EP1375742A1 - Verfahren zur Herstellung einer Walze sowie Walze - Google Patents

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Publication number
EP1375742A1
EP1375742A1 EP03101707A EP03101707A EP1375742A1 EP 1375742 A1 EP1375742 A1 EP 1375742A1 EP 03101707 A EP03101707 A EP 03101707A EP 03101707 A EP03101707 A EP 03101707A EP 1375742 A1 EP1375742 A1 EP 1375742A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
roller
elevations
drainage openings
roller surface
depressions
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
EP03101707A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Christoph Link
Joachim Dr. Grabscheid
Frank Schmidt
Valentin Weiss
Volker Schmidt-Rohr
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Voith Patent GmbH
Original Assignee
Voith Paper Patent GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Voith Paper Patent GmbH filed Critical Voith Paper Patent GmbH
Publication of EP1375742A1 publication Critical patent/EP1375742A1/de
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21F—PAPER-MAKING MACHINES; METHODS OF PRODUCING PAPER THEREON
    • D21F3/00—Press section of machines for making continuous webs of paper
    • D21F3/02—Wet presses
    • D21F3/10—Suction rolls, e.g. couch rolls
    • D21F3/105—Covers thereof

Definitions

  • the invention relates to a method for producing a roll of a paper machine, in which drainage openings are formed in the roller surface become.
  • the invention further relates to a roller.
  • So-called "open" rollers such as Forming rolls and screen suction rolls are used for dewatering a paper web that runs along with a sieve the roller is guided or deflected by the roller.
  • These drainage openings can be designed as continuous openings, so that the liquid can be sucked into the inside of the roller.
  • the drainage openings it can also be blind holes of limited depth, in which the liquid is temporarily absorbed so that it can be for example by spinning - to be released.
  • the present invention is particularly concerned with the manufacture of the Surface structures on so-called "open” rolls such as forming rolls and Suction rolls.
  • An object of the invention is to be as simple and economical as possible Way to produce a roller with a roller surface with which one reduction in the formation of perforated shadow markings as far as possible can be achieved without the roller with a shrink-wire cover must be equipped.
  • the surface structure is formed before the drainage openings be introduced into the roller surface. That order
  • the roll machining has the advantage that in the formation of the surface structure no consideration for the drainage openings are needed. It is also possible to design the drainage openings their arrangement is aimed at that already existing at that time Surface structure and in particular the location, size and shape of the elevations and sinks, provided that the selected surface structure has a specific configuration suitable for this.
  • the object of the invention is achieved by the features of claim 6 and in particular in that according to the Formation of the drainage openings on the roll surface with one elevation and sinks having surface structure, the Protrusions protrude beyond the initial level of the roller surface.
  • the surveys form land areas from deeper lying surface areas are surrounded, the protrusions a single contiguous or several large areas of land or can span a variety of small areas of land.
  • the lower ones Areas form, so to speak, "waterways" around the sublime islands, the overall surface structure can be formed such that at least some of the waterways with each other and / or with at least some connected to the drainage openings between the elevations are. In this way, a particularly effective and uniform Achieve drainage.
  • the material acceptance can, for example by mechanical and / or chemical material processing.
  • Question come e.g. Turning, milling, drilling, creasing, eroding and / or etching.
  • Another embodiment provides that after the drainage openings have been formed the previously created surface structure changed further becomes.
  • the processing of the roller surface is done both before and even after the drainage openings have been made.
  • Machining the roll surface to produce the desired one Surface structure both before and after the drainage openings are formed can be done according to the invention in different ways, in the is discussed in more detail below, using the options described both for the manufacturing process according to the first aspect (surface structure in front of drainage openings) as well as for the manufacturing process According to the second aspect of the invention (above surveys after drainage openings) represent possible embodiments.
  • the material is preferably reshaped in such a way that material is produced in regions is pressed beyond the initial level of the roller surface.
  • the material can be formed by cold forming and / or hot forming respectively.
  • One way is to molette engravings to provide corresponding or similar processing.
  • Another example is embossing indentations while simultaneously bulging the indentations delimiting marginal areas.
  • the marginal areas form those above the starting level protruding elevations on the roller surface, while the depressions represent the depressions.
  • Another possibility according to the invention for forming the surveys is in that the bumps starting from the initial level of the roll surface build.
  • the surveys are made by applying additional material is formed on the roller surface.
  • the material can be applied, for example, by a metal spraying process galvanic coating, by plating and / or by welding on or additional material.
  • the structural parts preferably have a knob shape or knob-shaped sections.
  • a large number of small structural parts can be used be applied to the roller surface.
  • structural parts in the form of larger, in particular branched To provide structural structures, for example each branch end a knob-shaped Survey forms.
  • connection of the structural parts to the roller surface can, for example by gluing, screwing, riveting, pouring and / or rolling.
  • the construction of the elevations based on the initial level of the roll surface has the advantage that no additional to form the sinks Machining of the roll surface is necessary, but the between those for Material structure or material order for the areas provided for the surveys lying surface areas simply at the initial level of the roller surface are left to form the depressions.
  • the drainage openings in the at least substantially smooth roller surface educated is the represents the first processing step, which is followed by the surface structuring.
  • the drainage openings are formed at least substantially smooth roll surface with a bump and To provide depressed surface pre-structure.
  • the surface structure be in the form of a regular or systematic pattern, preferably the Raises and sinks according to a predetermined arrangement rule on the Roll surface to be positioned.
  • the elevations and sinks can be after a Randomly distributed on the roller surface.
  • a possible concrete surface structuring exists e.g. in production a wavy roller surface, the surface waviness either follows a regular pattern or is executed irregularly.
