Diesem Fall wären sie mittels eines gegen eine Auslenkungsrichtung vorgespannten Gelenks und/oder mittels einer anderen Art einer elastischen Verbindung an der Mantelfläche der Walze bzw. dem Zwischenkörper anzubringen. In addition, the lamellae can also be made of a rigid material. In this case, they would have to be attached to the outer surface of the roller or the intermediate body by means of a joint pretensioned against a deflection direction and / or by means of another type of elastic connection.

Für eine leichte Nachrüstbarkeit bereits bestehender Walzen oder eine einfache Herstellung einer Walze können die Lamellen auf einem Walzenbezug ausgebildet sein, welcher drehfest an der Mantelfläche der Walze fixiert ist. Bevorzugt sind der Walzenbezug und die Lamellen aus demselben Material gefertigt, so dass sich der Walzenbezug und die Lamellen schnell und kostengünstig in einem Herstellungsschritt hersteilen lassen. Um Flexibilität bei der Ausgestaltung des Walzenbezugs zu ermöglichen, können der Walzenbezug und die Lamellen auch aus unterschiedlichen Materialien gefertigt sein. Der mit den Lamellen versehene Walzenbezug kann beispielsweise auf die Walze aufgezogen oder aufgeschrumpft sein. Es ist aber auch denkbar, den Walzenbezug beispielsweise mittels eines Spritzgußverfahrens an die Walze anzuformen. In entsprechender Weise können auch die Lamellen ohne Walzenbezug an einer Walze angebracht werden. For easy retrofitting of existing rollers or for simple production of a roller, the lamellae can be formed on a roller cover which is fixed in a rotationally fixed manner on the outer surface of the roller. The roller cover and the lamellae are preferably made from the same material, so that the roller cover and the lamellae can be produced quickly and inexpensively in one production step. In order to allow flexibility in the design of the roll cover, the roll cover and the lamellas can also be made of different materials. The roll cover provided with the lamellas can, for example, be pulled or shrunk onto the roll. However, it is also conceivable to form the roll cover onto the roll, for example by means of an injection molding process. In a corresponding manner, the lamellas can also be attached to a roller without a roller cover.

Grundsätzlich können die Lamellen jeweils freie Außenenden aufweisen, auf welchen die Fasermaterialbahn aufläuft. Zur Erhöhung der Auflagefläche der Fasermaterialbahn und zur gleichmäßigeren Übertragung der die Bahn stauchenden oder streckenden Kräfte können radiale Außenenden zumindest zweier benachbarter Lamellen mit einer Membran, insbesondere mit einer elastischen Membran, verbunden sein. Bevorzugt bildet die Membran zumindest abschnittsweise eine Kontaktfläche für die Fasermaterialbahn. Insbesondere bildet die Membran eine durchgehende Kontaktfläche für die Fasermaterialbahn, so dass die Membran die Lamellen im Wesentlichen vollständig überspannt. Zur Erhöhung der Reibung der Kontaktfläche und damit zur Verbesserung der Kraftübertragung kann die Membran texturiert sein. In principle, the lamellae can each have free outer ends on which the fiber material web runs. To increase the contact surface of the fiber material web and to transfer the forces compressing or stretching the web more uniformly, radial outer ends of at least two adjacent lamellae can be connected to a membrane, in particular to an elastic membrane. The membrane preferably forms, at least in sections, a contact surface for the fiber material web. In particular, the membrane forms a continuous contact surface for the fiber material web, so that the membrane essentially completely spans the lamellae. The membrane can be textured to increase the friction of the contact surface and thus to improve the power transmission.

Für eine einfache Herstellung sind die Lamellen und die Membran bevorzugt aus demselben Material gefertigt. Es ist aber auch denkbar, die Membran und die Lamellen aus unterschiedlichen Materialien zu fertigen. For simple production, the lamellae and the membrane are preferably made from the same material. But it is also conceivable to manufacture the membrane and the lamellae from different materials.

Die Erfindung betrifft ferner eine Walzenanordnung, welche eine mit Lamellen versehene Walze gemäß einer der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen und eine Gegenwalze umfasst, wobei ein Abstand zwischen den Walzen variabel einstellbar ist. Wie bereits vorstehend erwähnt, sind die mit Lamellen versehene Walze und die Gegenwalze in Richtung senkrecht zu ihren Längsachsen aufeinander zu bewegbar, wodurch die beiden Walzen miteinander in Kontakt bringbar sind (im Betriebszustand befindet sich die Materialbahn zwischen den Walzen). Sind die beiden Walzen in Kontakt, so übt die Gegenwalze eine Kraft auf die Lamellen der erfindungsgemäßen Walze aus, wodurch die Lamellen in axialer Richtung ausgelenkt werden. Je stärker die beiden Walzen in Kontakt sind, d.h. je geringer ein Abstand zwischen den Längsachsen der in Kontakt befindlichen Walzen ist, desto größer ist bei gegebener Lamellenausgestaltung deren Auslenkung und desto stärker ist folglich die in axialer Richtung der Walze wirkende Kraft, mit der die Fasermaterialbahn beaufschlagt wird. The invention further relates to a roller arrangement which comprises a roller provided with lamellas according to one of the embodiments described above and a counter roller, a distance between the rollers being variably adjustable. As already mentioned above, the roller provided with lamellas and the counter roller can be moved towards one another in a direction perpendicular to their longitudinal axes, whereby the two rollers can be brought into contact with one another (in the operating state the material web is between the rollers). If the two rollers are in contact, the counter roller exerts a force the lamellae of the roller according to the invention, whereby the lamellae are deflected in the axial direction. The stronger the two rollers are in contact, that is, the smaller the distance between the longitudinal axes of the rollers in contact, the greater their deflection for a given lamella configuration and consequently the greater the force acting in the axial direction of the roller with which the fibrous material web is applied.

