DE4411620C2 - Press jacket and method for producing a press jacket - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft einen Preßmantel für eine Preßvorrichtung zur Entwässerung einer Stoffbahn, insbesondere zur Entwässerung einer Papierbahn in einem Preßspalt einer Papiermaschine, mit einem Band, das eine innere, der Stoffbahn abgewandte Schicht aus einem elastomeren Grundmaterial aufweist, in das Verstär kungsfäden eingebettet sind, und auf der eine äußere, der Stoffbahn zugewandte verschleißfeste Schicht vorgesehen ist. The invention relates to a press jacket for a press device for draining a fabric web, especially for draining a paper web in a press nip of a paper machine, with a tape that has an inner layer facing away from the fabric comprises an elastomeric base material, into the reinforcement threads are embedded, and on the one outer, the Wear-resistant layer facing fabric web is provided.
Ein derartiger Preßmantel ist aus der US-A-4,978,428 bekannt.Such a press jacket is known from US-A-4,978,428.
Derartige Preßmäntel werden insbesondere in einer Preßeinrichtung einer Papiermaschine verwendet, um eine laufende Stoffbahn, die wässrige Papierbahn, zu entwässern. Eine solche Preßeinrich tung hat zwei Preßelemente (z. B. zwei Preßwalzen oder eine Preßwalze und einen Preßschuh), die miteinander einen Preßspalt bilden. Durch diesen Preßspalt läuft die zu entwässernde Stoffbahn zusammen mit dem Preßmantel und ggf. zusammen mit einem oder zwei Filzbändern. Der Preßmantel ist in der Regel endlos und kann in Bahnlaufrichtung gesehen, eine unterschied liche Länge aufweisen. Bei langen Preßmänteln wie etwa gemäß der GB-A-2 106 555 läuft der Preßmantel außerhalb des Preßspaltes über Leitwalzen um. Wenn der Preßmantel dagegen in Umlaufrichtung relativ kurz ist, so bildet er einen schlauchförmigen Preßmantel, der außerhalb des Preßspaltes auf einer im wesentlichen kreis förmigen Bahn umläuft.Such press sleeves are used in particular in a press device a paper machine used to make a running web of fabric, to drain the aqueous paper web. Such a press facility device has two press elements (e.g. two press rolls or one Press roll and a press shoe), which together form a press nip form. The drainage pipe runs through this press nip Fabric together with the press jacket and possibly together with one or two felt ribbons. The press jacket is usually endless and can be seen in the direction of web travel, a difference length. With long press sleeves such as according to GB-A-2 106 555 runs the press jacket outside the press nip over guide rollers. If the press jacket against it in the direction of circulation is relatively short, it forms a tubular press jacket, the outside of the press nip on an essentially circular shaped orbit.
Preßmäntel dieser Art sind im Betrieb hohen Beanspruchungen ausgesetzt. Im Preßspalt ergibt sich eine hohe Druck- und Walk- Beanspruchung, die zu einer vorzeitigen Abnutzung des Preßmantels führt. Insbesondere an der Oberfläche des Preßmantels, die der Stoffbahn zugewandt ist, stellt sich ein erheblicher Abrieb ein. Bei konventionellen Walzen führt dies dazu, daß sich die Kompression des Preßmantels im Preßspalt und damit die Entwässe rungsleistung verändert. Bei Preßmänteln für Schuhpressen führt dies zu einem geänderten Druckverlauf und gleichfalls zu einem veränderten Entwässerungsverhalten.Press jackets of this type are very demanding in operation exposed. In the press nip there is a high pressure and flex Stress that leads to premature wear of the press jacket leads. In particular on the surface of the press cover, which the Substantial abrasion arises on. With conventional rollers, this leads to the fact that the Compression of the press jacket in the press nip and thus the dewatering performance changed. Leads to press jackets for shoe presses this leads to a changed pressure curve and also to one changed drainage behavior.
