DE112009004420T5

DE112009004420T5 - Walze fur eine faserbahnmaschine

Info

Publication number: DE112009004420T5
Application number: DE112009004420T
Authority: DE
Inventors: Pekka Kivioja
Original assignee: Metso Paper Oy
Current assignee: Valmet Technologies Oy
Priority date: 2009-02-25
Filing date: 2009-02-25
Publication date: 2012-08-09
Also published as: WO2010097500A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Walzenbedeckung für eine Walze einer Faserbahnmaschine, wobei die Walzenbedeckung Fasern und eine Palymermatrix aufweist, wobei die Fasern in der Form eines Faserbandes mit einer Länge und einer Breite sind, wobei die Breite der Abstand von einem ersten Rand zu einem zweiten Rand ist. Die Walzenbedeckung ist dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Eigenschaft des Bandes in einer vorbestimmten Weise entlang der Breite des Bandes variiert.

Description

GEBIET UND HINTERGRUND
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Walzenbedeckung für eine Walze einer Faserbahnmaschine, wobei die Walzenbedeckung Fasern und eine Polymermatrix aufweist, wobei die Fasern in der Form eines Faserbandes mit einer Länge und einer Breite sind, wobei die Breite der Abstand von einem ersten Rand zu einem zweiten Rand ist. Die vorliegende Erfindung bezieht sich außerdem auf eine Walze einer Faserbahnmaschine und auch auf ein Verfahren zum Herstellen einer Walze einer Faserbahnmaschine.
Papier-, Karton-, Finishing- und Tissue-Maschinen verwenden verschiedene, unterschiedliche Arten an Walzen, wie beispielsweise Presswalzen, Saugwalzen und Kalanderwalzen. Es ist bekannt, dass diese Walzen, die typischerweise aus Metall hergestellt sind, durch Polymere bedeckt werden können.
Die Rolle der Bedeckung ist für den Prozess wichtig, da die Papierbahn oder dergleichen typischerweise zu dem Kalander ungestützt, d. h. ohne die Abstützung eines Gewebes, zu einem Spalt geführt wird, der zwischen einer Kalanderwalze, die durch ein Polymer bedeckt ist, und einer mit einer harten Seite versehenen Gegenwalze ausgebildet ist. In einem derartigen Spalt (Nip) steht die Papierbahn somit in einem direkten Kontakt mit den Walzenoberflächen.
Wie dies dargelegt ist, haben Kalanderwalzen und andere Walzen verschiedene Auswirkungen auf die Papierbahn, d. h. auf den Glanz und die Glätte des fertigen Papiers und auch auf das spezifische Volumen des Papiers. Die Größe der Kalanderwalzen beträgt typischerweise 4–12 m in der Länge und 400–1500 mm im Durchmesser. Die Größe der linearen Lasten in diesen Walzen kann eine Höhe bis zu 300–600 N/mm haben.
Im Allgemeinen besteht ein Unterschied in der Steifigkeit zwischen der polymerischen Abdeckung und dem metallischen Walzenmantelkörper, wobei dieser Unterschied in einem belasteten Zustand eine Scherspannung auf der Schnittstelle zwischen dem Metall und dem Polymer bewirkt. Um diese Spannung minimal zu gestalten, wird die Polymerabdeckung aus mehreren Lagen verschiedener Steifigkeitseigenschaften hergestellt. Typischerweise ist die Polymerabdeckung zweilagig und weist eine Bodenlage auf dem Metallkörper und eine funktionale Lage auf der Bodenlage auf, wobei die Steifigkeit der Bodenlage geringer als jene des metallischen Körpers ist, aber höher als die Steifigkeit der funktionalen Lage.
Beispielsweise offenbart das Dokument WO 2008/116832 eine Walzenbedeckung mit mehreren Lagen, die eine Faserverstärkung und Polymermatrix aufweisen, wobei das Faserverstärkungsmaterial zumindest in aufeinanderfolgenden Lagen unterschiedlich ist. Das Fasermaterial wird derart ausgewählt, dass der thermische Ausdehnungskoeffizient der Fasern jeder Lage in radialer Richtung von dem Walzenmantelkörper zu der Oberseite hin zunimmt.