Für einen besonders effizienten Trocknungsvorgang kann die Gegenwalze beheizbar sein, wodurch die Feuchtigkeit schneller verdunstet. Zusätzlich oder alternativ kann die Gegenwalze eine mit Öffnungen versehene Mantelfläche, insbesondere eine poröse Mantelfläche, aufweisen, wobei die Öffnungen die Mantelfläche der Gegenwalze mit dem Inneren der Gegenwalze verbindet. Durch die Öffnungen kann ein Fluid vom Inneren der Walze zu ihrer Mantelfläche geleitet werden. Dieses Fluid kann erwärmt sein, um den Trocknungsvorgang zu beschleunigen. Alternativ oder zusätzlich kann das Fluid dazu verwendet werden, einen Fluidpolster bzw. einen dünnen Fluidfilm auf der Mantelfläche der Gegenwalze auszubilden, damit die Fasermaterialbahn kaum oder bestenfalls gar nicht an der Gegenwalze anhaftet. Bei dem Fluid kann es sich um ein Gas, insbesondere ein Inertgas wie Stickstoff, oder um Wasserdampf handeln. Ferner ist auch denkbar, dass Dampf aus den Öffnungen austreten kann, um die Fasermaterialbahn während der Förderung geschmeidig zu halten. For a particularly efficient drying process, the counter roller can be heated, so that the moisture evaporates more quickly. Additionally or alternatively, the mating roller can have an outer surface provided with openings, in particular a porous outer surface, the openings connecting the outer surface of the mating roller to the interior of the mating roller. A fluid can be conducted through the openings from the interior of the roller to its outer surface. This fluid can be heated in order to accelerate the drying process. As an alternative or in addition, the fluid can be used to form a fluid cushion or a thin fluid film on the outer surface of the opposing roller so that the fiber material web hardly adheres to the opposing roller, or at best not at all. The fluid can be a gas, in particular an inert gas such as nitrogen, or water vapor. Furthermore, it is also conceivable that steam can escape from the openings in order to keep the fiber material web pliable during the conveyance.

Damit die Fasermaterialbahn an der Gegenwalze nicht oder nicht nennenswert anhaftet, kann eine Mantelfläche der Gegenwalze einen geringeren Reibungskoeffizienten aufweisen als die Außenseite der mit Lamellen versehenen Walze. Die Gegenwalze wirkt dadurch der Stauchung und/oder Streckung der Fasermaterialbahn nicht oder nur kaum entgegen. Die Gegenwalze kann mit Teflon oder Silikon zur Reduzierung der Reibung im Zusammenwirken mit der Fasermaterialbahn beschichtet sein oder einen dünnen Wasserfilm aufweisen, der durch Aufsprühen von Dampf oder Wasser erzeugt werden kann. Um die Querstauchung oder Querstreckung der Fasermaterialbahn zu potenzieren, können mindestens zwei mit Lamellen versehene Walzen der Gegenwalze zugeordnet sein, wobei die mit Lamellen versehenen Walzen und die Gegenwalze jeweils einen Spalt zur Aufnahme der Fasermaterialbahn ausbilden. So that the fiber material web does not adhere to the counter roll or does not adhere to any significant extent, a jacket surface of the counter roll can have a lower coefficient of friction than the outside of the roll provided with lamellas. As a result, the counter roller does not counteract the compression and / or stretching of the fiber material web, or only hardly counteracts it. The counter roller can be coated with Teflon or silicone to reduce the friction in interaction with the fiber material web or have a thin film of water that can be generated by spraying steam or water. In order to increase the transverse compression or transverse stretching of the fiber material web, at least two rolls provided with lamellas can be assigned to the counter-roll, the rolls provided with lamellas and the counter-roll each forming a gap for receiving the fiber material web.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand rein beispielhafter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es zeigen: The invention is described below on the basis of purely exemplary embodiments with reference to the accompanying drawings. Show it:

Fig. 1 eine Längsschnittansicht einer erfindungsgemäßen Walze gemäß einer ersten Ausführungsform; 1 shows a longitudinal sectional view of a roller according to the invention according to a first embodiment;

Fig. 2 ein Detail der Walze von Fig. 1 ; Fig. 2 shows a detail of the roller of Fig. 1;

Fig. 3 eine Längsschnittansicht einer erfindungsgemäße Walze gemäß einer zweiten Ausführungsform; 3 shows a longitudinal sectional view of a roller according to the invention according to a second embodiment;

Fig. 4 eine Querschnittansicht einer Walzenanordnung mit einer erfindungsgemäßen Walze; 4 shows a cross-sectional view of a roller arrangement with a roller according to the invention;

Fig. 5a ein Detail der Walzenanordnung von Fig. 4 in einem lastfreien Zustand; FIG. 5a shows a detail of the roller arrangement from FIG. 4 in a load-free state; FIG.

Fig. 5b ein Detail der Walzenanordnung von Fig. 4 in einem belasteten Zustand; FIG. 5b shows a detail of the roller arrangement from FIG. 4 in a loaded state; FIG.

Fig. 6 ein Detail der Walzenanordnung der Walze von Fig. 1 (schematisch); und 6 shows a detail of the roller arrangement of the roller from FIG. 1 (schematic); and

Fig. 7 eine Querschnittansicht einer Walzenanordnung mit mehreren erfindungsgemäßen Walzen. Fig. 1 zeigt eine Walze 10 gemäß einer ersten Ausführungsform, von welcher ein Detail in Fig. 2 wiedergegeben ist. Eine zweite Ausführungsform einer Walze 10 ist in Fig. 3 dargestellt. Fig. 4 und 7 zeigen jeweils unterschiedliche Ausgestaltungen einer Walzenanordnung mit einer in Fig. 1 oder 3 gezeigten Walze 10. Fig. 5 und 6 dienen zur Erläuterung des Funktionsprinzips der in Fig. 1 oder 3 gezeigten Walzen 10. 7 shows a cross-sectional view of a roller arrangement with a plurality of rollers according to the invention. FIG. 1 shows a roller 10 according to a first embodiment, a detail of which is shown in FIG. A second embodiment of a roller 10 is shown in FIG. 4 and 7 each show different configurations of a roller arrangement with a roller 10 shown in FIG. 1 or 3. FIGS. 5 and 6 serve to explain the functional principle of the rollers 10 shown in FIG. 1 or 3.

