DE102011007752A1

DE102011007752A1 - Roller and calender with this roller

Info

Publication number: DE102011007752A1
Application number: DE201110007752
Authority: DE
Inventors: Jochen Niemann; Rolf van Haag; Lars Krüger; Thomas Schuster
Original assignee: Voith Patent GmbH
Current assignee: Voith Patent GmbH
Priority date: 2011-04-20
Filing date: 2011-04-20
Publication date: 2012-10-25
Also published as: WO2012143246A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Walze zur Behandlung einer laufenden Faserstoffbahn (28) mit einem umlaufenden Mantel (4), der mittels wenigstens eines innen liegenden Anpressschuhs (6), der sich auf einer stationären, den Mantel (4) durchsetzenden Achse (3) abstützt und gegen den Innenumfang des Mantels (4) eine Kraft ausüben kann, beaufschlagbar ist, wobei der Mantel (4) mit dem Anpressschuh (6) eine in Umlaufrichtung (22) mindestens 40 mm lange Kontaktzone (7) bildet und an seinen Enden an jeweils einer Stirnwand (24) der Walze befestigt ist. Um eine solche Walze zu schaffen, mit der eine Faserstoffbahn gut geglättet und dennoch gleichmäßiger als bisher verdichtet werden kann, ist der Mantel (4) im Wesentlichen aus einem 0,5 bis 2 mm dünnen Metall gebildet, auf dem Mantel zur Faserstoffbahn hin ist eine elastische Beschichtung (5) aufgebracht. Die Erfindung betrifft auch einen Kalander mit der erfindungsgemäßen Walze.The invention relates to a roller for treating a running fibrous web (28) with a circumferential casing (4) which is supported by means of at least one inner pressure shoe (6) which is supported on a stationary axis (3) penetrating the casing (4) and can exert a force against the inner circumference of the jacket (4), the jacket (4) and the pressure shoe (6) forming a contact zone (7) at least 40 mm long in the circumferential direction (22) and one at each of its ends End wall (24) of the roller is attached. In order to create such a roller with which a fibrous web can be smoothed well and yet compacted more evenly than before, the jacket (4) is essentially formed from a 0.5 to 2 mm thin metal, on the jacket facing the fibrous web is a elastic coating (5) applied. The invention also relates to a calender with the roll according to the invention.

Description

Die Erfindung betrifft eine Walze zur Behandlung einer laufenden Faserstoffbahn mit einem umlaufenden Mantel, der mittels wenigstens eines innen liegenden Anpressschuhs, der sich auf einer stationären, den Mantel durchsetzenden Achse abstützt und gegen den Innenumfang des Mantels eine Kraft ausüben kann, beaufschlagbar ist, wobei der Mantel mit dem Anpressschuh eine in Umlaufrichtung mindestens 40 mm lange Kontaktzone bildet und an seinen Enden an jeweils einer Stirnwand der Walze befestigt ist.The invention relates to a roller for treating a moving fibrous web having a circumferential jacket, which can be acted upon by means of at least one inner contact shoe, which is supported on a stationary, passing through the shell axis and can exert a force against the inner circumference of the shell Coat with the pressure shoe forms a contact zone at least 40 mm long in the direction of rotation and is fastened at its ends to an end wall of the roller in each case.

Außerdem betrifft die Erfindung einen Kalander, in dem die Walze eingesetzt ist.Moreover, the invention relates to a calender, in which the roller is used.

Eine solche Walze ist bekannt aus der EP 1 330 573 . Mit dieser Erfindung ist der Zweck verfolgt worden, eine Faserstoffbahn auf beiden Seiten mit einer glatten metallischen Oberfläche zu behandeln, ohne zu große Flächenpressungen zu bewirken, die beispielsweise zu Schwarzsatinage führen. Das wird durch die gattungsgemäße Walze, die einen so genannten Breitnip ausbilden kann, bewirkt, da die Druckspannungen innerhalb der Kontaktzone gering gehalten werden können.Such a roller is known from the EP 1 330 573 , The purpose of this invention has been to treat a fibrous web on both sides with a smooth metallic surface without causing excessive surface pressures resulting, for example, in black satin. This is caused by the generic roller, which can form a so-called wide nip, since the compressive stresses can be kept low within the contact zone.

Diese Erfindung berücksichtigt aber nur im geringen Maß, dass es Papier- und Kartonqualitäten gibt, bei denen die Faserverteilung im Papier nicht besonders gleichförmig ist. Bei manchen Sorten gibt es lokal Faseranhäufungen, die auch bei geringen Flächenpressungen bereits zu ungleichmäßigen Verdichtungen im Bahnquerprofil führen. Diese ungleichmäßige Verdichtung ist unter Umständen nachteilig für die spätere Bedruckbarkeit der Faserstoffbahn.However, this invention takes little account of the fact that there are paper and board qualities in which the fiber distribution in the paper is not particularly uniform. In some varieties, there are local fiber accumulations, which even at low surface pressures already lead to uneven densities in the web cross profile. This uneven densification may be detrimental to the later printability of the fibrous web.

