DE10227825A1

DE10227825A1 - Walze zur Entwässerung einer Faserstoffbahn und Verfahren zu ihrer Herstellung sowie Verwendung der Walze

Info

Publication number: DE10227825A1
Application number: DE2002127825
Authority: DE
Inventors: Frank Schmidt
Original assignee: Voith Paper Patent GmbH
Current assignee: Voith Patent GmbH
Priority date: 2002-06-21
Filing date: 2002-06-21
Publication date: 2004-01-08

Abstract

Walze zur Entwässerung einer Faserstoffbahn, insbesondere Formierwalze einer Papiermaschine, die an ihrer Walzenmantelaußenseite mit einer Vielzahl von Entwässerungsöffnungen versehen ist, wobei ein Teil der Öffnungen zur möglichst weitgehenden Verringerung der Bildung von Lochschattenmarkierungen zumindest im oberflächennahen Bereich der Walze gegenüber den anderen Öffnungen im Durchmesser vergrößert ist, Verfahren zur Herstellung einer solchen Walze und Verwendung einer solchen Walze ohne Siebbezug.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Walze zur Entwässerung einer Faserstoffbahn, insbesondere Formierwalze einer Papiermaschine, die an ihrer Waizenmantelaußenseite mit einer Vielzahl von Entwässerungsöffnungen versehen ist, ein Verfahren zu ihrer Herstellung sowie ihre Verwendung.

Eine derartige Walze dient insbesondere zum Entwässern einer Papierbahn, die gemeinsam mit einem Formiersieb entlang der Formierwalze geführt oder von der Formierwalze umgelenkt wird. Zu diesem Zweck ist die Oberfläche der Walze mit Entwässerungsöffnungen versehen, die bezüglich der Walzenachse üblicherweise in radialer Richtung verlaufen und in denen Flüssigkeit aus der Papierbahn aufgenommen werden kann. Die Entwässerungsöffnungen können als durchgehende Durchbrechungen ausgebildet sein, so dass die Flüssigkeit in das Walzeninnere abgesaugt werden kann. Bei den Entwässerungsöffnungen kann es sich auch um Blindbohrungen handeln, in denen die Flüssigkeit vorübergehend aufgenommen wird, um später wieder abgegeben, beispielsweise abgeschleudert zu werden.

Ein Problem bei dem Einsatz derartiger Formierwalzen besteht darin, dass die Entwässerungsöffnungen in manchen Fällen Lochschattenmarkierungen an der Papierbahn hinterlassen.

Um derartige Markierungen zu vermeiden, ist es bekannt, einen Schrumpfsiebbezug auf die Formierwalze aufzuziehen. Allerdings macht ein derartiger Bezug aufgrund seines Verschleißes einen häufigen regelmäßigen Walzenwechsel erforderlich. Ferner können unvorhergesehene Schäden an dem Schrumpfsiebbezug ein ungeplantes Auswechseln der Forrriierwalze erforderlich machen. Dadurch ergeben sich unerwünscht hohe Stillstandszeiten der Walze und somit der Papiermaschine. Schließlich bestehen aufgrund der Materialeigenschaften des Schrumpfsiebbezugs auch Einschränkungen hinsichtlich der für die Walze verwendbaren Reinigungsmittel.

Um aufgrund dieser Nachteile auf einen Schrumpfsiebbezug verzichten zu können, ist außerdem versucht worden, die Struktur der Walzenoberfläche zu modifizieren, um die Landflächen zu verkleinern, also diejenigen Abschnitte der Walzenoberfläche, an denen die Papierbahn bzw. das Formiersieb anliegt. Allerdings sind diese bekannten Modifizierungen der Walzenoberfläche nicht in allen Anwendungsfällen geeignet, um die Bildung der erläuterten Lochschattenmarkierungen in dem erwünschten Ausmaß zu verringern.

Eine Aufgabe der Erfindung besteht deshalb darin, beim Einsatz einer Formierwalze eine möglichst weitgehende Verringerung der Bildung von Lochschattenmarkierungen bei guten Entwässerungseigenschaften zu erzielen, ohne dass die Walze zu diesem Zweck mit einem Schrumpfsiebbezug ausgestattet sein muss.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass ein Teil der Öffnungen zumindest im oberflächennahen Bereich der Walze gegenüber den anderen Öffnungen im Durchmesser vergrößert ist.

