EP4370457A1

EP4370457A1 - Walzenanordnung

Info

Publication number: EP4370457A1
Application number: EP22734252.4A
Authority: EP
Inventors: José Luiz CAMPOS SOUZA; Thomas Martin; Dominik Marusa
Original assignee: Voith Patent GmbH
Current assignee: Voith Patent GmbH
Priority date: 2021-07-14
Filing date: 2022-06-13
Publication date: 2024-05-22
Also published as: WO2023285048A1; DE102021118166B4; DE102021118166A1

Abstract

Walzenanordnung zur Erzeugung einer gestauchten Faserstoffbahn mit einer Hauptwalze und einer über die Hauptwalze geführten Spannbahn zur Aufnahme der Faserstoffbahn, wobei die Spannbahn auxetische Eigenschaften aufweist.

Description

Walzenanordnunq

Die Erfindung betrifft eine Walzenanordnung zur Herstellung einer gestauchten Faserstoffbahn.

Walzenanordnungen der genannten Art sind grundsätzlich bekannt und umfassen beispielsweise eine Hauptwalze und eine über die Hauptwalze geführte Spannbahn zur Aufnahme der Faserstoffbahn. Sie dienen in einer Papiermaschine dazu, eine kontrollierte Schrumpfung in einer durch die Faserstoffbahn aufgespannten Ebene in einer Förderrichtung der Faserstoffbahn zu erzeugen. Bei bisher bekannten Verfahren kann zwar eine gewünschte Längsschrumpfung der Faserstoffbahn oder Längenänderung in Förderrichtung der Faserstoffbahn durch geeignete Maßnahmen oder Verfahren (z.B. Clupak-Verfahren) gezielt beeinflusst werden, eine Querschrumpfung oder Breitenänderung der Faserstoffbahn ist dahingegen aber eine eher zufällige und somit kaum bis gar nicht kontrollierbare Folge des nachfolgenden Trocknungsprozesses. Bei den bisherigen Verfahren ist eine Längsschrumpfung von 15 bis 17 % bei einem Trockengehalt von 60 bis 70 % möglich, wobei diese Verfahren hauptsächlich bei Faserstoffbahnen mit einem Flächengewicht von 60 bis 70 g/m² oder etwas darüber anwendbar sind.

Durch die Querschrumpfung sowie die Längsschrumpfung wird eine in Längsrichtung sowie Querrichtung in der Faserstoffbahnebene dehnbare Faserstoffbahn erhalten. Dehnbare Faserstoffe, wie zum Beispiel dehnbare Papiere oder Kartone, dienen beispielsweise als Ausgangsmaterial für die Herstellung von geformten Gegenständen, wie zum Beispiel durch ein Press- und/oder Tiefziehverfahren hergestellte Teller oder dergleichen. Überdies finden dehnbare Faserstoffe Anwendung bei Faserstoffverpackungen, bei welchen elastische Eigenschaften erwünscht sind, wie zum Beispiel Sackpapier für die Verwendung von Säcken. Für derartige Produkte sind Papiere oder Kartone von großer Bedeutung, welche aus einer dehnbaren Faserstoffbahn mit möglichst hoher Bruchdehnung hergestellt wurden.

Es wird angestrebt, nicht nur die Längsschrumpfung sondern auch die Querschrumpfung gezielt beeinflussen zu können. Während der Querschrumpfung der Faserstoffbahn soll die Faserstoffbahn kontrolliert in ihrer Breite, d.h. quer zu ihrer sich in Förderrichtung erstreckenden Längserstreckung in der Faserstoffbahnebene gestaucht, bevorzugt ohne jedoch die Faserstoffbahn zu kreppen. Gleichzeitig soll die gestauchte Faserstoffbahn in Richtung ihrer Breite dehnbar bleiben.

Während die bislang bekannten Verfahren bereits geeignete Lösungen für die Erzeugung einer Faserstoffbahn mit zufriedenstellender Längsdehnbarkeit sowie möglichst hoher Bruchdehnung bieten, stellt die Herstellung einer Faserstoffbahn mit ausreichender Breitendehnbarkeit, insbesondere einhergehend mit einer möglichst hohen Bruchdehnung in Querrichtung, nach wie vor eine große Herausforderung dar.

Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine der eingangs erwähnten Walzenanordnung zu verbessern. Insbesondere besteht eine Aufgabe darin, eine Walzenanordnung zu schaffen, welche die Herstellung einer sowohl in Förderrichtung als auch quer dazu in der Faserstoffbahnebene gestauchte Faserstoffbahn ermöglicht.