Darüberhinaus sind auch gerillte Preßmäntel bekannt geworden (US-A-4,559,106, WO-A-92/02678, US-A-4,878,428, US-A-5,062,924), um das Wasseraufnahmevermögen im Bereich des Preßspaltes zu verbessern. Auch derartige, mit Rillen versehene Preßmäntel sind den gleichen Beanspruchungen wie oben erwähnt ausgesetzt, so daß sich infolge der Schwächung durch die Rillen und infolge der Zug- und Scherbeanspruchungen, die im Rillenbereich verstärkt auftreten, sogar noch ein stärkerer Verschleiß im Bereich der Rillen einstellt, was mit den oben erwähnten Nachteilen verbunden ist.Grooved press sleeves have also become known (US-A-4,559,106, WO-A-92/02678, US-A-4,878,428, US-A-5,062,924), to the water absorption capacity in the area of the press nip improve. Such press sleeves provided with grooves are exposed to the same stresses as mentioned above, so that due to the weakening through the grooves and as a result the tensile and shear stresses that reinforced in the groove area occur even more wear in the area of Grooves sets, which has the disadvantages mentioned above is.
Aus diesem Grunde wurde gemäß der eingangs erwähnten US-A- 4,978,428 eine äußere, der Stoffbahn zugewandte verschleißfeste Schicht mit einer größeren Härte als die darunterliegende Schicht vorgesehen.For this reason, according to the US-A 4,978,428 an outer wear-resistant facing the fabric Layer with a higher hardness than the layer below intended.
Es hat sich gezeigt, daß bei einer derartigen Ausführung, bei der eine Schicht größerer Härte auf einer Schicht kleinerer Härte angeordnet ist, die Gefahr einer Ablösung der beiden Schichten voneinander und somit die Gefahr einer Zerstörung des Preßmantels besteht.It has been shown that in such an embodiment, at which is a layer of greater hardness on a layer of smaller Hardness is arranged, the danger of the two becoming detached Layers of each other and thus the risk of destruction of the press jacket.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen verbes serten Preßmantel zu schaffen, der die Nachteile des Standes der Technik vermeidet, insbesondere eine hohe Standzeit und einen geringen Abrieb aufweist. Ferner soll ein geeignetes Verfahren zur Herstellung eines solchen angegeben werden. The invention is therefore based on the object of verbes Serten press jacket to create the disadvantages of the state the technology avoids, in particular a long service life and has a low abrasion. Furthermore, a suitable Methods for producing such a specified.
Hinsichtlich des Preßmantels wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß bei einem Preßmantel der eingangs genannten Art die verschleißfeste Schicht aus dem gleichen oder ähnlichen Matrixmaterial wie die innere Schicht besteht und durch eingelagerte verschleißfeste Partikel verstärkt ist, daß die Verstärkungsfäden quer zur Bahnlaufrichtung verlaufende Längsfäden aufweisen, auf denen spiralförmig im wesentlichen in Bahnlaufrichtung verlaufenden Querfäden vorgesehen sind, die bis in den Randbereich des Bandes verlaufen, und daß sich die verschleißfeste Schicht nur über einen zwischen den beiden seitlichen Randbereichen eingeschlossenen Preßbereich des Bandes erstreckt.With regard to the press jacket, this object is achieved by that with a press jacket of the type mentioned wear-resistant layer of the same or similar Matrix material like the inner layer consists of and through embedded wear-resistant particles is reinforced that the Reinforcing threads running transverse to the direction of web travel Have longitudinal threads on which spiral essentially transverse threads running in the direction of web travel are provided, that run to the edge of the tape, and that the wear-resistant layer only over one between the two lateral edge areas enclosed pressing area of the band extends.