Durch die Vergrößerung eines Teils der Öffnungen gegenüber den. anderen Öffnungen wird die Gesamtfläche der zwischen den Öffnungen verbleibenden Stege, die so genannte Landfläche, gegenüber bekannten Walzen verringert. Die Verringerung der Landfläche durch Vergrößerung des Durchmessers eines Teils der Öffnungen ist konstruktiv unaufwändig und einfach in der Herstellung. Zugleich kann damit eine besonders geeignete Verkleinerung der Landfläche erreicht und dennoch eine ausreichende Abstützung des Formiersiebes gewährleistet werden. Vorteilhafterweise kann daher auf einen Schrumpfsiebbezug verzichtet und die mit diesem verbundenen Nachteile vermieden werden.

Bevorzugt ist ein Drittel aller Öffnungen, insbesondere jede dritte Öffnung in einer Reihe, im Durchmesser vergrößert. Ein derartiger Anteil hat sich als besonders geeignet herausgestellt, um eine ausreichende Verkleinerung der Landfläche mit einer guten Abstützung des Formiersiebes zu kombinieren.

Eine besonders gute Siebabstützung ergibt sich außerdem, wenn die Öffnungen mit vergrößertem Durchmesser gleichmäßig über die Walzenmantelaußenfläche verteilt angeordnet sind. Die Verteilung kann aber dennoch eine gewisse Unregelmäßigkeit aufweisen, um einer Geräuschentwicklung entgegenzuwirken.

Die vergrößerten Öffnungen können insbesondere einen solchen Durchmesser aufweisen, dass sie sich mit benachbarten Öffnungen zumindest geringfügig überschneiden. Durch die Überschneidungen wird die Landfläche besonders gering. Außerdem ist durch die Verbindung zwischen den einzelnen Öffnungen eine bessere Verteilung des der Bahn entzogenen Wassers erreichbar. Besonders bevorzugt ist es dabei, wenn sich die Öffnungen mit vergrößertem Durchmesser mit allen unmittelbar benachbarten, nicht vergrößerten Öffnungen überschneiden.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist die Durchmesservergrößerung durch eine konische Aufweitung des radial äußeren Endes der Öffnungen bewirkt. Damit kann verhindert werden, dass die Festigkeit der Walze übermäßig beeinträchtigt wird. Die an die konische Aufweitung radial nach innen anschließenden Bereiche der Öffnungen können im Übrigen wie bei den Öffnungen mit nicht vergrößertem Durchmesser ausgebildet sein.

Bei einer insbesondere als besaugte Hohlwalze ausgebildeten Walze sind die Öffnungen mindestens teilweise als den Walzenmantel durchsetzende Durchtrittsöffnungen ausgebildet. Dabei können sowohl die Öffnungen mit vergrößertem Durchmesser als auch die Öffnungen mit nicht vergrößertem Durchmesser als Durchtrittsöffnungen ausgebildet sein. Damit kann vorteilhafterweise eine gute und besonders gleichmäßige Entwässerung erreicht werden.

Die Öffnungen können außerdem in an sich bekannter Weise zumindest zum Teil in radialer Richtung hintereinander mindestens zwei Kammern mit verschiedenem Durchmesser aufweisen. Dabei kann der Übergang zwischen den Kammern als Stufe oder konisch ausgebildet sein. Durch die Ausbildung mit verschiedenen Durchmessern kann eine gute Entwässerung mit einer ausreichenden Stabilität der Walze kombiniert werden.

Die Öffnungen sind im Übrigen über die Walzenmanteloberfläche verteilt angeordnet. Insbesondere können Sie längs gedachtet Linien angeordnet sein; die sich in Umfangsrichtung oder spiralförmig um den Walzenmantel erstrecken.

Die Erfindung wird außerdem durch ein Verfahren gemäß Anspruch 11 gelöst.

Die Öffnungen in der Walzenmantelaußenseite werden insbesondere durch Bohren hergestellt, wobei alle Öffnungen bevorzugt in einer Aufspannung ausgeführt werden. Dies beschleunigt und verbilligt die Herstellung.

Die gebohrte Walze wird anschließend bevorzugt nachbehandelt, insbesondere durch Brechen scharfer Kanten, Entgraten und Sandstrahlen sowie Beschichten mit verschleißfestem Material.

Verwendet wird die erfindungsgemäße Walze insbesondere ohne Siebbezug. Damit können die eingangs genannten Nachteile von Walzen mit Siebbezug vermieden werden.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden nachfolgend beschrieben. Es zeigen, jeweils in schematischer Darstellung,

1 eine Draufsicht auf einen Teil einer Walzenmantelaußenseite.
2 einen Querschnitt durch einen Teil eines Walzenmantels.
3 einen Vergleich der Landflächen eines herkömmlichen Walzenmantels mit einem erfindungsgemäßen Walzenmantel.