Die in den Figuren dargestellten Walzen 10 dienen zur Fierstellung einer Fasermaterialbahn 11 (Fig. 7), insbesondere einer Papierbahn, bei welcher eine Stauchung oder Streckung in einer Richtung quer zur Längserstreckung der Fasermaterialbahn 11 kontrolliert einzustellen ist. Im Nachfolgenden werden die Ausführungsbeispiele im Zusammenhang mit einer Querstauchung der Fasermaterialbahn 11 beschrieben. The rollers 10 shown in the figures serve to position a fiber material web 11 (FIG. 7), in particular a paper web, in which a compression or stretching in a direction transverse to the longitudinal extension of the fiber material web 11 is to be set in a controlled manner. In the following, the exemplary embodiments are described in connection with a transverse compression of the fiber material web 11.

Jede der in den Figuren dargestellten Walzen 10 ist um ihre Längsachse A rotierbar und weist jeweils einen rotationssymmetrischen Grundkörper 12 mit einer Mantelfläche 14 auf. An der Mantelfläche 14 sind mehrere elastisch deformierbare sowie auslenkbare ringförmige Lamellen 16 angeordnet, welche zu diesem Zweck aus einem elastischen sowie drucksteifen Material gefertigt sind. Beispielsweise können die Lamellen 16 aus einem Kunststoff oder einem Gummimaterial gefertigt sein. Each of the rollers 10 shown in the figures can be rotated about its longitudinal axis A and each has a rotationally symmetrical base body 12 with a lateral surface 14. A plurality of elastically deformable and deflectable annular lamellae 16, which for this purpose are made of an elastic and pressure-resistant material, are arranged on the lateral surface 14. For example, the slats 16 can be made of a plastic or a rubber material.

In den dargestellten Ausführungsbeispielen sind die Lamellen 16 an einem zwischen dem Grundkörper 12 und den Lamellen 16 angeordneten Zwischenkörper 18 befestigt (beispielsweise einstückig mit diesem ausgebildet oder an diesem angeformt). Überdies umgeben die Lamellen 16 den Grundkörper 12 in dessen Umfangsrichtung. Grundsätzlich können sich die Lamellen 16 auch direkt, d.h. ohne Zwischenkörper 18, unter einem Winkel von der Mantelfläche 14 des Grundkörpers 12 wegerstrecken und hin zu der Mittenebene E der Walze 10 geneigt sein. Die Walzen 10 sind nicht nur rotationssymmetrisch in Bezug auf ihre jeweiligen Längsachsen A sondern auch spiegelsymmetrisch in Bezug auf die Mittenebene E ausgebildet. Insbesondere sind die Lamellen 16 in Bezug auf die Mittenebene E spiegelsymmetrisch angeordnet sowie spiegelsymmetrisch in Richtung zu der Mittenebene E der Walze 10 geneigt. Es versteht sich, dass die Lamellen 16 auch spiegelsymmetrisch von der Mittenebene E der Walze 10 weggeneigt sein können, um eine Querstreckung der Fasermaterialbahn 11 zu ermöglichen. Auch asymmetrische Lamellenanordnungen und/oder -ausgestaltungen sind umsetzbar, um das jeweils gewünschte Stauchungs- und/oder Streckungsprofil erzeugen zu können. In the exemplary embodiments shown, the lamellae 16 are fastened to an intermediate body 18 arranged between the base body 12 and the lamellae 16 (for example, formed in one piece with this or molded onto it). In addition, the lamellae 16 surround the base body 12 in its circumferential direction. In principle, the lamellae 16 can also extend directly, ie without intermediate bodies 18, at an angle away from the lateral surface 14 of the base body 12 and be inclined towards the central plane E of the roller 10. The rollers 10 are not only designed to be rotationally symmetrical with respect to their respective longitudinal axes A, but also mirror-symmetrically with respect to the central plane E. In particular, the lamellae 16 are arranged mirror-symmetrically with respect to the central plane E and are inclined mirror-symmetrically in the direction of the central plane E of the roller 10. It goes without saying that the lamellae 16 can also be inclined away from the center plane E of the roller 10 in a mirror-symmetrical manner in order to enable the fiber material web 11 to extend transversely. Asymmetrical lamellar arrangements and / or designs can also be implemented in order to be able to generate the respectively desired compression and / or expansion profile.

Damit eine Fasermaterialbahn 11 gleichmäßig auf der Walze 10 aufläuft, weisen sämtliche Lamellen 16 eine im Wesentlichen gleiche radiale Erstreckung auf, wodurch ein Außendurchmesser einer unbelasteten Walze 10 im Wesentlichen konstant ist. In order for a fiber material web 11 to run uniformly on the roller 10, all of the lamellae 16 have an essentially identical radial extension, as a result of which an outer diameter of an unloaded roller 10 is essentially constant.