  • the drainage openings and the surface structure positioned relative to each other in such a way that at least some of the drainage openings with each other via the depressions of the surface structure get connected.
  • the drainage openings according to a predetermined patterns are arranged along the roller surface.
  • the object on which the invention is based is also achieved by the features of independent claim 27 and in particular by a roll of a paper machine with a pattern of drainage openings as well as with a surface structure with elevations and depressions the roller surface, the elevations on the by at least in Essentially smooth roller surface protruding beyond defined initial level.
  • the surface structure is preferably by material deformation on the roller surface manufactured. Furthermore, it is preferred if the surveys can be pushed beyond the initial level by material forming. In one embodiment of the invention, the sinks are at the initial level lying surface areas formed.
  • the elevations can be in the form of separate, in particular knob-shaped and / or structural parts having knob-shaped sections can be provided, which are applied to the roller surface and fixed to the roller surface are connected.
  • the elevations separate islands of material, each completely surrounded by depressions are.
  • the surfaces of the elevations are designed as carrying areas for a sieve.
  • the rollers 15 are preferably of only one type or "variety" of surface structure.
  • the figure is too understand that they have several surface structures according to the invention at the same time (a) to (f) shows that by means of a manufacturing method according to the invention can be formed in the roller surface 13. Basically you can different surface structures but also on a single roller 15 can be combined with each other.
  • the respective surface structure extends in regions over the roller surface 13 or over the entire roll surface 13, in each case either in a regular pattern or in an irregular pattern Arrangement.
  • the roller 15 there are drainage openings running in the radial direction 11 provided, which are produced by drilling.
  • the drainage openings 11 each have a cylindrical basic shape and each include two cylindrical sections of different diameters, the section larger diameter is closer to the roller surface 13 and A depression 31 is formed between the two cylindrical sections.
  • some or all of the drainage openings 11 be provided with a further depression 31 on the roller surface 13, as is the case is shown in the figure at some drainage openings 11.
  • the shape and the course of the recess 33 is basically arbitrary and will according to the desired drainage effect and especially in Depending on the type and number of drainage openings 11 selected.
  • the recess 33 can be part of a groove, which extends parallel to the longitudinal axis of the roller 15. In the illustrated Example are two adjacent drainage openings 11 through the recess 33 connected to each other.
  • the recess 33 forms a depression 19 of the surface structure the elevations 17 of which remain between the recesses 33, for example, web-shaped sections of material.
  • the as a wing for a screen or a paper web serving surfaces of the elevations 17 are consequently at least at the initial level 21 smooth roller surface 13.
  • the material is removed to form the recesses 33, for example by mechanical or chemical material processing, for which, for example Turning, milling, drilling, creasing, eroding or etching are possible.
  • the two next exemplary embodiments (b) and (c) each show a surface structure, which are produced by material forming on the roller surface 13 becomes.
  • material forming on the roller surface 13 becomes.
  • Elevations 17 are produced in the form of curved edge regions 25, which delimit depressions 23 forming depressions 19, their lowest point each lies below the initial level 21 of the roller surface 13.
  • the drainage openings 11 can either according to Example (b) in the area of the depressions 23 or according to example (c) in one separated from the recesses 23 by the protruding edge regions 25 Area open into the roller surface 13.
  • the material forming for the production of these surface structures (b) and (c) can be done, for example, by surface processing, which is the mettling of engravings corresponds or is similar.
  • the surface structures can can also be formed by embossing the roller surface 13. Is there the roller jacket made of plastic, so the material can be formed by thermal Plasticizing done.
  • next three embodiments (d), (e) and (f) have in common that to produce the surface structures, the elevations 17 of each Applying additional material to the roll surface 13 are formed the corresponding surface areas to form the depressions 19 be left at the initial level 21 of the roll surface 13, i.e. of the essentially smooth roller surface 13 itself are formed.
  • connection area is at the initial level 21 of the roll surface 13, i.e. In this respect, the roller surface 13 remains intact when the structural parts 27 are merely placed on the roller surface 13 become.
  • the connection between the structural parts 27 and the roller 15 takes place, for example by gluing, screwing, riveting or welding.
  • the shape of the structural parts 27 is basically arbitrary and is in accordance with the desired drainage effect selected. Knob-shaped are preferred Structural parts 27, the edges and surfaces of which can be rounded.
  • the exemplary embodiment (e) shows structural parts 27 which still have the Initial level 21 of the roll surface 13 protrude, but up to protrude below the starting level 21 into the roller 15 and at the Roller surface are attached.
  • the attachment or anchoring of the structural parts 27 can, with or without prior training, take appropriate recesses take place on the roller surface 13. If such wells are provided, for example, the attachment Gluing, screwing, riveting, welding or pouring. On the previous training of the wells can also be dispensed with, for example by rolling the structural parts 27 into the roll surface 13 or pressed into the roller surface 13 in another way become.
  • Embodiment (f) corresponds to embodiment (e) with the difference that the structural parts 27 each form more than one elevation 17 and in shape of larger, branched structural structures are provided, the majority of, for example, knob-shaped sections, each forming an elevation 17 29 have.
  • both the drainage openings 11 and the surface structures forming elevations 17 and sinks 19 is based on the general statements referenced in the introductory part. Variants that do not contradict each other can combined according to the invention on a single forming roller 15 become.

