DE3704896C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Preßwalze nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Zum Ausformen eines Preßspalts dienende Preßwalzen sind auf dem Gebiet der Papier- oder Kartonmaschinen bekannt. Die DE-PS 2 79 107, von der die Erfindung ausgeht, beschreibt eine verhältnismäßig komplizierte Konstruktion einer Preßwalze, bei der die Enden eines äußeren Mantelteiles aus Gummi, der unter der Einwirkung eines einen walzenförmigen Körper umgebenden aufblasbaren Füllkörpers steht, zwischen dem Außenumfang von Flanschen des walzenförmigen Körpers und dem Innenumfang von Spannbändern eingeklemmt sind. Nur der zentrale Bereich zwischen diesen Endbefestigungen des Mantelteiles ist unter dem Andruck der anderen Walze radial verformbar mit der Folge, daß nicht die ganze Länge des Mantelteiles einen geraden, für den Preßvorgang ausnutzbaren Verformungsbereich im Preßspalt bildet, sondern nur sein Mittelbereich nachgiebig ist und bei Eindrückung durch die andere Walze an den beiden Enden des Mantelteiles nach außen ansteigende gewölbte Bereiche entstehen, die für den Preßvorgang nicht ausnutzbar sind. Außerdem treten in diesem Bereich unter dem Einfluß der scharfen Ränder der Gegenwalze frühzeitig Verschleißerscheinungen auf. Zur Erzielung ausreichender Preßspaltlänge muß eine solche Walze länger sein als die Breite der zu behandelnden Papierbahn. Eine Verlängerung der Preßwalze erhöht die Herstellungskosten, weil der Materialverbrauch steigt und der Aufbau zur Vermeidung z. B. von Durchbiegungen komplizierter wird. Der aus einem Luftschlauch gebildete aufblasbare Füllkörper ruft Dichtungsprobleme hervor.

Eine Preßwalze nach GB-PS 4 80 699 ist in ähnlicher Weise wie die erläuterte Preßwalze konstruiert und hat entsprechende Nachteile. In dem Hohlraum des aufblasbaren Füllkörpers sind Ringe aus elastischem und flexiblem Material untergebracht, die ein Zusammenfallen des Füllkörpers bei entweichender Luft verhindern sollen. Einen Beitrag zur Abfederung des Mantelteiles bei unterschiedlichen Belastungen leisten sie nicht.

Ferner sind aus DE-AS 11 31 176 und DE-OS 28 02 854 Preßwalzen bekannt, bei denen ein steifer Rohrkörper auf elastischen Pufferkörpern gelagert ist und dessen Enden auf Innenflanschen eines walzenförmigen Körpers abgestützt sind. Die Innenflansche weisen miteinander begrenzt radial beweglich verbundene Scheibenringe auf. Die Drehsicherung zwischen Rohrkörper und walzenförmigem Körper ist bei beiden Ausführungsformen infolge spezieller Bauteile und Einrichtungen recht kompliziert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Preßwalze nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 so zu verbessern, daß die gesamte Länge ihres elastischen Mantelteiles für den Preßvorgang ausgenutzt wird.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des kennzeichnenden Teiles des Anspruchs 1 gelöst.

Wesentlicher Vorteil der Erfindung ist, daß der elastische Mantelteil von der gegen diesen andrückenden zweiten Walze nicht nur in dem Mittelbereich seiner Länge, sondern auch an seinen Enden radial verformt wird, weil die seine Enden überkappenden tassenförmigen Endflansche mit diesen nicht fest verbunden sind. Bei radialer Eindrückung des Mantelteiles auf einem achsparallelen Bereich beliebiger Länge wird der Mantelteil über seine ganze Länge konkav deformiert, weil er sich zur Rillenbildung frei von den Rändern der Endflansche einwärts gerichtet abheben kann. Die Länge der bei Andruck der zweiten Walze in dem Mantelteil ausgebildeten Vertiefung, die den Preßspalt bildet, hängt also nicht von der Länge der zweiten Walze ab, sondern unabhängig von dieser erfolgt immer eine Deformation über die ganze Länge des Mantelteiles der Preßwalze. Dies hat den Vorteil, daß die Länge der Preßwalze der Breite der zu behandelnden Papierbahn angepaßt sein kann, weil ihre gesamte Länge preßspaltbildend für den Preßvorgang ausgenutzt werden kann. Bei Andruck der Gegenwalze wird die Außenfläche des Mantelteiles von der Innenfläche des Randes jedes Endflansches frei weggedrückt und der Preßspalt erhält über die ganze Länge des Mantelteiles eine längsverlaufende Delle, die sich bei Drehung der beiden Walzen über den Umfang des Mantelteiles bzw. der Preßwalze verlagert. Die ganze Länge des Mantelteiles wird daher für den Preßvorgang ausgenutzt und die Preßwalze kann kürzer als bisher sein.