Die Aufgaben werden durch eine Walzenanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst und insbesondere dadurch, dass die Spannbahn auxetische Eigenschaften aufweist. Die Faserstoffbahn kann - je nach Anwendungsfall - zwischen der Hauptwalze und der Spannbahn führbar sein oder die Spannbahn ist in direktem Kontakt über die Hauptwalze geführt, so dass die Spannbahn zwischen der Hauptwalze und der Faserstoffbahn angeordnet ist. Der Erfindung liegt der allgemeine Gedanke zugrunde, anstelle einer Spannbahn mit gewöhnlichen elastischen Eigenschaften, d.h. mit nicht auxetischen Eigenschaften, eine Spannbahn mit auxetischen Eigenschaften zu verwenden. Auxetische Eigenschaften liegen vor, wenn beispielsweise eine Dehnung der Spannbahn, zum Beispiel infolge einer auf die Spannbahn wirkenden Zugkraft, eine Dehnung oder Streckung in Richtung quer zur Zugkraftrichtung hervorruft. Diese Eigenschaft ermöglicht es, durch eine wohldosierte Dehnung/Zugkraft der Spannbahn in einer ersten Richtung, eine kontrollierte Dehnung der Spannbahn in einer zweiten Richtung zu erzeugen, bevor diese mit der Faserstoffbahn zusammengeführt wird. Wenn die Zugkraft nach dem Zusammenführen von Spannbahn und Faserstoffbahn reduziert wird, schrumpft die Spannbahn und letztlich auch die von der Spannbahn getragene Faserstoffbahn, wodurch die Faserstoffbahn kontrollierbar gestaucht wird.

Mit anderen Worten dient die vorgespannte Spannbahn als Träger, deren durch eine Entspannung bewirkte Kontraktion zumindest teilweise auf die Faserstoffbahn übertragen wird. Letztlich kann durch die Wahl einer geeigneten Vorspannung der Spannbahn gezielt der gewünschte Schrumpfungseffekt bewirkt werden.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der Beschreibung, den Unteransprüchen sowie den beigefügten Zeichnungen zu entnehmen.

Die Spannbahn definiert eine Spannbahnebene. Die Spannbahnebene bildet dabei eine Auflagefläche für die Faserstoffbahn. Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung weist die Spannbahn in der durch die Spannbahn aufgespannten Spannbahnebene auxetische Eigenschaften auf. Somit bewirkt eine in der Spannbahnebene auf die Spannbahn wirkende Zugkraft, dass sich die Spannbahn in Richtung der Zugkraft sowie in einer Richtung quer dazu in der Spannbahnebene ausdehnt. Beispielsweise bewirkt eine Streckung der Spannbahn in Förderrichtung eine Ausdehnung der Spannbahn in einer Richtung quer dazu. Oder bildlich formuliert: Die Spannbahn wird breiter. Für besondere Anwendungen kann die Spannbahn auch in einer Richtung quer, insbesondere senkrecht, zur Spannbahnebene auxetische Eigenschaften aufweisen. Bevorzugt ist die Spannbahn in einer Richtung quer, insbesondere senkrecht, zur Spannbahnebene im Wesentlichen inkompressibel oder weist „normale“ elastische, d.h. keine auxetischen, Eigenschaften auf.

Zur Verwirklichung der auxetischen Eigenschaften kann die Spannbahn ein auxetisches Material und/oder eine auxetische Struktur umfassen. Überdies ist es möglich, dass das Spannband ein elastisches Grundband aufweist, welches mit einem auxetischen Material und/oder einer auxetischen Struktur versehen ist. Dabei kann das Grundband das auxetische Material und/oder die auxetische Struktur tragen. Insbesondere kann das auxetische Material und/oder die auxetische Struktur in das Grundband eingebettet sein. Die Spannbahn kann Beschichtungen und/oder Oberflächengestaltungen aufweisen, um ihren Oberflächen die jeweils gewünschten Eigenschaften zu verleihen.

Bevorzugt weisen das auxetische Material und/oder die auxetische Struktur eine negative Poissonzahl auf, welche zwischen -0,5 und -1,5 und vorzugsweise zwischen -0,8 und -1,2 liegt. Eine besonders gleichmäßige Dehnung der Faserstoffbahn in der Faserstoffbahnebene in Förderrichtung sowie quer dazu lässt sich erreichen, wenn das auxetische Material und/oder die auxetische Struktur eine Poissonzahl von zumindest annähernd -1,0 aufweist, da hierbei die Spannbahn nach Aufhebung der Zugkraft gleichmäßig in der Spannbahnebene entgegen der Zugkraftrichtung sowie in einer Richtung quer dazu schrumpft.