Wie anhand der in Fig. 1 bis 3 dargestellten Ausführungsbeispiele zu erkennen ist, sind radiale Außenenden der Lamellen 16 mit einer elastischen Membran 20 verbunden, um eine durchgehende Kontaktfläche für die Fasermaterialbahn 11 zu bilden. An dieser Stelle sei angemerkt, dass eine Förderung der Fasermaterialbahn 11 auch ohne Membran 20, d.h. durch direkte Auflage der Fasermaterialbahn 11 auf den Lamellen 16, möglich ist. Grundsätzlich weisen mit einer elastischen Membran 20 verbundene Lamellen 16 einen höheren Reibungskoeffizienten auf, als freistehende Lamellen 16. Zur weiteren Erhöhung des Reibungskoeffizienten kann die Membran 20 auch texturiert sein. As can be seen from the exemplary embodiments illustrated in FIGS. 1 to 3, radial outer ends of the lamellae 16 are connected to an elastic membrane 20 in order to form a continuous contact surface for the fibrous material web 11. At this point it should be noted that the fiber material web 11 can also be conveyed without a membrane 20, i.e. by placing the fiber material web 11 directly on the lamellae 16. Basically, lamellae 16 connected to an elastic membrane 20 have a higher coefficient of friction than free-standing lamellae 16. To further increase the coefficient of friction, the membrane 20 can also be textured.

Der Zwischenkörper 18 bildet zusammen mit den Lamellen 16 und der Membran 20 einen Walzenbezug, welcher drehfest an der Mantelfläche 14 der Walze 10 fixiert ist. Dabei können sowohl die Lamellen 16 sowie der Zwischenkörper 18 als auch die Membran 20 aus demselben Material gefertigt sein. Die Lamellen 16, der Zwischenkörper 18 und/oder die Membran 20 können auch aus unterschiedlichen Materialien gefertigt sein, um eine individuelle Anpassbarkeit an die spezifischen Anforderungen zu gewährleisten. The intermediate body 18, together with the lamellae 16 and the membrane 20, forms a roller cover which is fixed in a rotationally fixed manner on the jacket surface 14 of the roller 10. Both the lamellae 16 and the intermediate body 18 as well the membrane 20 can be made of the same material. The lamellae 16, the intermediate body 18 and / or the membrane 20 can also be made of different materials in order to ensure individual adaptability to the specific requirements.

Mit Bezug auf Fig. 1 und 2 wird nun eine Walze 10 gemäß einer ersten Ausführungsform beschrieben. With reference to FIGS. 1 and 2, a roller 10 according to a first embodiment will now be described.

Die Walze 10 gemäß der ersten Ausführungsform weist mehrere Lamellen 16 auf, deren Neigungswinkel N1 in axialer Richtung der Walze 10 variieren. In Fig. 2 ist der Winkel N1 in Bezug auf eine Ebene E' eingezeichnet, die parallel zu E angeordnet ist. The roller 10 according to the first embodiment has a plurality of lamellae 16, the angle of inclination N1 of which varies in the axial direction of the roller 10. In FIG. 2, the angle N1 is drawn in with respect to a plane E ′ which is arranged parallel to E.

Bei der bespielhaft gezeigten Ausführungsform nehmen die Neigungswinkel N1 zwischen den Lamellen 16 und der Mittenebene E von den die Walze 10 in axialer Richtung begrenzenden Rändern 22 in Richtung zu der Mittenebene E hin kontinuierlich zu. Eine derartige Ausrichtung der Lamellen 16 hat zur Folge, dass die Winkel N2 zwischen den Lamellen 16 und der Mantelfläche 14 in Richtung zu der Mittenebene E kontinuierlich abnehmen. Hierdurch wird erreicht, dass eine steiler zur Mantelfläche 14 stehende Lamelle 16 bei einer Beaufschlagung mit einer in senkrecht zur Längsachse A der Walze 10 wirkenden Kraft stärker in einer Richtung parallel zur Längsachse A der Walze 10 ausgelenkt wird, als eine flacher zur Mantelfläche 14 geneigte Lamelle 16, wie nachfolgend noch genauer erläutert wird (Fig. 6). Mit dem in den Fig. 4 bis 6 verwendeten Bezugsystem bedeutet dies, dass die auf der linken Seite dargestellte steiler zur Mantelfläche 14 stehende Lamelle 16 bei einer Beaufschlagung mit einer in radialer Richtung der Walze 10 (= y-Richtung) wirkenden Kraft stärker in einer Richtung parallel zur Längsachse A der Walze 10 ausgelenkt wird, als die auf der rechten Seite dargestellte flacher zur Mantelfläche 14 geneigte Lamelle 16, wie nachfolgend noch genauer erläutert wird. Mit der Abnahme der Winkel N2 zwischen den Lamellen 16 und der Mantelfläche 14 geht einher, dass die Abstände zwischen Verbindungsstellen der Lamellen 16 mit dem Zwischenkörper 18 bzw. der Mantelfläche 14 der Walze 10 in Richtung zur Mittenebene E hin graduell abnehmen. In the exemplary embodiment shown, the angles of inclination N1 between the lamellae 16 and the central plane E increase continuously from the edges 22 delimiting the roller 10 in the axial direction in the direction of the central plane E. Such an alignment of the lamellae 16 has the consequence that the angles N2 between the lamellae 16 and the lateral surface 14 decrease continuously in the direction of the central plane E. This ensures that a lamella 16 that is steeper to the lateral surface 14 is deflected more strongly in a direction parallel to the longitudinal axis A of the roller 10 when subjected to a force acting perpendicular to the longitudinal axis A of the roller 10 than a flatter lamella inclined towards the lateral surface 14 16, as will be explained in more detail below (FIG. 6). With the reference system used in FIGS. 4 to 6, this means that the lamella 16, which is shown on the left-hand side and which is steeper to the lateral surface 14, is stronger in one direction when a force acting in the radial direction of the roller 10 (= y-direction) is applied Direction parallel to the longitudinal axis A of the roller 10 is deflected than the lamella 16 which is shown on the right-hand side and is more flatly inclined towards the lateral surface 14, as will be explained in more detail below. The decrease in the angle N2 between the lamellae 16 and the lateral surface 14 is accompanied by the fact that the distances between the connecting points of the lamellae 16 with the intermediate body 18 or the lateral surface 14 of the roller 10 gradually decrease in the direction of the central plane E.