Landscapes

  • Rolls And Other Rotary Bodies (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Walze (15) einer Papiermaschine, bei dem in der Walzenoberfläche (13) Entwässerungsöffnungen (11) ausgebildet werden, wobei vor der Ausbildung der Entwässerungsöffnungen (11) die zumindest im Wesentlichen glatte Walzenoberfläche (13) mit einer Erhebungen (17) und Senken (19) aufweisenden Oberflächenstruktur versehen wird oder nach der Ausbildung der Entwässerungsöffnungen (11) die Walzenoberfläche (13) mit einer Erhebungen (17) und Senken (19) aufweisenden Oberflächenstruktur versehen wird, wobei die Erhebungen über das Ausgangsniveau (21) der Walzenoberfläche (13) hinaus vorstehen. Die Erfindung betrifft außerdem eine Walze. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Walze einer Papiermaschine, bei dem in der Walzenoberfläche Entwässerungsöffnungen ausgebildet werden. Die Erfindung betrifft ferner eine Walze.
So genannte "offene" Walzen wie z.B. Formierwalzen und Siebsaugwalzen dienen zum Entwässern einer Papierbahn, die gemeinsam mit einem Sieb entlang der Walze geführt oder von der Walze umgelenkt wird. Zu diesem Zweck ist die Oberfläche der Walze mit Entwässerungsöffnungen versehen, die bezüglich der Walzenachse üblicherweise in radialer Richtung verlaufen und in denen Flüssigkeit aus der Papierbahn aufgenommen werden kann. Diese Entwässerungsöffnungen können als durchgehende Durchbrechungen ausgebildet sein, so dass die Flüssigkeit in das Walzeninnere abgesaugt werden kann. Bei den Entwässerungsöffnungen kann es sich auch um Blindbohrungen begrenzter Tiefe handeln, in denen die Flüssigkeit vorübergehend aufgenommen wird, um später wieder - beispielsweise durch Abschleudern - abgegeben zu werden.
Ein Problem bei dem Einsatz derartiger Walzen besteht darin, dass die Entwässerungsöffnungen in manchen Fällen Lochschattenmarkierungen an der Papierbahn hinterlassen.
Um derartige Markierungen zu vermeiden, ist es bekannt, einen Schrumpfsiebbezug auf eine Formierwalze aufzuziehen. Allerdings macht ein derartiger Bezug aufgrund seines Verschleißes einen häufigen regelmäßigen Walzenwechsel erforderlich. Ferner können unvorhergesehene Schäden an dem Schrumpfsiebbezug ein ungeplantes Auswechseln der Formierwalze erforderlich machen.
Dadurch ergeben sich unerwünscht hohe Stillstandszeiten der Walze und somit der Papiermaschine. Schließlich bestehen aufgrund der Materialeigenschaften des Schrumpfsiebbezugs auch Einschränkungen hinsichtlich der für die Walze verwendbaren Reinigungsmittel.
Um aufgrund dieser Nachteile auf einen Schrumpfsiebbezug verzichten zu können, ist außerdem versucht worden, die Struktur der Walzenoberfläche zu modifizieren, um die Landflächen zu verkleinern, also diejenigen Abschnitte der Walzenoberfläche, an denen die Papierbahn bzw. das Sieb anliegt.
Problematisch ist hierbei, dass diese bekannten Modifikationen der Walzenoberfläche entweder nicht geeignet sind, um die Bildung der erläuterten Lochschattenmarkierungen in dem erwünschten Ausmaß zu verringern, oder nur durch technisch schwierige Bearbeitungsprozesse und/oder unter ungünstigen wirtschaftlichen Bedingungen hergestellt werden können.
Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich insbesondere mit der Herstellung der Oberflächenstrukturen an so genannten "offenen" Walzen wie Formierwalzen und Siebsaugwalzen.
Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, auf möglichst einfache und wirtschaftliche Weise eine Walze mit einer Walzenoberfläche herzustellen, mit der eine möglichst weitgehende Verringerung der Bildung von Lochschattenmarkierungen erzielt werden kann, ohne dass hierzu die Walze mit einem Schrumpfsiebbezug ausgestattet sein muss.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt zum einen durch die Merkmale des Anspruchs 1 und insbesondere dadurch, dass vor der Ausbildung der Entwässerungsöffnungen die zumindest im Wesentlichen glatte Walzenoberfläche mit einer Erhebungen und Senken aufweisenden Oberflächenstruktur versehen wird.
Erfindungsgemäß wird die Oberflächenstruktur gebildet, bevor die Entwässerungsöffnungen in die Walzenoberfläche eingebracht werden. Diese Reihenfolge der Walzenbearbeitung hat den Vorteil, dass bei der Ausbildung der Oberflächenstruktur auf die Entwässerungsöffnungen keine Rücksicht genommen zu werden braucht. Ferner ist es möglich, bei der Ausbildung der Entwässerungsöffnungen deren Anordnung gezielt auf die zu diesem Zeitpunkt bereits vorhandene Oberflächenstruktur und insbesondere an die Lage, Größe und Form der Erhebungen und Senken abzustimmen, sofern die jeweils gewählte Oberflächenstruktur eine hierfür geeignete konkrete Ausgestaltung aufweist.
Die Lösung der der Erfindung zugrunde liegenden Aufgabe erfolgt zum anderen durch die Merkmale des Anspruchs 6 und insbesondere dadurch, dass nach der Ausbildung der Entwässerungsöffnungen die Walzenoberfläche mit einer Erhebungen und Senken aufweisenden Oberflächenstruktur versehen wird, wobei die Erhebungen über das Ausgangsniveau der Walzenoberfläche hinaus vorstehen.