Das Dokument WO 99/22066 zeigt eine Walzenbedeckung auf, die eine variable Härte entlang ihrer Dicke hat. In dieser Walzenbedeckung hat die Lage, die auf dem Walzenmantelkörper angeordnet ist, eine hohe Härte, wohingegen die Härte radial nach außen allmählich abnimmt. Diese Gestaltung zielt auf eine Verringerung der Scherspannungen zwischen der Walzenbedeckung und dem Walzenmantelkörper ab und auch auf ein Verringern einer inneren Wärmeerzeugung aufgrund von Hysterese.
Es ist somit bekannt, dass es nützlich ist, dass der Modul der Abdeckung radial von der Bodenlage zu der funktionalen Lage abnimmt. Es ist außerdem bekannt, dies zu erreichen, indem mehrere Lagen, die verschiedene Fasern enthalten, verwendet werden, womit eine schrittweise Abnahme im Modul erzeugt wird. Ein Problem, das diese Gestaltung mit sich bringt, ist, dass die Änderung von einer Lage (und einer Art an Faser) zu einer anderen Lage (und einer anderen Art an Faser) diskontinuierlich ist, womit Schwachpunkte in der Bedeckung erzeugt werden. Der Effekt von derartigen Schwachpunkten wird erhöht, wenn die maximale Spannung aufgrund der Last nahe eines derartigen diskontinuierlichen Punktes bewirkt wird. Es besteht somit ein hohes Risiko dahingehend, dass die Walze verfrüht wieder bedeckt werden muss, wenn sich die Bedeckung an derartigen Schwachpunkten ablöst. Ein anderer Nachteil ist die aufwendige Herstellung mit mehreren Schritten aufgrund verschiedener Arten an Rohmaterialien, die in den verschiedenen Lagen angewendet werden.
AUFGABEN UND ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die im Stand der Technik vorhandenen Probleme minimal zu gestalten oder sogar gänzlich zu beseitigen.
Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine Abdeckung einer Walze zu schaffen, die eine kontinuierliche Änderung im Modul durch zumindest einen Teil der Dicke der Bedeckung hat.
Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine Bedeckung und ein Verfahren zum Herstellen einer Bedeckung einer Walze in einem einzigen Schritt oder in lediglich wenigen Schritten anstelle von mehreren Schritten wie im Stand der Technik zu schaffen, und dennoch eine Bedeckung zu erlangen, die in ihrer Dickenrichtung Zonen mit verschiedenen Eigenschaften hat.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Walzenbedeckung für eine Walze einer Faserbahnmaschine, wobei die Walzenbedeckung Fasern und eine Polymermatrix aufweist, wobei die Fasern in der Form eines Faserbandes mit einer Länge und einer Breite sind, wobei die Breite der Abstand von einem ersten Rand zu einem zweiten Rand ist. In einer typischen Walzenbedeckung gemäß der vorliegenden Erfindung variiert zumindest eine Eigenschaft des Bandes in einer vorbestimmten Weise entlang der Breite des Bandes.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich außerdem auf eine Walze einer Faserbahnmaschine, die eine Walzenbedeckung gemäß der vorliegenden Erfindung aufweist, und auch auf ein Verfahren zum Herstellen einer Walze gemäß der vorliegenden Erfindung.
Detaillierte Beschreibung der vorliegenden Erfindung
Nunmehr wurde in überraschender Weise herausgefunden, dass es möglich ist, eine Bedeckung einer Walze, die eine kontinuierliche Änderung im Modul durch zumindest einen Teil der Dicke der Bedeckung hat, in einem einzigen Schritt herzustellen. Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung ist es somit, dass die Herstellzeit bedeutend verkürzt werden kann, beispielsweise von typischerweise acht Stunden im Stand der Technik auf lediglich vier Stunden. Dies führt natürlich zu einer bedeutsamen Verringerung der Herstellkosten.
