DE4438354A1 - Preßmantel und Verfahren zur Herstellung eines Preßmantels - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Preßmantel für eine Preßvorrichtung zur Entwässerung einer Stoffbahn, insbesondere zur Entwässerung einer Papierbahn in einem Preßspalt einer Papiermaschine, umfassend eine Schicht aus einem elastomeren Material, in die quer zur Bahnlaufrichtung verlaufende Axialfäden als Ver­ stärkungsfäden eingebettet sind.

Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung eines Preßmantels für eine Preßvorrichtung zur Entwässerung einer Stoffbahn, insbesondere zur Entwässerung einer Papierbahn in einem Preßspalt einer Papiermaschine, bei dem eine aus einem elastomeren Material bestehende Schicht auf einen Gießkörper aufgegossen wird, entlang dessen Umfang in Axialrichtung verlaufende Axialfäden als Verstärkungsfäden aufgespannt sind.

Durch die DE 40 22 800 C1 sind ein Preßmantel und ein Verfahren zur Herstellung eines solchen bekannt geworden, wobei auf einen zylindrischen Gießkörper, entlang dessen Umfang in Axialrichtung verlaufende Axialfäden aufgespannt sind, eine Schicht aus einem elastomeren Material aufgegossen wird, wobei gleichzeitig in Umfangsrichtung des Gießkörpers verlaufende Verstärkungsfäden mit eingewickelt werden. Somit entsteht ein Preßmantel aus einem elastomeren Material, der durch darin eingebettete Axialfäden sowie darauf verlaufende Umfangsfäden verstärkt ist.

Solche Preßmäntel werden in der Regel an ihrer der Stoffbahn zugewandten Seite mit Rillen oder Sacklöchern versehen, um eine Aufnahme der beim Preßvorgang ausgepreßten Flüssigkeit zu ermöglichen.

Es hat sich gezeigt, daß sich während des Betriebes infolge der hohen Preßkräfte im Laufe der Zeit Risse ausbilden können, die bevorzugt von den Rillen oder Sacklöchern infolge der Kerbkräfte ausgehen. Diese Risse können sich im Laufe der Zeit vergrößern und schließlich dazu führen, daß der Preßmantel unbrauchbar wird.

Die Aufgabe der Erfindung besteht demnach darin, einen Preßmantel und ein Verfahren zur Herstellung eines Preßmantels anzugeben, wodurch die Lebensdauer des Preßmantels vergrößert wird. Insbesondere soll die Ausbildung bzw. Ausbreitung von Rissen eingeschränkt werden.

Die Aufgabe der Erfindung wird dadurch gelöst, daß bei einem Preßmantel der eingangs genannten Art in der Schicht aus elastomerem Material eine durchgehende Gewebeschicht eingebettet ist, die im wesentlichen parallel zur Oberfläche des Preßmantels verläuft.

Erfindungsgemäß wird durch diese durchgehende Gewebeschicht erreicht, daß von der Oberfläche des Preßmantels oder von Rillen oder Sacklochbohrungen ausgehende Risse sich lediglich bis zu der Gewebeschicht hin fortpflanzen können, wodurch eine weitere Vergrößerung der Risse und damit eine ernsthafte Beschädigung des Preßmantels vermieden wird. Da sich etwaige Risse in der Regel senkrecht zur Oberfläche des Preßmantels ausbreiten, können diese sich maximal bis zur Gewebeschicht hin ausbreiten, da hier infolge der etwa parallel zur Oberfläche verlaufenden Gewebeschicht ein Abbau der Kerbspannungen erfolgt.

Somit wird gemäß der Erfindung die Lebensdauer eines Preßmantels erheblich vergrößert. Zusätzlich hat die Einlagerung der Gewebe­ schicht in den Preßmantel eine Erhöhung der Festigkeit zur Folge.

Die Gewebeschicht besteht gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung aus einem Gewebeband, das zumindest einlagig spiralförmig gewickelt ist.