Dadurch, daß die verschleißfeste Schicht aus dem gleichen oder chemisch ähnlichem Matrixmaterial wie die innere Schicht besteht, ist eine gute Bindung zwischen beiden Schichten gewährleistet, so daß ein Ablösen der äußeren Schicht von der inneren Schicht auch bei starker Beanspruchung im Langzeitbetrieb vermieden wird. Durch Einlagerung von verschleißfesten Partikeln dieses Matrixmaterials wird die Verschleißfestigkeit des so gebildeten Verbundkörpers stark erhöht, wobei die übrigen mechanischen Eigenschaften, insbesondere die Elastizität und die Festigkeit im wesentlichen durch die Eigenschaften des Matrixmaterials bestimmt sind. Dies setzt voraus, daß nur eine derart geringe Menge an verschleißfesten Partikeln eingelagert ist, daß insgesamt ein Einlagerungsgefüge entsteht, dessen Matrix durch das Matrixmaterial gebildet ist. Unterhalb von 50 Vol.-% Anteile an verschleißfesten Partikeln ist dies grundsätzlich der Fall. In der Regel wird nur ein geringerer Anteil an verschleißfesten Partikeln zugesetzt werden, vorzugsweise etwa im Bereich zwischen 1 Vol.-% und 30 Vol.-%, wobei das optimale Mischungsverhältnis empirisch ermittelt werden kann und von den Einsatzbedingungen, sowie von den Eigenschaften des Matrixmaterials und der eingelagerten verschleißfesten Partikeln beeinflußt wird.The fact that the wear-resistant layer of the same or chemically similar matrix material as the inner layer, a good bond between the two layers is guaranteed, so that peeling of the outer layer from the inner layer Avoided even with heavy use in long-term operation becomes. By storing wear-resistant particles this Matrix material becomes the wear resistance of the thus formed Composite body greatly increased, with the remaining mechanical Properties, especially elasticity and strength essentially through the properties of the matrix material are determined. This assumes that only such a small one Amount of wear-resistant particles is stored that altogether a storage structure is created, the matrix of which the matrix material is formed. Below 50% by volume this is basically the case for wear-resistant particles. As a rule, only a small proportion of wear-resistant Particles are added, preferably in the range between 1 vol .-% and 30 vol .-%, the optimal mixing ratio can be determined empirically and from the operating conditions, as well as the properties of the matrix material and the stored wear-resistant particles is affected.
Darüber hinaus erstrecken sich die Querfäden bis in den Randbereich des Preßmantels während sich die verschleißfeste Schicht nur über einen zwischen den beiden seitlichen Randbereichen eingeschlossenen Preßbereich des Bandes erstreckt. Hierdurch wird erreicht, daß einerseits die Festigkeit und Flexibilität in den beiden seitlichen Randbereichen des Preßmantels, die nicht durch den Preßnip geführt werden, ausreichend ist, um einen Antrieb durch Tragscheiben etwa gemäß der DE 39 09 936 A1 zu erlauben, um so einen besseren Lauf der Stoffbahn im Preßspalt sicherzustellen. Andererseits wird sichergestellt, daß eine hohe Festigkeit in dem Bereich besteht, der durch den Preßspalt geführt ist.In addition, the transverse threads extend into the Edge area of the press jacket while the wear-resistant Layer only over one between the two side ones Edge areas enclosed press area of the tape extends. This ensures that on the one hand the strength and Flexibility in the two lateral edge areas of the Press jacket that are not passed through the press nip, is sufficient to be driven by support disks approximately according to to allow DE 39 09 936 A1, so as to run better Ensure the fabric in the press nip. On the other hand ensures that there is high strength in the area which is passed through the press nip.
Zwar ist es grundsätzlich aus der DE 42 20 789 A1 bekannt, bei einer faserverstärkten Grundstoffwalze eine äußere, verschleißfeste Kunststoffschicht vorzusehen, die mit einem verschleißfesten Füller aus keramischem oder metallischem Pulver verstärkt ist, jedoch ist die Erfindung hierdurch nicht nahegelegt, da es sich bei der vorbekannten Walze um eine starre Walze vorzugsweise aus einem faserverstärktem Epoxidharz handelt, die von ihrem Einsatzbereich her in keiner Weise vergleichbar ist mit einem Preßmantel, der elastisch und doch verschleißfest sein muß.It is basically known from DE 42 20 789 A1, at a fiber-reinforced base roller an outer, to provide wear-resistant plastic layer with a wear-resistant filler made of ceramic or metallic powder is reinforced, but the invention is not thereby suggested since the known roller is a rigid one Roller is preferably made of a fiber-reinforced epoxy resin, which are in no way comparable in terms of their area of application is with a press jacket that is elastic yet wear-resistant have to be.
