EP3830334A1 - Pressmantel, dessen verwendung sowie presswalze und schuhpresse - Google Patents

Pressmantel, dessen verwendung sowie presswalze und schuhpresse

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Publication number
EP3830334A1
EP3830334A1 EP19730354.8A EP19730354A EP3830334A1 EP 3830334 A1 EP3830334 A1 EP 3830334A1 EP 19730354 A EP19730354 A EP 19730354A EP 3830334 A1 EP3830334 A1 EP 3830334A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
press
jacket
thread
polymer layer
threads
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.)
Withdrawn
Application number
EP19730354.8A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Juanhao ZOU
Richard Westerholz
Simon ERMERT
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 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 Patent GmbH filed Critical Voith Patent GmbH
Publication of EP3830334A1 publication Critical patent/EP3830334A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current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
    • D21F3/0209—Wet presses with extended press nip
    • D21F3/0218—Shoe presses
    • D21F3/0227—Belts or sleeves therefor
    • 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
    • D21F3/08—Pressure rolls
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21F—PAPER-MAKING MACHINES; METHODS OF PRODUCING PAPER THEREON
    • D21F7/00—Other details of machines for making continuous webs of paper
    • D21F7/08—Felts
    • D21F7/083—Multi-layer felts

Definitions

  • the invention relates to a press jacket, in particular for a press device for treating a fibrous web, e.g. for smoothing or dewatering, in detail according to the independent claims.
  • the invention also relates to a press roll, a shoe press and the use of a press jacket in such a one, in detail according to the independent claims.
  • Press devices such as shoe presses have long been part of modern paper machines. They essentially comprise a stationary shoe (also called a press shoe), which extends in a cross-machine direction, and a press jacket that runs around the stationary shoe. The latter is deformable and essentially assumes a tubular shape during operation.
  • the shoe is shaped so that it forms a press nip with a counter roller.
  • the press nip is defined by the contact surface of the counter roller in the shoe.
  • the shoe is designed to be movable and can be moved to the counter roller.
  • Enormous demands are placed on the press jacket in terms of its stability, namely with regard to surface hardness, resistance to pressure, temperature and flydrolysis.
  • the press jacket is also exposed to strong alternating bending loads during operation.
  • This deformation of the press jacket when entering and leaving is also referred to as a changing nip. It is easy to see that the tendency of the press casing to break particularly at this point is very high due to the high mechanical stress. Accordingly, many measures are known from the prior art that improve the stability of the
  • Press sleeve should increase.
  • the press jacket must therefore be sufficiently flexible so that it can be guided around the shoe, it must be sufficiently stiff so that it does not deform or compress too much under the press load in the nip, and it must be sufficiently wear-resistant.
  • Press sleeves therefore consist of a single or multi-layer polymer layer, preferably made of polyurethane, in which reinforcing threads in the form of scrims or fabrics can be embedded.
  • the present invention relates to such generic items mentioned at the outset.
  • Press sleeves known from the prior art tend to premature failure during normal operation as a result of an overload - often only local - in the nip. This occurs when a foreign body passes through the nip during a so-called batz passage. Such an overload often leads to the reinforcement threads or the polymer layer in which they are embedded tearing. A press jacket that is oil-lubricated from the inside can leak, so that the oil comes into contact with the fibrous web to be produced. As a result, the press jacket must be replaced. In practice, this leads to unplanned downtimes of the pressing device and thus to increased, costly downtimes.
  • the press jacket should therefore withstand such short-term overloads and thus increase its service life and reduce the downtimes of a press device equipped with such a press jacket.
  • reinforcement threads are used at least as longitudinal threads, which are produced by interlacing individual fibers or fiber bundles with one another. This means that reinforcing threads are used whose fibers or fiber bundles have not been twisted.
  • Reinforcing threads known from the prior art are all threads or yarns. That means they are made by twisting (twisting) several fiber bundles.
  • reinforcing threads according to the invention embedded in a polymer layer
  • the reinforcing threads according to the invention have a lower tendency to become less detached from the polymer layer embedding them in the course of a batch passage. This increases the service life of such a press jacket.
  • the frequency of the standstill of a press device equipped with the press jacket is reduced.
  • the definition that at least the longitudinal threads are produced as reinforcing threads according to the invention means that only the longitudinal threads are designed in this way or in addition the longitudinal threads and at least one further peripheral thread are produced in this way. If, for example, a layer of circumferential and longitudinal threads is preferably present, this means that at least the longitudinal threads are designed according to the invention.
  • the at least one circumferential thread can then be conventionally twisted, that is to say the fiber bundles of a reinforcement thread designed as a circumferential thread are twisted with one another, that is to say they are free of interweaving with one another.
  • a press jacket in the sense of the invention is to be understood as a band, hose or a jacket which, as shown, is guided together with a fibrous web through the press nip of a shoe press.
  • the fibrous web can come into contact with the radially outermost surface (polymer layer) of the press jacket with a press felt, from which the fibrous web to be dewatered is carried directly.
  • the press jacket can also come into direct contact with the fibrous web in order to smooth it, for example.
  • the press jacket is designed as a closed jacket (hose) which is endless in the circumferential direction about its longitudinal axis. At its axial ends it is open - as seen in the width direction (along the longitudinal axis).
  • the press jacket can thus be held at these axial ends by two lateral tensioning disks in order to form the shoe press roll.
  • the press jacket instead of being guided through the two lateral tensioning disks, the press jacket, as is the case with open shoe presses, can be guided over the press shoe and several guide rollers. Regardless of whether the press jacket is guided by the tensioning disks or the guide rolls, the press shoe (or the guide rolls) comes into contact with part of the radially innermost surface of the press jacket.
  • the radially outermost surface of such a press casing for example the radially outermost polymer layer thereof, can be provided with grooves and / or blind bores.
  • the longitudinal direction means the direction that runs parallel to the longitudinal axis of the press casing.
  • the longitudinal axis also corresponds to the axis of symmetry or rotation of the finished press jacket or the press roll.
  • the circumferential direction of the press casing extends around the longitudinal axis as seen around its radial boundary.
  • the term parallel also includes those angular deviations of two reinforcement threads lying in different planes of +/- 5 ° to one another.
  • the press jacket or the at least one polymer layer can be made partially or completely from a polymer.
  • a pourable, curable, preferably elastomeric polymer such as polyurethane can be used as the polymer.
  • the polymer can consequently be set as a cast elastomer.
  • polymer layer is meant a layer which comprises such a castable, curable, preferably elastomeric polymer or is produced entirely therefrom.
  • the polymer layer can preferably be a cured layer which is produced in one piece by primary molding. In other words, it is monolithically shaped, that is, manufactured by casting, for example.
  • the term one-part also includes cases in which the one layer was again made from several layers of the same material when the polymer was cast. However, this only insofar as these layers are essentially no longer visible after curing, but rather a single, preferably uniform, layer results. The same applies accordingly to the finished press jacket.
  • the press casing can be arranged one above the other as seen in the radial direction - at least in sections over the width of the press jacket. At least in sections over the width of the press casing means that the press casing, for example, has only one layer at its axial ends along the longitudinal axis of the press casing, whereas it is formed in two or more layers between the axial ends.
  • the polymer layers can also extend over the entire width of the press jacket.
  • the thickness of the press jacket - and thus the thickness of the individual polymer layers - can vary in sections along the longitudinal axis in a section through its longitudinal axis.
  • the radially outermost polymer layer in the area of the width edges of the press jacket can be smaller than in the middle of the press jacket.
  • the radially outermost polymer layer can be less thick than a radially inner or radially innermost polymer layer.
  • a total thickness of the finished press jacket in a section through the longitudinal axis thereof in the radial direction can be 5 to 10 mm, preferably 5 to 7, particularly preferably 5 to 6 mm. According to the invention, if a single layer is provided, the press jacket can be produced from only one casting, ie monolithically, so that the single layer has the thickness just mentioned.
  • a finished press jacket in the sense of the invention is one whose at least one polymer layer has hardened and possibly been finally processed, that is to say is ready for use in a shoe press, for example, for the aforementioned purpose.
  • a finished polymer layer means a layer that has hardened.
  • a reinforcing thread in the sense of the invention is understood to mean a pliable, textile line structure which has a dominant extension and a uniformity in its longitudinal direction.
  • the reinforcing thread is made from a plurality, that is to say at least two fibers, or at least two fiber bundles by intertwining them.