Bereits in der DE 299 02 451 U1 ist angesprochen, dass ein Kalandrieren in der Regel mit zwei Walzen erfolgt. Hierbei kann es zu hohen Verdichtungen kommen, selbst wenn eine der Walzen elastisch bezogen ist. Deshalb wird in dem Gebrauchsmuster eine Walze mit einem zur Erzeugung eines Breitnips wirkenden konkav geformten Anpressschuhs an der Innenseite des Mantels vorgeschlagen, wobei ein Mantel aus einem verstärkten Polyurethan empfohlen. Dieser Mantel sorgt vermutlich für eine gleichmäßigere Verdichtung, ist allerdings wegen seiner groben Verstärkungsstruktur als „Unterlage” auch nur in begrenztem Maß glatt zu schleifen.Already in the DE 299 02 451 U1 It is mentioned that calendering usually takes place with two rolls. This can lead to high densities, even if one of the rollers is elastically covered. Therefore, in the utility model, there is proposed a roll having a concave-shaped pressure shoe acting on the inside of the shell for producing a broad nip, with a jacket of reinforced polyurethane being recommended. This jacket probably provides for a more even compaction, but is due to its coarse reinforcing structure as a "pad" even to a limited extent smooth to grind.

Der Erfindung liegt dementsprechend die Aufgabe zugrunde, eine Walze gemäß dem Oberbegriff zu schaffen, mit der eine Faserstoffbahn gut geglättet und dennoch gleichmäßiger als bisher verdichtet werden kann.The invention is therefore an object of the invention to provide a roller according to the preamble, with a fibrous web can be well-smoothed and yet more uniformly compacted than before.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, dass der Mantel im Wesentlichen aus einem 0,5 bis 2 mm dünnen Metall gebildet ist und auf dem Mantel zur Faserstoffbahn hin eine elastische Beschichtung aufgebracht ist.The object is achieved in that the jacket is formed essentially of a 0.5 to 2 mm thin metal and on the mantle to the fibrous web out an elastic coating is applied.

Ein Mantel der genannten Wandstärke ist flexibel genug, um beispielsweise an einer Gegenwalze einen breiten Behandlungsnip zu erzeugen, der in seinem Druckspannungsprofil, ohne Faserstoffbahn gesehen, sehr gleichförmig sowohl in Laufrichtung der Bahn als auch quer dazu ist.A jacket of said wall thickness is flexible enough to produce, for example, on a backing roll a wide Behandlungsnip that is seen in its compressive stress profile, without fibrous web, very uniform both in the direction of the web and across it.

Die Erfinder haben zudem berücksichtigt, dass nicht nur – wie häufig angenommen – die mittlere Flächenpressung in der Kontaktzone die übergeordnete Bedeutung hat, sondern vielmehr auch der Druckimpuls der durch eine Faseranhäufung in der Bahn bewirkt wird, für das Dichteprofil in der Walze verantwortlich ist. Hier ist in erster Linie von Faserstoffbahnen, insbesondere Papierbahnen, mit einer Dicke ab 100 μm die Rede.The inventors have also taken into account that not only, as often assumed, the average surface pressure in the contact zone has the overriding importance, but rather also the pressure pulse which is caused by a fiber accumulation in the web, is responsible for the density profile in the roller. This is primarily of fibrous webs, especially paper webs, with a thickness from 100 microns speech.

Es wird gemäß der Erfindung deshalb eine elastische Schicht auf den glatten Mantel aufgebracht. Überraschenderweise ist der Druckimpuls an einer Faserverdichtungsstelle der Bahn geringer als bei einem Mantel mit einer faserverstärktem Kunststoffschicht. Ebenso verhält sich das Spannungsprofil deutlich besser als bei einem reinen dünnen Metallmantel.It is therefore applied according to the invention, an elastic layer on the smooth coat. Surprisingly, the pressure pulse at a fiber compaction point of the web is lower than in a sheath with a fiber-reinforced plastic layer. Similarly, the tension profile behaves much better than a pure thin metal shell.

Berechnungen zu verschiedenen Satinagemethoden bei einer mittleren Druckspannung von 30 MPa haben beweisen können, warum es bei der Satinage einer 100 μm dicken Faserstoffbahn mit nichtlinearem Kompressionsverhalten mit dem Mantel der erfindungsgemäßen Walze zu den besten Ergebnissen kam. Dabei wurde die Faserstoffanhäufung in der Bahn simuliert mit einer 0,9 mm langen Stelle, in dem die Steifigkeit in vier Stufen auf den doppelten Wert des ungestörten Bereichs gesteigert wurde. Der Metallmantel (0,6 mm) ohne elastische Beschichtung zeigte einen lokalen Druckanstieg von 17,8 MPa. Beim weichen Walzennip stellt sich ein Druckanstieg von 18,2 MPa ein. Der größte Druckanstieg ergibt sich zum Vergleich bei einem Nip mit zwei harten Walzen mit 22,3 MPa. Bei dem erfindungsgemäßen Mantel mit Kunststoffbeschichtung (1 mm) beträgt der lokale Druckanstieg 16,0 MPa. Der Mantel mit einer dünnen Kunststoffschicht überzeugt damit als die papierschonendste Konstellation.Calculations on different calendering methods at an average compressive stress of 30 MPa have been able to prove why the best results were achieved in the calendering of a 100 μm thick fibrous web with non-linear compression behavior with the jacket of the roll according to the invention. The pulp accumulation in the web was simulated with a 0.9 mm long point in which the stiffness was increased in four stages to twice the undisturbed range. The metal shell (0.6 mm) without elastic coating showed a local pressure increase of 17.8 MPa. The soft roller nip experiences a pressure increase of 18.2 MPa. The largest increase in pressure results for comparison in a nip with two hard rolls with 22.3 MPa. In the casing with plastic coating (1 mm) according to the invention, the local pressure rise is 16.0 MPa. The coat with a thin plastic layer thus convinces as the most paper-gentle constellation.