Einige weitere Vorteile einer Bedeckung gemäß der vorliegenden Erfindung sind beispielsweise ein besseres Widerstandsvermögen gegenüber Verformung, eine bessere thermische Leitfähigkeit, eine kontinuierliche Änderung im Modul und somit ein besserer Verschleißwiderstand. Der Modul der fertigen Bedeckung ist ein Ergebnis des Verhaltens der Fasern, der Art an Matrixmaterial und der Menge und Art an Füllstoffen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung variiert zumindest eine Eigenschaft des Bandes in einer vorbestimmten Weise entlang der Breite des Bades, da die Fasern in der Form eines Faserbandes mit einer Länge und einer Breite sind, wobei die Breite der Abstand von einem ersten Rand zu einem zweiten Rand ist, und beträchtlich geringer als die Länge des Faserbandes ist. Das Faserband hat außerdem eine Dicke, die beträchtlich geringer als die Breite des Bandes ist.
In diesem Kontext ist mit dem Begriff Kalanderwalze eine Walze gemeint, die eine polymerische Bedeckung oder Lage hat, die ihre Hauptoberfläche bedeckt und die mit der Bahn während des Kalandrierens in Kontakt steht. Es ist klar, dass die Bedeckung gemäß der vorliegenden Erfindung für andere Walzen geeignet ist, die in den Maschinen zum Herstellen und/oder Behandeln von Papierbahnen oder Kartonbahnen angewendet werden. Derartige Maschinen sind Papiermaschinen und Kartonmaschinen als Solches inklusive deren Trockenpartien und Online-Kalander, und auch Offline-Kalander für zelluloseartige Bahnen wie beispielsweise Superkalander. Darüber hinaus ist, wenn eine Papierbahn in diesem Text erwähnt ist, klar, dass auch Bahnen aus Karton, Tissue und andere Bahnen, die hauptsächlich Zellulosefasern aufweisen, mit diesem Ausdruck umfasst sind, der lediglich aus Gründen der Vereinfachung der Wortwahl verwendet wird. Mit einmal durchtretendem Wickeln (Wickeln in einem einzigen Arbeitsgang) ist ein Verfahren zur Herstellung gemeint, bei dem die gesamte Abdeckung durch einen einzigen Schritt eines Wickelns von einem Ende der Walze zu dem anderen Ende der Walze aber nicht zurückkehrend oder wiederholend erlangt wird, d. h. die verschiedenen Lagen werden gleichzeitig hergestellt. Mit mehrfach durchtretendem Wickeln (Wickeln in mehreren Arbeitsgängen) ist ein Verfahren gemeint, bei dem verschiedene Lagen der Bedeckung separat hergestellt werden.
Es sollte außerdem beachtet werden, dass eine typische Walze für eine Faserbahnmaschine wie beispielsweise eine Papiermaschine, Kartonmaschine, Finishing-Maschine oder Tissue-Maschine einen zylindrischen Walzenmantelkörper aufweist. Der Walzenmantelkörper ist typischerweise aus Metall wie beispielsweise Gusseisen hergestellt. Die Dicke einer fertigen Walzenbedeckung beträgt ungefähr 5–15 mm, vorzugsweise 8–10 mm, während das Band eine Dicke von ungefähr 2 bis 5 mm und eine Breite von 100–200 mm, vorzugsweise ungefähr 150 mm, haben kann.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird die Eigenschaft von der Gruppe gewählt, die aus den Arten an Fasern und der Menge an Fasern besteht.
Gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel weist das Band Folgendes auf:

– eine erste Randzone, die sich von dem ersten Rand zu dem zweiten Rand bis zu einer Entfernung erstreckt, die 5–50% der Breite des Bandes beträgt,
– eine zweite Randzone, die sich von dem zweiten Rand zu dem ersten Rand bis zu einer Entfernung erstreckt, die 5–50% der Breite des Bandes beträgt, und
– optional eine Kernzone zwischen der ersten Randzone und der zweiten Randzone, wobei jede dieser Zonen verschiedene Eigenschaften hat.