  • fiber we mean a single, endless fiber in the manner of a monofilament. If, on the other hand, one speaks of a fiber bundle in the sense of the invention, it is not a question of monofilaments, but in turn a single thread, such as a thread or yarn, that is to say a bundle of continuous fibers or monofilaments.
  • the fiber bundles themselves can certainly be made from twisted fibers. It is important, however, that the reinforcing thread is finally achieved by interlacing several fiber bundles.
  • reinforcing structure in the sense of the invention means reinforcing the at least one layer containing or consisting of the polymer - that is to say the polymer layer.
  • the reinforcing structure can be completely embedded in the polymer layer, so that the reinforcing structure does not go beyond the boundary of the polymer layer.
  • the polymer layer takes on the role of a matrix, which surrounds the reinforcement structure and binds to the matrix as a result of adhesive or cohesive forces.
  • Such a reinforcement structure can textile line structures - z.
  • B. woven, knitted, crocheted, braided or laid - include and can be produced from a corresponding starting material, for example by winding.
  • a single reinforcing thread according to the invention is considered as a textile line structure.
  • Several such reinforcing threads can be designed, for example, as longitudinal and / or circumferential threads, that together they form a textile fabric.
  • the at least one Reinforcement thread, which is embedded in the at least one polymer layer, then represents the reinforcement structure of the press cover or its polymer layer.
  • the starting material is understood to mean that material or semi-finished product by means of which the reinforcement structure of the finished press cover according to the invention is produced.
  • Twisting is understood to mean the process in which individual fiber bundles are twisted together. Twisting corresponds to so-called hitting in the manufacture of ropes.
  • braiding or interweaving means the regular intermeshing of several fibers or fiber bundles. The difference to weaving is that the fibers or fiber bundles are not fed at right angles to the main product direction during braiding.
  • the individual fibers or fiber bundles of a respective reinforcing thread can be intertwined with one another around a core, as is the case, for example, with dynamic ropes such as climbing ropes.
  • the core can be made of a different material than that of the fiber or the fiber bundle. It can e.g. have a higher elasticity, in order to store the energy in the soul analogously to the climbing ropes in case of overload, so that the entire reinforcement thread becomes longer but thinner in the event of local overload.
  • the reinforcing thread or the reinforcing structure can be produced from or comprise a polymer. Suitable polymers are polyester, polyethylene naphthalate or polyamides, such as aramids.
  • a press device means, for example, a shoe press, for example for dewatering or treatment, such as smoothing a fibrous web.
  • the shoe press comprises a shoe press roll and a counter roll, which together form or limit a press nip.
  • the Shoe press roll also includes a circumferential press jacket and a standing press element, the so-called press shoe. The latter is supported on a load-bearing, also standing yoke - for example via hydraulic press elements - and is pressed onto the surrounding press jacket.
  • the press jacket rotates relative to the fixed press shoe and yoke and is thereby pressed against the counter roller in the press nip. Press shoe and yoke are arranged radially inside the press jacket.
  • standing means that the press element does not rotate relative to the shoe press roll or the counter roll, but can translate - towards and away from the counter roll, preferably in the radial direction thereof - and thus relative to the counter roll.
  • one or more press felts that circulate endlessly in the circumferential direction and / or further press belts that rotate continuously can be guided through the press nip of the shoe press.
  • Such a shoe press can of course comprise more than one press nip.
  • a fibrous web in the sense of the invention is to be understood as a scrim of fibers, such as flolz fibers, plastic fibers, glass fibers, carbon fibers, additives, additives or the like.
  • the fibrous web can be designed as a paper, cardboard or tissue web. It can essentially comprise flolz fibers, it being possible for small amounts of other fibers or also additives and additives to be present. Depending on the application, this is left to the specialist.
  • the press jacket is constructed from preferably a plurality of polymer layers arranged one above the other in the radial direction. If two polymer layers are provided, the radially inner one is the one with the reinforcing structure according to the invention. This means that the reinforcement structure is only arranged in the radially innermost polymer layer. If three or more polymer layers are provided, then the reinforcement structure is preferably arranged in the second lowest polymer layer, that is to say in the one that lies radially above the radially innermost polymer layer.
  • the invention also relates to a press roll, such as a shoe press roll, for a
  • Shoe press for dewatering a fibrous web the press roll having at least one press jacket according to the invention.
  • the invention also relates to a shoe press for dewatering a fibrous web, preferably a paper, cardboard, tissue or cellulose web, comprising one
  • press roll and a counter roll which together form or limit a nip, wherein the press roll comprises a rotating press jacket, the press jacket being designed according to the invention.
  • the invention relates to the use of an inventive
  • Press cover for a press such as a shoe press for dewatering a
  • Fibrous web preferably a paper, cardboard, tissue or cellulose web.
  • the invention is explained in more detail below with reference to the drawings without restricting generality.
  • the drawings show:
  • Fig. 1 is a partially sectioned, schematic side view of a
  • Fig. 3 is a highly schematic representation of a device for
  • 4a and 4b is a greatly simplified, non-scale representation of one end of a reinforcing thread according to the invention.
  • a shoe press 10 is shown in a partially sectioned, schematic side view in FIG. 1, which in the present case comprises a press roll according to the invention, such as a shoe press roll 12, and a counter roll 14.
  • Shoe press roller 12 and counter roller 14 are arranged parallel to one another with respect to their longitudinal axes. Together they form or limit a nip 22.
  • the shoe press roller 12 is composed of a shoe 16, a standing yoke 18 carrying it and a press jacket 20.
  • Shoe 16 and yoke 18 are arranged fixed with respect to the counter roller 14 and the press jacket 20, respectively. That means they don't rotate.
  • the shoe 16 is supported by the yoke 18 and pressed against the radially innermost surface of the press jacket 20 which rotates relative to it by means of hydraulic press elements (not shown).
  • the press jacket 20, which surrounds the shoe 16 and yoke 18 in the circumferential direction, rotates about its longitudinal axis in the opposite direction of rotation to the counter-roller 14. Because of the concave The configuration of the shoe 16 on its side facing the counter roller 14 results in a comparatively long nip 22.
  • the shoe press 10 is particularly suitable for dewatering fibrous webs 24.
  • a fibrous web 24 with one or two press felts 26, 26 ' is guided through the press nip 22.
  • a pressure is indirectly exerted on the fibrous web 24 in the nip 22 by the press felts 26, 26 '. This takes place in that the radially outermost surface of the counter-roller 14, on the one hand, and the radially outermost surface of the press jacket 20 come into direct contact with the corresponding press felts 26, 26 '.
  • the liquid emerging from the fibrous web 24 is temporarily absorbed by the press felt (s) 26, 26 'and any depressions (not shown) provided in the surface of the press jacket. After leaving the nip 22, the liquid absorbed by the depressions of the press jacket 20 is thrown off before the press jacket 20 enters the press nip 22 again. In addition, the water absorbed by the press felt 26, 26 'can be removed with suction elements after leaving the press nip 22.
  • the press felts 26, 26 ' can be dispensed with.
  • the fibrous web 24 is in direct contact on the one hand with the press jacket 20 and on the other hand with the counter roll 14, which together form a press nip.
  • the latter can then be designed as a heated drying cylinder.
  • the press jacket shown in FIG. 1 can, as shown in the following figures, be designed according to the invention. 2a and 2b, different embodiments of the invention are shown in a cross-section through the longitudinal axis 20 'of the finished press jacket 20, which is not to scale and which is partially shown. The distance of the longitudinal axis 20 'too the radially innermost surface of the corresponding polymer layer of the press cover 20 is also not shown to scale.
  • FIG. 2a shows a press jacket 20 with a single polymer layer 20.1.
  • a reinforcement structure 20 ′′ is embedded in this.
  • the polymer layer 20.1 is produced from a polyurethane. This is obtainable from a prepolymer and a crosslinking agent.
  • the first polymer layer 20.1 is at the same time the radially outermost polymer layer of the press jacket 20.
  • the arrangement relates - as also in the illustration in FIG. 2a - starting from the longitudinal axis 20 'of the press jacket 20 in its radial direction.
  • the second polymer layer 20.2 is also the radially innermost polymer layer of the press jacket 20.
  • Polymer layers 20.1, 20.2 are directly adjacent to one another when viewed in the radial direction, i.e. there is no intermediate layer between these two.
  • a third polymer layer 20.3 is indicated in dashed lines. The latter is arranged radially within the second polymer layer 20.2. In the present case, there is only one in the second polymer layer 20.2.