Hierdurch lassen sich bisher nicht bekannte Entwässerungswirkungen und Tragbilder, d.h. von der Gesamtheit der Erhebungen gebildete, über dem Ausgangsniveau liegende Tragebereiche, für das Sieb bzw. die Papierbahn erzielen. Des Weiteren ist von Vorteil, dass die Erhebungen Landflächen bilden, die von tiefer liegenden Oberflächenbereichen umgeben sind, wobei die vorstehenden Erhebungen eine einzige zusammenhängende oder mehrere große Landflächen oder eine Vielzahl von kleinen Landflächen umfassen können. Die tiefer liegenden Bereiche bilden gewissermaßen "Wasserwege" um die erhabenen Inseln herum, wobei die Oberflächenstruktur insgesamt derart ausgebildet werden kann, dass zumindest einige der Wasserwege miteinander und/oder mit wenigstens einigen der zwischen den Erhebungen liegenden Entwässerungsöffnungen verbunden sind. Auf diese Weise lässt sich eine besonders effektive und gleichmäßige Entwässerung erreichen.
Bevorzugte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen, der Beschreibung sowie der Zeichnung angegeben.
So kann auch bei dem Herstellungsverfahren gemäß dem erstgenannten Aspekt der Erfindung (Oberflächenstruktur vor Entwässerungsöffnungen) die Bildung der Erhebungen derart erfolgen, dass die Erhebungen über das Ausgangsniveau der zumindest im Wesentlichen glatten Walzenoberfläche hinaus vorstehen.
Ferner wird vorgeschlagen, zur Herstellung der Oberflächenstruktur von der Walzenoberfläche Material abzunehmen. Die Materialabnahme kann beispielsweise durch mechanische und/oder chemische Materialbearbeitung erfolgen. In Frage kommen z.B. Drehen, Fräsen, Bohren, Rillen, Erodieren und/oder Ätzen.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel sieht vor, dass nach der Ausbildung der Entwässerungsöffnungen die zuvor hergestellte Oberflächenstruktur weiter verändert wird. Die Bearbeitung der Walzenoberfläche erfolgt hierbei also sowohl vor als auch nach der Herstellung der Entwässerungsöffnungen.
Die Bearbeitung der Walzenoberfläche zur Herstellung der jeweils gewünschten Oberflächenstruktur sowohl vor als auch nach der Ausbildung der Entwässerungsöffnungen kann erfindungsgemäß auf verschiedene Arten erfolgen, auf die nachstehend näher eingegangen wird, wobei die beschriebenen Möglichkeiten sowohl für das Herstellungsverfahren gemäß dem ersten Aspekt (Oberflächenstruktur vor Entwässerungsöffnungen) als auch für das Herstellungsverfahren gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung (vorstehende Erhebungen nach Entwässerungsöffnungen) mögliche Ausführungsbeispiele darstellen.
So wird gemäß einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung vorgeschlagen, dass zur Herstellung der Oberflächenstruktur an der Walzenoberfläche Material umgeformt wird.
Vorzugsweise erfolgt die Materialumformung derart, dass Material bereichsweise über das Ausgangsniveau der Walzenoberfläche hinaus gedrückt wird.
Die Materialumformung kann durch Kaltumformen und/oder Warmumformen erfolgen. Eine Möglichkeit besteht darin, eine dem Molettieren von Gravuren entsprechende oder ähnliche Bearbeitung vorzusehen. Ein weiteres Beispiel ist das Prägen von Vertiefungen unter gleichzeitigem Aufwölben der die Vertiefungen begrenzenden Randbereiche. Die Randbereiche bilden die über das Ausgangsniveau der Walzenoberfläche hinaus vorstehenden Erhebungen, während die Vertiefungen die Senken darstellen.
Besteht der Walzenmantel bzw. der Oberflächenbereich des Walzenmantels oder der Walze aus einem nicht-metallischen Werkstoff wie z.B. Kunststoff, so kann gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel die Materialumformung durch thermisches Plastifizieren erfolgen.
Eine weitere erfindungsgemäße Möglichkeit zur Bildung der Erhebungen besteht darin, die Erhebungen ausgehend von dem Ausgangsniveau der Walzenoberfläche aufzubauen. Insbesondere werden hierbei die Erhebungen durch Aufbringen zusätzlichen Materials auf die Walzenoberfläche gebildet.
Der Materialauftrag kann beispielsweise durch ein Metallaufspritzverfahren, durch galvanisches Beschichten, durch Plattieren und/oder durch Aufschweißen mit bzw. von Zusatzmaterial erfolgen.
Ferner wird vorgeschlagen, die Erhebungen dadurch zu bilden, dass auf die Walzenoberfläche separate Strukturteile aufgebracht und mit der Walzenoberfläche fest verbunden werden. Die Strukturteile weisen bevorzugt eine Noppenform oder noppenförmige Abschnitte auf. Dabei kann eine Vielzahl von kleinen Strukturteilen auf die Walzenoberfläche aufgebracht werden. Alternativ oder zusätzlich ist es möglich, Strukturteile in Form von größeren, insbesondere verzweigten Strukturgebilden vorzusehen, wobei beispielsweise jedes Zweigende eine noppenförmige Erhebung bildet.
Die Verbindung der Strukturteile mit der Walzenoberfläche kann beispielsweise durch Verkleben, Verschrauben, Vernieten, Eingießen und/oder Einwalzen erfolgen.