Das Band kann somit in seiner Breitenrichtung zumindest zwei Zonen aufweisen, die hauptsächlich verschiedene Fasern haben und möglicherweise verschiedenen Mengen an Fasern haben. Der Übergang von einer Zone zu einer anderen Zone kann entweder kontinuierlich sein, d. h. es gibt eine oder mehrere Zwischenzonen, die beide Arten an Fasern in verschiedenen Mengen aufweisen, oder er kann deutlich sein, d. h. die Änderung der Art an Fasern ergibt sich entlang einer klaren Linie. Am Häufigsten wird es zumindest eine gewisse Überlappung in der Art an Fasern von einer Zone zu einer Anderen geben, aufgrund einerseits des Herstellprozesses des Bandes und andererseits, um zu scharfe (zu deutliche) Übergänge in den Eigenschaften der fertigen Bedeckung zu vermeiden. Vorzugsweise weist das Band zwei Zonen auf, die jeweils ungefähr 36–65%, beispielsweise 50% der gesamten Breite des Bandes betragen.
Das Band kann außerdem entlang seiner Breite ein kontinuierliches Faserprofil aufweisen, d. h. an der ersten Randzone sind zumindest 90% der ersten Art an Fasern vorhanden, wie beispielsweise Glasfasern, dann erhöht sich die Menge an der zweiten Art an Fasern, wie beispielsweise Aramidfasern, kontinuierlich, und die Menge der ersten Art an Fasern nimmt ab, bis an der zweiten Randzone zumindest 90% der zweiten Art an Fasern vorhanden sind. Eine andere Möglichkeit ist, dass an dem Bereich des ersten Randes, der sich am nächsten zu dem Walzenmantelkörper befindet und die Bodenlage der Walzenbedeckung ausbildet, die Fasern hauptsächlich aus Glasfasern oder einem Gemisch aus Glasfasern und Kohlenstofffasern bestehen. An dem Bereich des zweiten Randes, der sich an der oberen Fläche der bedeckten Walze befindet und eine Verschleißlage der Bedeckung ausbildet, weisen die Fasern hauptsächlich Aramidfasern oder ein Gemisch aus Aramidfasern und Kohlenstofffasern auf, wobei der Gehalt an Glasfasern vorzugsweise 0% an dem zweiten Rand beträgt.
Anorganische Fasern, die in der vorliegenden Erfindung anwendbar sind, sind beispielsweise Glasfasern oder Bohrfasern. Organische Fasern, die in der vorliegenden Erfindung anwendbar sind, sind beispielsweise Polyacrylnitrile, Polyamide, aromatische Polyamide und Kohlenstofffasern. Die Art der Faser kann gewebt, nicht gewebt oder eine Rovingfaser sein.
Ein typisches Material für die Matrix ist Epoxydharz, jedoch kann auch Polyester verwendet werden. Das Verhältnis der Polymermatrix zu den Fasern kann in der äußersten Fläche der Bedeckung so sein, dass sämtliche Fasern an der Oberfläche gänzlich eingebettet in der Matrix gesichert sind, und vorzugsweise größer sein.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung weist die erste Randzone Fasern auf, die aus der Gruppe ausgewählt werden, die aus Glasfasern, Kohlenstofffasern, Aramidfasern, Polyamidfasern, Basaltfasern und deren Gemische besteht.
Die zweite Randzone weist vorzugsweise Fasern auf, die aus der Gruppe gewählt werden, die aus Aramidfasern inklusive Para-Amidfasern, Kohlenstofffasern, Polyamidfasern, Basaltfasern und deren Gemische besteht.
Des Weiteren kann das Band auch in seiner Breitenrichtung thermisch leitfähige Fasern aufweisen, die sich von der ersten Randzone zu der zweiten Randzone erstrecken. Diese thermisch leitfähigen Fasern sind dazu gedacht, dass sie die Wärme aus der Bodenlage der fertigen Bedeckung zu der funktionalen Lage hin nach außen ableiten, sowohl während des Aushärtens der Bedeckung bei der Herstellung als auch während des Betriebs in der Faserbahnmaschine.