  • Reinforcement structure 20 " is provided. Of course, this could also be different, so that, alternatively or additionally, such a reinforcement structure 20" could also be arranged in the first polymer layer 20.1 and / or the third polymer layer 20.3.
  • the first and second polymer layers 20.1, 20.2 are each made of or contain a polyurethane. The same applies analogously to FIG. 2a.
  • the reinforcement structure 20 is completely embedded in the corresponding polymer layer 20.1 or 20.2. This means that the reinforcement structure 20" does not extend beyond the boundaries of the polymer layer 20.1, 20.2. In principle, it would be conceivable for the reinforcement structure 20 "to be directly adjacent to one another by delimiting two adjacent polymer layers 20.1, 20.2, 20.3 would go out. In other words, the reinforcement structure 20 ′′ would at the same time be embedded in two adjacent polymer layers 20.1, 20.2, 20.3.
  • the reinforcement structure 20 ′′ can consist of a plurality of reinforcement threads 21 designed as longitudinal threads 21.1. These run parallel to the longitudinal axis 20 'of the press casing 20 and are arranged at a distance from one another over its circumference. This can best be seen in FIG. 3.
  • one or more reinforcing threads 21, each running spirally over the circumference of the corresponding polymer layer 20.1, 20.2 and designed as circumferential threads 21.2 can also be provided, see again FIG. 2.
  • the latter are indicated in FIG. 2a and 2b with circles drawn in broken lines , 2, the plurality of longitudinal threads 21.1 and the at least one circumferential thread 21.2 form a scrim with one another.
  • the circumferential threads 21.2 are arranged such that they surround the longitudinal threads 21 .1, that is to say they are arranged further radially outward than the longitudinal threads 21.1.
  • Longitudinal threads 21.1 and the at least one circumferential thread 21.2 cross each other when viewed in the radial direction as a result of the spiral winding of the at least one circumferential thread 21.2. Seen in the radial direction (ie in the sectional view of Fog. 2a and b), however, they do not touch at these intersection points but are arranged at a distance from one another. This has the advantage that a better force distribution of local overloads acting radially on the outside of the press jacket 20 in the direction radially inward is transmitted to the longitudinal threads 21.1 via the at least one circumferential thread 21.2.
  • the radially outermost surface of the press casing 20 or the corresponding polymer layer 20.1 can have grooves or blind bores.
  • FIGS. 4a and 4b show a greatly simplified, not to scale representation of one end of a reinforcing thread 21 according to the invention, which is used as a longitudinal thread 21.1 and / or circumferential thread 21.2 can be executed.
  • the illustration shows how such a reinforcing thread 21 is produced, ie the distances between the individual fibers or fiber bundles 22 from one another are exaggerated.
  • both reinforcing threads 21 are produced by braiding several fibers or fiber bundles 22.
  • 4a an odd number of fibers or fiber bundles 22 (here: three) is provided, so that this results in a reinforcing thread 21, which is a flat braid.
  • 4b on the other hand, an even number of fibers or fiber bundles 22 (here: four) is provided, so that a round braid results as reinforcing thread 21.
  • the fibers or fiber bundles 22 of each reinforcing thread 21 are intertwined like a braid.
  • the reinforcement thread 21 shown in FIGS. 4a and b can be used as longitudinal or circumferential thread 21.1, 21.2 in the reinforcement structure 20 "of the press jacket 20, as shown in the preceding figures.
  • FIG. 3 shows, in a highly schematic side view, a device for producing a press jacket 20 according to the invention.
  • the device has exactly one cylindrical winding mandrel 4.
  • a plurality of reinforcing threads 21 designed as longitudinal threads 21.1 are spaced apart from one another on the circumference.
  • a polymer is applied to the radially outermost lateral surface of the winding mandrel 4 in order to apply a polymer layer 20.1, 20.2, 20.3 — as described in the previous figures.
  • a circumferential thread 21.2 spirally introduced into the polymer of the polymer layer 20.1, 20.2, 20.3. After embedding in the polymer, the circumferential thread 21.2 forms together with the longitudinal threads 21.1 the reinforcing structure 20 ′′ of the finished press jacket 20 according to the invention.
  • the winding mandrel 4 is rotatably mounted about its longitudinal axis 20 ', which corresponds to the longitudinal axis of the press jacket to be produced. Longitudinal axis 20 'runs here vertically into the plane of the drawing.
  • the casting material such as pourable, curable elastomeric polymer, for example polyurethane, is fed via a line 5 through a casting nozzle 6 from above onto the radially outermost lateral surface of the winding mandrel 4 or onto the longitudinal threads 21.1.
  • a casting material can, for example, be selected with regard to its pot life and viscosity such that it does not drip off the mandrel 4 during casting.
  • the winding mandrel 4 is rotated in the direction of the arrow about its longitudinal axis.
  • the casting nozzle 6 is guided along a suitable guide, not shown in FIG. 3, parallel to the longitudinal axis 20 'along this relative to the winding mandrel 4.
  • the at least one peripheral thread 21.2 is unwound and spirally wound into coils on the rotating mandrel 4.
  • the casting material can pass through the longitudinal threads 21.1 to the winding mandrel 4.
  • the polymer forms a radially innermost and preferably elastomeric polymer layer, which corresponds, for example, to the polymer layer 20.1 of the press jacket from FIG. 2a, of which only a part is shown in FIG. 3.
  • the casting material emerging from the casting nozzle 6 is a mixture of a prepolymer and a crosslinking agent.
  • the former is provided from a prepolymer container, not shown, in which it is stored or mixed.
  • the prepolymer can comprise an isocyanate according to the invention and a polyol. In the prepolymer container, for example, it can be in the form of a prepolymer from the substances just mentioned.
  • the crosslinker can be provided in a crosslinker container.
  • the prepolymer container and crosslinker container are assigned to the device for producing a press jacket 20. They are connected in a flow-conducting manner via lines, also not shown, to a mixing chamber (not shown) which is arranged upstream of the pouring nozzle 6 in the flow direction.
  • the prepolymer-crosslinking agent mixture is thus produced upstream and outside the pouring nozzle 6, that is to say mixed in the mixing chamber. Regardless of the production of the mixture, this is then applied to the surface of the mandrel 4 to form the at least one polymer layer of the press cover 20.
  • a continuous casting process which is also known as rotary casting
  • an endless cylindrical tubular press jacket 20 which is closed about its longitudinal axis 20 ′ and whose inner circumference essentially corresponds to the outer circumference of the winding mandrel 4, is thus gradually produced over the width of the winding mandrel 4 ,
  • the press jacket 20 is designed according to the invention.
  • the reinforcing structure 20 ′′ of the at least one polymer layer 20.1, 20.2 could also be constructed from a plurality of layers of longitudinal and circumferential threads 21.1, 21.2, one on top of the other in the radial direction and each extending in the longitudinal axis direction and in the circumferential direction of the press jacket 20 his.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Pressmantel, umfassend zumindest eine Polymerschicht, in welcher eine Verstärkungsstruktur eingebettet ist, wobei die Verstärkungsstruktur zumindest einen Verstärkungsfaden als Längsfaden, der in Längsrichtung des Pressmantels verläuft, umfasst, wobei der zumindest eine Verstärkungsfaden selbst durch Verflechten mehrerer Fasern oder Faserbündel untereinander hergestellt ist. Ferner betrifft die Erfindung die Verwendung eines solchen Pressmantels sowie eine Presswalze und Schuhpresse.

Description

Pressmantel, dessen Verwendung sowie Presswalze und Schuhpresse
Die Erfindung geht aus von einem Pressmantel, insbesondere für eine Pressvorrichtung zur Behandlung einer Faserstoffbahn, z.B. zu deren Glättung oder Entwässerung, im Einzelnen gemäß den unabhängigen Ansprüchen. Die Erfindung betrifft auch eine Presswalze, eine Schuhpresse und die Verwendung eines Pressmantels in einer solchen, im Einzelnen gemäß den nebengeordneten Ansprüchen. Pressenvorrichtungen wie Schuhpressen sind seit langem Bestandteil moderner Papiermaschinen. Sie umfassen im Wesentlichen einen stationär angeordneten Schuh (auch Pressschuh genannt), welcher sich in einer Maschinenquerrichtung erstreckt und einen um den stationären Schuh umlaufenden Pressmantel. Letzter ist verformbar und nimmt im Betrieb im Wesentlichen eine rohrförmige Form an. Der Schuh ist so geformt, dass er mit einer Gegenwalze einen Pressnip (Pressspalt) bildet. Der Pressnip ist durch die Anlagefläche der Gegenwalze im Schuh definiert. Der Schuh ist beweglich ausgeführt und kann an die Gegenwalze bewegt werden.