Eine solche, relativ dünne elastische Schicht ist auch deutlich glatter schleifbar als die Oberfläche einer elastischen Walze oder eines reinen faserverstärkten Polyurethanmantels, insbesondere weil sie auf einer glatten Metallschicht aufgebracht ist. Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn die elastische Beschichtung eine mit der Faserstoffbahn in Kontakt kommende Oberflächenglätte von Ra < 0,2 μm aufweist. Das reicht in der Regel vollständig aus, um auch die Bahnseite, die an der erfindungsgemäßen Walze anliegt, gut zu glätten. Auch hier sind gegenüber gleich glatten Oberflächen bei Walzenbelägen deutlich bessere Bahnoberflächen erzeugt worden. Dieses Phänomen ist noch nicht abschließend geklärt.Such a relatively thin elastic layer is also much smoother than the surface of an elastic roller or a pure fiber-reinforced polyurethane sheath, in particular because it is applied to a smooth metal layer. It has proven to be advantageous if the elastic coating has a surface smoothness of Ra <0.2 μm coming into contact with the fibrous web. This is usually enough to complete Also, the web page, which rests against the roll according to the invention to smooth well. Here too, significantly better web surfaces have been produced with respect to smooth surfaces on roll coverings. This phenomenon has not yet been finally clarified.

Jedenfalls ist es vorteilhaft, wenn die elastische Schicht zwischen 0,05 und 2 mm dick ist. In diesem Bereich liegt das Optimum, um einerseits eine ausreichende Elastizität für eine möglichst gleichmäßige Verdichtung und andererseits noch eine genügende Oberflächenglätte erzeugen zu können. Es hat sich gezeigt, dass eine Zusammensetzung aus einem 0,5 bis 2 mm dicken Mantel und einer 0,05 bis 2 mm dicken elastischen Schicht problemlos in der Lage ist, die ständigen Wechsel von konkaver zu konvexer Krümmung mitzumachen, ohne Schaden zu nehmen. Dickere Mäntel oder solche aus anderem Material sind hier deutlich anfälliger. Zudem hat diese geringe Dicke der elastischen Schicht Einfluss auf einen potenziellen Wärmestrom sowohl von der Faserstoffbahn in die Walze hinein, als auch umgekehrt.In any case, it is advantageous if the elastic layer is between 0.05 and 2 mm thick. In this area, the optimum is to be able to produce on the one hand sufficient elasticity for a uniform as possible compression and on the other hand, a sufficient surface smoothness. It has been found that a composition of a 0.5 to 2 mm thick jacket and a 0.05 to 2 mm thick elastic layer is easily able to join the constant changes from concave to convex curvature, without being damaged. Thicker coats or those made of other materials are much more susceptible here. In addition, this small thickness of the elastic layer has an influence on a potential heat flow both from the fibrous web into the roll and vice versa.

In diesem Zusammenhang ist bevorzugt, dass die Walze temperierbar, insbesondere induktiv beheizbar ist. Eine externe und bekannte am Umfang der Walze angebrachte Induktionsheizung hat die Möglichkeit den Mantel durch die elastische Beschichtung hindurch zu beheizen. Mit bekannten Induktionsheizungen ist sogar eine Profilierung über die Bahnbreite möglich.In this context, it is preferred that the roller is heatable, in particular inductively heated. An external and known induction heater mounted on the circumference of the roller has the possibility of heating the jacket through the elastic coating. With known induction heaters even profiling on the web width is possible.

In dem gleichen Zusammenhang ist es auch sinnvoll, wenn die elastische Beschichtung mit wärmeleitenden Füllstoffen versehen ist. Hier sei insbesondere an metallische Partikel gedacht. Normalerweise wirkt ein passender Kunststoff als elastische Schicht wie eine Wärmeisolator. Mit den Füllstoffen kann die Wärme rasch übertragen werden und das Material ist deutlich weniger Spannungen ausgesetzt.In the same context, it is also useful if the elastic coating is provided with thermally conductive fillers. Here is intended in particular to metallic particles. Normally a suitable plastic acts as an elastic layer like a heat insulator. With the fillers, the heat can be transferred quickly and the material is exposed to significantly less stress.