Auf diese Weise kann die durchgehende Gewebeschicht besonders einfach durch Einwickeln eines Gewebebandes nach der Art eines Schlauchmantels erzeugt werden.

Das Gewebeband verläuft gemäß einer bevorzugten Weiterbildung hierbei im wesentlichen in Bahnlaufrichtung.

Dadurch wird eine Festigkeitssteigerung des Preßmantels erreicht und ein Abbau von quer zur Oberfläche des Preßmantels wirkenden Kerbspannungen sichergestellt. Außerdem ist eine besonders einfache und vorteilhafte Herstellung des Preßmantels ermöglicht.

Die Erfindung läßt sich besonders vorteilhaft dann anwenden, wenn ein erfindungsgemäßer Preßmantel Rillen oder Sacklöcher aufweist, da hierbei mit erhöhten Kerbspannungen zu rechnen ist.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist das Gewebeband etwa 60 bis 90% in Umfangsrichtung und etwa 40 bis 10% in Axialrichtung des Preßmantels verlaufende Fasern auf.

Hierdurch wird erreicht, daß das Gewebeband besonders in Umfangsrichtung eine erhöhte Zugfestigkeit aufweist, wodurch die Festigkeit des Preßmantels beträchtlich erhöht wird. Vorzugsweise verlaufen etwa 25% der Einzelfasern des Gewebe­ bandes in Axialrichtung.

In manchen Fällen kann infolge der Festigkeitssteigerung durch das Gewebeband auch vollständig auf die bei herkömmlichen Preßmänteln verwendeten Verstärkungsfäden in Umfangsrichtung des Preßmantels verzichtet werden.

In diesem Fall sollte das Gewebeband vorzugsweise zumindest zweilagig gewickelt werden, so daß eine durchgehende Gewebe­ schicht entsteht, die eine hohe Festigkeit aufweist. Das Gewebeband besteht hierbei vorzugsweise aus einem hochfesten Material.

Hinsichtlich des Verfahrens wird die Aufgabe der Erfindung dadurch gelöst, daß bei einem Verfahren der eingangs genannten Art gleichzeitig mit dem Aufgießen des elastomeren Materials auf den Gießkörper in Umfangsrichtung des Gießkörpers ein Gewebeband mit eingewickelt wird.

Hierdurch läßt sich der Preßmantel auf besonders einfache und vorteilhafte Weise herstellen und weist gleichzeitig eine besonders hohe Festigkeit infolge der guten Haftung zwischen dem Gewebeband und dem elastomeren Material auf.

Das Gewebeband kann hierbei wie auch die Verstärkungsfäden aus einem hochfesten Material bestehen, beispielsweise aus Aramid­ fasern.

Sofern auf die Einbringung von in Umfangsrichtung verlaufenden Verstärkungsfäden vollständig verzichtet wird, sollte das Gewebeband vorzugsweise zumindest zweilagig gewickelt werden, so daß eine durchgehende zweilagige Gewebeschicht entsteht, die eine ausreichend hohe Festigkeit aufweist.

Darüber hinaus ist es natürlich möglich, auf die Axialfäden in Umfangsrichtung des Gießkörpers Umfangsfäden spiralförmig aufzuwickeln, auf die wiederum gleichzeitig das Gewebeband spiralförmig aufgewickelt wird.

Dies kann bei Drehung des Gießkörpers, der vorzugsweise als Gießzylinder ausgebildet ist, um seine Mittelachse gleichzeitig mit der Zuführung des elastomeren Materials erfolgen, das vorzugsweise über eine Gießdüse von oben auf den Gießkörper aufgebracht wird.