Als Matrixmaterial kann erfindungsgemäß beispielsweise Polyurethan verwendet werden, während die verschleißfesten Partikel beispielsweise aus Gesteinsmehl, insbesondere Granitmehl, aus keramischem Pulver, insbesondere Aluminiumoxidpulver, oder aus Glasfritte bestehen können. According to the invention, the matrix material can be, for example Polyurethane can be used while the wear-resistant Particles from rock powder, for example Granite flour, made of ceramic powder, in particular Alumina powder, or can consist of glass frit.
Hinsichtlich des Verfahrens wird die Aufgabe der Erfindung durch ein Verfahren gelöst, bei dem eine erste aus einem ersten elastomeren Matrixmaterial bestehende Schicht auf einen Gießkörper aufgegossen wird und dabei Verstärkungsfäden eingewickelt werden, und wobei vor Aushärtung der ersten Schicht eine zweite Schicht auf die erste Schicht aufgegossen wird, die aus einer Mischung eines zweiten Matrixmaterials mit verschleißfesten Partikeln besteht. With regard to the method, the object of the invention is achieved by solved a method in which a first from a first elastomeric matrix material on a layer Casting body is poured on and reinforcing threads be wrapped, and being before curing the first layer a second layer is poured onto the first layer, with a mixture of a second matrix material wear-resistant particles.
Da die zweite Schicht noch vor Aushärtung der ersten Schicht im Gießverfahren aufgebracht wird, ist eine dauerhafte Verbindung an den Oberflächen zwischen den beiden Schichten gewährleistet, so daß ein Ablösen der beiden Schichten voneinander auch im Langzeitbetrieb bei starker Beanspruchung ausgeschlossen ist.Because the second layer is still hardening before the first layer applied in the casting process is a permanent connection guaranteed on the surfaces between the two layers so that detachment of the two layers from one another also in the Long-term operation with heavy use is excluded.
In vorteilhafter Weiterbildung dieses Verfahrens sind das zweite Matrixmaterial und das erste Matrixmaterial identisch oder chemisch ähnlich.In an advantageous development of this method, the second Matrix material and the first matrix material identical or chemically similar.
Durch diese Maßnahme wird die Verbindung zwischen beiden Schichten nochmals verbessert, so daß bei Verwendung identischer Matrixmaterialien für beide Schichten praktisch eine einheitliche durchgehende Schicht entsteht, wobei in die äußere Schicht lediglich die verschleißfesten Partikel eingelagert sind.This measure creates the connection between the two Layers improved again so that when using identical Matrix materials practically a uniform for both layers continuous layer arises, being in the outer layer only the wear-resistant particles are stored.
Es versteht sich, daß die vorstehend genannten und die nach stehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It is understood that the above and the following standing features to be explained not only in each specified combination, but also in other combinations or can be used alone, without the scope of to leave the present invention.
Nachfolgende Beschreibung zeigt bevorzugte Ausführungsbeispiele.The following description shows preferred exemplary embodiments.
Es zeigen:Show it:
Fig. 1 einen Querschnitt eines erfindungsgemäßen Preßmantels; FIG. 1 is a cross-section of a press jacket according to the invention;
Fig. 2 einen Ausschnitt des erfindungsgemäßen Preßmantels gemäß Fig. 1 in vergrößerter Darstellung; FIG. 2 shows a detail of the press sleeve according to the invention according to FIG. 1 in an enlarged representation;
Fig. 3 eine vereinfachte Darstellung einer Preßeinrichtung im Bereich des Preßspaltes und Fig. 3 is a simplified representation of a press device in the area of the press nip and
Fig. 4 eine vereinfachte schematische Schnittdarstellung einer Vorrichtung zur Herstellung eines Preßmantels. Fig. 4 is a simplified schematic sectional view of an apparatus for producing a press jacket.