Mit Vorteil hat die elastische Schicht einen Elastizitätsmodul von 500 bis 6000 N/mm². Eine in diesem Elastizitätsbereich liegende elastische Beschichtung auf dem Walzenmantel hat die ideale Beschaffenheit für eine gleichmäßige Dichteerzeugung der Bahn. Ein solches Material ist weit verbreitet und günstig zu beschaffen. Es stehen mehrere Beschichtungsstoffe zur Auswahl, insbesondere Epoxydharz, aber weiter auch Thermoplaste, andere Duroplaste, PEEK, Polyurethan oder Polyamid.Advantageously, the elastic layer has a modulus of elasticity of 500 to 6000 N / mm ² . An elastic coating on the roll mantle lying in this elastic range has the ideal composition for uniform density generation of the web. Such material is widely available and cheap to obtain. There are several coating materials to choose from, in particular epoxy resin, but also also thermoplastics, other thermosets, PEEK, polyurethane or polyamide.

Vorzugsweise weist die elastische Schicht in axialer Richtung eine Länge auf, die im Wesentlichen der zu behandelnden Faserstoffbahnbreite entspricht. Ein potenziell schädigender Kontakt für die elastische Schicht mit einer heißen Gegenwalze wird auf diese Weise vermieden.Preferably, the elastic layer in the axial direction has a length which substantially corresponds to the fibrous web width to be treated. A potentially damaging contact for the elastic layer with a hot counter-roller is avoided in this way.

Um den Walzenmantel möglichst glatt und homogen zu machen, werden mit Vorteil zwei Ausgestaltungen vorgenommen.To make the roll shell as smooth and homogeneous as possible, two configurations are made with advantage.

Erstens ist der Mantel aus einem elektrochemisch abscheidbaren Material, insbesondere Nickel gebildet. Bei einem solchen Mantel kann auf eine Schweißnaht verzichtet werden, wie sie bei einem Stahlmantel notwendig ist. Bei einem Stahlmantel muss diese Schweißnaht zuerst überschliffen werden, bevor man die dünne elastische Schicht aufbringt.First, the sheath is formed of an electrochemically depositable material, especially nickel. In such a jacket can be dispensed with a weld, as is necessary in a steel jacket. For a steel jacket, this weld must first be ground before applying the thin elastic layer.

Und zweitens ist die elastische Schicht eine durch Aufspritzen erzeugte Schicht. Auf diesem Weg kann eine besonders dünne und dennoch sehr homogene Schicht erzeugt werden.And secondly, the elastic layer is a layer produced by spraying. In this way, a particularly thin, yet very homogeneous layer can be produced.

Mit Vorteil weist der Anpressschuh Stege zwischen den hydrostatischen Taschen auf, die unter einem Winkel zwischen 1° und 45° zur Umfangsrichtung verlaufen. Auf diese Weise werden durch erhöhte Reibung zwischen den Stegen und dem Mantel erzeugte Umfangstemperaturstreifen weitgehend vermieden.Advantageously, the pressure shoe webs between the hydrostatic pockets, which extend at an angle between 1 ° and 45 ° to the circumferential direction. In this way, generated by increased friction between the webs and the jacket circumferential temperature strip is largely avoided.

Vorzugsweise weist der Anpressschuh in Umfangsrichtung wenigstens zwei hintereinander liegende hydrostatische Taschenreihen auf. Die Taschen jeder Reihe erstrecken sich in axialer Richtung. Sie sollen dabei in axialer Richtung gegeneinander versetzt sein. Damit wird ein Ausgleich zu der an einem Steg zwischen zwei Taschen auftretenden Wärmeentwicklung in einer Reihe geschaffen, indem der entsprechende Umfangsbereich an der zweiten Taschenreihe durch die hydrostatische Flüssigkeit wieder gekühlt werden kann. Unter Umständen ist es auch möglich, die mittlere Andruckkraft des Stützelementes in einem Auflaufbereich und einem Ablaufbereich des Mantels unterschiedlich zu gestalten.Preferably, the pressure shoe in the circumferential direction at least two hydrostatic rows of pockets one behind the other. The pockets of each row extend in the axial direction. They should be offset from each other in the axial direction. This compensates for the heat development occurring at a web between two pockets in a row, in that the corresponding peripheral region on the second row of pockets can be re-cooled by the hydrostatic fluid. Under certain circumstances, it is also possible to make the average pressure force of the support element in a casserole area and a drain area of the shell different.

Besonders bevorzugt ist in Umlaufrichtung des Mantels zumindest vor dem Anpressschuh, vorzugsweise aber auch danach, eine Mantelleiteinrichtung vorgesehen. Der Mantel wird über diese Einrichtung so verformt, dass er nahezu tangential auf den Anpressschuhrand auf- bzw. davon abläuft. Damit wird eine Knickung des Mantels am Anpressschuhrand vermieden, der in der Regel eine konkave Krümmung aufweist. Als Mantelleiteinrichtung kann hier beispielsweise ein mit großem Radius konvex gekrümmter zusätzlicher Anpressschuh verwendet werden.Particularly preferably, in the direction of rotation of the jacket, at least in front of the pressure shoe, but preferably also thereafter, a sheath conductor device is provided. The jacket is deformed over this device so that it runs almost tangentially on the Anpressschuhrand up and away from it. Thus, a buckling of the shell is avoided at Anpressschuhrand, which usually has a concave curvature. As a sheathed conductor means, for example, a convexly curved additional contact pressure shoe with a large radius can be used here.

