DE1152009B

DE1152009B - Machine for the production of stretchable paper

Info

Publication number: DE1152009B
Application number: DEM51610A
Authority: DE
Inventors: Bertil Wilhelm Ivarsson; Nils Torsten Samuel Almqvist; Hans Otto Heijne
Original assignee: Munksjoe AB
Current assignee: Munksjoe AB
Priority date: 1961-02-07
Filing date: 1962-01-30
Publication date: 1963-07-25
Also published as: FR1313593A; FI40849B; BE613451A; NL274390A; GB967373A

Description

Es ist bekannt, eine Papierbahn in ihrer Längsebene dadurch zu verdichten, daß sie zusammen mit einer Gummimatte oder einem Gummimantel einen Walzenspalt passiert, um dadurch ein Stauchen der Papierbahn zu bewirken. Die praktischen Erfahrungen mit diesem Verfahren haben gezeigt, daß die Papierbahn zwar zusammengezogen wird, da sie die Zusammenziehung der Gummimatte hinter dem Walzenspalt mitmacht und ihr dadurch eine gewisse Dehnbarkeit bei Belastung verliehen wird. Da jedoch die Bahn auch beim Eingang in den Walzenspalt, wo die Gummimatte gedehnt wird, an der Oberfläche der Gummimatte anhaftet, wird der Faserverband zunächst auseinandergezogen, was zu einer Schwächung des Papiers und zu einer wesentlichen Herabsetzung der Bruchfestigkeit führt. Durch dieses Auseinanderziehen wird der ursprünglich gut geformte Faserverband verzerrt, anstatt durch die Verdichtung beim Stauchen verfestigt zu werden.It is known to compress a paper web in its longitudinal plane in that it is together with a rubber mat or a rubber jacket passes through a roller gap to thereby compress the To effect paper web. Practical experience with this process has shown that the Paper web is pulled together because it is the contraction of the rubber mat behind the Joining the nip and thereby giving it a certain elasticity under load. However, since the web also at the entrance to the nip, where the rubber mat is stretched, on the surface of the If the rubber mat adheres, the fiber structure is first pulled apart, which leads to a weakening of the paper and leads to a significant reduction in breaking strength. Through this pulling apart the originally well-formed fiber structure is distorted instead of by the compression of the Upsetting to be solidified.

Vorrichtungen zur Herstellung von dehnbarem Papier durch Stauchen, wobei die Papierbahn in feuchtem Zustand durch einen Walzenspalt zwischen einer in der Richtung der Papierbahn laufenden Fläche eines elastischen Materials, z. B. Gummi, und einer in gleicher Richtung laufenden, glatten, zweckmäßig polierten Fläche eines harten Werkstoffes, z. B. dem Mantel eines Stahlzylinders, läuft, wobei das elastische Material im Walzenspalt gegenüber der entsprechenden Fläche des harten Werkstoffes verzögert wird, sind ebenfalls bekannt.Devices for the production of stretchable paper by upsetting, the paper web in wet condition through a nip between one running in the direction of the paper web Surface of an elastic material, e.g. B. rubber, and one running in the same direction, smooth, appropriate polished surface of a hard material, e.g. B. the jacket of a steel cylinder, runs, wherein the elastic material in the nip opposite the corresponding surface of the hard material is also known.

Es hat sich jedoch herausgestellt, daß derartige Vorrichtungen zu Schwierigkeiten Anlaß geben, die die praktische Anwendbarkeit dieser an und für sich guten Methode reduziert. Durch die ununterbrochenen Zieh-und Druckbeanspruchungen an der Klemmstelle, den verschiedenen Antriebsgeschwindigkeiten und dem großen Anliegedruck der beiden Walzen ist die Vulkanisierverbindung zwischen dem Gummimantel und dem Walzenkern starken Beanspruchungen ausgesetzt, so daß sich nach verhältnismäßig kurzer Betriebszeit der Gummimantel von seiner Unterlage lösen kann, wodurch er sich frei zu drehen beginnt. Für den Antrieb einer solchen Maschine ist außerdem ein relativ hoher Kraftaufwand nötig, der teilweise an der Klemmstelle in Reibung und Wärme umgewandelt wird, welche letztere ungünstig auf den Gummibelag und dessen Befestigung einwirkt.However, it has been found that such devices give rise to difficulties that the practical applicability of this method, which is good in and of itself, is reduced. Through the uninterrupted Pulling and compressive stresses on the clamping point, the different drive speeds and the large contact pressure of the two rollers is the vulcanization connection between the rubber jacket and the roller core exposed to heavy loads, so that after relatively short operating time, the rubber jacket can loosen from its base, allowing it to rotate freely begins. In addition, a relatively high expenditure of force is required to drive such a machine is partially converted into friction and heat at the clamping point, which is unfavorable to the latter Rubber covering and its attachment acts.

