DE2050626B2

DE2050626B2 - ROLLER FOR WET PRESSES IN HIGH-SPEED PAPER MACHINES

Info

Publication number: DE2050626B2
Application number: DE19702050626
Authority: DE
Inventors: Donald Arthur Beloit Wis. Brafford (V.St.A.)
Original assignee: Beloit Corp
Current assignee: Beloit Corp
Priority date: 1968-12-18
Filing date: 1970-10-15
Publication date: 1977-06-23
Also published as: DE2050626A1

Description

2020th

Die Erfindung betrifft eine Walze für Naßpressen in schnellaufenden Papiermaschinen, mit einem metallischen Walzenkern und einem in Kunststoff eingebettete *5 Kunstfasern enthaltenden Walzenmantel.The invention relates to a roll for wet presses in high-speed paper machines, with a metallic one Roller core and a roller shell embedded in plastic containing * 5 synthetic fibers.

Aus der US-PS 34 60 222 ist eine Walze für Papiermaschinen bekannt, die eine Deckschicht aus elastomerem Material besitzt, in der wasserabweisende Kunststoffasern in Zufallsverteilung enthalten sind. Solche Walzen werden an bestimmten Stellen einer Naßpresse in einer Papiermaschine verwendet, an denen es darauf ankommt, daß die noch nasse Papierbahn nach dem Durchlaufen des Walzenspaltes unbeschädigt und unbehindert von der Oberfläche der Walze abgegeben wird, bzw. nicht aufgrund des vorangehenden Preßvorganges an der Walzenoberfläche anhaften bleibt. Um diesem Zweck zu genügen, wird bei dem bekannten Vorschlag die Walzenoberfläche geschliffen, wodurch die Enden der Fasern aus dieser Oberfläche nach Art von Bürstenhaaren hervorstehen.From US-PS 34 60 222 a roll for paper machines is known which has a top layer Has elastomeric material in which water-repellent synthetic fibers are randomly distributed. Such rolls are used at certain points in a wet press in a paper machine where it is important that the still wet paper web after passing through the nip is released undamaged and unhindered from the surface of the roller, or not due to the previous pressing process remains adhering to the roll surface. To serve this purpose, will in the known proposal, the roller surface is ground, thereby removing the ends of the fibers from this Surface protruding in the manner of brush hair.

Aus der US-PS 34 90 119 ist ebenfalls eine Walze mit einem elastischen Walzenmantel zur Anwendung in der papier- oder textilverarbeitenden Industrie bekannt. Bei diesem Vorschlag wird ein metallischer Walzenkern zunächst mit in hitzehärtendem Kunstharz getränkten Glasroving-Fasersträngen umwickelt, und anschließend wird dieses aus Metallkern und Zwischenschicht bestehende Zwischenprodukt in einer Gießform mit einem Walzenmantel aus Polyurethan-Gummi umgossen. From US-PS 34 90 119 is also a roller with an elastic roll shell known for use in the paper or textile processing industry. at According to this proposal, a metallic roller core is first soaked in thermosetting synthetic resin Glass roving fiber strands are wrapped around, and then this is made from a metal core and intermediate layer existing intermediate product encased in a mold with a roller casing made of polyurethane rubber.

Erfahrungen haben gezeigt, daß derartige mit einem Elastomer beschichtete Walzen in Neßpressen von Papiermaschinen unbefriedigend arbeiten, daß sie den hohen Papiergeschwindigkeiten und den dadurch notwendig gewordenen hohen Spaltdrücken nicht gewachsen sind. Obwohl die Nachgiebigkeit eines Walzenmantels aus Gummi j_m Hinblick auf die Quetschfunktion nicht unerwünscht ist, sind jedoch solche Walzen nicht in der Lage, gleichzeitig hohen ^fo Spaltdrücken und hohen Geschwindigkeiten stand zu halten; denn im Betrieb sind solche Walzen durch einen in der Natur der Elastomere liegenden Vorgang beeinträchtigt, der dadurch zustande kommt, daß eine örtliche Belastung zu einer Wärmeerzeugung aufgrund der sogenannten Hysterese Verluste führt, wobei die Wärmebildung eine partielle Ausdehnung nach sich zieht, die nun ihrerseits wieder durch die im Walzenspalt nachfolgenden Verformungen und die sich dabei bildende Wärme verstärkt wird. Diese Vorgänge resultieren in einem schnellen Waizenverschleiß und dadurch zur Notwendigkeit des häufigen Walzenwechsels in der Papiermaschine.Experience has shown that such elastomer-coated rolls work unsatisfactorily in paper machine presses, that they cannot cope with the high paper speeds and the high nip pressures that have become necessary as a result. Although the compliance of a roll mantle of rubber j _m view of the squashing function is not undesirable, but such rollers are not capable of simultaneous high ^fo nip pressures and high speeds to withstand; because during operation such rollers are impaired by a process inherent in the nature of elastomers, which occurs because a local load leads to heat generation due to so-called hysteresis losses, with the heat generation causing partial expansion, which in turn again is intensified by the deformations that follow in the nip and the heat generated in the process. These processes result in rapid roll wear and thus the need for frequent roll changes in the paper machine.