Das Aufbauen der Erhebungen ausgehend von dem Ausgangsniveau der Walzenoberfläche hat den Vorteil, dass zur Bildung der Senken keine zusätzliche Bearbeitung der Walzenoberfläche erforderlich ist, sondern die zwischen den zum Materialaufbau bzw. Materialauftrag für die Erhebungen vorgesehenen Bereichen liegenden Oberflächenbereiche einfach auf dem Ausgangsniveau der Walzenoberfläche belassen werden, um die Senken zu bilden.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung werden die Entwässerungsöffnungen in der zumindest im Wesentlichen glatten Walzenoberfläche ausgebildet. Die Herstellung der Entwässerungsöffnungen stellt hier also den ersten Bearbeitungsschritt dar, an den sich die Oberflächenstrukturierung anschließt.
Alternativ ist es möglich, vor der Ausbildung der Entwässerungsöffnungen die zumindest im Wesentlichen glatte Walzenoberfläche mit einer Erhebungen und Senken aufweisenden Oberflächen-Vorstruktur zu versehen.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, die Oberflächenstruktur in Form eines regelmäßigen oder systematischen Musters herzustellen, wobei vorzugsweise die Erhebungen und Senken gemäß einer vorgegebenen Anordnungsregel auf der Walzenoberfläche positioniert werden.
Alternativ ist es möglich, eine unregelmäßige oder unsystematische Oberflächenstruktur herzustellen. Dabei können die Erhebungen und Senken nach einem Zufallsprinzip auf der Walzenoberfläche verteilt werden.
Eine mögliche konkrete Oberflächenstrukturierung besteht z.B. in der Herstellung einer welligen Walzenoberfläche, wobei die Oberflächenwelligkeit entweder einem regelmäßigen Muster folgt oder unregelmäßig ausgeführt.
Besonders bevorzugt ist es, wenn die Entwässerungsöffnungen und die Oberflächenstruktur derart relativ zueinander positioniert werden, dass zumindest einige der Entwässerungsöffnungen über die Senken der Oberflächenstruktur miteinander verbunden werden.
Gemäß einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung werden die Herstellung der Oberflächenstruktur und die Ausbildung der Entwässerungsöffnungen derart aufeinander abgestimmt, dass an der Walzenoberfläche ein zumindest bereichsweise zusammenhängendes, insbesondere regelmäßiges Kanalsystem oder Entwässerungsnetzwerk aus Entwässerungsöffnungen und diese verbindenden Senken geschaffen wird.
Hierdurch kann eine vorteilhafte Vergleichmäßigung der Entwässerungswirkung erzielt werden.
Ferner wird vorgeschlagen, die Herstellung der Oberflächenstruktur und die Ausbildung der Entwässerungsöffnungen derart aufeinander abzustimmen, dass die Verbindung von Entwässerungsöffnungen gemäß einem vorgegebenen Muster erfolgt.
Des Weiteren ist es bevorzugt, wenn die Entwässerungsöffnungen gemäß einem vorgegebenen Muster entlang der Walzenoberfläche angeordnet werden.
Für die Herstellung der Oberflächenstruktur kommen grundsätzlich alle bekannten Mittel und Werkzeuge in Frage, mit denen eine Oberflächenbearbeitung erfolgen kann.
Die Lösung der der Erfindung zugrunde liegenden Aufgabe erfolgt des Weiteren durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs 27 und insbesondere durch eine Walze einer Papiermaschine mit einem Muster von Entwässerungsöffnungen sowie mit einer Erhebungen und Senken aufweisenden Oberflächenstruktur an der Walzenoberfläche, wobei die Erhebungen über das durch die zumindest im Wesentlichen glatten Walzenoberfläche definierte Ausgangsniveau hinaus vorstehen.
Die Oberflächenstruktur ist vorzugsweise durch Materialumformung an der Walzenoberfläche hergestellt. Des Weiteren ist es bevorzugt, wenn die Erhebungen durch Materialumformung über das Ausgangsniveau hinaus gedrückt werden. In einem Ausführungsbeispiel der Erfindung sind die Senken durch auf dem Ausgangsniveau liegende Oberflächenbereiche gebildet.
Ferner wird vorgeschlagen, dass die Erhebungen durch Aufbringen zusätzlichen Materials auf die Walzenoberfläche gebildet sind.
Die Erhebungen können in Form von separaten, insbesondere noppenförmigen und/oder noppenförmige Abschnitte aufweisenden Strukturteilen vorgesehen sein, die auf die Walzenoberfläche aufgebracht und mit der Walzenoberfläche fest verbunden sind.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass die Erhebungen voneinander getrennte, jeweils vollständig von Senken umgebende Materialinseln sind.
Des Weiteren ist vorzugsweise vorgesehen, dass die Oberflächen der Erhebungen als Tragebereiche für ein Sieb ausgebildet sind.
Die Erfindung wird im Folgenden beispielhaft unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben, deren einzige Figur schematisch an der Oberfläche einer Formierwalze 15 mehrere erfindungsgemäße Möglichkeiten (a) bis (f) zur Herstellung einer Oberflächenstruktur veranschaulicht.
In der Praxis sind die Walzen 15 vorzugsweise lediglich mit einer einzigen Art oder "Sorte" von Oberflächenstruktur versehen. Insofern ist die Figur derart zu verstehen, dass sie gleichzeitig mehrere erfindungsgemäße Oberflächenstrukturen (a) bis (f) zeigt, die mittels eines erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens in der Walzenoberfläche 13 ausgebildet werden können. Grundsätzlich können verschiedenartige Oberflächenstrukturen aber auch an einer einzigen Walze 15 miteinander kombiniert werden.
Die jeweilige Oberflächenstruktur erstreckt sich bereichsweise über die Walzenoberfläche 13 oder über die gesamte Walzenoberfläche 13, und zwar jeweils entweder gemäß einem regelmäßigen Muster oder in einer unregelmäßigen Anordnung.