Aus dieser Kenntnis heraus wurde gemäß der Erfindung der aus zusammendrückbarem, elastischem Material bestehende Mantel der Walze als ein mit verdichteter Luft ausdehnbarer zylindrischer Schlauch ausgebildet.From this knowledge, according to the invention, the compressible, elastic Material existing jacket of the roller as a cylindrical hose expandable with compressed air educated.

Maschine zur Herstellung
von dehnbarem PapierMachine to manufacture
of stretchy paper

Anmelder:
Munksjö Aktie Bolag, Jönköping (Schweden)Applicant:
Munksjö share Bolag, Jönköping (Sweden)

Vertreter: Dipl.-lng. H. Pfister, Patentanwalt,
Memmingen (Bay.), Buxacherstr. 9Representative: Dipl.-lng. H. Pfister, patent attorney,
Memmingen (Bay.), Buxacherstr. 9

Beanspruchte Priorität:
Schweden vom 7. Februar 1961 (Nr. 1237)Claimed priority:
Sweden of February 7, 1961 (No. 1237)

Bertil Wilhelm Ivarsson, Mölndal,Bertil Wilhelm Ivarsson, Mölndal,

Nils Torsten Samuel AlmqvistNils Torsten Samuel Almqvist

und Hans Otto Heijne, Jönköping (Schweden),and Hans Otto Heijne, Jönköping (Sweden),

sind als Erfinder genannt wordenhave been named as inventors

Bei näheren Untersuchungen der Wirkungsart der gemäß der vorliegenden Erfindung ausgebildeten Walze konnte festgestellt werden, daß die obenerwähnten Schwierigkeiten behoben wurden. Auch wurde ein besonders guter Staucheffekt dadurch erzielt, daß das Zusammenpressen des elastischen Materials, das normal an der Eingangsstelle des Walzenspaltes erfolgt, ganz oder teilweise dadurch kompensiert wird, daß das elastische Material vor Eintritt in den Walzenspalt gestreckt und nach dem Walzenspalt zusammengedrückt wird, wodurch die Papierbahn beim Einlaufen in den Walzenspalt in ihrer Längsrichtung wenigstens nicht nennenswert gestreckt, dagegen aber nach dem Durchgang bedeutend gestaucht wird. Eine der wichtigsten Bedingungen für die Herstellung von dehnbarem Papier ist aber gerade, daß eine Dehnung der Gummioberfläche in dem Augenblick, in dem am Eingang des Walzenspaltes das Papier bereits auf die Gummioberfläche gedrückt wird, ausgeschaltet oder stark verringert wird.Upon closer examination of the mode of action of the trained according to the present invention Roll it was found that the above-mentioned difficulties have been eliminated. Even a particularly good compression effect was achieved by compressing the elastic material, which takes place normally at the entry point of the nip, fully or partially compensated by it that the elastic material is stretched before entering the nip and after the nip is compressed, whereby the paper web as it enters the nip in its Longitudinal direction at least not noticeably stretched, but on the other hand significant after the passage is compressed. One of the most important conditions for the production of stretch paper is but just that a stretching of the rubber surface at the moment in which at the entrance of the nip the paper is already pressed onto the rubber surface, switched off or greatly reduced will.

In dem Folgenden wird die Ausbildung der Walze gemäß der Erfindung mit Hinweis auf die teilweise schematischen Zeichnungen näher verdeutlicht. Es zeigtIn the following the formation of the roller according to the invention with reference to the partial schematic drawings clarified in more detail. It shows

309 648/82309 648/82

Fig. 1 einen schematischen Querschnitt durch ein Walzenpaar,1 shows a schematic cross section through a pair of rollers,

Fig. 2 einen ähnlichen Schnitt in größerem Maßstab undFig. 2 shows a similar section on a larger scale and

Fig. 3 in kleinerem Maßstab einen Axialschnitt durch das eine Ende der mit einem aufblasbaren Mantel aus elastischem Material versehenen Walze der erfindungsgemäßen Maschine.3 shows, on a smaller scale, an axial section through one end of the one with an inflatable Jacket made of elastic material provided roller of the machine according to the invention.