Ein erfindungsgemäßer Preßmantel ist in den Fig. 1 bis 3 insgesamt mit der Ziffer 10 bezeichnet.A press jacket according to the invention is generally designated by the number 10 in FIGS . 1 to 3.
Fig. 3 zeigt die Verhältnisse an einem Preßspalt 34 einer Schuhpresse bekannter Art in schematischer Darstellung, bei der der Preßmantel 10 über einen Preßschuh 28 zwischen einer Gegenwalze 26 umläuft, wobei eine Stoffbahn 30 in Form einer wässrigen Papierbahn zwischen der Gegenwalze 26 und einer Filzbahn 32 geführt ist, das über dem Preßmantel 10 läuft. Infolge eines hohen Preßdruckes im Preßspalt 34 wird die Stoffbahn 30 im Preßspalt 34 entwässert, wobei das Wasser von der Filzbahn 32 aufgenommen wird. Fig. 3 shows the conditions of a press nip 34 of a shoe press of known type in a schematic representation, in which the press jacket 10 rotates over a press shoe 28 between a counter roller 26, wherein a fabric sheet 30 in the form of an aqueous paper web between the backing roll 26 and a felt web 32 is guided, which runs over the press jacket 10 . As a result of a high press pressure in the press nip 34 , the fabric web 30 is dewatered in the press nip 34 , the water being taken up by the felt web 32 .
Der Preßmantel 10 weist gemäß den Fig. 1 und 2 ein endloses, schlauchförmiges Band 11 auf, das in seinem mittleren Bereich, dem Preßbereich 11 verstärkt ist. Das Band 11 besteht aus einer ersten inneren Schicht 20 und aus einer radial äußeren zweiten Schicht 22, die nur im Preßbereich 12 aufgebracht ist, während sich die innere Schicht 20 über den gesamten Querschnitt des Bandes 11 bis einschließlich in beide Randbereiche 14 erstreckt.The press jacket 10 comprises according to FIGS. 1 and 2, an endless tubular belt 11, which is reinforced in its central portion, the pressing portion 11. The band 11 consists of a first inner layer 20 and a radially outer second layer 22 , which is applied only in the pressing region 12 , while the inner layer 20 extends over the entire cross section of the band 11 up to and including both edge regions 14 .
Das Band 11 ist durch Verstärkungsfäden 16, 18 in nachfolgend noch näher beschriebener Weise verstärkt. The band 11 is reinforced by reinforcing threads 16 , 18 in the manner described in more detail below.
Die Verstärkungsfäden 16, 18 des Bandes 11 bestehen aus radial inneren, der Stoffbahn 30 abgewandten zueinander parallelen Längsfäden 16, die sich in gleichmäßigen Abständen zwischen beiden Rändern des Bandes 11 in Querrichtung erstrecken, und aus quer dazu verlaufenden, also im wesentlichen in Stoff flußrichtung 36 verlaufenden Querfäden 18, die spiralförmig über den Längsfäden 16 aufgewickelt sind, wie dies nachfolgend noch anhand von Fig. 4 näher erläutert wird.The reinforcing threads 16 , 18 of the band 11 consist of radially inner, parallel to the fabric web 30 facing parallel longitudinal threads 16 , which extend at equal intervals between the two edges of the band 11 in the transverse direction, and from transverse to it, i.e. essentially in the material flow direction 36th extending transverse threads 18 which are wound spirally over the longitudinal threads 16 , as will be explained in more detail below with reference to FIG. 4.
Sowohl die erste Schicht 20 als auch die zweite Schicht 22 besteht aus einem elastomeren Matrixmaterial, vorzugsweise aus Polyurethan, wobei zusätzlich in die zweite Schicht 22 etwa 10 Vol.-% von Partikeln 24 eingelagert sind, die aus Granitmehl bestehen.Both the first layer 20 and the second layer 22 consist of an elastomeric matrix material, preferably of polyurethane, with about 10% by volume of particles 24 , which consist of granite powder, being additionally embedded in the second layer 22 .