In der Walze 15 sind in radialer Richtung verlaufende Entwässerungsöffnungen 11 vorgesehen, die durch Bohren hergestellt werden. Die Entwässerungsöffnungen 11 weisen jeweils eine zylindrische Grundform auf und umfassen jeweils zwei zylindrische Abschnitte unterschiedlichen Durchmessers, wobei der Abschnitt größeren Durchmessers näher an der Walzenoberfläche 13 gelegen ist und zwischen den beiden zylindrischen Abschnitten eine Senkung 31 ausgebildet ist. Um an der Walzenoberfläche 13 den Anteil der offenen Fläche zu vergrößern und damit die zwischen den Entwässerungsöffnungen 11 befindlichen, so genannten Landflächen zu verkleinern, können einige oder alle Entwässerungsöffnungen 11 an der Walzenoberfläche 13 mit einer weiteren Senkung 31 versehen sein, wie es in der Figur an einigen Entwässerungsöffnungen 11 gezeigt ist.
Bei Betrachtung der Figur von links nach rechts ist zunächst als ein Beispiel (a) für die Ausbildung einer Erhebungen 17 und Senken 19 aufweisenden Oberflächenstruktur eine Aussparung oder Ausnehmung 33 gezeigt, die durch Materialabnahme von der Walzenoberfläche 13 hergestellt wird.
Die Form und der Verlauf der Ausnehmung 33 ist grundsätzlich beliebig und wird entsprechend der gewünschten Entwässerungswirkung und insbesondere auch in Abhängigkeit von der Art und der Anzahl der Entwässerungsöffnungen 11 gewählt. So kann die Ausnehmung 33 beispielsweise Bestandteil einer Rille sein, die sich parallel zur Längsachse der Walze 15 erstreckt. In dem dargestellten Beispiel werden zwei benachbarte Entwässerungsöffnungen 11 durch die Aussparung 33 miteinander verbunden.
Während die Aussparung 33 eine Senke 19 der Oberflächenstruktur bildet, werden deren Erhebungen 17 von den zwischen den Aussparungen 33 verbleibenden, beispielsweise stegförmigen Materialabschnitten gebildet. Die als Tragefläche für ein Sieb oder eine Papierbahn dienenden Oberflächen der Erhebungen 17 liegen folglich auf dem Ausgangsniveau 21 der zumindest im Wesentlichen glatten Walzenoberfläche 13.
Die Materialabnahme zur Ausbildung der Ausnehmungen 33 erfolgt beispielsweise durch mechanische oder chemische Materialbearbeitung, wofür beispielsweise Drehen, Fräsen, Bohren, Rillen Erodieren oder Ätzen in Frage kommt.
Die beiden nächsten Ausführungsbeispiele (b) und (c) zeigen jeweils eine Oberflächenstruktur, die durch Materialumformung an der Walzenoberfläche 13 hergestellt wird. Hierbei wird z.B. durch Kaltumformen oder Warmumformen Material bereichsweise bzw. partiell über das Ausgangsniveau 21 der Walzenoberfläche 13 hinaus gedrückt, wodurch über das Ausgangsniveau 21 hinaus vorstehende Erhebungen 17 in Form von aufgewölbten Randbereichen 25 erzeugt werden, welche die Senken 19 bildende Vertiefungen 23 begrenzen, deren tiefste Stelle jeweils unterhalb des Ausgangsniveaus 21 der Walzenoberfläche 13 liegt.
Wie die Figur zeigt, können die Entwässerungsöffnungen 11 entweder gemäß Beispiel (b) im Bereich der Vertiefungen 23 oder gemäß Beispiel (c) in einem durch die vorstehenden Randbereiche 25 von den Vertiefungen 23 getrennten Bereich in die Walzenoberfläche 13 münden.
Die Materialumformung zur Herstellung dieser Oberflächenstrukturen (b) und (c) kann beispielsweise durch eine Oberflächenbearbeitung erfolgen, die dem Molettieren von Gravuren entspricht oder ähnlich ist. Die Oberflächenstrukturen können auch durch Prägen der Walzenoberfläche 13 gebildet werden. Besteht der Walzenmantel aus Kunststoff, so kann die Materialumformung durch thermisches Plastifizieren erfolgen.
Die nächsten drei Ausführungsbeispiele (d), (e) und (f) haben gemeinsam, dass zur Herstellung der Oberflächenstrukturen deren Erhebungen 17 jeweils durch Aufbringen zusätzlichen Materials auf die Walzenoberfläche 13 gebildet werden, wobei zur Bildung der Senken 19 die entsprechenden Oberflächenbereiche auf dem Ausgangsniveau 21 der Walzenoberfläche 13 belassen werden, d.h. von der im Wesentlichen glatten Walzenoberfläche 13 selbst gebildet werden.
Zur Bildung der Erhebungen 17 werden separate Strukturteile 27 auf die Walzenoberfläche 13 aufgebracht und mit der Walzenoberfläche 13 fest verbunden. In dem Ausführungsbeispiel (d) liegt der Verbindungsbereich auf dem Ausgangsniveau 21 der Walzenoberfläche 13, d.h. die Walzenoberfläche 13 bleibt insofern intakt, als die Strukturteile 27 lediglich auf die Walzenoberfläche 13 aufgesetzt werden.
Die Verbindung zwischen den Strukturteilen 27 und der Walze 15 erfolgt beispielsweise durch Verkleben, Verschrauben, Vernieten oder Verschweißen. Die Form der Strukturteile 27 ist grundsätzlich beliebig und wird entsprechend der jeweils gewünschten Entwässerungswirkung gewählt. Bevorzugt sind noppenförmige Strukturteile 27, deren Kanten und Flächen abgerundet sein können.