In Fig. 1 wird mit 1 ein dampferhitzter, drehbar angetriebener Stahlzylinder mit glatter Mantelfläche und mit 2 eine drehbar angetriebene Walze mit einem durch Druckluft ausdehnbaren, elastischen Mantel 11 bezeichnet.In Fig. 1, 1 is a steam-heated, rotatably driven steel cylinder with a smooth outer surface and with 2 a rotatably driven roller with an elastic one that can be expanded by compressed air Coat 11 designated.

Der Sachverhalt beim Kreppen einer noch feuchten Papierbahn 5 in dem Walzenspalt 6 ist unter der Voraussetzung, daß die Walze 2 etwas langsamer als die andere Walze 1 angetrieben wird, folgender:The situation when creping a still moist paper web 5 in the nip 6 is under the Precondition that the roller 2 is driven a little slower than the other roller 1, the following:

Die mit 12, 13, 14 bezeichneten Abschnitte des Mantels 11 sollen gleich große Querschnittsflächen haben. Es ist offenbar, daß die zum jeweiligen Abschnitt gehörenden Strecken a, b und c zwischen dem Eingang und dem Ausgang des Walzenspaltes abnehmen und demensprechend auch die an ihnen anliegende Papierbahn verkürzen. Während der ganzen Passage durch den Walzenspalt erfolgt somit laufend nur ein Verdichten der Papierbahn in ihrer Längsebene. Das Ergebnis ist eine erhebliche Stauchung.The designated with 12, 13, 14 sections of the shell 11 should have cross-sectional areas of the same size. It is evident that the distances a, b and c belonging to the respective section decrease between the entrance and the exit of the nip and accordingly also shorten the paper web adjacent to them. During the entire passage through the nip, the paper web is only continuously compressed in its longitudinal plane. The result is a significant compression.

Aus der Fig. 2 geht im Prinzip klar hervor, was in dem Walzenspalt zwischen der harten Walze 1 und dem dehnbaren Mantel 11 vor sich geht, wenn die Umdrehungsgeschwindigkeit des letzteren verzögert wird. Ohne Verzögerung werden ungefähr gleich große Aufbauschungen 15, 16 des elastischen Materials auf beiden Seiten der Mitte C des Spaltes hochgedrückt (mit strichpunktierter Linie 17 angedeutet). Die beiden äußersten Angriffspunkte der Stahlwalze an der Papierbahn haben die Bezeichnung A1 und A 2. Bei einer Verlangsamung der Walze 2 wird der Gummimantel 11 durch Schubbeanspruchung nach rechts (in der Zeichnung) verschoben, wodurch die Angriffspunkte A1 und A 2 mit den Punkten Bl und B 2 zusammenfallen. Die Manteloberfläche, deren Verlauf mit durchzogener Linie angedeutet ist, wird somit an der Eingangsseite gestreckt und bildet an der Ausgangsseite des Spaltes einen Wulst 18. Die ihrem Querschnitt nach annähernd gleich großen Flächen 12, 13 und 14 mit den an der Innenwand des Mantels 11 gleich großen Grundlinien 19, passieren durch den Walzenspalt unter gleichzeitiger Formänderung, wie aus der Fig. 2 hervorgeht. Die den jeweiligen Flächen 12, 13, und 14 zugehörigen Anliegestrecken an der Stahlwalze 1 verändern sich und nehmen die Größen α, b und c an, wobei a^ft^c ist. Ohne die erwähnte Verzögerung würden die Anliegestrecken bei einem Durchlauf von A1 bis C sich ebensoviel verlängern, wie sie von C bis A 2 abnehmen. Eine feuchte Papierbahn, die den Preßkniff durchläuft und gegen die harte Stahlwalze anliegt, wird bei einer Verzögerung der Walze 2 mitFrom Fig. 2 it is clear in principle what is going on in the nip between the hard roll 1 and the expandable shell 11 when the speed of rotation of the latter is decelerated. Without delay, bulges 15, 16 of the elastic material of approximately the same size are pressed up on both sides of the center C of the gap (indicated by a dash-dotted line 17). The two outermost points of application of the steel roller on the paper web have the designations A 1 and A 2. When the roller 2 is slowed down, the rubber jacket 11 is shifted to the right (in the drawing) by shear stress, whereby the points of application A 1 and A 2 with the points Bl and B 2 coincide. The jacket surface, the course of which is indicated by a solid line, is thus stretched on the input side and forms a bead 18 on the output side of the gap large baselines 19 pass through the nip with a simultaneous change in shape, as can be seen from FIG. The contact sections associated with the respective surfaces 12, 13 and 14 on the steel roller 1 change and assume the sizes α, b and c , where a ^ ft ^ c. Without the delay mentioned, the contact stretches would lengthen just as much for a pass from A 1 to C as they decrease from C to A 2. A moist paper web that passes through the press nip and rests against the hard steel roller, when the roller 2 is decelerated, it will be with