Desweiteren wird ein Kalander zur Behandlung einer Faserstoffbahn mit wenigstens einer beheizbaren Gegenwalze und wenigstens einer Walze, die miteinander einen Behandlungsnip bilden, beansprucht. Der Kalander ist dadurch gekennzeichnet, dass die Walze gemäß der erfindungsgemäßen Walze nach einem der Ansprüche 1 bis 10 ausgebildet ist. Die Vorteile ergeben sich aus der Beschreibung zu der Walze.Furthermore, a calender for treating a fibrous web with at least one heatable counter roll and at least one roller, which together form a Behandlungsnip claimed. The calender is characterized in that the roller according to the invention Roller according to one of claims 1 to 10 is formed. The advantages will be apparent from the description of the roller.

Mit Vorteil ist bei dem Kalander in unmittelbarer Nähe zur Walze eine Induktionsheizung vorgesehen. Ohne viel zusätzlichen Raum einzunehmen, kann die Walze so auf bis zu 120°C beheizt werden, was in etwa der Beanspruchbarkeit moderner elastischer Beschichtungen entspricht.Advantageously, an induction heater is provided in the calender in the immediate vicinity of the roller. Without taking much extra space, the roller can be heated up to 120 ° C, which roughly corresponds to the strength of modern elastic coatings.

Vorzugsweise ist der Behandlungsnip mit einer mittleren Druckspannung > 15 N/mm² betreibbar. Hierdurch wird das Glättergebnis der zu behandelnden Bahn verbessert.Preferably, the treatment nip with an average compressive stress> 15 N / mm ^{2 is} operable. As a result, the smoothing result of the web to be treated is improved.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. In diesen zeigtThe invention will be explained in more detail below with reference to an embodiment with reference to the drawings. In these shows

1 eine schematische, teilweise geschnittene dreidimensionale Darstellung einer erfindungsgemäßen Walze 1 a schematic, partially sectioned three-dimensional representation of a roll according to the invention

2 eine weitere schematische, teilweise geschnittene dreidimensionale Darstellung einer erfindungsgemäßen Walze mit angedeuteter Gegenwalze 2 a further schematic, partially sectioned three-dimensional representation of a roll according to the invention with indicated mating roll

3 einen Ausschnitt aus dem Querschnitt durch den Anpressschuh der erfindungsgemäßen Walze 3 a section of the cross section through the pressure shoe of the roller according to the invention

In der 1 wird eine Walze 1 offenbart, die in einen Kalander 21 eingebaut werden kann. Die Walze besitzt eine an ihren Enden in Zapfen 23 nicht drehbar lagerbare Achse 3. Diese Achse 3 durchsetzt einen Mantel 4. Der Mantel 4 ist an seinen Enden in nicht dargestellter, dem Fachmann aber bekannter Weise an jeweils einer Stirnwand 24 schmiermitteldicht befestigt. Er besteht aus Metall mit einer Dicke von 0,5 bis 2 mm. Bevorzugt wird hier ein elektrochemisch abscheidbares Metall verwendet, insbesondere Nickel.In the 1 becomes a roller 1 revealed in a calender 21 can be installed. The roller has a pin at its ends 23 non-rotatably mountable axle 3 , This axis 3 intersperses a coat 4 , The coat 4 is at its ends in a manner not shown, but the skilled person known manner on one end wall 24 fastened with lubricant. It consists of metal with a thickness of 0.5 to 2 mm. Preferably, an electrochemically depositable metal is used here, in particular nickel.

Zwischen dem Innenumfang des Mantels und der Achse ist ein ein wenig krümmbarer Anpressschuh 6 vorgesehen, der sich auf der Achse 3 abstützend gegen den Mantel belastbar ist. Zwischen dem Mantel 4 und dem Anpressschuh 6 wird ein Druckpolster durch ein Druckfluid erzeugt, das dazu unter Druck in hydrostatische Drucktaschen 10 gefördert wird. In diesem Ausführungsbeispiel sind zwei axial zueinander versetzte Drucktaschenreihen 9a, 9b vorgesehen. Zudem verlaufen die Stege 25 zwischen den Drucktaschen 10 unter einem Winkel von etwa 30° zur Umfangsrichtung der Walze 1. Durch diese beiden Maßnahmen wird bewirkt, dass eine Überhitzung des Mantels durch die erhöhte Reibung an den Stegen 25 vermieden wird.Between the inner circumference of the shell and the axis is a little curvable pressure shoe 6 provided, which is on the axis 3 supporting against the jacket is loadable. Between the coat 4 and the contact shoe 6 a pressure pad is created by a pressurized fluid, which under pressure into hydrostatic pressure pockets 10 is encouraged. In this embodiment, two axially offset rows of pressure pockets 9a . 9b intended. In addition, the walkways run 25 between the pressure pockets 10 at an angle of about 30 ° to the circumferential direction of the roller 1 , These two measures cause overheating of the jacket due to the increased friction on the webs 25 is avoided.