Ferner ist anhand der Fig. 1 und 2 zu erkennen, dass ein Außenumfang des Zwischenkörpers 18 zumindest annähernd parallel zur Mantelfläche 14 der Walze 10 ausgerichtet ist, wobei die Mantelfläche 14 die Längsachse A der Walze 10 koaxial umgibt. Von dem Zwischenkörper 18 erstreckt sich ein kompakter, aber elastischer Auflageabschnitt 24, welcher die Mittenebene E der Walze 10 spiegelsymmetrisch umgibt und an welchem die Fasermaterialbahn 11 anliegt, ohne eine nennenswerte Querstauchung zu erfahren. D.h. dort wird die Fasermaterialbahn 11 in einer Richtung quer zur Längserstreckung der Fasermaterialbahn 11 wenig bis gar nicht gestaucht. Die Stauchung der Bahn 11 nimmt somit von den Rändern 22 der Walze 10 nach innen hin ab. Furthermore, it can be seen from FIGS. 1 and 2 that an outer circumference of the intermediate body 18 is aligned at least approximately parallel to the jacket surface 14 of the roller 10, the jacket surface 14 surrounding the longitudinal axis A of the roller 10 coaxially. A compact but elastic support section 24 extends from the intermediate body 18 and surrounds the center plane E of the roller 10 with mirror symmetry and on which the fiber material web 11 rests without experiencing any appreciable transverse compression. That is, there the fiber material web 11 is slightly or not at all compressed in a direction transverse to the longitudinal extension of the fiber material web 11. The upsetting of the web 11 thus decreases inwardly from the edges 22 of the roller 10.

Bei der in Fig. 3 dargestellten zweiten Ausführungsform einer Walze 10 sind die Abstände zwischen benachbarten Verbindungsstellen der Lamellen 16 in axialer Richtung gesehen im Wesentlichen gleich. Dies gilt auch für die Neigungswinkel N1. Damit eine von der Mittenebene E der Walze 10 weiter beabstandete Lamelle 16 länger und hierdurch infolge einer in Richtung senkrecht zur Längsachse A der Walze 10 wirkenden Kraft in Richtung parallel zur Längsachse A stärker ausgelenkt wird, als eine näher zur Mittenebene E angeordnete, kürzere Lamelle 16, ist zwischen den Lamellen 16 und dem Grundkörper 12 ein Zwischenkörper 18 ausgebildet, dessen Durchmesser in Richtung zur Mittenebene E der Walze 10 zunimmt. Grundsätzlich könnte bei Verwendung eines Zwischenkörpers mit konstanter Dicke auch ein Durchmesser der Walze 10 zu ihrer Mittenebene E hin kontinuierlich zunehmen, um dieselbe technische Wirkung zu erzielen. An dem maximalen Durchmesser des Zwischenkörpers 18 bzw. der Walze 10 bildet der Zwischenkörper 18 bzw. die Walze 10 einen Auflageabschnitt 24, welcher eine vergleichbare technische Wirkung aufweist, wie der Auflageabschnitt 24 der WalzeIn the second embodiment of a roller 10 shown in FIG. 3, the distances between adjacent connecting points of the lamellae 16 are essentially the same, viewed in the axial direction. This also applies to the angle of inclination N1. So that a lamella 16 that is further spaced from the center plane E of the roller 10 is longer and thereby deflected more strongly in the direction parallel to the longitudinal axis A as a result of a force acting in the direction perpendicular to the longitudinal axis A of the roller 10 than a shorter lamella 16 arranged closer to the center plane E. , an intermediate body 18 is formed between the lamellae 16 and the base body 12, the diameter of which increases in the direction of the central plane E of the roller 10. In principle, when using an intermediate body with a constant thickness, a diameter of the roller 10 could continuously increase towards its center plane E in order to achieve the same technical effect. At the maximum diameter of the intermediate body 18 or the roller 10, the intermediate body 18 or the roller 10 forms a support portion 24, which a Has a technical effect comparable to that of the support section 24 of the roller

10 gemäß der ersten Ausführungsform. Die einander zu geneigten innersten Lamellen 16 der beiden Walzenhälften wirken stabilisierend, so dass hier nur geringe oder vernachlässigbare Querkräfte erzeugt werden, die auf Bahn 11 wirken. 10 according to the first embodiment. The innermost lamellae 16 of the two roller halves, which are inclined towards one another, have a stabilizing effect, so that only small or negligible transverse forces are generated here, which act on web 11.

Fig. 4 und 7 zeigen jeweils eine Walzenanordnung, welche sowohl eine mit Lamellen 16 versehene Walze 10 als auch eine um eine Längsachse B rotierbare Gegenwalze 26 aufweist. Die Walze 10 und die Gegenwalze 26 lassen sich in einer Richtung rechtwinklig zu den Längsachsen A, B der Walzen 10, 26 relativ zueinander aufeinander zubewegen, um so einen Abstand zwischen den Walzen 10, 26 variabel einzustellen bzw. zu verringern. Die Walzen 10, 26 der Walzenanordnung lassen sich derart weit aufeinander zubewegen, dass die Gegenwalze 26 über die zwischen den Walzen 10, 16 geförderte Bahn 11 eine Kraft auf die Lamellen 16 der Walze 10 ausübt, wodurch die Lamellen 16 nach radial innen ausgelenkt werden. 4 and 7 each show a roller arrangement which has both a roller 10 provided with lamellae 16 and a counter roller 26 rotatable about a longitudinal axis B. The roller 10 and the counter roller 26 can be moved relative to one another in a direction at right angles to the longitudinal axes A, B of the rollers 10, 26 in order to variably adjust or reduce a distance between the rollers 10, 26. The rollers 10, 26 of the roller arrangement can be moved so far towards each other that the counter roller 26 exerts a force on the lamellae 16 of the roller 10 via the web 11 conveyed between the rollers 10, 16, whereby the lamellae 16 are deflected radially inward.