±-=£. 100 % verdichtet,
a ± - = £. 100% compressed,
a

Die erfindungsgemäße Maschine eignet sich gut für die an üblichen Papiermaschinen angewandten Umfangsgeschwindigkeiten, beispielsweise 50 bis 750 m/Min. Von Bedeutung ist dabei, daß die Umfangsgeschwindigkeiten der Walzen so gewählt werden, daß die mit elastisch drehbarem Mantel versehene Walze 2 eine Umfangsgeschwindigkeit erhält, die etwa 2 bis 15%, zweckmäßig etwa 5 bis 10%, unter der Umfangsgeschwindigkeit der Gegenwalze 1 liegt.The machine according to the invention is well suited for those used on conventional paper machines Circumferential speeds, for example 50 to 750 m / min. It is important that the peripheral speeds the rollers are selected so that the roller 2, which is provided with an elastically rotatable jacket, has a peripheral speed, which is about 2 to 15%, expediently about 5 to 10%, below the peripheral speed of the counter roll 1 lies.

Die Fig. 3 veranschaulicht im axialen Schnitt das eine Ende der einen Walze einer erfindungsgemäßen Maschine. Der Mantel der Walze besteht aus einem äußeren Schlauch 20, zweckmäßig aus verhältnismäßig weichem elastischem Material, z. B. Gummi oder Kunststoff, und einem konzentrisch mit diesem3 illustrates in axial section one end of one roller of a roller according to the invention Machine. The jacket of the roller consists of an outer hose 20, appropriately from relatively soft elastic material, e.g. B. rubber or plastic, and one concentric with this

ίο angebrachten inneren Schlauch 21 aus gewöhnlichem elastischem, luftdichtem Gummi. Diese beiden Schläuche sind an ihren Enden mit zwei Stirnwänden 22 verbunden, die mit einem Keil 23 auf einer durchgehenden Welle 24 befestigt sind. Die Stirnwände 22, von denen in der Fig. 3 nur die eine gezeigt ist, sind über ein die Welle 24 umschließendes Rohr 25, durch eine Schweißnaht 26 od. dgl. luftdicht miteinander verbunden. Eine umgebogene Partie 29 des inneren Schlauchs 21 ist mit Hilfe einer Kiemmutter 27 undίο attached inner hose 21 made of ordinary elastic, airtight rubber. These two hoses have two end walls at their ends 22 connected, which are fastened with a wedge 23 on a continuous shaft 24. The end walls 22, of which only one is shown in FIG. 3, are through a tube 25 surrounding the shaft 24 a weld 26 or the like connected to one another in an airtight manner. A bent part 29 of the inner Hose 21 is with the help of a terminal nut 27 and

so eines Klemmringes 28 luftdicht gegen einen Ringabsatz 30 an den beiden Stirnwänden 22 abgedichtet. Die Enden des äußeren Schlauches 20 werden durch Ringe 31 gegen die Kiemmutter 27 und den Klemmring 28 gedrückt. Der Anpreßdruck erfolgt durch Klemmschrauben 32, die radial durch einen den Ring 31 umfassenden Flansch 33 eines an der Außenseite der beiden Stirnwände 22 angeordneten Stirnwandringes 34 gehen. Zumindest die eine Stirnwand 22 ist mit einem in den Zwischenraum 35 zwischen dem inneren Schlauch 21 und dem Rohr 25 einmündenden Kanal 36 versehen, der durch eine Leitung 37 mit Anschlußnippeln 38 und 39 mit einer axialen Bohrung 40 in dem Achsenzapfen 41 verbunden ist, der drehbar in einem Lager 42 gelagert und an dem äußeren Ende der Bohrung mit einem Ventilnippel 43 versehen ist. An diesen kann eine Druckluftleitung angeschlossen werden.such a clamping ring 28 airtight against a ring shoulder 30 sealed on the two end walls 22. The ends of the outer tube 20 are through Rings 31 pressed against the clamping nut 27 and the clamping ring 28. The pressure is applied by Clamping screws 32 radially through a flange 33 surrounding the ring 31 on the outside of the two end walls 22 arranged end wall ring 34 go. At least one end wall 22 is with one opening into the space 35 between the inner hose 21 and the tube 25 Channel 36 provided through a line 37 with connecting nipples 38 and 39 with an axial bore 40 is connected in the journal 41, which is rotatably mounted in a bearing 42 and on the the outer end of the bore is provided with a valve nipple 43. A compressed air line can be connected to this be connected.