Bei der zweiten Schicht 22 wird vor dem Aufbringen des Matrix materials im Gießverfahren eine flüssige, homogene Mischung des Matrixmaterials mit etwa 10 Vol.-% Granitmehl 24 hergestellt. Die Herstellung des Preßmantels geschieht in an sich bekannter Weise wie dies im einzelnen in der DE-A-37 15 153 beschrieben ist.In the second layer 22 , a liquid, homogeneous mixture of the matrix material with about 10% by volume of granite powder 24 is produced before the matrix material is applied in the casting process. The press jacket is produced in a manner known per se, as described in detail in DE-A-37 15 153.
Eine Vorrichtung 50 zur Herstellung des Preßmantels 10 weist einen zylindrischen Gießkörper 38 auf, zwischen dessen beiden Stirnseiten mit einem vorgegebenen Abstand von der Oberfläche die Längsfäden 16 zueinander parallel aufgespannt sind. Über eine erste Leitung 46 wird durch eine erste Gießdüse 40 Poly urethan von oben zugeführt, während der Gießkörper 44 in Pfeilrichtung um seine Mittelachse 52 gedreht wird und die Gießdüse 40 über einen Support parallel zur Mittelachse 52 zugestellt wird, so daß sich beim kontinuierlichen Gießvorgang nach und nach eine zylindrische Mantelfläche ergibt. Dabei gelangt das Gießmaterial durch die Längsfäden 16 bis auf den Gießkörper 38 und bildet die innere Schicht 20 des Preßmantels.A device 50 for producing the press jacket 10 has a cylindrical casting body 38 , between the two end faces of which the longitudinal threads 16 are stretched parallel to one another at a predetermined distance from the surface. Via a first line 46 , poly urethane is supplied from above through a first casting nozzle 40 , while the casting body 44 is rotated in the direction of the arrow about its central axis 52 and the casting nozzle 40 is fed parallel to the central axis 52 via a support, so that the continuous casting process follows and after gives a cylindrical surface. The casting material passes through the longitudinal threads 16 to the casting body 38 and forms the inner layer 20 of the press cover.
Dabei wird gleichzeitig ein Querfaden 18 spiralförmig einge wickelt, der auf den Längsfäden 16 von außen aufliegt.At the same time, a transverse thread 18 is wound spirally, which rests on the longitudinal threads 16 from the outside.
So entsteht in an sich bekannter Weise die erste innere Schicht 20 des Preßmantels 10.The first inner layer 20 of the press jacket 10 is thus formed in a manner known per se.
Erfindungsgemäß wird gleichzeitig die zweite äußere Schicht 22 über eine zweite Gießdüse 42 aufgebracht, die sich in relativ geringem Abstand von der ersten Gießdüse 40 befindet. Über diese zweite Gießdüse 42 wird mittels einer Leitung 48 Gießmasse aus dem gleichen Matrixmaterial wie das über die erste Leitung 46 zugeführte aufgebracht, das mit 10 Vol.-% Granitmehl versetzt ist.According to the invention, the second outer layer 22 is simultaneously applied via a second pouring nozzle 42 , which is located at a relatively short distance from the first pouring nozzle 40 . Via this second pouring nozzle 42 , casting compound made of the same matrix material as that supplied via the first line 46 , which is mixed with 10% by volume of granite powder, is applied by means of a line 48 .
Dadurch, daß die zweite äußere Schicht 22 aus dem gleichen Matrixmaterial wie die erste Schicht 20 besteht und auf die erste Schicht 20 durch Gießen aufgebracht ist, bevor diese ausgehärtet ist, ergibt sich eine optimale Verbindung zwischen den beiden Schichten 20, 22. Dabei ist gleichzeitig durch die eingelagerten verschleißfesten Partikel 24 in der zweiten Schicht 22 eine hohe Verschleißfestigkeit des Preßmantels 10 sicherge stellt.Because the second outer layer 22 consists of the same matrix material as the first layer 20 and is applied to the first layer 20 by casting before it has hardened, there is an optimal connection between the two layers 20 , 22 . At the same time, the embedded wear-resistant particles 24 in the second layer 22 ensure high wear resistance of the press jacket 10 .
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