In der Walzenmantelaußenseite 1' eines Walzenmantels 1 ist eine Vielzahl von Entwässerungsöffnungen 2 vorgesehen, die über die Walzenmantelaußenseite 1' im Wesentlichen gleichmäßig verteilt angeordnet sind. Ein Teil 2' der Entwässerungsöffnungen 2 weist dabei einen Durchmesser d₁ auf, der gegenüber dem Durchmesser d₂ der übrigen Öffnungen 2 vergrößert ist. Der Durchmesser d₁ ist dabei so groß gewählt, dass sich die Öffnungen 2' mit vergrößertem Durchmesser d₁ und die übrigen Öffnungen 2 überschneiden, wie in der linken Hälfte von 1 dargestellt ist. Dadurch entsteht das in der rechten Hälfte von 1 gezeigte Lochbild. Die weißen Bereiche in der rechten Hälfte von 1 stellen dabei die Landflächen dar, also die zwischen den Öffnungen 2 und 2' verbleibenden Stege 3. Diese Stege 3 bilden die Stützfläche, an der die Papierbahn oder das Formiersieb anliegt.
Die Öffnungen 2 und 2' sind insbesondere als Bohrungen ausgeführt, wobei diese jeweils, wie in 2 gezeigt, eine radial innere Kammer 4 geringeren Durchmessers d₃ und eine radial äußere Kammer 5 größeren Durchmessers d₂ aufweisen. Die Öffnungen 2' weisen am äußeren Ende der Kammer 5 einen nochmals erweiterten Abschnitt 6 auf, der in die Walzenmantelaußenseite 1' mit dem Durchmesser d₁ mündet. Im Übrigen sind die Durchmesser d₂ und d₃ der Kammern 4 und 5 zwischen den normalen Öffnungen 2 und den erweiterten Öffnungen 2' gleich.
Der Übergang zwischen den Kammern 4 und 5, kann wie in 2 dargestellt, konisch ausgebildet sein, ebenso der äußerste Erweiterungsabschnitt 6. Der Übergang 7 zwischen den Abschnitten 4 oder 5 kann aber auch als Stufe ausgebildet sein.
Das in 1 dargestellte Lochbild mit den Stegen 3 ist in 3 nochmals im Vergleich mit dem Lochbild einer herkömmlichen Walze gezeigt. Dabei zeigt 3a einen Ausschnitt aus einer Walzenmantelaußenseite einer herkömmlichen Walze und 3b einen solchen Ausschnitt bei einer erfindungsgemäßen Walze. Die schraffierten Bereiche 8 stellen die Landflächen dar. Wie man sofort sieht, ist die gesamte Landfläche im Falle der erfindungsgemäßen Walze deutlich geringer als bei herkömmlichen Walzen. Zudem ist die Landfläche 8 bei der erfindungsgemäßen Walze in einzelne, durch die Stege 3 gebildete Bereiche unterteilt, die anders als bei der herkömmlichen Walze nicht miteinander verbunden sind. Dadurch ergeben sich Verbindungen zwischen den einzelnen Öffnungen 2 und 2', die zu einer besseren Verteilung der Wassermenge aus der Papierbahn führen.
Wie man insbesondere anhand von 1 nachvollziehen kann, entsteht das dargestellte erfindungsgemäße Lochbild dadurch, dass jede dritte Öffnung 2, 2' einer Reihe einen vergrößerten Durchmesser d₁ aufweist, wobei die Öffnungen 2' mit vergrößertem Durchmesser d₁ über die Wal zenmantelaußenseite 1' verteilt angeordnet sind. Durch diese verteilte Anordnung der Öffnungen 2' mit vergrößertem Durchmesser d₁ sind auch die zwischen den Öffnungen 2, 2' verbleibenden Stege 3 entsprechend über die Oberfläche der Walzenmantelaußenseite 1' verteilt angeordnet. Dadurch wird erreicht, dass eine geeignete Stützfläche für das Formiersieb oder die Papierbahn gebildet wird. Je nach Größe der Überschneidung der Öffnungen 2 und 2' kann die Größe der Stege 3 nach Bedarf variiert werden.
Die erfindungsgemäße Walze kann daher ohne Schrumpfsiebbezug eingesetzt werden, ohne dass störende Lochschattenmarkierungen auftreten. Zumindest sind diese gegenüber herkömmlichen Walzen ohne Schrumpfsiebbezug deutlich reduziert. Alle Öffnungen 2 und 2' können in einer einzigen Aufspannung mit den Bohrungen 4 und 5 im Walzenmantel 1 gefertigt werden. Die Fertigung ist dadurch besonders kostengünstig.