An den Pressmantel werden enorme Anforderungen in Bezug auf seine Stabilität gestellt, nämlich hinsichtlich Oberflächenhärte, Beständigkeit gegen Druck, Temperatur und Flydrolyse. Der Pressmantel ist zudem während des Betriebs starken Biegewechselbelastungen ausgesetzt. Beim Einlaufen am Schuhrand - in Drehrichtung des Pressmantels gesehen vor dem Pressnip - erfolgt zunächst eine Biegung unter einem verhältnismäßig kleinen Radius. Diese geht sofort in eine gegenläufige Biegung beim Durchlaufen des Pressnips über. Beim Auslaufen am anderen Schuhrand, also - in Drehrichtung des Pressmantels gesehen nach dem Pressnip - erfolgt wieder eine gegenläufige Biegung. Diese Verformung des Pressmantels beim Ein- und Auslaufen wird auch als Wechselnip bezeichnet. Es ist leicht ersichtlich, dass die Neigung des Pressmantels, besonders an dieser Stelle zu brechen, durch die hohe mechanische Beanspruchung sehr groß ist. Entsprechend sind aus dem Stand der Technik viele Maßnahmen bekannt, die die Stabilität des
Pressmantels erhöhen sollen. Der Pressmantel muss somit ausreichend flexibel sein, damit er sich um den Schuh führen lässt, er muss ausreichend steif sein, damit er sich im Nip unter der Presslast nicht zu stark verformt oder komprimiert, und er muss ausreichend verschleißfest sein. Pressmäntel bestehen deshalb aus einer ein- oder mehrlagigen Polymerschicht, bevorzugt aus Polyurethan, in die Verstärkungsfäden in Form von Gelegen oder Geweben eingebettet sein können.
Die vorliegende Erfindung betrifft derartige eingangs genannte, gattungsgemäße Gegenstände.
Aus dem Stand der Technik bekannte Pressmäntel neigen im bestimmungsgemäßem Betrieb zu einem vorzeitigen Ausfall infolge einer - oft nur lokalen - Überbelastung im Nip. Eine solche entsteht, wenn bei einem sogenannten Batzendurchgang ein Fremdkörper durch den Nip geht. Eine solche Überbelastung führt oftmals dazu, dass die Verstärkungsfäden bzw. die Polymerschicht, in welches sie eingebettet sind, reißen. Ein Pressmantel, der von innen ölgeschmiert ist, kann undicht werden, sodass das Öl mit der herzustellenden Faserstoffbahn in Kontakt kommt. Der Pressmantel muss infolge dessen gewechselt werden. Dies führt in der Praxis zu ungeplanten Stillständen der Pressvorrichtung und damit zu erhöhten, kostspieligen Ausfallzeiten.
Es ist entsprechend Aufgabe der Erfindung, einen Pressmantel anzugeben, welcher die Nachteile des Standes der Technik vermeidet. Insbesondere soll eine auch nur lokale Beschädigung des Pressmantels infolge einer Überbelastung im bestimmungemäßen Betrieb verhindert werden. Der Pressmantel soll daher solche kurzzeitigen Überbelastungen standhalten und damit seine Lebensdauer vergrößert sowie die Stillstandszeiten einer mit einem solchen Pressmantel ausgestatteten Pressvorrichtung reduziert werden.
Die Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Besonders bevorzugte und vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen wiedergegeben. Die Erfinder haben erkannt, dass der Pressmantel lokale Überbelastungen besser als die aus dem Stand der Technik bekannten Pressmäntel kompensieren kann, wenn die Verstärkungsfäden besonders ausgebildet sind. Gemäß der Erfindung werden Verstärkungsfäden zumindest als Längsfäden verwendet, die durch Verflechten einzelner Faser oder Faserbündel untereinander hergestellt werden. Das bedeutet, dass Verstärkungsfäden benutzt werden, deren Faser oder Faserbündel nicht verdrillt wurden. Aus dem Stand der Technik bekannten Verstärkungsfäden sind allesamt Zwirne bzw. Garne. Das bedeutet, diese sind durch Verdrillen (Zusammendrehen) mehrerer Faserbündel hergestellt sind. Untersuchungen haben gezeigt, dass der Einsatz erfindungsgemäßer Verstärkungsfäden, eingebettet in eine Polymerschicht, auch zu einer geringen Ablösung des Materials des Polymers von den Verstärkungsfäden führt. Anders ausgedrückt, haben die erfindungsgemäßen Verstärkungsfäden eine geringere Neigung, sich bei einem Batzendurchgang weniger stark von der sie einbettenden Polymerschicht abzulösen. Hierdurch wird die Lebensdauer eines solchen Pressmantels erhöht. Gleichzeitig wird die Häufigkeit der Stillstand einer mit dem Pressmantel ausgerüsteten Pressvorrichtung reduziert.
Die Definition, dass zumindest die Längsfäden als erfindungsgemäße Verstärkungsfäden hergestellt sind, bedeutet dass nur die Längsfäden so ausgeführt sind oder zusätzlich die Längsfäden und mindestens ein weiterer Umfangsfaden so hergestellt sind. Wenn bevorzugt z.B. ein Gelege aus Umfangs- und Längsfäden vorliegt, dann heißt dies, dass mindestens die Längsfäden erfindungsgemäß ausgeführt sind. Anders ausgedrückt, kann dann der wenigstens eine Umfangsfaden herkömmlich gezwirnt, also die Faserbündel eines als Umfangsfanden ausgeführten Verstärkungsfadens untereinander verdrillt, also frei von einer Verflechtung untereinander sein. Grundsätzlich wäre es jedoch denkbar, auch die Umfangsfäden, wie die Längsfäden herzustellen, nämlich dass deren Fasern oder Faserbündel untereinander verflochten sind. Unter einem Pressmantel im Sinne der Erfindung ist ein Band, Schlauch oder ein Mantel zu verstehen, das/der wie dargestellt, zusammen mit einer Faserstoffbahn durch den Pressnip einer Schuhpresse geführt wird. Zur Entwässerung der Faserstoffbahn kann im bestimmungsgemäßen Betrieb die radial äußerste Oberfläche (Polymerschicht) des Pressmantels mit einem Pressfilz in Kontakt kommen, von dem die zu entwässernde Faserstoffbahn direkt getragen wird. Je nach Ausführungsform der Presseinrichtung kann z.B. zur Glättung dieser der Pressmantel im bestimmungsgemäßen Betrieb auch direkt mit der Faserstoffbahn in Kontakt kommen. Der Pressmantel ist dabei als ein in Umfangsrichtung um dessen Längsachse endloser, geschlossener Mantel (Schlauch) ausgeführt. An seinen axialen Enden ist er - in Breitenrichtung gesehen (entlang der Längsachse) - offen. Damit kann der Pressmantel an diesen axialen Enden von zwei seitlichen Spannscheiben gehalten werden, um die Schuhpresswalze zu bilden. Anstatt der Führung durch die beiden seitlichen Spannscheiben kann der Pressmantel, wie es bei offenen Schuhpressen der Fall ist, über den Pressschuh und mehrere Leitwalzen geführt werden. Unabhängig davon, ob der Pressmantel von den Spannscheiben oder den Leitwalzen geführt ist, gelangt der Pressschuh (bzw. die Leitwalzen) mit einem Teil der radial innersten Oberfläche des Pressmantels (zeitweise) in Kontakt. Die radial äußerste Oberfläche eines solchen Pressmantels, also z.B. die radial äußerste Polymerschicht desselben kann mit Rillen und/oder Blindbohrungen versehen sein. Mit Längsrichtung ist jene Richtung gemeint, die parallel zur Längsachse des Pressmantels verläuft. Die Längsachse entspricht zugleich der Symmetrie- oder Drehachse des fertigen Pressmantels bzw. der Presswalze. Die Umfangsrichtung des Pressmantels verläuft um dessen radiale Begrenzung gesehen um die Längsachse herum. Der Begriff parallel schießt auch jene Winkelabweichungen zweier in unterschiedlichen Ebenen liegender Verstärkungsfäden von +/- 5° zueinander ein.