Diese thermisch leitfähigen Fasern können beispielsweise Kohlenstofffasern sein. Darüber hinaus sind die thermisch leitfähigen Fasern vorzugsweise kontinuierliche Fasern mit einer Länge, die zumindest 50% der Breite des Bandes beträgt.
Vorzugweise wird die Bedeckung durch ein Einfachdurchtretverfahren hergestellt, d. h. es ist eine einfach gewickelte Bedeckung. In diesem Ausführungsbeispiel kann das Faserband entweder in einem direkten Kontakt mit dem Walzenmantelkörper stehen oder es kann eine Grundierungslage zwischen dem Walzenmantelkörper und der Bedeckung vorhanden sein. Die Grundierungslage kann beispielsweise verwendet werden, um die Adhäsion der Bedeckung an den Walzenmantelkörper in Abhängigkeit von den verwendeten Bedeckungsmaterialien zu verstärken oder zu verbessern.
Die Bedeckung der vorliegenden Erfindung kann Füllstoffe enthalten, die dem Matrixmaterial beigemischt werden. Mit den Füllstoffen können die Eigenschaften der Bedeckung verbessert werden oder ihre Kosten können verringert werden. Typischerweise werden Füllstoffe verwendet, um die Verschleißfestigkeit zu verbessern und die Matrixsteifigkeit und Härte einzustellen. Füllstoffe, die in der vorliegenden Erfindung anwendbar sind, sind anorganische Füllstoffe, wie beispielsweise metallische, keramische und mineralische Füllstoffe, wie beispielsweise Aluminiumoxid, Siliziumoxid, Carbide, Nitride, Glas, Silikate und Glimmererde (Mica) in vielen verschiedenen Partikelformen wie beispielsweise Pulver, Kugeln, Perlen, Fasern, etc., und synthetische organische Füllstoffe wie beispielsweise synthetische Polymere, wie beispielsweise Polyethylen mit einem ultrahohen Molekulargewicht (UHMWPE), synthetische Fasern wie beispielsweise kurze Fasern, gehackte Fasern, pulverisierte Fasern, wobei aliphatisches oder aromatisches Polyamid als ein Beispiel dient.
Die Bedeckung der vorliegenden Erfindung kann außerdem andere Additive und Prozessunterstützungsmittel enthalten wie beispielsweise Polymerisationsinitiatoren, Aktivatoren, und Beschleuniger, Aushärter, Plastizierer, thermische Stabilisatoren, Antioxidationsmittel, Antiozonmittel, Pigmente etc. zum Unterstützen des Prozesses und zum Verbessern der physikalischen Eigenschaften der Bedeckung. Diese Mittel werden mit der Matrix gemischt, bevor diese mit dem Fasermaterial in Kontakt gebracht wird.
Während des Wickelns können die aufeinanderfolgenden Zyklen des Filzes bis zu einem gewissen Maße überlappen, wobei dies von der Breite des Bandes und der erwünschten Dicke der Bedeckung abhängig ist. Das gewickelte Band bildet vorzugsweise einen Winkel α zu der Oberfläche des Walzenmantelkörpers. Der Winkel α kann so gewählt werden, dass er in einem Bereich von ±5 bis 60° in Abhängigkeit von dem spezifischen Ausführungsbeispiel und der Struktur des Bandes ist. Bei Winkeln von weniger als 5° werden die Vorteile der vorliegenden Erfindung in Bezug auf die gewünschte Lagenstruktur nicht in angemessener Weise erreicht, und steile Winkel von über 60° würden das Risiko eines Bedeckungsfehlverhaltens insbesondere bei Spaltwalzenanwendungen erhöhen, bei denen radiale Lasten auf die Bedeckung ausgeübt werden, aber in gewissem Ausmaß auch bei anderen Walzenpositionen, da die Kohäsion und Homogenität zwischen zwei Faserwicklungen beeinträchtigt werden können. Ein bevorzugter Bereich wäre um die 45° oder weniger herum, wobei 30° oder weniger noch eher bevorzugt wird.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich außerdem auf ein Verfahren zum Herstellen einer Walzenbedeckung für eine Walze einer Faserbahnmaschine, wobei die Walzenbedeckung Fasern und eine Polymermatrix aufweist, wobei die Fasern in der Form eines Faserbandes mit einer Länge und einer Breite sind, wobei die Breite der Abstand von einem ersten Rand zu einem zweiten Rand ist, wobei in dem Verfahren das Band spiralartig um den Walzenmantelkörper kontinuierlich in einem Einzeldurchtretwickeln gewickelt wird. In einem typischen Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung variiert zumindest eine Eigenschaft des Bandes in einer vorbestimmten Weise entlang der Breite des Bandes, und der erste Rand des Bandes steht mit dem Walzenmantelkörper oder mit einer Lagenlücke oder Lagenleerstelle der Fasern, die an dem Walzenmantelkörper angeordnet ist, in Kontakt.