Das Ausführungsbeispiel (e) zeigt Strukturteile 27, die nach wie vor über das Ausgangsniveau 21 der Walzenoberfläche 13 hinaus vorstehen, jedoch bis unterhalb des Ausgangsniveaus 21 in die Walze 15 hinein ragen und an der Walzenoberfläche befestigt sind. Die Befestigung oder Verankerung der Strukturteile 27 kann mit oder ohne vorherige Ausbildung entsprechender Aufnahmevertiefungen an der Walzenoberfläche 13 erfolgen. Wenn derartige Aufnahmevertiefungen vorgesehen sind, erfolgt die Befestigung beispielsweise durch Verkleben, Verschrauben, Vernieten, Verschweißen oder Eingießen. Auf die vorherige Ausbildung der Aufnahmevertiefungen kann auch verzichtet werden, indem beispielsweise die Strukturteile 27 in die Walzenoberfläche 13 eingewalzt oder auf andere Art und Weise in die Walzenoberfläche 13 hinein gedrückt werden.
Ausführungsbeispiel (f) entspricht Ausführungsbeispiel (e) mit dem Unterschied, dass die Strukturteile 27 jeweils mehr als eine Erhebung 17 bilden und in Form von größeren, verzweigten Strukturgebilden vorgesehen sind, die eine Mehrzahl von beispielsweise noppenförmigen, jeweils eine Erhebung 17 bildenden Abschnitten 29 aufweisen.
Hinsichtlich weiterer Varianten, insbesondere auch betreffend die Anordnung sowohl der Entwässerungsöffnungen 11 als auch der die Oberflächenstrukturen bildenden Erhebungen 17 und Senken 19 wird auf die allgemeinen Ausführungen im Einleitungsteil verwiesen. Einander nicht widersprechende Varianten können erfindungsgemäß an einer einzigen Formierwalze 15 miteinander kombiniert werden.
Bezugszeichenliste
11
Entwässerungsöffnung
13
Walzenoberfläche
15
Walze
17
Erhebung
19
Senke
21
Ausgangsniveau
23
Vertiefung
25
Randbereich
27
Strukturteil
29
noppenförmiger Abschnitt
31
Senkung
33
Ausnehmung, Aussparung

Claims (36)

  1. Verfahren zur Herstellung einer Walze (15) einer Papiermaschine, insbesondere einer Formier- oder Siebsaugwalze, bei dem in der Walzenoberfläche (13) Entwässerungsöffnungen (11) ausgebildet werden,
    dadurch gekennzeichnet, dass vor der Ausbildung der Entwässerungsöffnungen (11) die zumindest im Wesentlichen glatte Walzenoberfläche (13) mit einer Erhebungen (17) und Senken (19) aufweisenden Oberflächenstruktur versehen wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass zur Herstellung der Oberflächenstruktur von der Walzenoberfläche (13) Material abgenommen wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Materialabnahme durch mechanische und/oder chemische Materialbearbeitung erfolgt, insbesondere durch Drehen, Fräsen, Bohren, Rillen, Erodieren und/oder Ätzen.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass Erhebungen (17) gebildet werden, die über das Ausgangsniveau (21) der zumindest im Wesentlichen glatten Walzenoberfläche (13) hinaus vorstehen.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass nach der Ausbildung der Entwässerungsöffnungen (11) die zuvor hergestellte Oberflächenstruktur weiter verändert wird.
  6. Verfahren zur Herstellung einer Walze (15) einer Papiermaschine, insbesondere einer Formier- oder Siebsaugwalze, bei dem in der Walzenoberfläche (13) Entwässerungsöffnungen (11) ausgebildet werden,
    dadurch gekennzeichnet, dass nach der Ausbildung der Entwässerungsöffnungen (11) die Walzenoberfläche (13) mit einer Erhebungen (17) und Senken (19) aufweisenden Oberflächenstruktur versehen wird, wobei die Erhebungen (17) über das Ausgangsniveau (21) der Walzenoberfläche (13) hinaus vorstehen.
  7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass zur Herstellung der Oberflächenstruktur an der Walzenoberfläche (13) Material umgeformt wird.
  8. Verfahren nach Anspruch 7,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Materialumformung derart erfolgt, dass Material vorzugsweise partiell über das Ausgangsniveau (21) der Walzenoberfläche (13) hinaus gedrückt wird.
  9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Materialumformung durch Kaltumformen und/oder Warmumformen erfolgt, insbesondere durch eine dem Molettieren von Gravuren entsprechende oder ähnliche Bearbeitung und/oder durch Prägen von Vertiefungen (23) unter gleichzeitigem Aufwölben der die Vertiefungen (23) begrenzenden Randbereiche (25).
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9,
    dadurch gekennzeichnet, dass bei Verwendung nicht-metallischer Werkstoffe die Materialumformung durch thermisches Plastifizieren erfolgt.
  11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Erhebungen (17) ausgehend von dem Ausgangsniveau (21) der Walzenoberfläche aufgebaut werden.
  12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass zur Bildung der Senken (19) Oberflächenbereiche auf dem Ausgangsniveau (21) der Walzenoberfläche (13) belassen werden.
  13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Erhebungen (17) durch Aufbringen zusätzlichen Materials auf die Walzenoberfläche (13) gebildet werden.
  14. Verfahren nach Anspruch 13,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Materialauftrag durch ein Metallaufspritzverfahren, durch galvanisches Beschichten, durch Plattieren und/oder durch Aufschweißen mit bzw. von Zusatzmaterial erfolgt.