Der Pressmantel bzw. die wenigstens eine Polymerschicht kann teilweise oder vollständig aus einem Polymer hergestellt sein. Als Polymer kann dabei ein gießbares, aushärtbares, bevorzugt elastomeres Polymer wie Polyurethan eingesetzt werden. Das Polymer kann folglich als Gießelastomer eingestellt sein. Mit Polymerschicht ist eine Schicht gemeint, die ein solches gießbares, aushärtbares, bevorzugt elastomeres Polymer umfasst oder vollständig daraus hergestellt ist. Bevorzugt kann die Polymerschicht eine einteilig durch Urformen hergestellte, ausgehärtete Schicht sein. Anders ausgedrückt ist diese monolithisch urgeformt, also durch z.B. Gießen hergestellt. Der Begriff einteilig schließt auch Fälle ein, in denen die eine Schicht wiederum beim Gießen des Polymers aus mehreren Lagen gleichen Materials hergestellt wurde. Dies jedoch nur insoweit wie diese Lagen nach dem Aushärten im Wesentlichen nicht mehr sichtbar sind, sondern sich eine einzige, bevorzugt einheitliche Schicht ergibt. Selbiges gilt entsprechend für den fertigen Pressmantel.
Bei Vorsehen mehrerer Polymerschichten können diese in Radialrichtung gesehen - zumindest abschnittsweise über die Breite des Pressmantels - übereinander angeordnet sein. Zumindest abschnittsweise über der Breite des Pressmantels bedeutet, dass der Pressmantel z.B. an dessen axialen Enden entlang der Längsachse des Pressmantels nur einschichtig ist, wohingegen er zwischen den axialen Enden zwei- oder mehrschichtig ausgebildet ist. Die Polymerschichten können sich jedoch auch über die gesamte Breite des Pressmantels erstrecken. Auch kann die Dicke des Pressmantels - und somit die Dicke der einzelnen Polymerschichten - in einem Schnitt durch dessen Längsachse abschnittsweise entlang der Längsachse variieren. So kann z.B. die radial äußerste Polymerschicht im Bereich der Breitenränder des Pressmantels geringer sein als in der Mitte des Pressmantels. Anders ausgedrückt kann im Bereich der Breitenränder die radial äußerste Polymerschicht weniger dick sein als eine radial innere oder radial innerste Polymerschicht. Bevorzugt ist/sind genau eine, zwei oder drei Polymerschichten vorgesehen. Diese können hinsichtlich ihres Polymers identisch ausgeführt sein oder hinsichtlich ihrer Härte oder Stöchiometrie des Präpolymers variieren. Eine Gesamtdicke des fertigen Pressmantels in einem Schnitt durch die Längsachse desselben in Radialrichtung gemessen kann 5 bis 10 mm, bevorzugt 5 bis 7, besonders bevorzugt 5 bis 6 mm betragen. Gemäß der Erfindung kann bei Vorsehen einer einzigen Schicht der Pressmantel aus nur einem Guss, d.h. monolithisch hergestellt sein, sodass die einzige Schicht die eben genannte Dicke aufweist. Ein fertiger Pressmantel im Sinne der Erfindung ist ein solcher, dessen wenigstens eine Polymerschicht ausgehärtet und eventuell abschließend bearbeitet, also für den eingangs genannten Zweck in z.B. einer Schuhpresse einsatzbereit ist. Analog ist mit fertiger Polymerschicht eine Schicht gemeint, die ausgehärtet ist.
Unter einem Verstärkungsfaden im Sinne der Erfindung wird ein biegeschlaffes, textiles Liniengebilde verstanden, das eine dominierende Erstreckung und eine Gleichmäßigkeit in seiner in Längsrichtung aufweist. Der Verstärkungsfaden ist aus einer Mehrzahl, also mindestens zwei Fasern oder mindestens zwei Faserbündeln durch Verflechten dieser untereinander hergestellt. Ist von Faser die Rede, dann ist eine einzige, endlose Faser nach Art eines Monofilaments gemeint. Wird hingegen von einem Faserbündel im Sinne der Erfindung gesprochen, handelt es sich nicht um Monofilamente sondern um seinerseits einen Einzelfaden, wie ein Zwirn oder Garn, also ein Bündel an Endlosfasern oder Monofilamenten. Die Faserbündel selbst können durchaus aus untereinander verdrillten Fasern hergestellt sein. Es kommt jedoch darauf an, dass der Verstärkungsfaden schließlich durch Verflechten mehrerer Faserbündel erzielt wird.
Mit dem Begriff Verstärkungsstruktur im Sinne der Erfindung ist eine Verstärkung der wenigstens einen, das Polymer enthaltenden oder aus diesem bestehenden Schicht - also der Polymerschicht - gemeint. Dabei kann die Verstärkungsstruktur vollständig in die Polymerschicht eingebettet sein, sodass die Verstärkungsstruktur nicht über die Begrenzung der Polymerschicht hinausgeht. Anders ausgedrückt übernimmt die Polymerschicht die Rolle einer Matrix, welche die Verstärkungsstruktur umgibt und infolge von Adhäsions- oder Kohäsionskräften an die Matrix bindet. Eine solche Verstärkungsstruktur kann textile Liniengebilde - z. B. Garne oder Zwirne - und/oder textile Flächengebilde - wie z. B. Gewebe, Gewirke, Gestricke, Geflechte oder Gelege - umfassen und aus einem entsprechenden Ausgangsmaterial, z.B. durch Wickeln herstellbar sein. Anders ausgedrückt, ist ein einzelner erfindungsgemäßer Verstärkungsfäden für sich betrachtet ein textiles Liniengebilde. Mehrere solcher Verstärkungsfäden können so, z.B. als Längs- und/oder Umfangsfäden ausgeführt sein, dass sie zusammen ein textiles Flächengebilde bilden. Der wenigstens eine Verstärkungsfaden, der in die wenigstens eine Polymerschicht eingebettet wird, stellt dann die Verstärkungsstruktur des Pressmantels bzw. dessen Polymerschicht dar. Unter Ausgangsmaterial wird jenes Material oder Halbzeug verstanden, mittels dem die Verstärkungsstruktur des erfindungsgemäßen fertigen Pressmantels hergestellt wird.
Unter Verdrillen wird jener Vorgang verstanden, bei der einzelne Faserbündel untereinander zusammengedreht werden. Verdrillen entspricht bei der Herstellung von Seilen dem sogenannten Schlagen.
Mit dem Begriff Flechten oder Verflechten ist das regelmäßige Ineinanderschi ingen mehrerer Fasern oder Faserbündel gemeint. Der Unterschied zum Weben liegt darin, dass beim Flechten die Fasern oder Faserbündel nicht rechtwinklig zu der Produkthauptrichtung zugeführt werden.
Prinzipiell ist es denkbar, dass die einzelnen Fasern oder Faserbündel eines jeweiligen Verstärkungsfadens um eine Seele herum untereinander verflochten sein können, wie dies beispielsweise bei dynamischen Seilen, wie Kletterseilen der Fall ist. Die Seele kann aus einem anderen Material hergestellt sein, als das der Faser oder des Faserbündels. Sie kann z.B. eine höhere Dehnfähigkeit aufweisen, um analog zu den Kletterseilen bei Überbelastungen die Energie in der Seele zwischen zu speichern, sodass der gesamte Verstärkungsfaden bei lokaler Überbelastung länger, dafür aber dünner wird. Der Verstärkungsfaden bzw. die Verstärkungsstruktur kann aus einem Polymer hergestellt sein oder ein solches umfassen. Als Polymere bieten sich an Polyester, Polyethylennaphthalat oder Polyamide, wie Aramide.
Im Sinne der Erfindung ist mit einer Pressvorrichtung beispielsweise eine Schuhpresse z.B. zur Entwässerung oder Behandlung, wie Glättung einer Faserstoffbahn gemeint. Die Schuhpresse umfasst eine Schuhpresswalze und eine Gegenwalze, die zusammen einen Pressnip ausbilden oder begrenzen. Die Schuhpresswalze umfasst ferner einen umlaufenden Pressmantel und ein stehendes Presselement, den sogenannten Pressschuh. Letzterer stützt sich auf einem tragenden, ebenfalls stehenden Joch ab - beispielsweise über hydraulische Presselemente - und wird an den umlaufenden Pressmantel angedrückt. Der Pressmantel umläuft relativ zu dem feststehenden Pressschuh und Joch und wird dadurch im Pressnip an die Gegenwalze gepresst. Pressschuh und Joch sind radial innerhalb des Pressmantels angeordnet. Unter dem Begriff stehend wird verstanden, dass das Presselement nicht relativ zu der Schuhpresswalze oder der Gegenwalze umläuft, sich jedoch translatorisch - auf die Gegenwalze zu und von ihr weg, bevorzugt in Radialrichtung dieser - und damit relativ zu der Gegenwalze bewegen kann. Zusätzlich zur Faserstoffbahn und dem Pressmantel können ein oder mehrere in Umfangsrichtung endlos umlaufende Pressfilze und/oder weitere endlos umlaufende Pressbänder durch den Pressnip der Schuhpresse geführt werden. Eine solche Schuhpresse kann selbstverständlich mehr als einen Pressnip umfassen.