In dem Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung wird das Faserband vorzugsweise auf den Walzenmantelkörper mittels eines Faserbandführungselementes aufgebracht, das das Band in einer richtigen Position und in einem derartigen Winkel führt, dass die optimale Führungslänge mit der erwünschten Bedeckungsdicke erreicht wird. Dem Führungselement kann optional ein Harzlieferelement folgen, mittels dem das Matrixpolymerharz auf die Faserbahnlage, die auf dem Walzenmantelkörper gewickelt ist, in einer Menge aufgetragen wird, die zum Imprägnieren und Einkapseln der Faserlage in angemessener und sauberer Weise in der Lage ist. Anstelle der oder zusätzlich zu dieser Harzlieferung kann ein Imprägnieren des Faserbandes in einem Imprägnationsbad ausgeführt werden, durch das das Faserband von der Bandversorgung geleitet wird, bevor es über den Walzenmantelkörper geführt wird. Es ist außerdem möglich, das Harz über der faserbedeckten Walze in einem separaten Schritt aufzubringen, nachdem der Wickelschritt vollendet ist. Für eine kürzere Durchtrittszeit wird jedoch bevorzugt, das Harz auf die Walze während des Wickelschrittes zu bringen.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich des Weiteren auf eine Bedeckung einer Walze einer Faserbahnmaschine, die durch das vorstehend beschriebene Verfahren erhältlich ist.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich außerdem auf eine Walze einer Faserbahnmaschine, die eine vorstehend beschriebene Bedeckung aufweist.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich außerdem auf die Aufwendung eines vorstehend beschriebenen Bandes bei der Herstellung einer Bedeckung einer Walze einer Faserbahnmaschine.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich außerdem auf einen Kalander für eine Faserbahnmaschine, der eine Walze gemäß der vorliegenden Erfindung aufweist. Typische Mehrspaltkalander weisen eine Anzahl an Walzen auf, die übereinander angeordnet sind. Sämtliche oder einige der Kalanderwalzen können eine Bedeckung gemäß der vorliegenden Erfindung aufweisen. Insbesondere die erste und/oder die letzte Walze eines Mehrspaltkalanders kann eine Bedeckung gemäß der vorliegenden Erfindung haben. Die Erfindung bezieht sich außerdem auf eine Maschine zum Herstellen oder Behandeln einer Zellulosebahn, die zumindest eine Walze gemäß der vorliegenden Erfindung aufweist. Mögliche Maschinen zum Herstellen oder Behandeln einer Zellulosebahn sind beispielsweise Papiermaschinen, Kartonmaschinen, Tissue-Maschinen, Online-Kalander, Offline-Kalander, etc.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich außerdem auf eine Faserbahnmaschine, die zumindest eine Walzenbedeckung oder eine Walze gemäß der vorliegenden Erfindung aufweist.
Sämtliche Ausführungsbeispiele und Charakteristika, die in dieser Beschreibung offenbart sind, gelten für sämtliche verschiedene Aspekte der vorliegenden Erfindung, d. h. die Ausführungsbeispiele, die für die Bedeckung aufgeführt sind, gelten mutatis mutandis für das Band, die Walze, den Kalander, die Maschine, die Verwendung und das Verfahren.