  15. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass zur Bildung der Erhebungen (17) auf die Walzenoberfläche (13) separate, insbesondere noppenförmige oder noppenförmige Abschnitte (29) aufweisende Strukturteile (27) aufgebracht und mit der Walzenoberfläche (13) fest verbunden werden, insbesondere durch Verkleben, Verschrauben, Vernieten, Eingießen und/oder Einwalzen.
  16. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Entwässerungsöffnungen (11) in der zumindest im Wesentlichen glatten Walzenoberfläche (13) ausgebildet werden.
  17. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15,
    dadurch gekennzeichnet, dass vor der Ausbildung der Entwässerungsöffnungen (11) die zumindest im Wesentlichen glatte Walzenoberfläche (13) mit einer Erhebungen und Senken aufweisenden Oberflächen-Vorstruktur versehen wird.
  18. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Erhebungen (17) als Tragebereiche für ein Sieb ausgebildet werden.
  19. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Erhebungen (17) als voneinander getrennte, jeweils vollständig von Senken (19) umgebende Materialinseln gebildet werden.
  20. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächenstruktur in Form eines regelmäßigen oder systematischen Musters hergestellt wird, wobei vorzugsweise die Erhebungen (17) und Senken (19) gemäß einer vorgegebenen Anordnungsregel auf der Walzenoberfläche (13) positioniert werden.
  21. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 19,
    dadurch gekennzeichnet, dass eine unregelmäßige oder unsystematische Oberflächenstruktur hergestellt wird, wobei vorzugsweise die Erhebungen (17) und Senken (19) nach einem Zufallsprinzip auf der Walzenoberfläche (13) verteilt werden.
  22. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Entwässerungsöffnungen (11) und die Oberflächenstruktur derart relativ zueinander positioniert werden, dass zumindest einige der Entwässerungsöffnungen (11) über die Senken (19) der Oberflächenstruktur miteinander verbunden werden.
  23. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Herstellung der Oberflächenstruktur und die Ausbildung der Entwässerungsöffnungen (11) derart aufeinander abgestimmt werden, dass an der Walzenoberfläche (13) ein zumindest bereichsweise zusammenhängendes, insbesondere regelmäßiges Kanalsystem oder Entwässerungsnetzwerk aus Entwässerungsöffnungen (11) und diese verbindenden Senken (19) geschaffen wird.
  24. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Herstellung der Oberflächenstruktur und die Ausbildung der Entwässerungsöffnungen (11) derart aufeinander abgestimmt werden, dass die Verbindung von Entwässerungsöffnungen (11) gemäß einem vorgegebenen Muster erfolgt.
  25. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Entwässerungsöffnungen (11) gemäß einem vorgegebenen Muster entlang der Walzenoberfläche (13) angeordnet werden.
  26. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Entwässerungsöffnungen (11) durch Bohren und/oder Senken insbesondere in radialer Richtung hergestellt werden.
  27. Walze einer Papiermaschine, insbesondere Formier- oder Siebsaugwalze, mit einem Muster von Entwässerungsöffnungen (11) sowie mit einer Erhebungen (17) und Senken (19) aufweisenden Oberflächenstruktur an der Walzenoberfläche (13),
    dadurch gekennzeichnet, dass die Erhebungen (17) über das durch die zumindest im Wesentlichen glatte Walzenoberfläche (13) definierte Ausgangsniveau (21) hinaus vorstehen.
  28. Walze nach Anspruch 27,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächenstruktur durch Materialumformung an der Walzenoberfläche (13) hergestellt ist.
  29. Walze nach Anspruch 27 oder 28,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Erhebungen (17) durch Materialumformung vorzugsweise partiell über das Ausgangsniveau (21) hinaus gedrückt sind.
  30. Walze nach einem der Ansprüche 27 bis 29,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Senken (19) durch auf dem Ausgangsniveau (21) liegende Oberflächenbereiche gebildet sind.
  31. Walze nach einem der Ansprüche 27 bis 30,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Erhebungen (17) durch Aufbringen zusätzlichen Materials auf die Walzenoberfläche (13) gebildet sind.
  32. Walze nach einem der Ansprüche 27 bis 31,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Erhebungen (17) in Form von separaten, insbesondere noppenförmigen und/oder noppenförmige Abschnitte (29) aufweisenden Strukturteilen (27) vorgesehen sind, die auf die Walzenoberfläche (13) aufgebracht und mit der Walzenoberfläche (13) fest verbunden sind.
  33. Walze nach einem der Ansprüche 27 bis 32,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Erhebungen (17) voneinander getrennte, jeweils vollständig von Senken (19) umgebende Materialinseln sind.
  34. Walze nach einem der Ansprüche 27 bis 33,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächen der Erhebungen (17) als Tragebereiche für ein Sieb ausgebildet sind.
  35. Walze nach einem der Ansprüche 27 bis 34,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Entwässerungsöffnungen (11) entlang der Walzenoberfläche (13) in einer regelmäßigen Anordnung vorgesehen sind, und/oder
    dass die Entwässerungsöffnungen (11) entlang der Walzenoberfläche (13) voneinander beabstandet angeordnet sind, und/oder
    dass die Entwässerungsöffnungen (11) eine zylindrische Grundform besitzen, und/oder
    dass die Entwässerungsöffnungen (11) mit Senkungen (31) versehen sind.
  36. Walze nach einem der Ansprüche 27 bis 35,
    dadurch gekennzeichnet, dass sie nach einem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 26 hergestellt ist.
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