Unter einer Faserstoffbahn im Sinne der Erfindung ist ein Gelege bzw. Gewirre von Fasern, wie Flolzfasern, Kunststofffasern, Glasfasern, Kohlenstofffasern, Zusatzstoffen, Additiven oder dergleichen zu verstehen. So kann die Faserstoffbahn beispielsweise als Papier-, Karton- oder Tissuebahn ausgebildet sein. Sie kann im Wesentlichen Flolzfasern umfassen, wobei geringe Mengen anderer Fasern oder auch Zusatzstoffe und Additive vorhanden sein können. Dies bleibt je nach Einsatzfall dem Fachmann überlassen.
Die Vorteile der Erfindung werden besonders zufriedenstellend erfüllt, wenn eine ungeradzahlige Anzahl von Fasern oder Faserbündeln untereinander zur Fierstellung des entsprechenden (einzigen) Verstärkungsfadens miteinander verflochten wird. Dann entsteht ein Flachgeflecht nach Art einer Litze, wie Entlötlitze, also ein flaches Bändchen. Flach bedeutet in dem Fall, dass im Querschnitt durch dessen Längserstreckung die größte Breitenrichtung (z.B. Breitendiagonale) stets ein Vielfaches der größten Flöhenerstreckung (z.B. Flöhendiagonale) darstellt. Denkbar wäre es jedoch auch, eine geradzahlige Anzahl derartiger Faserbündel untereinander zu einem Verstärkungsfaden zu verflechten, wobei man dann ein Rundgeflecht erhält. Grundsätzlich haben Untersuchungen gezeigt, dass sowohl Flach- als auch Rundgeflecht bessere Eigenschaften mit sich bringen als lediglich (komplett) verdrillt hergestellte Verstärkungsfäden gemäß dem Stand der Technik. Werden bevorzugt mehrere Verstärkungsfäden als Längsfäden und zumindest ein Verstärkungsfaden als Umfangsfaden, welcher die Längsfäden in Umfangsrichtung umgibt, als Gelege in die Polymerschicht eingebettet, so werden die erfindungsgemäßen Vorteile besonders gut erfüllt. Denn ein Gelege ist im Stande besonders gut lokale Überbelastungen aufzunehmen
Die erfindungsgemäßen Vorteile werden besonders gut erreicht, wenn der Pressmantel aus bevorzugt mehreren in Radialrichtung übereinander angeordneten Polymerschichten aufgebaut wird. Sind zwei Polymerschichten vorgesehen, dann ist die radial innere jene mit der erfindungsgemäßen Verstärkungsstruktur. Das bedeutet, dass die Verstärkungsstruktur nur in der radial innersten Polymerschicht angeordnet ist. Sind drei oder mehr Polymerschichten vorgesehen, dann ist die Verstärkungsstruktur bevorzugt in der zweit untersten Polymerschicht angeordnet, also in der, die in radial oberhalb der radial innersten Polymerschicht liegt. Die Erfindung betrifft auch eine Presswalze, wie Schuhpresswalze, für eine
Schuhpresse zur Entwässerung einer Faserstoffbahn, wobei die Presswalze wenigstens einen erfindungsgemäßen Pressmantel aufweist.
Auch betrifft die Erfindung eine Schuhpresse zur Entwässerung einer Faserstoffbahn, bevorzugt einer Papier-, Karton-, Tissue- oder Zellstoffbahn, umfassend eine
Presswalze und eine Gegenwalze, die zusammen einen Nip ausbilden oder begrenzen, wobei die Presswalze einen umlaufenden Pressmantel umfasst, wobei der Pressmantel gemäß der Erfindung ausgebildet ist. Schließlich betrifft die Erfindung die Verwendung eines erfindungsgemäßen
Pressmantels für eine Presse, wie Schuhpresse zur Entwässerung einer
Faserstoffbahn, bevorzugt einer Papier-, Karton-, Tissue- oder Zellstoffbahn. Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ohne Einschränkung der Allgemeinheit näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 eine teilgeschnittene, schematische Seitenansicht einer
Schuhpresse mit einem Pressmantel gemäß eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.
Fig. 2a und 2b Ausführungsformen eines Pressmantels jeweils in einen Schnitt durch dessen Längsachse gesehen;
Fig. 3 eine stark schematisierte Darstellung einer Vorrichtung zur
Herstellung des Pressmantels in einer Seitenansicht;
Fig. 4a und 4b eine stark vereinfachte, unmaßstäbliche Darstellung eines Endes eines erfindungsgemäßen Verstärkungsfadens.
In der Fig. 1 ist in einer teilgeschnittenen, schematischen Seitenansicht eine Schuhpresse 10 dargestellt, welche vorliegend eine erfindungsgemäße Presswalze, wie Schuhpresswalze 12, und eine Gegenwalze 14 umfasst. Schuhpresswalze 12 und Gegenwalze 14 sind hinsichtlich ihrer Längsachsen parallel zueinander angeordnet. Sie bilden zusammen einen Nip 22 aus oder begrenzen einen solchen.
Während die Gegenwalze 14 hier aus einer um ihre Längsachse rotierenden zylindrisch ausgestalteten Walze besteht, ist die Schuhpresswalze 12 aus einem Schuh 16, einem diesen tragenden stehenden Joch 18 und einem Pressmantel 20 zusammengesetzt. Schuh 16 und Joch 18 sind in Bezug auf die Gegenwalze 14 bzw. den Pressmantel 20 feststehend angeordnet. Das bedeutet, sie rotieren nicht. Dabei wird der Schuh 16 durch das Joch 18 abgestützt und über nicht dargestellte, hydraulische Presselemente an die radial innerste Oberfläche des relativ dazu umlaufenden Pressmantels 20 angepresst. Der Pressmantel 20, der Schuh 16 und Joch 18 in Umfangsrichtung umgibt, dreht sich dabei um seine Längsachse im entgegengesetzten Drehsinn zu der Gegenwalze 14. Aufgrund der konkaven Ausgestaltung des Schuhs 16 an seiner der Gegenwalze 14 zugewandten Seite ergibt sich ein vergleichsweise langer Nip 22.
Die Schuhpresse 10 eignet sich insbesondere zur Entwässerung von Faserstoffbahnen 24. Bei dem Betrieb der Schuhpresse wird eine Faserstoffbahn 24 mit einem oder zwei Pressfilzen 26, 26' durch den Pressspalt 22 geführt. Im vorliegenden Fall sind es genau zwei Pressfilze 26, 26', die die Faserstoffbahn 24 sandwichartig zwischen sich aufnehmen. Beim Durchgang durch den Nip 22 wird im Nip 22 auf die Faserstoffbahn 24 durch die Pressfilze 26, 26' mittelbar ein Druck ausgeübt. Dies geschieht dadurch, dass die radial äußerste Oberfläche der Gegenwalze 14 einerseits und die radial äußerste Oberfläche des Pressmantels 20 unmittelbar mit den entsprechenden Pressfilzen 26, 26' in Kontakt kommen. Die aus der Faserstoffbahn 24 austretende Flüssigkeit wird von dem bzw. den Pressfilzen 26, 26' und etwaigen in der Pressmanteloberfläche vorgesehen Vertiefungen (nicht dargestellt) vorübergehend aufgenommen. Nach dem Verlassen des Nips 22 wird die von den Vertiefungen des Pressmantels 20 aufgenommene Flüssigkeit abgeschleudert, bevor der Pressmantel 20 erneut in den Presspalt 22 eintritt. Zudem kann das von dem Pressfilz 26, 26' aufgenommene Wasser nach dem Verlassen des Pressspalts 22 mit Saugelementen entfernt werden.