Mit einer derartigen Walze ist es möglich, den Luftdruck in dem Zwischenraum 35 zwischen dem Schlauch 21 und dem Rohr 25 während des Betriebes zu verändern und damit auch die Stauchwirkung. Wenn eine dem Kanal 36, der Leitung 37 und der Bohrung 40 entsprechende Einrichtung auch an dem entgegengesetzten Ende der Welle 24, und an dem äußeren Ende der Bohrung in dem Achsenzapfen ein Drosselventil angebracht ist, das öffnet, wenn ein gewisser maximaler Druck in dem Zwischenraum 35 überschritten wird, dann ist es möglich, kontinuierlich einen Luftstrom durch die Walze blasen zu lassen und diese somit zu kühlen.With such a roller, it is possible to reduce the air pressure in the space 35 between the To change hose 21 and the tube 25 during operation and thus also the upsetting effect. If one of the channel 36, the line 37 and the bore 40 corresponding device also on the opposite end of shaft 24, and at the outer end of the bore in the stub axle Throttle valve is attached, which opens when a certain maximum pressure in the space 35 is exceeded, then it is possible to continuously blow a stream of air through the roller and thus to cool them.

Die gezeigten und beschriebenen Ausführungsformen der Schrumpfwalze sind nur als Beispiele zu betrachten; den sie können baulich im Rahmen der Erfindung verändert werden. Da der Zylinder 1 der Papierbahn einen gewissen, wenn auch sehr schwachen Reibungswiderstand bieten muß, kann es zweckmäßig sein, den Zylindermantel außen mit einer Schicht aus Hartgummi od. dgl. zu versehen. Die Welle 24 der Walze kann eine Bohrung 40 besitzen, die bis innerhalb der Stirnwand 22 sich erstreckt und in einen radialen Kanal mit einem an diesen angeschlossenen Rohrstutzen übergeht, der durch das Rohr 25 gezogen und an dieses luftdicht angeschlossen ist. Hierdurch ist es möglich, die Druckluft direkt in den Zwischenraum 35 einzuführen, d. h. ohne Verwendung der Leitung 37, die verhältnismäßig ungeschützt an der Außenseite der Stirnwand 22 angebracht ist.The shown and described embodiments of the shrink roller are only to be regarded as examples; they can be structurally changed within the scope of the invention. Since the cylinder 1 of the It can be useful if the paper web has to offer a certain, even if very weak, frictional resistance be to provide the outside of the cylinder jacket with a layer of hard rubber or the like. the Shaft 24 of the roller may have a bore 40 which extends to within the end wall 22 and merges into a radial channel with a pipe socket connected to this, which passes through the Tube 25 is pulled and connected to this airtight. This makes it possible to use the compressed air directly insert into the space 35, d. H. without using the line 37, which is relatively unprotected is attached to the outside of the end wall 22.

Claims

PATENT CLAIMS:

1. A machine for the production of stretchable paper, comprising a pair of rotatably driven rollers which can be pressed against one another and devices for introducing a paper web between them, the jacket of one roller made of a compressible, elastic material and the other roller made of hard, solid material, of which the roller provided with an elastic jacket is driven or decelerated with respect to the other roller in such a way that the peripheral speed of the former is lower than that of the latter, characterized in that the jacket (11) of the roller (2 ) is a cylindrical tube (20, 21) expandable with compressed air.

2. Machine according to claim 1, characterized in that the ends of the hose (20, 21) tightly connected to the end walls (22) of a shaft (24) penetrating the roller (2) are.

3. Machine according to claim 2, characterized in that the roller (2) with devices for introducing the compressed air through one end (41) of the shaft (24) to the interior of the hose (21) is provided.

4. Machine according to claim 3, characterized in that the roller (2) with devices is provided for regulating the pressure in the hose (21).

5. Machine according to one of the preceding claims, characterized in that the Roller (2) is provided with devices to cool the inside of the hose (21) during operation, z. ß. compressed air to flow through.

6. Machine according to claim 1, characterized in that the jacket consists of an inner Hose (21) and one concentric to this, made of soft, compressible Material, suitably rubber or plastic, formed outer tube (20) consists of which the outer tube (20) clamped with its ends on the end walls (22) and the inner hose (21) is sealed pressure-tight on these end walls.

Considered publications:
Swiss Patent No. 343 781;
U.S. Patent No. 2,146,694.

1 sheet of drawings