Anhand von Fig. 4 und 7 ist ersichtlich, dass die Längsachse A der Walze 10 und die Längsachse B der Walze 26 zumindest annähernd parallel zueinander ausgerichtet sind. 4 and 7 it can be seen that the longitudinal axis A of the roller 10 and the longitudinal axis B of the roller 26 are aligned at least approximately parallel to one another.

Eine Mantelfläche 28 der Gegenwalze 26 weist einen geringeren Reibungskoeffizienten auf als die durch die Membran 20 gebildete Außenseite der Walze 10. Durch eine möglichst minimale Reibung zwischen der Bahn 11 und der Mantelfläche 28 wird die von der Walze 10 erzeugte Stauchung/Streckung der BahnA jacket surface 28 of the mating roller 26 has a lower coefficient of friction than the outside of the roller 10 formed by the membrane 20

11 effizient umgesetzt. Zur zusätzlichen Verringerung des Reibungskoeffizienten kann die Gegenwalze 26 eine Mantelfläche 28 aufweisen, welche mit in den Figuren nicht gezeigte Öffnungen versehen ist. Durch diese Öffnungen kann aus dem Inneren der Gegenwalze 26 ein Fluid an die Mantelfläche 28 der Gegenwalze 26 austreten, um an der Mantelfläche 28 der Gegenwalze 26 einen Fluidfilm zu bilden. Ferner kann durch die Öffnungen ein erwärmtes Gas austreten, um den Trocknungsvorgang der Fasermaterialbahn 11 zu beschleunigen. Ferner ist auch denkbar, dass (Wasser)Dampf aus den Öffnungen austritt, um die Fasermaterialbahn 11 während der Förderung geschmeidig zu halten. 11 efficiently implemented. In order to additionally reduce the coefficient of friction, the mating roller 26 can have a lateral surface 28 which is provided with openings not shown in the figures. A fluid can exit through these openings from the interior of the counter roll 26 to the jacket surface 28 of the counter roll 26 in order to form a fluid film on the jacket surface 28 of the counter roll 26. Furthermore, a heated gas can exit through the openings, around the To accelerate the drying process of the fiber material web 11. Furthermore, it is also conceivable that (water) steam emerges from the openings in order to keep the fiber material web 11 supple during the conveyance.

Um die Querstauchung der Fasermaterialbahn 11 zu verstärken, können mindestens zwei mit Lamellen 16 versehene Walzen 10 der Gegenwalze 26 zugeordnet sein, wobei die Walzen 10 und die Gegenwalze 26 jeweils einen Spalt zur Aufnahme der Fasermaterialbahn 11 ausbilden. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind der Gegenwalze 26 vier Walzen 10 zugeordnet. In order to increase the transverse compression of the fibrous material web 11, at least two rollers 10 provided with lamellae 16 can be assigned to the opposing roller 26, the rollers 10 and the opposing roller 26 each forming a gap for receiving the fibrous material web 11. In the exemplary embodiment shown, the counter roller 26 is assigned four rollers 10.

Nachfolgend wird nun mit Bezug auf die Fig. 4 bis 6 nochmals die Funktionsweise der Lamellen 16 der Walzen 10 erläutert. The mode of operation of the lamellae 16 of the rollers 10 will now be explained again with reference to FIGS. 4 to 6.

Die Gegenwalze 28 sorgt im Bereich eines Nips (siehe gestricheltes Oval in Fig.4) zu einer Komprimierung (ö_y) der durch die Lamellen 16 und die Membran 20 gebildeten Schicht in y-Richtung. Dadurch werden die Lamellen 16 verkippt, wobei deren radial äußeres Ende in z-Richtung (parallel zur Achse A) versetzt wird (d_z). Den geometrischen Betrachtungen der Fig. 6 ist zu entnehmen, dass der Versatz d_z eine Funktion des Neigungswinkels N1 bzw. N2 in einem unbelasteten Zustand der Lamellen 16 ist: Je kleiner N1 , desto größer ist bei einer gegebenen Komprimierung ö_y der Versatz d_z. Ein Abschnitt der Bahn 11 , der auf der in Fig. 4 linken Lamelle 16 aufliegt, wird stärker nach rechts gezogen als ein Abschnitt der Bahn 11 , der auf der rechten Lamelle 16 aufliegt. Für N2 gilt das Umgekehrte. Durch eine Membran 20 (hier nicht gezeigt) kann anstelle einer punktuellen Krafteinleitung eine flächige Beaufschlagung der Bahn 11 mit einer in y-Richtung wirkenden Kraft bereitgestellt werden. In the area of a nip (see dashed oval in FIG. _{4), the counter-roller 28 ensures compression (δ y} ) of the layer formed by the lamellae 16 and the membrane 20 in the y direction. As a result, the lamellae 16 are tilted, their radially outer end being offset in the z direction (parallel to the axis A) (d _z ). The geometrical considerations of FIG. 6 show that the offset d _{z is} a function of the angle of inclination N1 or N2 in an unloaded state of the lamellas 16: the smaller N1, the greater the offset d _{z for} _{a given compression δ y} . A section of the web 11 which rests on the left lamella 16 in FIG. 4 is pulled more to the right than a section of the web 11 which rests on the right lamella 16. The reverse is true for N2. By means of a membrane 20 (not shown here), instead of introducing a force at a point, an areal loading of the web 11 with a force acting in the y-direction can be provided.