Auf dem Mantel 4 ist eine dünne elastische Schicht 5 aufgebracht. Sie besitzt eine Dicke von 0,05 bis 2 mm und ist aufgespritzt. Das Material der elastischen Schicht 5 ist in diesem Ausführungsbeispiel Epoxidharz, das mit wärmeleitenden Füllstoffen versehen ist. Der gemittelte E-Modul der elastischen Schicht liegt zwischen 500 und 6000 N/mm². Es können aber durchaus auch andere Materialien verwendet werden, die eine dünne elastische Schicht 5 ausbilden können.On the coat 4 is a thin elastic layer 5 applied. It has a thickness of 0.05 to 2 mm and is sprayed on. The material of the elastic layer 5 is in this embodiment epoxy resin, which is provided with thermally conductive fillers. The mean elastic modulus of the elastic layer is between 500 and 6000 N / mm ² . But it can also be used other materials that a thin elastic layer 5 can train.

Durch die ausschnittsweise angezeigte Gegenwalze 2 in 2 wird verdeutlicht, wie der Mantel 4 der Walze 1 mit der elastischen Schicht 5 außen eine Kontaktzone mit dem Außenumfang einer beheizbaren Gegenwalze 2 bildet. Dabei ist wie in 1 die Walze 1 gegenüber realistischen Größenverhältnissen stark verkürzt und von der Gegenwalze 2 nur das Ende dargestellt.By the partially indicated counter roll 2 in 2 it clarifies how the coat 4 the roller 1 with the elastic layer 5 outside a contact zone with the outer periphery of a heated counter-roller 2 forms. It is like in 1 the roller 1 compared to realistic proportions greatly shortened and from the counter roll 2 just the end shown.

Beispielhaft ist an der Walze 1 sowohl in 1 als auch in 2 ein Abschnitt einer Induktionsheizung 26 dargestellt Der Mantel 4 kann dabei durch die elastische Schicht 5 hindurch beheizt werden. Hierbei sollte man sich selbstverständlich auf eine Temperatur beschränken, die der elastischen Schicht 5 keinen Schaden zufügt.An example is on the roller 1 as well in 1 as well as in 2 a section of induction heating 26 The coat 4 can thereby through the elastic layer 5 be heated through. Of course, one should limit oneself to a temperature, that of the elastic layer 5 does no harm.

Die Gegenwalze 2 kann dagegen mit allen möglichen bekannten Heiztechniken (Thermalöl oder Wasserdampf im Inneren, Induktion von außen, etc.) beheizt werden. Dabei ist vorgesehen, dass die Länge der elastischen Schicht, die Breite einer Faserstoffbahn 28 nicht übersteigt, die zwischen beiden Walzen 1 und 2 im Betrieb mit Druck und Temperatur beaufschlagt und auf diesem Weg geglättet wird. Die Kontaktzone 7 sowie der Behandlungsnip 17 ist durch die konkave Krümmung des Anpressschuhs 6 in Umfangsrichtung der Walze 1 mindestens 40 mm lang.The counter roll 2 On the other hand, it can be heated with all kinds of known heating techniques (thermal oil or water vapor inside, induction from outside, etc.). It is provided that the length of the elastic layer, the width of a fibrous web 28 does not exceed that between both rollers 1 and 2 During operation, pressure and temperature are applied and smoothed in this way. The contact zone 7 as well as the treatment nip 17 is due to the concave curvature of the contact shoe 6 in the circumferential direction of the roller 1 at least 40 mm long.

Verdeutlicht wird das in 3. Ein Anpressschuh 6 mit konkav gekrümmter Kontaktzone 7 übt eine Kraft auf den Mantel 4 in Richtung Gegenwalze 2 aus. Dazu wird zumindest in einem Zylinder 8 ein Druck auf einen Kolben 12 aufgebaut Über eine Versorgungsleitung 11 wird der Zylinder 8 dabei mit Druckmittel, das auch gleichzeitig Schmiermittel ist, versorgt. Durch eine Kapillare 27 wird ein Teil des Schmiermittels in eine hydrostatische Drucktasche 10 gefördert, die in der Kontaktzone des Anpressschuhs eingelassen ist. Wie bereits beschrieben, könnten hier auch mehrere Drucktaschen 10 in axialer Richtung und Umfangsrichtung im Anpressschuh vorgesehen sein, beispielsweise in Drucktaschenreihen 9a, 9b. Der Anpressschuh 6 kann durchaus mit mehreren Kolben 12 verbunden sein. Das Schmiermittel erzeugt beim Übertritt aus der Drucktasche 10 auf die gesamte Kontaktzone 7 ein Gleitpolster zum Mantel 5. Ein Materialverschleiß sowohl von der Kontaktzone 7 als auch vom Mantel 5 wird so weitgehend vermieden.This is clarified in 3 , A contact shoe 6 with concavely curved contact zone 7 exerts a force on the mantle 4 in the direction of counter roll 2 out. This is at least in a cylinder 8th a pressure on a piston 12 set up via a supply line 11 becomes the cylinder 8th while being supplied with pressure medium, which is also lubricant at the same time. Through a capillary 27 Part of the lubricant is placed in a hydrostatic pressure pocket 10 promoted, which is embedded in the contact zone of the contact shoe. As already described, there could also be several pressure pockets here 10 be provided in the axial direction and circumferential direction in the pressure shoe, for example in pressure-chart rows 9a . 9b , The contact shoe 6 May be with several pistons 12 be connected. The lubricant generates when passing from the pressure pocket 10 on the entire contact zone 7 a sliding pad to the coat 5 , A material wear both from the contact zone 7 as well as from the coat 5 is thus largely avoided.