Durch den einfachen Aufbau der Preßwalze und die Vermeidbarkeit von Überlängen werden die Herstellungs- und Gebrauchskosten gesenkt.

Das Merkmal des Anspruchs 3 dient der Veränderbarkeit der Abfederungseigenschaften des selbsttragenden elastischen Mantelteiles, wenn diese für bestimmte Anwendungszwecke anders sein sollen als die Eigenfederung des Materials des frei eindrückbaren rohrförmigen Mantelteiles. Die Preßwalze ist damit sehr anpassungsfähig, denn durch Anwendung von zweckmäßig gewähltem Stützmaterial eines Typs oder kombinierter Typen werden Preßwalzen konstruiert, die verschiedene Elastizitäten und somit verschiedene Preßfiguren des Preßspalts aufweisen.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung mit Bezug auf die Zeichnung genauer beschrieben. Es zeigt schematisch

Fig. 1 eine teilweise geschnittene Seitenansicht des einen Endes einer Preßwalze und einer Gegenwalze einer Presse und

Fig. 2 einen Querschnitt durch die beiden Walzen nach Fig. 1.

Bei dem gezeigten Beispiel besteht eine Presse aus zwei Preßwalzen 1 und 2. Die Walzen 1 und 2 liegen gegeneinander an, wobei an ihrer Berührungsstelle ein Preßspalt gebildet wird. Beim Betrieb der in dieser Weise ausgebildeten Presse z. B. in einer Papiermaschine, wird eine Faserbahn, zusammen mit einem Filz durch den Preßspalt geführt. Während des Betriebes rotieren die Walzen selbstverständlich. Infolge einer am Preßspalt entstehenden Pressung geht die Feuchtigkeit von der Faserbahn in den Filz über. Nach dem Preßspalt werden die Faserbahn und der Filz voneinander getrennt, wobei die Bahn zur Weiterbehandlung geleitet wird. Der als endlose Schlinge laufende Filz wird seinerseits via Trocknungsbehandlung wieder in den Preßspalt geleitet. Die Faserbahn und der Filz werden in den Figuren nicht gezeigt. Die oben erwähnten Faktoren gehören zur konventionellen Technik auf diesem Gebiet, weshalb sie in diesem Zusammenhang nicht genauer beschrieben werden.

Bei dem dargestellten Beispiel ist die Preßwalze 1 erfindungsgemäß in der folgenden Weise ausgebildet. Zum Verlängern des Preßspalts ist die Walze 1 mit zwei Mänteln versehen, wobei die aus elastischem Material bestehende Oberfläche aus einem losen Mantelteil 3 gebildet ist, der nur mittels an den Körperenden angeordneter Endflansche 5 auf seinem Platz an dem Körper 4 der Walze 1, d. h. an einem Stützzylinder 4, abgestützt ist. Der Mantelteil 3 ist um den Körper 4 herum so angeordnet, daß zwischen der Innenfläche des Mantelteiles und der Oberfläche des Körpers 4 ein vorbestimmter Abstand h bleibt. Die Abstützung des Mantelteiles 3 erfolgt derart, daß er am Preßspalt über seine ganze Länge lokal in der Radialrichtung einwärts gegen den Körper 4 eindrückbar ist. Ein Rotieren des Mantelteiles 3 in bezug auf den Körper 4 wird verhindert, weshalb er zusammen mit dem Körper rotiert. Der Mantelteil 3 ist aus einem Material hergestellt, das in einem freien Raum selbsttragend ist, d. h. seine Form in einem freien Raum so behält, daß der Abstand h bleibt. Der Mantelteil 3 ist jedoch so elastisch, daß er in der erwünschten Weise je nach der Form der Walze 2 nachgibt.