Vorzugsweise dient die Spannbahn zumindest abschnittsweise zur Stützung der Faserstoffbahn während die Faserstoffbahn entlang der Walzanordnung gefördert wird. Eine ausreichende Stützung der Faserstoffbahn bei gleichzeitig guter Dehnbarkeit der Spannbahn lässt sich beispielsweise erreichen, wenn die Spannbahn eine Härte von 25 bis 65 ShA, vorzugsweise von 30 bis 60 ShA und beispielsweise von 35 bis 55 ShA aufweist.

Die Walzenanordnung kann eine Spanneinrichtung aufweisen, welche dazu ausgebildet ist, in Förderrichtung der Spannbahn vor der Hauptwalze eine Zugkraft auf die Spannbahn auszuüben. Die Spanneinrichtung kann zu diesem Zweck eine Spannwalze umfassen.

Eine Zugkraft lässt sich beispielsweise dadurch auf die Spannbahn übertragen, indem die Hauptwalze und die Spannwalze jeweils zu einer Drehbewegung antreibbar sind, wobei eine Steuereinrichtung vorgesehen ist, mit der die Drehbewegungen der Hauptwalze und der Spannwalze individuell derart steuerbar sind, dass die Spannbahn in Förderrichtung der Spannbahn vor der Hauptwalze unter Spannung gesetzt wird.

Durch die Steuereinrichtung lassen sich die Hauptwalze und/oder die Spannwalze insbesondere derart betreiben, dass die Fördergeschwindigkeiten der Spannbahn entlang der Hauptwalze (geringfügig) höher ist als entlang der Spannwalze, beispielsweise indem unterschiedliche Drehmomente aufgebracht werden.

Dadurch wirkt im Zulauf der Hauptwalze eine Zugkraft auf die Spannbahn, wodurch die Spannbahn aufgrund ihrer auxetischen Eigenschaften in Querrichtung gedehnt wird. Im Rücklauf der Hauptwalze, d.h. im Zulauf der Spannwalze, steht die Spannbahn unter weniger Spannung oder ist nahezu zugkraftfrei, so dass die Spannbahn in einem weniger stark gedehnten oder einem ungedehnten Zustand von der Hauptwalze zur Spannwalze zurückgefördert wird.

Zur Bewirkung unterschiedlicher Drehmomente, kann die Hauptwalze beispielsweise aktiv mittels eines Antriebs angetrieben werden, wohingegen die Spannwalze ohne eigenen Antrieb passiv, d.h. lediglich durch die Hauptwalze über die Spannbahn, mitangetrieben wird. Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass der Spannwalze und/oder der Spannbahn ein Bremsmittel zugeordnet ist. Das Bremsmittel kann in Form einer mechanischen Bremse und/oder einer elektromechanischen Bremse und/oder einer elektrodynamischen Bremse ausgebildet sein. Es kann auch vorgesehen sein, dass die Hauptwalze und die Spannwalze jeweils einen eigenen Antrieb aufweisen, der jeweils separat ansteuerbar ist.

Für eine besonders gleichmäßige Stauchung der Faserstoffbahn sowie zu deren zusätzlichen Stützung kann die Walzenanordnung eine mit der Spannbahn zusammenwirkende Andruckbahn umfassen, die dazu dient, die Faserstoffbahn zwischen sich und der Spannbahn entlang eines Umfangsabschnitts der Hauptwalze zu führen. Die Andruckbahn kann ebenso wie die Spannbahn auxetische Eigenschaften aufweisen. Insbesondere können die Spannbahn und die Andruckbahn im Wesentlichen dieselben auxetischen Eigenschaften aufweisen. Es ist aber auch möglich, dass die Spannbahn und die Andruckbahn unterschiedliche auxetische Eigenschaften aufweisen.

Die Andruckbahn kann auch die Funktion der Spannbahn erfüllen, wenn sie auxetische Eigenschaften aufweist. Die Spannbahn zwischen der Faserstoffbahn und der Hauptwalze ist in diesem Fall entbehrlich.