Vor dem Anpressschuh 6 ist eine Mantelleiteinrichtung 13 in der Walze 1 angeordnet. Hierbei ist die Umlaufrichtung 22 des Mantels 4 zu beachten. Auch diese Mantelleiteinrichtung 13 wird wie der Anpressschuh 6 über ein Stützelement 15, das beispielsweise aus einer Kolben-Zylinder-Einheit gebildet ist, radial gegen den Mantel gedrückt. Genauso kann auch hier eine hydrostatische Schmierung 20 vorgesehen sein. Eine zweite, ggf. baugleiche Mantelleiteinrichtung 14 kann hinter dem Anpressschuh 6 angeordnet sein.In front of the contact shoe 6 is a sheathed cable device 13 in the roller 1 arranged. Here is the direction of rotation 22 of the coat 4 to be observed. Also this sheathed wire device 13 becomes like the contact shoe 6 via a support element 15 , which is formed for example from a piston-cylinder unit, pressed radially against the mantle. Likewise, here too, a hydrostatic lubrication 20 be provided. A second, possibly identical sheathed cable device 14 can behind the contact shoe 6 be arranged.

Durch den Einsatz der Mantelleiteinrichtung 13 wird bewirkt, dass der Mantel tangential an die konkave Kontaktzone herangeführt wird, so dass er nicht über die Kante des Einlaufsbereichs 16 „kippen” muss, und an der Gegenwalze 2 anliegt. Der Spannungsverlauf bleibt nach seinem Anstieg nahezu gerade. Durch die elastische Schicht 5 wird bei inhomogenen Faseranhäufungen der Faserstoffbahnen deutlich weniger Druckspannung auf die Bahn ausgeübt als bei herkömmlichen Kalanderarten. Die Faserstoffbahn wird also deutlich weniger beansprucht, obwohl das Druckniveau über 15 N/mm² liegen kann.Through the use of the sheathed cable device 13 causing the sheath to be brought tangentially to the concave contact zone so that it does not overflow the edge of the inlet area 16 "Tilt" must, and at the counter roll 2 is applied. The voltage curve remains almost straight after its rise. Through the elastic layer 5 In the case of inhomogeneous fiber accumulations of the fibrous webs, significantly less compressive stress is exerted on the web than with conventional calender types. The fibrous web is so much less stressed, although the pressure level can be above 15 N / mm ² .

Die Anlagekraft ist dann optimal eingestellt, wenn der Mantel 5 tangential an die konkave Kontaktzone 7 des Anpressschuhs 6 herangeführt wird und zusätzlich die konvexen und konkaven Krümmungsradien 18 des Mantels 5 im Betrieb absolut betrachtet nicht kleiner als 50% des Krümmungsradius 19 sind, den der Mantel im unbelasteten Zustand hat. Der Krümmungsradius 19 der unbelasteten Walze ist im Wesentlichen auf dem gesamten Umfang gleich und definiert einen Kreis. Der Krümmungsradius 18 ist, bedingt durch den Andruck des Anpressschuhs und der Mantelleiteinrichtungen überall auf dem Umfang des Mantels unterschiedlich. Beispielhaft ist bei einer Walze 1 mit einem unverformten Radius 19 von 755 mm der kleinste Krümmungsradius 18, nämlich zwischen der Mantelleiteinrichtung 13 und dem Anpressschuh 6, 435 mm.The contact force is optimally adjusted when the jacket 5 tangential to the concave contact zone 7 of the contact shoe 6 and additionally the convex and concave radii of curvature 18 of the coat 5 Absolutely not less than 50% of the radius of curvature in operation 19 are that the coat has in the unloaded condition. The radius of curvature 19 The unloaded roller is essentially the same over the entire circumference and defines a circle. The radius of curvature 18 is, due to the pressure of the contact shoe and the sheathed conductors everywhere on the circumference of the shell differently. An example is with a roller 1 with an undeformed radius 19 of 755 mm, the smallest radius of curvature 18 namely, between the sheath conductor device 13 and the contact shoe 6 , 435 mm.

Besonders wenig beansprucht ist der Mantel 5, wenn eine Maximalverformung des Mantels 5 radial nach außen einer Maximalverformung radial nach innen entspricht. Bei einigen Walzenkonstruktionen ist es sinnvoll, mehrere Stützelemente 15 auf die Mantelleiteinrichtung 13 wirken zu lassen. Durch eine Einzelansteuerung dieser Stützelemente 15 können Spannungskorrekturen, die insbesondere am Anpressschuhrand notwendig werden können, eingeleitet werden.The jacket is particularly under-stressed 5 when a maximum deformation of the shell 5 radially outwardly corresponds to a maximum deformation radially inward. With some roller constructions it makes sense to have several support elements 15 on the sheath conductor device 13 to let act. By a single control of these support elements 15 Voltage corrections that may be necessary in particular at the Anpressschuhrand be initiated.