Aus härterem Material wie Stahl, Granit usw. bestehende Walzen sind in der Herstellung und in der Wartung unverhältnismäßig teuer und darüber hinaus nur schlecht in der Lage, die bei der Quetschfunktion anfallenden Wassermengen wirksam aus dem Walzenspalt abzuführen. Die Herstellung von dafür erforderlichen Nuten in der Walzenoberfläche würde die Kosten untragbar erhöhen.Rollers made of harder material such as steel, granite, etc. are in the making and in the Maintenance disproportionately expensive and, moreover, poorly capable of the squeezing function Effective drainage of the amount of water from the nip. The production of the necessary Grooves in the roll surface would add prohibitive costs.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Walze der eingangs bezeichneten Art so auszubilden, daß sie bei genügender Standfestigkeit gegenüber großen Geschwindigkeiten und hohen Spaitdrücken eine ausreichende Nachgiebigkeit aufweist um einem mit durch den Walzenspalt laufenden Bruchstück einer Papierbahn oder anderem Fremdmaterial ohne Beschädigung kurzzeitig ausweichen und danach wieder die ursprüngliche Form annehmen zu können.The invention is based on the object of designing a roller of the type described at the outset in such a way that that they are sufficiently resistant to high speeds and high split pressures has sufficient flexibility around a fragment running through the nip Evade paper web or other foreign material briefly without damage and then again the to be able to take on its original form.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Walzenkern über eine aus einem Elastomer bestehende Zwischenschicht mit dem Walzenmantel verbunden ist, der aus gewickeltem, mit hitzehärtendem Kunststoff getränktem Kunstfaservlies besteht. Durch diesen Vorschlag ergibt sich ein Walzenmantel mit ausreichender Standfestigkeit gegenüber großen Geschwindigkeiten und hohen Spalldrücken, während eine gewisse Nachgiebigkeit und Elastizität erhalten bleibt. Für den aus mit Kunstharz getränkten Kunststoffvliesstreifen nicht absolut harten Walzenmantel wird eine nachgiebige Abstützung geschaffen, die ein partielles Nachgeben des Walzenmantels ermöglicht, wenn durch den Pressenspalt Papierbruchstücke oder andere Fremdkörper hindurchlaufen. Die elastomere Zwischenschicht hat die Funktion einer Auflage für den in gewissem Umfang nachgiebigen Walzenmantel, der in dem für die Entwässerung notwendigen Umfang deformierbar ist, ohne dabei nennenswert Wärme zu entwickeln. Andererseits ist ein solcher Walzenmantel leicht herstellbar und kann ohne Spezialmaschinen überdreht und ggf. mit Umfangsnuten versehen werden.According to the invention, this object is achieved in that the roller core has an elastomer existing intermediate layer is connected to the roll shell, which is made of wound, with thermosetting Plastic-soaked synthetic fiber fleece is made. This proposal results in a roll shell with sufficient stability against high speeds and high spall pressures, while a certain flexibility and elasticity is retained. For the plastic fleece strip impregnated with synthetic resin If the roll shell is not absolutely hard, a resilient support is created, which is a partial The roll shell gives way when paper fragments or other pieces pass through the press nip Foreign bodies run through. The elastomeric intermediate layer has the function of a support for the in To a certain extent resilient roll shell, which in the extent necessary for dewatering is deformable without developing any appreciable heat. On the other hand, there is such a roll shell easy to manufacture and can be turned over without special machines and, if necessary, provided with circumferential grooves.