Die obenerwähnten Endflansche 5 können vorzugsweise als tassenförmige Teile gestaltet sein, deren Ränder 6 gegen die transversale Symmetrieachse der Walze gerichtet sind. Die Ränder 6 umgeben dabei die Außenflächen der Enden des Mantelteiles 3. Dabei können in einer vorteilhaften Weise an der Innenfläche der Ränder 6 Mittel 7 respektive an den Außenflächen der Enden des Mantelteiles Elemente 8 angeordnet werden, die Relativdrehungen des Mantelteiles 3 und des Körpers 4 verhindern. Diese Mittel 7 und Elemente 8 können z. B. aus zusammenpassenden Verzahnungen gebildet werden.

Der wesentliche Faktor bei der oben beschriebenen Konstruktion ist also, daß der Mantelteil den Körper 4 ganz lose umgibt und gar nicht an diesem befestigt ist. Mantelteil 3 und Körper 4 sind lediglich z. B. durch die obenerwähnten Verzahnungen drehfest gekoppelt. Eine lokale Verbeulungsbewegung über die ganze Länge des Mantelteiles 3 wird somit an keiner Stelle in der Radialrichtung gegen den Körper 4 verhindert.

Die erfindungsgemäße Preßwalze funktioniert im Prinzip in der folgenden Weise in der Presse. In diesem Zusammenhang wird besonders auf Fig. 2 hingewiesen. Wenn die Presse arbeitet, rotieren die Walzen 1, 2 und die Bahn und der Filz (nicht in den Figuren gezeigt) laufen durch einen zwischen den Walzen entstehenden Preßspalt. Am Preßspalt senkt sich der Mantelteil 3 in die Richtung des Körpers 4 und formt sich gemäß der Oberfläche der Walze 2. Dabei kann der im Prinzip linienförmige Preßspalt zu einer Preßzone PV verbreitert werden. Dieser verbreiterte Preßspalt ist auf diesem Gebiet an und für sich bekannt. Während der Mantelteil sich lokal über seine ganze Länge nach innen senkt, d. h. gegen den Körper verbeult wird, senken sich auch die Enden des Mantelteiles, deren Bewegung in der Radialrichtung einwärts in keiner Weise verhindert wird, in Übereinstimmung mit dem übrigen Mantelteil. Die Enden des Mantelteiles lösen sich somit am Preßspalt von der Innenfläche des Randes 6 des Endflansches 5. Der Mantelteil 3 formt sich also über seine ganze Länge im Preßspalt entsprechend der Form der Walze 2, wobei die Nachteile der steifen Befestigung gemäß der vorbekannten Technik eliminiert werden.