Damit die Andruckbahn zusammen mit der Spannbahn abschnittsweise entlang der Hauptwalze geführt ist, kann vorgesehen sein, dass die Andruckbahn mittels einer in Förderrichtung der Faserstoffbahn bezüglich der Hauptwalze vorgelagerten Um lenkwalze und einer in Förderrichtung der Faserstoffbahn bezüglich der Hauptwalze nachgelagerten Um lenkwalze entlang eines für den jeweiligen Anwendungsfall geeigneten Umfangsabschnitts der Hauptwalze geführt ist. Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung und insbesondere zum Dehnen der Andruckbahn kann die Walzenanordnung eine Spanneinrichtung aufweisen, welche dazu ausgebildet ist, in Förderrichtung der Andruckbahn vor der Hauptwalze eine Zugkraft auf die Andruckbahn auszuüben. Dabei kann die Spanneinrichtung der Andruckbahn entsprechend der Spanneinrichtung der Spannbahn ausgestaltet sein. Insbesondere kann die Spanneinrichtung der Andruckbahn ein Bremsmittel zum Bremsen der Andruckbahn und/oder einer der Andruckbahn zugeordneten Spannwalze umfassen.

Die Spannbahn und - falls vorhanden - die Andruckbahn lassen sich nicht nur mittels einer Spannwalze dehnen, sondern zusätzlich oder alternativ auch mittels mindestens einer Breitstreckwalze, vorzugsweise können auch zwei, drei oder vier Breitstreckwalzen vorgesehen sein. Dabei dehnt eine der Spannbahn zugeordnete Breitstreckwalze die Spannbahn in der Spannbahnebene in Richtung quer zur Förderrichtung der Spannbahn, wobei die Spannbahn aufgrund ihrer auxetischen Eigenschaften auch in Förderrichtung in der Spannbahnebene gedehnt wird. Eine Spannwalze kann hierbei vorgesehen sein, um einen ausreichenden Bahnzug in Förderrichtung aufrechtzuerhalten. Analoges gilt für eine der Andruckbahn zugeordnete Breitstreckwalze.

In einer alternativen Ausführungsform der Erfindung ist es vorstellbar, dass anstelle der Breitstreckwalze ein anderes Breitstreckelement, wie beispielsweise eine Breitstreckbürste oder eine Breitstreckstange verwendet wird. Vorzugsweise können auch zwei, drei oder vier Breitelemente vorgesehen sein.

Vorteilhafterweise ist eine Breitstreckbürste eine sehr einfache Ausführungsform und wirkt sich gleichzeitig positiv auf die Oberfläche der Spannbahn aus. Vorteilhafterweise ist eine Breitstreckstange eine sehr kostengünstige Ausführungsvariante eines Breitstreckelementes. Vorteilhafterweise können mehrere, insbesondere zwei, insbesondere drei, oder insbesondere vier, Breitstreckwalzen ein Breitstreckwerk bilden.

Vorteilhafterweise können auch mehrere, insbesondere zwei, insbesondere drei, oder insbesondere vier, Breitstreckelemente, beispielsweise eine Breitstreckbürste oder eine Breitstreckstange, ein Breitstreckwerk bilden.

Die Hauptwalze kann zusammen mit einer Stauchwalze eine Stauchpresse bilden, wobei die die Faserstoffbahn aufnehmende Spannbahn und - falls vorhanden - die Andruckbahn durch einen Nip (Stauchnip) zwischen der Stauchwalze und der Hauptwalze geführt ist. Die Hauptwalze fungiert gleichsam als Gegenwalze der Stauchwalze. Zur Erzeugung der Querschrumpfung der Faserstoffbahn in der Stauchpresse werden in dem Stauchnip in Richtung parallel zu den Längsachsen der Stauchwalze und Hauptwalze von außen nach innen gerichteter Axialkräfte erzeugt, welche auf die Faserstoffbahn übertragen werden, um die Faserstoffbahn in der Faserstoffbahnebene quer zur Förderrichtung zu stauchen. Insbesondere unterstützen diese Kräfte die Querkräfte, die mit einer Entspannung der Spannbahn einhergehen. Diese Kräfte bewirken dann zusammen die gewünschte Querstauchung der Faserstoffbahn.