1: Walzenmantel
1': Walzenmantelaußenseite
2: Öffnung mit normalem Durchmesser
2': Öffnung mit vergrößertem Durchmesser
3: Steg
4: Kammer
5: Kammer
6: Erweiterungsabschnitt
7: Übergangsbereich
8: Landfläche
d₁: Durchmesser von 6
d₂: Durchmesser von 5
d₃: Durchmesser von 4

Claims

Walze zur Entwässerung einer Faserstoffbahn, insbesondere Formierwalze einer Papiermaschine, die an ihrer Walzenmantelaußenseite (1') mit einer Vielzahl von Entwässerungsöffnungen (2, 2') versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teil (2') der Öffnungen zumindest im oberflächennahen Bereich der Walze gegenüber den anderen Öffnungen (2) im Durchmesser vergrößert ist.
Walze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Drittel aller Öffnungen (2, 2'), insbesondere jede dritte Öffnung (2') einer Reihe, im Durchmesser vergrößert ist.
Walze nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnungen (2') mit vergrößertem Durchmesser gleichmäßig über die Walzenmantelaußenseite (1') verteilt angeordnet sind.
Walze nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnungen (2') so weit vergrößert sind, dass sie sich mit benachbarten, nicht vergrößerten Öffnungen (2) zumindest geringfügig überschneiden.
Walze nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Öffnungen (2') mit vergrößertem Durchmesser mit allen unmittelbar benachbarten, nicht vergrößerten Öffnungen (2) zumindest geringfügig überschneiden.
Walze nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchmesservergrößerung durch eine konische Aufweitung (6) des radial äußeren Endes der Öffnungen (2') bewirkt ist.
Walze nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Walze als insbesondere besaugte Hohlwalze ausgebildet ist und dass die Öffnungen (2, 2') mindestens teilweise als den Mantel (1) durchsetzende Durchtrittsöffnungen ausgebildet sind.
Walze nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Teil der Öffnungen (2, 2') in radialer Richtung hintereinander mindestens zwei Kammern (4, 5) mit unterschiedlichem Durchmesser aufweist.
Walze nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Übergang zwischen den Kammern (4, 5) als Stufe ausgebildet ist.
Walze nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Kammern (4, 5) ein konischer Übergang (7) vorhanden ist.
Verfahren zur Herstellung einer Walze zur Entwässerung einer Faserstoffbahn, insbesondere Formierwalze einer Papiermaschine, die an ihrer Walzenmantelaußenseite (1') mit einer Vielzahl von Entwässerungsöffnungen (2, 2') versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teil der Öffnungen (2') gegenüber den anderen Öffnungen (2) im Durchmesser vergrößert ausgebildet wird.
Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass ein Drittel aller Öffnungen (2, 2'), insbesondere jede dritte Öffnung (2') einer Reihe, im Durchmesser vergrößert ausgebildet wird.
Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnungen (2, 2') mit vergrößertem Durchmesser gleichmäßig über die Walzenmantelaußenseite (1') verteilt angeordnet werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnungen (2') so weit vergrößert werden, dass sie sich mit benachbarten, nicht vergrößerten Öffnungen (2) zumindest geringfügig überschneiden.
Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnungen (2') mit vergrößertem Durchmesser so ausgebildet werden, dass sie sich mit allen unmittelbar benachbarten, nicht vergrößerten Öffnungen (2) zumindest geringfügig überschneiden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die radial äußeren Enden der Öffnungen (2') mit einer konischen Aufweitung (6) versehen werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Walze als insbesondere besaugte Hohlwalze ausgebildet wird, und dass die Öffnungen (2, 2') mindestens teilweise durch den gesamten Mantel (1) hindurchgeführt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Teil der Öffnungen (2, 2') in radialer Richtung hintereinander mit mindestens zwei Kammern mit unterschiedlichem Durchmesser (d₂, d₃) ausgebildet wird.
Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Übergang zwischen den Kammern (4, 5) als Stufe ausgebildet wird.
Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Kammern (4, 5) ein konischer Übergang (7) ausgebildet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnungen (2, 2') gebohrt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass alle Öffnungen (2, 2') in einer Aufspannung ausgeführt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Walze nach Einbringen der Öffnungen (2, 4) nachbehandelt wird, insbesondere durch Brechen scharfer Kanten und/oder Entgraten und/oder Sandstrahlen und/oder Beschichten mit verschleißfestem Material.
Walze nach einem der Ansprüche 1 bis 10, gekennzeichnet durch die Verwendung ohne Schrumpfsiebbezug.