Aus der US-PS 20 65 189 ist zwar eine Walze mit Metallkern, elastischer Zwischenschicht und einem harten Bakelit-Mantel bekannt, die jedoch zu einer anderen Gattung gehört und einem anderen Zweck dient. Diese bekannte Walze wird zum Einprägen eines Leinenmusters in eine Papierbahn verwendet, wobei zu diesem Zweck der Walzenmantel bei seiner Aushärtung einen entsprechenden Musterüberzug erhält. Für die Funktion des Prägevorganges ist es unerläßlich, daß der bekannte Walzenmantel mit der Gegenwalze oder einer Gegenpreßfläche einen harten Kontakt aufrechterhält. Die elastische Zwischenschicht ist bei der bekannten Walze allein aus dem Grund vorgesehen, damit die beim Kalander auftretende Walzentorsion und der dadurch zwischen dem Papier und der Walzenoberfläche auftretende Schlupf sich nicht schädlich auf das Prägemuster auswirkt. Die harte Außenschale der Walze soll sich somit insgesamt bezüglich des Walzenkernes verdrehen bzw. nacheilen können, wobei in diesem Bewegungsspiel die sonst auftretenden Torsionen aufgenommen werden.From US-PS 20 65 189 is a roller with a metal core, an elastic intermediate layer and a hard Bakelite coat known, but of a different genus and purpose serves. This known roller is used for embossing a linen pattern in a paper web, with to for this purpose the roll shell receives a corresponding pattern coating when it is hardened. For the Function of the embossing process, it is essential that the known roll shell with the counter roll or a Mating pressure surface maintains hard contact. The elastic intermediate layer is known in the art The sole purpose of the roll is to prevent roll torsion occurring in the calender and the resultant Any slip that occurs between the paper and the roller surface is not detrimental to the Embossing pattern affects. The hard outer shell of the roller should therefore be overall with respect to the Roll core can twist or lag, with the otherwise occurring in this motion game Torsions are absorbed.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung wird vorgeschlagen, daß das elastomere Material der Zwischenschicht Poren enthält. Dadurch läßt sich derAccording to a further feature of the invention it is proposed that the elastomeric material of Interlayer contains pores. This allows the

Umfang der möglichen Kompression der elastomeren Zwischenschicht steuern.Extent of possible compression of the elastomer Control interlayer.

Vorzugsweise besteht das im Walzenmantel enthaltene K-unstfaservlies aus einem nicht gewebtem Acrylfaservlies. The synthetic fiber fleece contained in the roll shell preferably consists of a non-woven acrylic fiber fleece.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigtThe invention is explained in more detail below with reference to the exemplary embodiments shown in the drawing explained. It shows

F i g. 1 eine perspektivische Ansicht einer Walze nach der Erfindung und _!0 F i g. 1 is a perspective view of a roller according to the invention and _FIG

F i g. 2 einen vergrößerten Schnitt durch eine andere Walze nach der Erfindung.F i g. Figure 2 is an enlarged section through another roller according to the invention.

Entsprechend F i g. 1 ist die erfindungsgemäße Walze vereinfacht durch den inneren Kern 10 gezeigt, der aus Eisen, Stahl oder anderen brauchbaren Materialien angefertigt sein kann. Um den inneren Kern 10 herum ist eine elastomere Mittelschicht 12 gewickelt Je nach dem besonderen Gebrauch, für den die Walze beabsichtigt ist, können viele verschiedene elastomere Materialien als Mittelschicht der Erfindung verwendet werden.According to FIG. 1, the roller according to the invention is shown in a simplified manner by the inner core 10, which from FIG Iron, steel or other useful material can be made. Around the inner core 10 an elastomeric middle layer 12 is wound depending on the particular use for which the roller is being used is intended, a wide variety of elastomeric materials can be used as the middle layer of the invention will.

Zum Beispiel kann diese Schicht aus Naturkautschuk oder einer beliebigen synthetischen Kautschukart bestehen, wie Polybutadiän, Neopren, wie einige Formen von Polyäthylen-Polypropylen, Polyurethan u.dgl. Erforderlich ist allein, daß das Material bis zu einem gewissen Grad nachgiebig ist, um die dargelegten Dämpfungs- und Elastizitätswirkungen zu liefern. Poren oder Rillen bzw. Nuten sollten in der elastomeren Schicht vorgesehen werden, um eine Kompression dieser Schicht zu ermöglichen, da Kautschuk nicht zusammengepreßt werden kann, wenn er völlig eingeschlossen ist.For example, this layer can be made from natural rubber or any synthetic rubber such as polybutadiene, neoprene, such as some forms of polyethylene-polypropylene, polyurethane All that is required is that the material be compliant to some extent in order to achieve those set forth To deliver dampening and elasticity effects. Pores or grooves or grooves should be in the elastomeric Layer should be provided to allow compression of this layer, as rubber is not can be compressed when fully enclosed.