Die Walze oder ihre einzelnen Teile können anders ausgebildet sein, als in den Figuren dargestellt. Verschiedene Herstellungsmaterialien der Walzen 4 sind verwendbar. Der Körper 4 kann aus jedem beliebigen, geeigneten, steifen Material hergestellt werden. Als Material kann z. B. Gußeisen, Stahl, Kohlenfaser oder irgendein anderes, gewöhnlich für Walzen verwendetes Material gebraucht werden. Der Mantelteil 3 kann aus Kunststoff, Glasfaser, Kohlenfaser, Stahl, Bronze oder einem anderen geeigneten Material hergestellt werden, das die erwünschten Federungs- und Festigkeitseigenschaften vermittelt. Der Mantelteil 3 und der Körper 4 können auch mit Gummi, Kunststoff oder irgendeinem anderen elastischen Material überzogen werden. Bei der erfindungsgemäßen Konstruktion kann außerdem eine Biegung dadurch kompensiert werden, daß der Körper oder der Mantelteil oder beide bombiert sind. Die Kompensierung kann auch so ausgeführt werden, daß die Gegenwalze bombiert wird, oder daß irgendeine Kombination der obenerwähnten Elemente verwirklicht wird. Außerdem können Biegungen so kompensiert und das Feuchtigkeitsprofil so geändert werden, daß zwischen dem Mantelteil und dem Körper pneumatische oder hydraulische Zonen gebildet werden, die mit verschiedenen Drücken belastet werden können. Der Ausdruck "Feuchtigkeitsprofil" bezieht sich auf die Feuchtigkeitsverteilung in der zu trocknenden Faserbahn. Mit Hilfe der hydraulischen oder pneumatischen Zonen kann die Feuchtigkeitsverteilung der Bahn in Querrichtung der Bahn je nach den gewünschten Eigenschaften der Bahn eingestellt werden. Zwischen dem Körper und dem Mantelteil können, wenn erwünscht, auch elastische Stützorgane angebracht werden, oder zwischen dem Mantel und dem Körper kann irgendeine extra Stützschicht angebracht werden, deren Steifheit jedoch kleiner ist als die des Mantels. Die extra Stützschicht trägt nur zur Federung bei, ist z. B. bei der Ausformung eines Federungsmusters behilflich. Der Ausdruck "Federungsmuster" bezieht sich auf die Ausbildung von im Hinblick auf die Preßfigur des Preßspalts unterschiedlichen Walzen. Die verschiedenen Preßfiguren werden mit Hilfe von federnden Walzen in verschiedener Weise erhalten. Der Ausdruck "Federungsmuster" stellt ausdrücklich die Federungseigenschaften der Walze dar. Die extra Stützschicht kann den Raum zwischen dem Mantelteil und dem Körper ganz oder teilweise füllen. Im letzteren Fall kann die extra Stützschicht z. B. an der Oberfläche des Körpers so angebracht werden, daß zwischen der freien Oberfläche der extra Stützschicht und der Innenfläche des Mantelteiles ein leerer Raum bleibt. Die extra Stützschicht kann z. B. aus Kunststoff oder irgendeinem anderen porösen Schaum bestehen. Auch verschiedene Luftkissen können verwendet werden. Der Anschluß des Mantelteiles kann z. B. mittels einer Verzahnung zwischen der treibenden Flanschwelle und dem Mantelteil oder mittels irgendeines anderen geeigneten Mechanismus erfolgen. Bei der Ausbildung der Presse können auch die beiden Walzen 1 und 2 aus erfindungsgemäßen Walzen bestehen. Der Durchmesser der erfindungsgemäßen Walze kann natürlich nach Bedarf gewählt werden. Die Länge des Preßspalts hängt von den Durchmessern der Walzen 1 und 2 ab. Beispielsweise kann der Preßspalt eine Länge im Bereich von 100-200 mm aufweisen.

Claims (3)

1. Preßwalze, die mit einer anderen Walze in der Naßpartie einer Papier- oder Kartonmaschine einen Preßspalt zwischen den Walzen bildet, mit einem steifen walzenförmigen Körper, der mit Abstand von einem Mantelteil aus elastischem Material umgeben ist, welcher an seinen beiden Enden gegen Drehung relativ zum Körper gesichert ist, dadurch gekennzeichnet, daß an den Enden des Körpers (4) tassenförmig gestaltete Endflansche (5) angeordnet sind, deren Ränder (6) die Außenflächen der Enden des selbsttragend ausgebildeten Mantelteiles (3) in Radialrichtung lose übergreifen, und daß an den Innenflächen der Ränder (6) der Endflansche (5) und an den Außenflächen der Enden des Mantelteiles (3) zusammenwirkende Drehsicherungsprofilierungen (7, 8) vorgesehen sind.

2. Preßwalze nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehsicherungsprofilierungen (7, 8) aus zusammenpassenden Verzahnungen gebildet sind.

3. Preßwalze nach Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Raum zwischen der Innenfläche des Mantelteiles (3) und dem Körper (4) Stützmaterial untergebracht ist, das elastischer ist als der Mantelteil (3).