Bei der Verwendung der Walze in einem Kalander 21, wo sie eine besonders hohe Satinagequalität erzielen kann, sollte die Oberflächenrauigkeit der elastischen Schicht 5 der Walze 1 unter einem Ra-Wert von 0,2 μm liegen. Der dargestellte Kalander 21 kann mit einer mittleren Druckspannung im Behandlungsnip 17 betrieben werden, die > 15 N/mm² ist.When using the roller in a calender 21 Where it can achieve a particularly high calendering quality, the surface roughness of the elastic layer should 5 the roller 1 are below a Ra value of 0.2 microns. The calender shown 21 can with a medium compressive stress in the Behandlungsnip 17 operated, which is> 15 N / mm ² .

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Walzeroller
22: Gegenwalzebacking roll
33: Achseaxis
44: Mantelcoat
55: Elastische BeschichtungElastic coating
66: Anpressschuhpressure shoe
77: Kontaktzonecontact zone
88th: Zylindercylinder
9a, 9b9a, 9b: DrucktaschenreihenPrinted Bag series
1010: Hydrostatische DrucktascheHydrostatic pressure pocket
1111: Versorgungsleitungsupply line
1212: Kolbenpiston
1313: MantelleiteinrichtungMantelleiteinrichtung
1414: zweite Mantelleiteinrichtungsecond sheathed cable device
1515: Stützelementsupport element
1616: Einlaufbereichintake area
1717: BehandlungsnipBehandlungsnip
1818: Krümmungsradiusradius of curvature
1919: Krümmungsradius im unbelasteten ZustandRadius of curvature in the unloaded state
2020: hydrostatische Schmierung der Mantelleiteinrichtunghydrostatic lubrication of the sheathed conductor device
2121: Kalandercalender
2222: Umlaufrichtungdirection of rotation
2323: Zapfenspigot
2424: Stirnwandbulkhead
2525: Steg zwischen den DrucktaschenFootbridge between the pressure pockets
2626: Induktionsheizunginduction heating
2727: Kapillarecapillary
2828: FaserstoffbahnFibrous web

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

EP 1330573 [0003]
DE 29902451 U1 [0005]

Claims

Roller for treating a moving fibrous web ( 28 ) with a circumferential jacket ( 4 ), which by means of at least one inner contact shoe ( 6 ), standing on a stationary, the mantle ( 4 ) passing axis ( 3 ) and against the inner circumference of the shell ( 4 ) can exert a force, can be acted upon, wherein the jacket ( 4 ) with the contact shoe ( 6 ) one in the direction of rotation ( 22 ) at least 40 mm long contact zone ( 7 ) and at its ends on one end wall ( 24 ) of the roller is fastened, characterized in that the casing ( 4 ) is formed essentially of a 0.5 to 2 mm thin metal and on the shell ( 4 ) to the fibrous web an elastic coating ( 5 ) is applied

Roller according to claim 1, characterized in that the elastic coating ( 5 ) one with the fibrous web ( 28 ) has surface smoothness of Ra <0.2 μm in contact

Roll according to one of claims 1 or 2, characterized in that the elastic layer ( 5 ) is between 0.05 and 2 mm thick

Roller according to one of claims 1 to 3, characterized in that the roller ( 1 ), in particular inductively heated.

Roll according to one of claims 1 to 4, characterized in that the elastic coating ( 5 ) is provided with heat-conductive fillers.

Roll according to one of claims 1 to 5, characterized in that the elastic layer ( 5 ) has a modulus of elasticity of 500 to 6000 N / mm ² .

Roller according to one of claims 1 to 6, characterized in that the elastic layer ( 5 ) in the axial direction of the roller ( 1 ) has a length which substantially corresponds to the fibrous web width to be treated.

Roller according to one of claims 1 to 7, characterized in that the pressure shoe ( 6 ) Webs ( 25 ) between hydrostatic pockets ( 10 ), which at an angle between 1 and 45 ° to the circumferential direction of the roller ( 1 ).

Roller according to one of claims 1 to 8, characterized in that the pressure shoe ( 6 ) in the circumferential direction of the roller ( 1 ) at least two consecutive hydrostatic pockets ( 10 ) having.

Roller according to one of claims 1 to 9, characterized in that in the circumferential direction of the jacket at least before the contact shoe ( 6 ), but preferably also afterwards, a sheath conductor device ( 13 . 14 ) is provided.

Calender for treating a fibrous web ( 28 ) with at least one heatable counter roll ( 2 ) and at least one roller ( 1 ), which together provide a treatment nip ( 17 ), characterized in that the roller ( 1 ) is formed according to one of claims 1 to 10.

Calender according to claim 11, characterized in that in close proximity to the roller ( 1 ) an induction heater ( 26 ) is provided.

Calender according to claim 11 or 12, characterized in that the treatment nip ( 17 ) with an average compressive stress> 15 N / mm ^{2 is} operable.