Mit anderen Worten: Bei Betrieb der Walzen 10, 26 läuft die Fasermaterialbahn 11 zunächst auf den nicht ausgelenkten Lamellen 16 auf und wird dann in den Spalt bzw. Kontaktbereich zwischen den Walzen 10, 26 befördert. In dem Kontaktbereich erfahren die Lamellen 16 aufgrund der von der Gegenwalze 26 ausgeübten Kraft eine Auslenkung, wobei die Lamellen 16 - bildlich gesprochen - nach innen "gekippt" werden und dabei mit ihren radial äußeren Ende das aufliegende Bahnmaterial von den Randbereichen aus in axialer Richtung zur Mittenebene E hin ziehen. Das Fasermaterialbahn 11 folgt somit der Auslenkung der Lamellen 16 bzw. (falls vorhanden) der Membran 20 in axialer Richtung. Dies führt dazu, dass die Fasermaterialbahn 11 quer zu ihrer Längserstreckung gestaucht wird. Es versteht sich, dass die Bahn 11 bei nach außen, d.h. von der Mittenebene E weggeneigten, Lamellen 16 eine Streckung in Richtung quer zu ihrer Längserstreckung erfährt. In other words: when the rollers 10, 26 are in operation, the fibrous material web 11 initially runs onto the undeflected lamellae 16 and is then conveyed into the gap or contact area between the rollers 10, 26. In the contact area the lamellae 16 experience a deflection due to the force exerted by the counter-roller 26, the lamellae 16 - figuratively speaking - being "tilted" inward and, with their radially outer end, the overlying web material from the edge areas in the axial direction towards the center plane E. draw. The fiber material web 11 thus follows the deflection of the lamellae 16 or (if present) the membrane 20 in the axial direction. This leads to the fiber material web 11 being compressed transversely to its longitudinal extension. It goes without saying that when the lamellae 16 are inclined outwards, ie away from the central plane E, the web 11 is stretched in the direction transverse to its longitudinal extent.

Durch eine in axialer Richtung variierende Lamellen- und/oder Zwischenkörperausgestaltung lässt sich somit eine Querstauchung bzw. Querstreckung der Fasermaterialbahn 11 gezielt einstellen. Es können auch komplexe Stauchungs- und/oder Streckungsprofile erzeugt werden. Durch mehrere mit Lamellen 16 versehene Walzen 10 kann die Querstauchung bzw. Querstreckung erhöht werden kann (Fig. 7). A transverse compression or transverse extension of the fiber material web 11 can thus be set in a targeted manner by means of a lamella and / or intermediate body configuration that varies in the axial direction. Complex compression and / or expansion profiles can also be generated. The transverse compression or transverse extension can be increased by a plurality of rollers 10 provided with lamellae 16 (FIG. 7).

Das erfindungsgemäße Konzept lässt sich auch bei Hochleistungsanlagen mit Bahngeschwindigkeit von über 1000 m/min realisieren. Beispielsweise wird ein Querschrumpf von 10 bis 30% bei Flächengewichten von 70 bis 200 g/m² und Papierfeuchten von 55 bis 90 % erzielt. The concept according to the invention can also be implemented in high-performance systems with a web speed of over 1000 m / min. For example, a transverse shrinkage of 10 to 30% is achieved with weights per unit area of 70 to 200 g / m ² and paper moisture levels of 55 to 90%.

Bezuqszeichenliste Reference list

10 Walze 11 Fasermaterialbahn 12 Grundkörper 14 Mantelfläche 16 Lamellen 18 Zwischenkörper 20 Membran 22 Rand 24 Auflageabschnitt 26 Gegenwalze 28 Mantelfläche 10 roller 11 fiber material web 12 base body 14 outer surface 16 lamellae 18 intermediate body 20 membrane 22 edge 24 support section 26 counter roller 28 outer surface

A Längsachse A longitudinal axis

B Längsachse B longitudinal axis

E Mittenebene E middle plane

E' Ebene parallel zu E E 'plane parallel to E

N1, N2 Neigungswinkel N1, N2 angle of inclination

Claims

Ansprüche Expectations

1. Walze (10) zur Herstellung einer Fasermaterialbahn (11 ), insbesondere einer Papierbahn, mit einem um eine Längsachse (A) rotierbaren rotationssymmetrischen Grundkörper (12), der eine Mantelfläche (14) aufweist, an der zumindest zwei elastisch deformierbare und/oder auslenkbare ringförmige oder spiralförmige Lamellen (16) angeordnet sind, die sich in radialer Richtung von der Mantelfläche (14) weg erstrecken und die den Grundkörper (12) in Umfangsrichtung umgeben, wobei die Lamellen (16) zumindest abschnittsweise unter Bildung eines Neigungswinkels (N1) schräg zu einer senkrecht zur Längsachse (A) der Walze (10) ausgerichteten Mittenebene (E) der Walze (10) angeordnet sind. 1. Roller (10) for producing a fiber material web (11), in particular a paper web, with a rotationally symmetrical base body (12) which is rotatable about a longitudinal axis (A) and has a lateral surface (14) on which at least two elastically deformable and / or deflectable annular or spiral lamellae (16) are arranged which extend in the radial direction away from the lateral surface (14) and which surround the base body (12) in the circumferential direction, the lamellae (16) at least in sections forming an angle of inclination (N1) are arranged obliquely to a center plane (E) of the roller (10) oriented perpendicular to the longitudinal axis (A) of the roller (10).

2. Walze (10) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Lamellen (16) in Richtung zu der Mittenebene (E) der Walze (10) geneigt sind. 2. Roller (10) according to claim 1, characterized in that the lamellae (16) are inclined in the direction of the central plane (E) of the roller (10).