Es versteht sich, daß die vorstehend genannten und die nachfol­ gend 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 Erfindung zu verlassen.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnung. Darin zeigen:

Fig. 1 einen Ausschnitt einer ersten Ausführung eines erfindungsgemäßen Preßmantels im Querschnitt;

Fig. 2 eine Abwandlung der Ausführung gemäß Fig. 1 in verkleinerter Darstellung;

Fig. 3 einen Ausschnitt aus einem Gewebeband gemäß Fig. 1 in schematischer vergrößerter Darstellung im Quer­ schnitt;

Fig. 4 eine Vorrichtung zur Herstellung eines erfindungs­ gemäßen Preßmantels in vereinfachter Darstellung und

Fig. 5 eine vereinfachte Darstellung einer Preßvorrichtung eines erfindungsgemäßen Preßmantels im Bereich des Preßspaltes.

Ein erfindungsgemäßer Preßmantel ist in Fig. 1 insgesamt mit der Ziffer 10 bezeichnet.

Fig. 5 zeigt die Verhältnisse an einem Preßspalt 50 einer Schuhpresse bekannter Art in schematischer Darstellung, bei der der Preßmantel 10 über einen Preßschuh 54 zwischen einer Gegenwalze 52 umläuft, wobei eine Stoffbahn 56 in Form einer wäßrigen Papierbahn zwischen der Gegenwalze 52 und einer Filzbahn 58 geführt ist, die über dem Preßmantel 10 läuft. Infolge eines hohen Preßdruckes im Preßspalt 50 wird die Stoffbahn 56 im Preßspalt 50 entwässert, wobei das Wasser von der Filzbahn 58 und zum Teil von Rillen oder Sacklöchern im Preßmantel 10 aufgenommen wird.

Der Preßmantel 10 ist als endloses, schlauchförmiges Band ausgebildet, das eine elastomere Matrix 16 aufweist, die vorzugsweise aus Polyurethan besteht. Diese Matrix 16 ist durch in Axialrichtung des Preßmantels 10 verlaufende Axialfäden 22 verstärkt, die sich quer zur Bahnlaufrichtung 60 gemäß Fig. 5 erstrecken. Auf den Axialfäden 22 verlaufen in gleichmäßigen Abständen zueinander Umfangsfäden 20, die sich in Umfangsrichtung des schlauchförmigen Preßmantels, also im wesentlichen in Bahnlaufrichtung 60 erstrecken (Fig. 1). Die Umfangsfäden 20 sind spiralförmig über den Axialfäden 22 aufgewickelt, wie dies nachfolgend noch anhand von Fig. 4 näher erläutert wird.

Durch die Axialfäden 22 und die Umfangsfäden 20 wird ein sogenanntes Gelege gebildet, wie dies beispielsweise aus der DE 20 22 800 C1 bekannt ist.

An der Oberfläche 14 des Preßmantels 10, die der Stoffbahn 56 zugewandt ist, mündet eine Mehrzahl von Rillen 12, die sich gleichfalls in Umfangsrichtung des Preßmantels, also parallel zur Bahnlaufrichtung 60 erstrecken. Diese in gleichmäßigen Abständen zueinander verlaufenden Rillen 12 dienen zur Aufnahme der beim Durchlaufen der Stoffbahn 56 durch den Preßspalt 50 ausgepreßten Flüssigkeit. Die Rillen 12 weisen einen U-förmigen Querschnitt 12 gemäß Fig. 1 auf, können jedoch auch beispiels­ weise einen rechteckförmigen Querschnitt aufweisen.

Zwischen den Rillen 12 und den Umfangsfäden 20 erstreckt sich eine durchgehende Gewebeschicht 18, die parallel zur Oberfläche 14 des Preßmantels 10 verläuft und die durch ein Gewebeband 25 gebildet ist, das spiralförmig über den Umfangsfäden 20 in Umfangsrichtung des Preßmantels 10 eingewickelt ist.

Das Gewebeband 25 ist teilweise überlappend gewickelt, so daß einlagige Bereiche 26 sich mit zweilagigen Bereichen 24 ab­ wechseln, in denen das Gewebeband einen Teilbereich der benach­ barten Lage überdeckt.