Die mittlere elastomere Schicht 12 ist von einer äußeren Schale 14 umgeben, die aus (nichtgewebter) Matte besteht, welche mit einem hitzehärtbaren Harz verbunden ist Das Harz kann in herkömmlicher Weise (spanend) bearbeitet werden, um jede beliebige Oberfläche, die gewünscht wird, zu liefern. Nuten können durch einen einfachen Bearbeitungsgang in die äußere Schale eingebracht werden.The middle elastomeric layer 12 is surrounded by an outer shell 14 made of (non-woven) Mat, which is connected to a thermosetting resin. The resin can be used in a conventional manner machined to provide any surface desired. Grooves can be incorporated into the outer shell in a simple process.

In Fig.2 ist eine vergrößerte Schnittansicht der mit mehreren Nuten versehenen Walze gezeigt. Der Kern 10 ist von der mittleren elastomeren Schicht 12 umgeben. Darüber ist die äußere Schale 14, bestehend aus mit einem hitzehärtbaren Harz gebundener Matte aufgebracht In der Oberfläche 16 der äußeren Schale 14 befinden sich mehrere Nuten 17, deren Abmessungen innerhalb der obengenannten Bereiche liegen. Die Nuten 17 können eine Tiefe von 0,64 mm bis 10 mm oder größer haben. Die Breite 20 der Rille beträgt vorzugsweise zwischen etwa 0,13 mm und 2 mm, wobei der bevorzugte Bereich der Breite zwischen 0,38 und 0,64 mm liegt. Die Breite 22 der ungenuteten Oberfläche 16 variiert beträchtlich, und zwar in Abhängigkeit von der Breite der Nuten und der Nutenzahl je Längeneinheit Im allgemeinen reichen 1 bis etwa 12 Nuten pro cm Walzenlänge aus, wobei bevorzugt etwa 2 bis 5 Nuten pro cm axialer Länge eingearbeitet werden. Wenn z. B. die Nutenbreite etwa 0,50 mm beträgt und 4 Nuten pro cm vorgesehen wären, würde die Breite 22 der tragenden Oberfläche 16 bei eiwa 2 mm liegen. In Fig.2 sind Blasen, Lunker oder Poren 24 angedeutet, die eine Kompression der elastomeren Schicht 12 ermöglichen, wenn die Walze unter Belastung steht.In Fig.2 is an enlarged sectional view of the with several grooved roller shown. The core 10 is from the middle elastomeric layer 12 surround. Above it is the outer shell 14, consisting of a mat bonded with a thermosetting resin applied In the surface 16 of the outer shell 14 there are several grooves 17, the dimensions of which lie within the above ranges. The grooves 17 can have a depth of 0.64 mm to 10 mm or bigger. The width 20 of the groove is preferably between about 0.13 mm and 2 mm, where the preferred range of width is between 0.38 and 0.64 mm. The width 22 of the grooved surface 16 varies considerably, depending on the width of the grooves and the number of grooves per unit length In general, 1 to about 12 grooves per cm of roller length are sufficient, with about 2 to 5 grooves being preferred be incorporated per cm of axial length. If z. B. the groove width is about 0.50 mm and 4 grooves per cm, the width 22 of the supporting surface 16 would be about 2 mm. In 2, bubbles, cavities or pores 24 are indicated, which compress the elastomeric layer 12 enable when the roller is under load.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. Roll for wet presses in high-speed paper machines, with a metallic roll core and a roller jacket containing synthetic fibers embedded in plastic, characterized in that that the roller core (10) has an intermediate layer made of an elastomer (12) is connected to the roll shell (14), which is made of wound, with thermosetting w Plastic-soaked synthetic fiber fleece is made

2. Roll according to claim 1, characterized in that the elastomeric material of the intermediate layer (12) contains pores (24)

3. Roll according to claim 1, characterized in that the synthetic fiber fleece contained in the roll shell consists of a non-woven acrylic fiber fleece