In diesem Kontext soll der Ausdruck ”aufweisen” als ein offener Ausdruck ausgelegt werden, d. h. dass andere Merkmale zusätzlich zu denen, die aufgeführt sind, umfasst sein können. Darüber hinaus sind die Bezugszeichen nicht als Einschränkung des Schutzumfangs der Ansprüche zu verstehen.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 zeigt schematisch ein Faserband, das in einer Walzenbedeckung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung angewendet wird.
2 zeigt schematisch ein Faserband, das in einer Walzenbedeckung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung angewendet wird.
3 zeigt schematisch ein Faserband, das in einer Walzenbedeckung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung angewendet wird.
4 zeigt in schematischer Weise ein Faserband, das in einer Walzenbedeckung gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung angewendet wird.
5 zeigt in schematischer Weise eine Walzenbedeckung gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
6 zeigt in schematischer Weise ein Herstellverfahren für eine Bedeckung gemäß der vorliegenden Erfindung.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 zeigt schematisch ein Faserband für eine Verwendung in einer Walzenbedeckung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. In diesem Ausführungsbeispiel weist das Band in seiner Breitenrichtung W zwei separate Zonen auf, eine erste Zone 1, die Glasfasern aufweist, und eine zweite Zone 2, die Aramidfasern aufweist. Die erste Zone 1 umfasst die erste Randzone 3 und die zweite Zone 2 umfasst die zweite Randzone 4, die hier aus Gründen der Deutlichkeit nicht in der richtigen Proportion gezeigt sind. Die Längsrichtung L ist ebenfalls in 1 dargestellt.
2 zeigt schematisch ein Faserband für eine Verwendung in einer Walzenbedeckung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Das Band gemäß diesem Ausführungsbeispiel weist zusätzlich zu der ersten und der zweiten Zone Kohlenstofffasern 5 auf, die sich von der ersten Zone zu der zweiten Zone erstrecken.
3 zeigt schematisch ein Faserband für eine Verwendung in einer Walzenbedeckung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. In diesem Ausführungsbeispiel sind die beiden Zonen nicht deutlich getrennt, sondern die Menge an Fasern unterscheidet sich von dem ersten Rand 6 gegenüber dem zweiten Rand 7.
4 zeigt schematisch ein Faserband für eine Verwendung in einer Walzenbedeckung gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Der erste Rand 6 weist hauptsächlich eine erste Art an Fasern 8 auf und der zweite Rand 7 weist hauptsächlich eine zweite Art an Fasern 9 auf. In der Mitte des Bandes sind beiden Arten an Fasern vermischt und der Übergang von der ersten Art zu der zweiten Art an Fasern ist kontinuierlich, d. h. die Faserzusammensetzung ändert sich allmählich.
5 zeigt schematisch einen Abschnitt einer Walzenbedeckung gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, dargestellt als ein Querschnitt entlang der Drehachse der Walze. Eine Walzenbedeckung 12 ist auf der Oberfläche des Walzenmantelkörpers 10 vorgesehen. Die Bedeckung weist Fasern und eine Polymermatrix auf. Die Fasern in der Form eines Faserbandes (mit einer Breite W) sind spiralartig um den Walzenmantelkörper 10 gewickelt. Das Band wird in einer derartigen Weise gewickelt, dass seine erste Randzone 6 mit dem Walzenmantelkörper 10 in Kontakt steht, während seine zweite Randzone 7 die Außenfläche der Walzenbedeckung bildet. Der Wickelwinkel α in 5 ist lediglich aus Gründen der Deutlichkeit so dargestellt, dass er höher ist als es praktisch oder vorzuziehen wäre. Mit jeder Drehung des Walzenmantelkörpers 10 wird das Faserband mit einer Steigung t, die von den Maßen des Bandes abhängig ist, und in einer derartigen Weise gewickelt, dass die endgültige Walzenbedeckung ohne Bedarf an anderen Bedeckungslagen vorgesehen wird.