Bei Verwendung des erfindungsgemäßen Preßmantels 10 in einer Preßvorrichtung zum Entwässern einer Papierbahn 56 in einem Preßspalt 50 einer Papiermaschine können im Laufe der Zeit infolge der hohen im Preßspalt wirkenden Kräfte Risse auftreten, die sich infolge der von den Rillen 12 ausgehenden Kerbspannungen meist von den Rillen 12 aus in Radialrichtung des Preßmantels 10, also in Richtung zu den Axialfäden 22 hin ausbreiten. Im Laufe des Betriebs des Preßmantels 10 können weitere solcher Risse entstehen und sich die Risse vergrößern. Infolge der durchgehenden Gewebeschicht 18 können sich derartige Risse jedoch maximal bis zu dieser Schicht 18 hin ausbreiten, so daß eine weitere Vergrößerung der Risse und damit eine Unbrauchbarmachung des Preßmantels 10 sowie eventuelle Undichtigkeiten vermieden werden. Insgesamt wird so die Lebensdauer und die Betriebssicher­ heit des Preßmantels 10 erheblich verbessert.

Die Axialfäden 20 und die Umfangsfäden 22 bestehen vorzugsweise aus hochfesten Kunststoffäden, beispielsweise aus Aramidfäden. Das Gewebeband 18 kann aus einem textilen Gewebe, beispielsweise aus einem Vlies bestehen und kann eine geringere Festigkeit als die Verstärkungsfäden 20, 22 aufweisen, da die Formstabilität des Preßmantels 10 bereits durch die Verstärkungsfäden 20, 22 gewährleistet wird.

Da das Gewebeband 18 in Umfangsrichtung des Preßmantels 10, also in Bahnlaufrichtung 60 verläuft, kann gegebenenfalls auch auf die in Umfangsrichtung verlaufenden Verstärkungsfäden 20 verzichtet werden, wie dies in Fig. 2 angedeutet ist. Der in Fig. 2 dargestellte Preßmantel ist insgesamt mit der Ziffer 30 bezeichnet. Für Fig. 1 entsprechende Teile werden gleiche Bezugsziffern wie in Fig. 1 verwendet. Die abgewandelten Elemente sind wiederum durch gleiche Bezugsziffern gekennzeichnet, die von einem Strich gefolgt sind. Die Gewebeschicht 18′ besteht wiederum aus einem Gewebeband 25′, das spiralförmig in Umfangs­ richtung des Preßmantels 10 in den Bereich zwischen den Rillen 12 und den Axialfäden 22 in den Preßmantel eingewickelt ist. Um eine höhere Festigkeit zu erreichen, ist durch eine vollstän­ dige Überlappung des Gewebebandes 25′ bei der Wicklung sicherge­ stellt, so daß sich eine durchgehend zweilagige Gewebeschicht 18′ ergibt, so daß jeweils ein Bereich 24′ des Gewebebandes 25′ einen darunterliegenden Bereich 26′ des Gewebebandes überdeckt. Zur weiteren Erhöhung der Festigkeit des Preßmantels 10 kann das Gewebeband 25′ gleichfalls aus einem hochfesten Material bestehen, etwa aus Glasfasern oder aus Aramidfasern.

In Fig. 3 ist der Aufbau des Gewebebandes 18 schematisch dargestellt. Man erkennt, daß das Gewebeband 18 überwiegend aus sich in Längsrichtung des Gewebebandes erstreckenden Fäden 19 gebildet ist, die durch einen oder mehrere quer dazu ver­ laufende Fäden 21 zusammengehalten sind. Vorzugsweise sind etwa 75% der Fäden des Gewebebandes umfangsorientiert und 25% der Fäden axial orientiert.