Zur Querstauchung der Spannbahn und letztlich der Faserstoffbahn kann die Stauchwalze einen um eine Längsachse rotierbaren rotationssymmetrischen Grundkörper mit einer Mantelfläche aufweisen, an der zumindest zwei elastisch deformierbare und/oder auslenkbare ringförmige Lamellen angeordnet sind, die sich in radialer Richtung von der Mantelfläche weg erstrecken und die den Grundkörper in Umfangsrichtung umgeben, insbesondere wobei die Lamellen in Richtung Mittenebene der Walze unter Bildung eines Neigungswinkels schräg zu einer senkrecht zur Längsachse der Walze ausgerichteten Mittenebene der Walze geneigt sind. Für eine besonders gleichmäßige Querstauchung können die Lamellen paarweise symmetrisch bezüglich der Mittenebene ausgerichtet sein. Die Lamellen können an einem Walzenbezug ausgebildet sein, welcher über den Grundkörper der Stauchwalze übergezogen ist. Andere Ausgestaltungen der Stauchwalze bzw. des entsprechenden Walzenbezugs sind möglich.

Für eine noch stärkere Stauchung der Spannbahn sowie der von der Spannbahn getragenen Faserstoffbahn kann mindestens eine weitere Stauchwalze der Hauptwalze zugeordnet sein und mit dieser einen Nip ausbilden, durch den die Spannbahn geführt ist. Die mindestens eine weitere Stauchwalze kann analog zu der vorstehend beschriebenen Stauchwalze ausgebildet sein.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann eine Zuführwalze vorgesehen sein, welche zusammen mit der Hauptwalze einen Nip (Zuführnip) ausbildet, der in Umfangsrichtung der Hauptwalze gesehen dem Stauchnip - in Förderrichtung gesehen - vorgelagert ist. Gemäß einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Walzenanordnung ist der Zuführnip um mindestens 15° - in Umfangsrichtung der Hauptwalze gesehen - dem Stauchnip vorgelagert. Gemäß einer Ausführungsform gelangen die Spannbahn und die Faserstoffbahn hier in Kontakt miteinander. Die Linienlast in dem Zuführnip kann bedarfsgerecht angepasst werden, um eine gewünschte Haftung zwischen der Spannbahn und der Faserstoffbahn zu erreichen, beispielsweise durch eine Anpassung der Nip-Breite.

Analog zu der Situation im Stauchnip verengt sich der Abstand zwischen der Zuführwalze und der Hauptwalze bis hin zur Mitte des Zuführnips, wo der Abstand zwischen Zuführwalze und Hauptwalze ein Minimum erreicht. Aufgrund der Verengung zwischen den Walzen tritt der Venturi-Effekt auf, so dass die Spannbahn und letztlich auch die von der Spannbahn stabilisierte Faserstoffbahn infolge der Verengung zunächst beschleunigt und anschließend aufgrund der Erweiterung hinter der Mitte des Zuführnips abgebremst werden. Hierdurch wird die letztlich Faserstoffbahn in Förderrichtung gestaucht. Eine derartige Stauchung in Förderrichtung kann zu einer Erhöhung der Bruchdehnung in Förderrichtung von 6 bis 8 % führen.

Mit anderen Worten ermöglicht der Nip zwischen der Zuführwalze und der Flauptwalze ergänzend die Nutzung des Venturi-Effekts, um eine zusätzliche Stauchung der Faserstoffbahn in Förderrichtung zu erreichen. Grundsätzlich ist dies auch im Stauchnip zu beobachten.

Die Erfindung ist außerdem auf ein Verfahren zur Fierstellung einer gestauchten Faserstoffbahn gerichtet, insbesondere unter Verwendung einer wie vorstehend beschriebenen Walzenanordnung. Das Verfahren umfasst die folgenden Schritte:

Dehnen einer Spannbahn mit auxetischen Eigenschaften in Förderrichtung und/oder quer zur Förderrichtung in einer Spannbahnebene vor dem Zusammenführen mit der Faserstoffbahn;

Zusammenführen der Faserstoffbahn mit der gedehnten Spannbahn, so dass die Spannbahn und die Faserstoffbahn sich im Kontakt miteinander befinden; zumindest teilweises Entspannen der gedehnten Spannbahn; und Trennen der Faserstoffbahn von der zumindest teilweise entspannten Spannbahn.

Durch das Entspannen der Spannbahn kontrahiert sich diese, was letztlich zu der gewünschten Schrumpfung die von ihr getragenen Faserstoffbahn führt.