Bei einer weiteren, in den Figuren nicht dargestellten Ausführungsform der Erfindung kann auf die Pressfilze 26, 26' verzichtet werden. In einem solchen Fall ist die Faserstoffbahn 24 einerseits mit dem Pressmantel 20 und andererseits mit der Gegenwalze 14, die gemeinsam einen Pressnip ausbilden, unmittelbar in Kontakt. Letztere kann dann als beheizter Trockenzylinder ausgeführt sein.
Der in Figur 1 dargestellte Pressmantel kann, wie in den nachfolgenden Figuren dargestellt, gemäß der Erfindung ausgeführt sein. In den Fig. 2a und 2b sind in einem nicht maßstäblichen, teilweise dargestellten Querschnitt durch die Längsachse 20' des fertigen Pressmantels 20 unterschiedliche Ausführungsformen der Erfindung dargestellt. Der Abstand der Längsachse 20' zu der radial innersten Oberfläche der entsprechenden Polymerschicht des Pressmantels 20 ist ebenfalls nicht maßstäblich dargestellt.
Die Darstellung der Fig. 2a zeigt einen Pressmantel 20 mit einer einzigen Polymerschicht 20.1. In diese ist eine Verstärkungsstruktur 20" eingebettet. Im vorliegenden Falle sind die Polymerschicht 20.1 aus einem Polyurethan hergestellt. Dieses ist erhältlich aus einem Präpolymer und einem Vernetzer.
Gemäß der Darstellung der Fig. 2b, sind in ausgezogenen Linien genau zwei Polymerschichten vorgesehen, nämlich eine erste 20.1 und eine zweite 20.2. Im vorliegenden Fall ist die erste Polymerschicht 20.1 zugleich die radial äußerste Polymerschicht des Pressmantels 20. Die Anordnung bezieht sich - wie auch in der Darstellung der Fig. 2a - ausgehend von der Längsachse 20' des Pressmantels 20 in dessen Radialrichtung gesehen. Hingegen ist die zweite Polymerschicht 20.2 zugleich die radial innerste Polymerschicht des Pressmantels 20. Beide
Polymerschichten 20.1 , 20.2 grenzen in Radialrichtung gesehen unmittelbar aneinander an, d.h. es gibt keine Zwischenschicht zwischen diesen beiden. In gestrichelten Linien ist noch eine dritte Polymerschicht 20.3 angedeutet. Letztgenannte ist radial innerhalb der zweiten Polymerschicht 20.2 angeordnet. Vorliegend ist lediglich in der zweiten Polymerschicht 20.2 eine (einzige)
Verstärkungsstruktur 20" vorgesehen. Selbstverständlich könnte dies auch anders sein, sodass alternativ oder zusätzlich eine solche Verstärkungsstruktur 20" auch in der ersten Polymerschicht 20.1 und/oder der dritten Polymerschicht 20.3 angeordnet sein könnte. Auch hier sind die erste und die zweite Polymerschicht 20.1 , 20.2 jeweils aus einem Polyurethan hergestellt oder enthalten ein solches. Dies Gesagte gilt analog auch für die Fig. 2a.
Die Verstärkungsstruktur 20" ist in den beiden Ausführungsformen der Fig. 2 jeweils vollständig in die entsprechende Polymerschicht 20.1 bzw. 20.2 eingebettet. Das bedeutet, dass sich die Verstärkungsstruktur 20" nicht über die Begrenzungen der Polymerschicht 20.1 , 20.2 hinauserstreckt. Grundsätzlich wäre es denkbar, dass die Verstärkungsstruktur 20" über die Begrenzung zweier, unmittelbar aneinander angrenzender Polymerschichten 20.1 , 20.2, 20.3 hinausginge. Anders ausgedrückt würde die Verstärkungsstruktur 20" zugleich in zwei benachbarten Polymerschichten 20.1 , 20.2, 20.3 eingebettet sein. Die Verstärkungsstruktur 20" kann dabei aus einer Mehrzahl von als Längsfäden 21.1 ausgebildeten Verstärkungsfäden 21 bestehen. Diese verlaufen parallel zur Längsachse 20' des Pressmantels 20 und sind über dessen Umfang zueinander mit Abstand verteilt angeordnet. Dies ist am besten an der Fig. 3 zu erkennen. Zusätzlich kann auch einer oder mehrere, jeweils spiralig über den Umfang der entsprechenden Polymerschicht 20.1 , 20.2 verlaufende, als Umfangsfäden 21.2 ausgeführte Verstärkungsfäden 21 vorgesehen sein, siehe wiederum die Fig. 2. Letztgenannte sind in den Fig. 2a und 2b mit unterbrochen gezeichneten Kreisen angedeutet. In der Darstellung der Fig. 2 bilden die Mehrzahl von Längsfäden 21.1 und der wenigstens eine Umfangsfaden 21.2 ein Gelege miteinander aus. Dabei sind die Umfangsfäden 21.2 derart angeordnet, dass sie die Längsfäden 21 .1 umgeben, also weiter radial außen angeordnet sind als die Längsfäden 21.1. Längsfäden 21.1 und der wenigstens eine Umfangsfaden 21.2 überkreuzen sich in Radialrichtung gesehen infolge der spiralige Aufwicklung des wenigstens einen Umfangsfadens 21.2. In Radialrichtung gesehen (also in der Schnittdarstellung der Fog. 2a und b) berühren sie sich jedoch nicht an diesen Kreuzungspunkten sondern sind mit Abstand zueinander angeordnet. Dies hat den Vorteil, dass eine bessere Kraftverteilung von an den Pressmantel 20 radial außen angreifenden lokalen Überbelastungen in Richtung nach radial innen über den wenigstens einen Umfangsfaden 21.2 auf die Längsfäden 21.1 übertragen wird.
Wie in der Fig. 2 angedeutet, kann die radial äußerste Oberfläche des Pressmantels 20 bzw. die entsprechende Polymerschicht 20.1 Rillen oder Blindbohrungen aufweisen.
Die Fig. 4a und 4b zeigen eine stark vereinfachte, unmaßstäbliche Darstellung eines Endes eines erfindungsgemäßen Verstärkungsfadens 21 , der als Längsfaden 21.1 und/oder Umfangsfaden 21.2 ausgeführt sein kann. Die Darstellung zeigt der Übersicht halber, wie ein solche Verstärkungsfaden 21 hergestellt ist, d.h. die Abstände der einzelnen Fasern oder Faserbündel 22 zueinander sind übertrieben groß dargestellt.
In der Darstellung der Fig. 4a und b sind beide Verstärkungsfäden 21 durch Flechten mehrerer Fasern oder Faserbündel 22 hergestellt. In Fig. 4a ist dabei eine ungerade Anzahl an Fasern oder Faserbündeln 22 (hier: drei) vorgesehen, sodass sich daraus ein Verstärkungsfaden 21 ergibt, der ein Flachgeflecht ist. In der Fig. 4b hingegen ist eine gerade Anzahl an Fasern oder Faserbündeln 22 (hier: vier) vorgesehen, sodass sich ein Rundgeflecht als Verstärkungsfaden 21 ergibt. In beiden Fällen sind die Fasern oder Faserbündel 22 eines jeden Verstärkungsfadens 21 nach Art eines Zopfes ineinandergeschlungen. Der in den Fig. 4a und b dargestellt Verstärkungsfaden 21 kann als Längs- oder Umfangsfaden 21.1 , 21.2 in der Verstärkungsstruktur 20" des Pressmantels 20, wie in den vorgehrgehenden Figuren ausgeführt, eingesetzt werden.
Fig. 3 zeigt in einer stark schematisierten Seitenansicht eine Vorrichtung zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Pressmantels 20. Die Vorrichtung weist vorliegend genau einen zylindrischen Wickeldorn 4 auf. Auf dem Umfang ist eine Mehrzahl von als Längsfäden 21.1 ausgebildeten Verstärkungsfäden 21 mit Abstand zueinander versehen. Auf die radial äußerste Mantelfläche des Wickeldorns 4 wird ein Polymer aufgebracht, um eine Polymerschicht 20.1 , 20.2, 20.3- wie in den vorhergehenden Figuren beschrieben - aufzubringen. Zusätzlich wird z.B. ein Umfangsfaden 21.2 spiralig in das Polymer der Polymerschicht 20.1 , 20.2, 20.3 eingebracht. Der Umfangsfaden 21.2 bildet nach Einbettung in das Polymer zusammen mit den Längsfäden 21.1 die Verstärkungsstruktur 20" des erfindungsgemäßen fertigen Pressmantels 20.