Eine Vorrichtung zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Preßmantels ist in Fig. 4 dargestellt und insgesamt mit der Ziffer 40 bezeichnet. Sie weist einen zylindrischen Gießkörper 42 auf, zwischen dessen beiden Stirnseiten mit einem vorgegebenen Abstand von der Oberfläche die Axialfäden zueinander parallel aufgespannt sind. Über eine Leitung 48 wird durch einen Gießdüse 49 Polyurethan von oben zugeführt, während der Gießkörper 42 in Pfeilrichtung 46 um seine Mittelachse 44 gedreht wird und die Gießdüse 49 über einen Support parallel zur Mittelachse 44 zugestellt wird, so daß sich beim kontinuierlichen Gießvorgang nach und nach eine zylindrische Mantelfläche ergibt. Dabei gelangt das Gießmaterial durch die Axialfäden 22 bis auf den Gießkörper 42 und bildet die elastomere Matrix 16 des Preßmantels 10.

Dabei werden gleichzeitig der Umfangsfaden 20 und darüber das Gewebeband 18 spiralförmig eingewickelt, wodurch sich eine besonders gute Haftung zwischen der elastomeren Matrix und den Verstärkungsfäden 20, 22 bzw. dem Gewebeband 18 ergibt.

Sofern ein Preßmantel gemäß Fig. 2 hergestellt werden soll, so wird auf die Umfangsfäden 20 verzichtet, so daß lediglich das Gewebeband eingewickelt wird, wobei die Überlappung wie zuvor bereits erwähnt vorzugsweise so gewählt wird, daß eine zweilagige Gewebeschicht entsteht.

Claims (8)

1. Preßmantel für eine Preßvorrichtung zur Entwässerung einer Stoffbahn, insbesondere zur Entwässerung einer Papierbahn in einem Preßspalt (50) einer Papiermaschine, umfassend eine Schicht (16) aus einem elastomeren Material, in die quer zur Bahnlaufrichtung (60) verlaufende Axialfäden (22) als Verstärkungsfäden eingebettet sind, dadurch gekenn­ zeichnet, daß in der Schicht (16) aus elastomerem Material eine Gewebeschicht (18, 18′) eingebettet ist, die im wesentlichen parallel zur Oberfläche (14) des Preßmantels verläuft.

2. Preßmantel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewebeschicht (18, 18′) aus einem Gewebeband (25, 25′) besteht, das spiralförmig zumindest einlagig gewickelt ist.

3. Preßmantel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewebeband (18, 18′) im wesentlichen in Bahnlaufrichtung (60) verläuft.

4. Preßmantel nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Umfangsfäden (20), die als Verstärkungsfäden spiralförmig über den Axialfäden (22) im wesentlichen in Bahnlaufrichtung (60) verlaufen.

5. Preßmantel nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Preßmantel (10, 30) Rillen (12) oder Sacklöcher aufweist, die an der der Stoffbahn (56) zugewandten Oberfläche (14) münden.

6. Preßmantel nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewebeband (18, 18′) etwa 60 bis 90% in Umfangsrichtung (19) und etwa 40 bis 10% in Axialrichtung (21) verlaufende Fasern aufweist.

7. Verfahren zur Herstellung eines Preßmantels für eine Preßvorrichtung zur Entwässerung einer Stoffbahn, insbeson­ dere zur Entwässerung einer Papierbahn in einem Preßspalt (50) einer Papiermaschine, bei dem eine aus einem elasto­ meren Material bestehende Schicht (16) auf einen Gießkörper (42) aufgegossen wird, entlang dessen Umfang in Axial­ richtung des Gießkörpers (42) verlaufende Axialfäden (22) als Verstärkungsfäden ausgespannt sind, dadurch gekenn­ zeichnet, daß gleichzeitig in Umfangsrichtung des Gieß­ körpers (42) ein Gewebeband (18, 18′) mit eingewickelt wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Axialfäden (22) in Umfangsrichtung des Gießkörpers (42) Umfangsfäden (20) spiralförmig eingewickelt werden, auf die gleichzeitig das Gewebeband (18) eingewickelt wird.