3. Walze (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Lamellen (16) symmetrisch, insbesondere spiegelsymmetrisch, zur Mittenebene (E) der Walze (10) angeordnet sind. 3. Roller (10) according to claim 1 or 2, characterized in that at least two lamellas (16) are arranged symmetrically, in particular mirror-symmetrically, to the central plane (E) of the roller (10).

4. Walze (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die radiale Erstreckung der Lamellen (16) im Wesentlichen gleich ist. 4. roller (10) according to any one of the preceding claims, characterized in that the radial extension of the lamellae (16) is essentially the same.

5. Walze (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Neigungswinkel (N1) der Lamellen (16) in axialer Richtung der Walze (10) variiert, insbesondere wobei der Neigungswinkel (N1) der Lamellen (16) vom Rand (22) der Walze zu der Mittenebene (E) hin zunimmt, bevorzugt kontinuierlich zunimmt. 5. Roller (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the angle of inclination (N1) of the lamellae (16) varies in the axial direction of the roller (10), in particular wherein the angle of inclination (N1) of the lamellae (16) from the edge (22) of the roller increases towards the central plane (E), preferably increases continuously.

6. Walze (10) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Abstand zwischen zwei benachbarten Verbindungsstellen der Lamellen (16) mit der Mantelfläche (14) in Richtung zu der Mittenebene (E) der Walze (10) hin abnimmt. 6. roller (10) according to claim 5, characterized in that a distance between two adjacent connection points of the lamellas (16) with the lateral surface (14) decreases in the direction of the central plane (E) of the roller (10).

7. Walze (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Durchmesser der Walze (10) in Richtung der Mittenebene (E) der Walze (10) ändert, insbesondere zunimmt, und/oder dass zwischen der Mantelfläche (14) der Walze (10) und den Lamellen (16) ein Zwischenkörper (18) ausgebildet ist, dessen Durchmesser sich in Richtung der Mittenebene (E) der Walze (10) ändert, insbesondere zunimmt. 7. Roller (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the diameter of the roller (10) changes in the direction of the central plane (E) of the roller (10), in particular increases, and / or that between the lateral surface (14 ) the roller (10) and the lamellae (16) an intermediate body (18) is formed, the diameter of which changes, in particular increases, in the direction of the central plane (E) of the roller (10).

8. Walze (10) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet dass Abstände zwischen benachbarten Verbindungsstellen der Lamellen (16) mit der Mantelfläche (14) in axialer Richtung im Wesentlichen gleich sind. 8. roller (10) according to claim 7, characterized in that the distances between adjacent connection points of the lamellae (16) with the lateral surface (14) are essentially the same in the axial direction.

9. Walze (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Lamellen (16) aus einem elastischen und/oder drucksteifen Material, insbesondere einem Kunststoff oder Gummi, gefertigt sind. 9. roller (10) according to any one of the preceding claims, characterized in that lamellae (16) are made of an elastic and / or pressure-resistant material, in particular a plastic or rubber.

10. Walze (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lamellen (16) auf einem Walzenbezug ausgebildet sind, welcher drehfest an der Mantelfläche (14) der Walze (10) fixiert ist, insbesondere wobei der Walzenbezug und die Lamellen (16) aus demselben Material gefertigt sind. 10. Roller (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the lamellae (16) are formed on a roller cover which is fixed in a rotationally fixed manner on the outer surface (14) of the roller (10), in particular wherein the roller cover and the lamellae (16) are made of the same material.

11. Walze (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass radiale Außenenden zumindest zweier benachbarter Lamellen (16) mit einer Membran (20), insbesondere einer elastischen Membran (20) verbunden sind oder die Membran (20) zumindest abschnittsweise eine, insbesondere eine durchgehende, Kontaktfläche bildet. 11. Roller (10) according to one of the preceding claims, characterized in that radial outer ends of at least two adjacent lamellae (16) are connected to a membrane (20), in particular an elastic membrane (20), or the membrane (20) at least in sections , in particular forms a continuous contact surface.

12. Walzenanordnung mit einer Walze (10) nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche und einer Gegenwalze (26), wobei ein Abstand zwischen den Walzen (10, 26) variabel einstellbar ist. 12. Roller arrangement with a roller (10) according to at least one of the preceding claims and a counter roller (26), wherein a distance between the rollers (10, 26) is variably adjustable.

13. Walzenanordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Gegenwalze (26) beheizbar ist und/oder eine mit Öffnungen versehene Mantelfläche (28), insbesondere eine poröse Mantelfläche (28), aufweist, wobei die Öffnungen die Mantelfläche (28) der Gegenwalze (26) mit dem Inneren der Gegenwalze (26) verbindet. 13. The roller arrangement according to claim 12, characterized in that the counter-roll (26) is heatable and / or has an outer surface (28) provided with openings, in particular a porous outer surface (28), the openings being the outer surface (28) of the counter-roll (26) connects to the interior of the counter roll (26).

14. Walzenanordnung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass eine Mantelfläche (28) der Gegenwalze (26) einen geringeren Reibungskoeffizienten aufweist als die Außenseite der Walze (10) gemäß den Ansprüchen 1 bis 11. 14. Roller arrangement according to claim 12 or 13, characterized in that a lateral surface (28) of the counter roller (26) has a lower coefficient of friction than the outside of the roller (10) according to claims 1 to 11.

15. Walzenanordnung nach zumindest einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Walzen (10) gemäß den Ansprüchen 1 bis 11 vorgesehen sind, die der Gegenwalze (26) zugeordnet sind und die mit dieser jeweils einen Spalt zur Aufnahme der Fasermaterialbahn (11 ) ausbilden. 15. Roller arrangement according to at least one of claims 12 to 14, characterized in that at least two rollers (10) are provided according to claims 1 to 11, which are assigned to the counter roller (26) and which each have a gap for receiving the fiber material web (11) train.