6 zeigt schematisch ein Herstellverfahren für eine Bedeckung gemäß der vorliegenden Erfindung. Das Faserband 13 von der Bandversorgung 14 wird um den Walzenmantelkörper 10 gewickelt, der sich durch den Motor 15 dreht. Ein Faserbandführungselement 11 führt das Band 13 in einer richtigen Position und in einem derartigen Wickelwinkel, dass eine optimale Führungslänge mit einer erwünschten Bedeckungsdicke erreicht wird. Das Führungselement 11 läuft entlang eines Balkens 16 durch die Kraft eines zweiten Motors 17 (entlang der Richtungen, die durch das Bezugszeichen 18 gezeigt sind) nach vorn, und ihm folgt hier ein Harzlieferelement 19, mittels dem das Matrixpolymerharz auf die Faserbandlage, die auf dem Walzenmantelkörper 10 gewickelt worden ist, in einer Menge aufgetragen wird, die dazu in der Lage ist, die Faserlage zu imprägnieren und angemessen und sauber einzukapseln. Die Motoren werden durch eine Kraftquelle 20 angetrieben.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

WO 2008/116832 [0006]
WO 99/22066 [0007]

Claims

Walzenbedeckung für eine Walze einer Faserbahnmaschine, wobei die Walzenbedeckung Fasern und eine Polymermatrix aufweist, wobei die Fasern in der Form eines Faserbandes mit einer Länge und einer Breite sind, wobei die Breite der Abstand von einem Rand zu einem zweiten Rand ist, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Eigenschaft des Bandes in einer vorbestimmten Weise entlang der Breite des Bandes variiert.
Walzenbedeckung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Eigenschaft aus der Gruppe gewählt wird, die aus der Art an Fasern und der Menge an Fasern besteht.
Walzenbedeckung gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Band Folgendes aufweist: eine erste Randzone, die sich von dem ersten Rand zu dem zweiten Rand bis zu einem Abstand erstreckt, der 5 bis 50% der Breite des Bandes beträgt, eine zweite Randzone, die sich von dem zweiten Rand zu dem ersten Rand bis zu einem Abstand erstreckt, der 5 bis 50% der Breite des Bandes beträgt, und optional eine Kernzone zwischen den ersten Randzone und der zweiten Randzone, wobei jede dieser Zonen verschiedene Eigenschaften hat.
Walzenbedeckung gemäß einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Randzone Fasern aufweist, die aus der Gruppe gewählt werden, die aus Glasfasern, Kohlenstofffasern, Aramidfasern, Polyamidfasern, Basaltfasern und deren Gemischen besteht.
Walzenbedeckung gemäß einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Randzone Fasern aufweist, die aus der Gruppe gewählt werden, die aus Aramidfasern, Kohlenstofffasern, Polyamidfasern, Basaltfasern und deren Gemischen besteht.
Walzenbedeckung gemäß einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Band in seiner Breitenrichtung thermisch leitfähige Fasern aufweist, die sich von der ersten Randzone zu der zweiten Randzone erstrecken.
Walzenbedeckung gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die thermisch leitfähigen Fasern Kohlenstofffasern sind.
Walzenbedeckung gemäß Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die thermisch leitfähigen Fasern kontinuierliche Fasern mit einer Länge sind, die zumindest 50% der Breite des Bandes beträgt.
Walze einer Faserbahnmaschine mit einer Walzenbedeckung gemäß Anspruch 1,
Verfahren zum Herstellen einer Walzenbedeckung für eine Walze einer Faserbahnmaschine, wobei die Walzenbedeckung Fasern und eine Polymermatrix aufweist, wobei die Fasern in der Form eines Faserbandes mit einer Länge und einer Breite sind, wobei die Breite der Abstand von einem ersten Rand zu einem zweiten Rand ist, und wobei in dem Verfahren das Band spiralartig um den Walzenmantelkörper kontinuierlich in einem Wickeln in einem einzigen Arbeitsgang gewickelt wird, dadurch gekennzeichnet, dass: zumindest eine Eigenschaft des Bandes in einer vorbestimmten Weise entlang der Breite des Bandes variiert, und dass die erste Randzone des Bandes mit dem Walzenmantelkörper oder mit einer Lagenlücke an Fasern, die an den Walzenmantelkörper angeordnet ist, in Kontakt steht.