Der Wickeldorn 4 ist um seine Längsachse 20', die der Längsachse des herzustellenden Pressmantels entspricht, rotierbar gelagert. Längsachse 20' verläuft hier senkrecht in die Zeichenebene hinein. Über eine Leitung 5 wird durch eine Gießdüse 6 das Gießmaterial, wie gießfähiges, aushärtbares elastomeres Polymer, z.B. Polyurethan, von oben auf die radial äußerste Mantelfläche des Wickeldorns 4 bzw. auf die Längsfäden 21.1 gegeben. Ein solches Gießmaterial kann z.B. hinsichtlich seiner Topfzeit und Viskosität derart gewählt werden, dass es beim Gießen nicht vom Wickeldorn 4 heruntertropft. Währenddessen wird der Wickeldorn 4 in Pfeilrichtung um dessen Längsachse gedreht. Gleichzeitig mit dieser Drehung wird die Gießdüse 6 über eine geeignete, in Fig. 3 nicht weiter dargestellte Führung parallel zur Längsachse 20' entlang dieser relativ an dem Wickeldorn 4 entlanggeführt. Gleichzeitig mit dem Aufgießen des Gießmaterials wird der wenigstens eine Umfangsfaden 21.2 abgerollt und auf den sich drehenden Wickeldorn 4 zu Wendeln spiralig gewickelt. Dabei kann das Gießmaterial durch die Längsfäden 21.1 hindurch bis auf den Wickeldorn 4 gelangen. Das Polymer bildet in diesem Beispiel nach dem Schritt des Aushärtens eine radial innerste und bevorzugt elastomere Polymerschicht, die z.B. der Polymerschicht 20.1 des Pressmantels aus Fig. 2a entspricht, wovon in Fig. 3 nur ein Teil gezeigt ist.
Das aus der Gießdüse 6 austretende Gießmaterial ist ein Gemisch aus einem Präpolymer und einem Vernetzer. Ersteres wird aus einem nicht gezeigten Präpolymer-Behälter bereitgestellt, in dem es gespeichert oder angerührt wird. Das Präpolymer kann ein erfindungsgemäßes Isocyanat und ein Polyol umfassen. In dem Präpolymer-Behälter kann es zum Beispiel in Form eines Präpolymers aus den eben genannten Stoffen vorliegen. Der Vernetzer kann in einem Vernetzer-Behälter bereitgestellt werden. Präpolymer-Behälter und Vernetzer-Behälter sind der Vorrichtung zur Herstellung eines Pressmantels 20 zugeordnet. Sie sind über ebenfalls nicht dargestellte Leitungen strömungsleitend mit einer der Gießdüse 6 in Strömungsrichtung vorgeschalteten Mischkammer (nicht dargestellt) verbunden. Das Präpolymer-Vernetzer-Gemisch wird also stromauf und außerhalb der Gießdüse 6 hergestellt, also in der Mischkammer gemischt. Unabhängig von der Herstellung des Gemisches wird dieses dann auf die Oberfläche des Wickeldorns 4 zum Bilden der zumindest einen Polymerschicht des Pressmantels 20 aufgebracht. Mittels eines solchen kontinuierlichen Gießvorgangs, der auch als Rotationsguss bekannt ist, wird also nach und nach über die Breite des Wickeldorns 4 ein endloser, um dessen Längsachse 20' in sich geschlossener zylinderrohrförmiger Pressmantel 20 hergestellt, dessen Innenumfang im Wesentlichen dem Außenumfang des Wickeldorns 4 entspricht.
Grundsätzlich wäre es denkbar die Verstärkungsfäden 21 auf mehr als den einen in Fig. 3 gezeigten Wickeldorn 4 zu wickeln. Beispielsweise könnten zwei Wickeldorne vorgesehen sein, die parallel hinsichtlich ihrer Längsachsen mit Abstand zueinander angeordnet sein könnten. Alternativ wäre es auch denkbar, das Polymer auch auf die radial innere Mantelfläche des Wickeldorns 4, z.B. nach Art des Schleuderns, aufzubringen. Unabhängig von der angesprochenen Ausführungsform wird der fertige Pressmantel 20 schließlich von dem wenigstens einen Wickeldorn 4 abgenommen. Wie in der Fig. 3 dargestellt, ist der Pressmantel 20 gemäß der Erfindung ausgeführt.
Obwohl dies nicht in den Figuren dargestellt ist, könnte die Verstärkungsstruktur 20" der wenigstens einen Polymerschicht 20.1 , 20.2 auch aus mehreren, in Radialrichtung übereinander gelegten, je in Längsachsenrichtung und in Umfangsrichtung des Pressmantels 20 verlaufenden Gelegen von Längs- und Umfangsfäden 21.1 , 21.2 aufgebaut sein.

Claims

Patentansprüche
1. Pressmantel umfassend zumindest eine Polymerschicht (20.1 , 20.2, 20.3), in welcher eine Verstärkungsstruktur (20") eingebettet ist, wobei die Verstärkungsstruktur (20") zumindest einen Verstärkungsfaden (21 ) als Längsfaden (21.1 ), der in Längsrichtung des Pressmantels (20) verläuft, umfasst, wobei der zumindest eine Verstärkungsfaden (21 ) selbst durch Verflechten mehrerer Fasern oder Faserbündel (22) untereinander hergestellt ist.
2. Pressmantel nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Verstärkungsfäden (21 ) als Längsfäden (21.1 ) vorgesehen sind, die in Längsrichtung des Pressmantels (20) verlaufend über den Umfang des Pressmantels (20) mit Abstand und parallel zueinander angeordnet sind.
3. Pressmantel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein weiterer Verstärkungsfaden (21 ) als Umfangsfaden (21.2) vorgesehen ist, der bevorzugt innerhalb der Polymerschicht (20.1 , 20.2, 20.3) schraubenlinienförmig in Umfangsrichtung des Pressmantels verläuft.
4. Pressmantel nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die als Längsfaden (21.1 ) ausgeführten Verstärkungsfäden (21 ) und der wenigstens eine als Umfangsfaden (21.2) ausgeführte weitere Verstärkungsfaden (21 ) ein Gelege miteinander ausbilden, bevorzugt derart, dass die Längsfäden (21.1 ) radial innerhalb des zumindest einen Umfangsfadens (21.2) - in Bezug auf die Längsachse (20') des Pressmantels gesehen - angeordnet sind.
5. Pressmantel nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass in Radialrichtung auf den Pressmantel (20) gesehen die Längsfäden (21.1 ) zu dem zumindest einen Umfangsfaden (21.2) an Kreuzungsstellen in Radialrichtung beabstandet sind.
6. Pressmantel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der Fasern oder Faserbündel (22), aus dem ein einzelner Verstärkungsfaden (21 ) hergestellt ist, ungeradzahlig ist, wodurch der Verstärkungsfaden (21 ) ein Flachgeflecht, wie eine Litze darstellt.
7. Pressmantel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend zumindest eine, - in Bezug auf die Längsachse (20') des Pressmantels (20) gesehen - radial äußerste Polymerschicht (20.1 ) und eine in Bezug auf die Längsachse (20') des Pressmantels (20) dazu gesehen radial innere Polymerschicht (20.2), wobei die radial innere Polymerschicht (20.2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche ausgeführt ist.
8. Pressmantel nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass genau zwei
Polymerschichten (20.1 , 20.2) vorgesehen sind und die radial innere Polymerschicht (20.2) zugleich die radial innerste Polymerschicht des
Pressmantels (20) ist.
9. Presswalze, wie Schuhpresswalze (12), für eine Schuhpresse (10) zur Behandlung einer Faserstoffbahn (24), dadurch gekennzeichnet, dass die Presswalze wenigstens einen Pressmantel (20) nach einem der vorstehenden Ansprüche aufweist.
10. Schuhpresse (10) zur Behandlung einer Faserstoffbahn (24), bevorzugt einer Papier-, Karton-, Tissue- oder Zell Stoffbahn, umfassend eine Presswalze und eine Gegenwalze (14), die zusammen einen Nip (22) ausbilden oder begrenzen, wobei die Presswalze einen umlaufenden Pressmantel umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass der Pressmantel (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 8 ausgebildet ist.
11.Verwendung eines Pressmantels (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 8 für eine Presse, wie Schuhpresse (10) zur Behandlung einer Faserstoffbahn (24), bevorzugt einer Papier-, Karton-, Tissue- oder Zellstoffbahn.
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