Nachfolgend wird die Erfindung rein beispielhaft anhand vorteilhafter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erläutert. Es zeigen: Fig. 1 eine schematische Seitenansicht einer Walzenanordnung mit einer Breitstreckwalze und einer Stauchwalze;

Fig. 2 eine schematische Seitenansicht einer Walzenanordnung mit mehreren, insbesondere zwei, Breitstreckwalzen und mehreren Stauchwalzen;

Fig. 3 eine schematische Seitenansicht einer Walzenanordnung mit einer Flauptwalze und einer jeweils entlang der Flauptwalze abschnittsweise geführten Spannbahn sowie Andruckbahn mit jeweils zugeordneten Spanneinrichtungen für die Spannbahn und die Andruckbahn;

Fig. 4 schematisch eine Stauchwalze der Walzenanordnung von Fig. 1 oder Fig. 2;

Fig. 5 eine schematische Darstellung in Draufsicht auf eine Stauchung einer Faserstoffbahn unter Verwendung einer Spannbahn mit auxetischen Eigenschaften; und

Fig. 6 das Wirkprinzip der auxetischen Struktur.

In den Zeichnungen sind verschiedene Aspekte einer Walzenanordnung zur Fierstellung einer gestauchten Faserstoffbahn dargestellt. Fig. 1 und 2 zeigen verwandte Ausführungsformen, bei denen Stauchwalzen zum Einsatz gelangen. Fig. 3 zeigt eine Ausführungsform, bei der anstelle einer Stauchwalze eine Andruckbahn als Gegendruckelement zur Erzeugung der Faserbahnstauchung fungiert.

Im Folgenden wird nun anhand der in Fig. 1 dargestellten ersten Ausführungsform eine Walzenanordnung genauer erläutert, wobei bei Bedarf auch auf die restlichen Zeichnungen Bezug genommen wird. Die Walzenanordnung umfasst eine Hauptwalze 10 und eine entlang eines Umfangsabschnitts der Hauptwalze 10 geführte Spannbahn 12, welche zur Aufnahme einer Faserstoffbahn 14 dient. Die Spannbahn 12 definiert eine Spannbahnebene, in der sie 12 auxetische Eigenschaften aufweist.

Zur Verwirklichung der auxetischen Eigenschaften kann die Spannbahn 12 ein auxetisches Material und/odereine auxetische Struktur 16 umfassen. Ein Abschnitt einer Spannbahn 12 mit einer auxetischen Struktur 16 ist beispielhaft schematisch in Fig. 5 gezeigt. Das Wirkprinzip der auxetischen Struktur 16 zeigt die Fig. 6.

Bei „normalen“ elastischen Materialien, d.h. bei Materialien ohne auxetische Eigenschaften, wird bei einer Zugbelastung in Längsrichtung eine Querschrumpfung erzeugt. Die materialspezifische Poissonzahl ist positiv und hat für übliche inkompressible oder nahezu inkompressible Gummiwerkstoffe (z. B. Kautschuk) einen Wert von etwa 0,5. Auxetische Materialien dehnen sich bei einer Zugbelastung in Längsrichtung dahingegen in Querrichtung ebenfalls aus. Die Poissonzahl solcher Materialien ist somit negativ.

Grundsätzlich kann dieses Verhalten seinen Ursprung in der mikroskopischen oder molekularen Struktur des Materials haben. Für die vorliegende Anwendung ist eine geeignete Strukturierung des Materials in einer Makroebene bevorzugt. D.h. die makroskopische Geometrie der Struktur ist derart, dass eine Zugbelastung in eine Querdehnung umgesetzt wird. Beispiele hierfür sind in den Fig. 5 und 6 angegeben. Diese Strukturen können zwei- oder dreidimensional sein (z.B. „reentrant honeycomb structure“ bzw. Muira-Ori Tesselation). Sie können beispielsweise durch additive Fertigungsprozesse hergestellt werden.

Die Spannbahn 12 kann beispielsweise nur ein auxetisches Material und/odereine auxetische Struktur 16 aufweisen. Es ist aber auch möglich, dass das Spannbahn 12 ein in den Zeichnungen nicht dargestelltes elastisches Grundband aufweist, welches mit einem auxetischen Material und/oder einer auxetischen Struktur 16 versehen ist. Dabei kann das Grundband das auxetische Material und/oder die auxetische Struktur tragen. Insbesondere kann das auxetische Material und/oder die auxetische Struktur in das Grundband eingebettet sein.

Die vorliegende Erfindung basiert auf dem Grundgedanken, die vorstehend beschriebenen außergewöhnlichen Eigenschaften auxetischen Materials bzw. auxetischer Strukturen zu nutzen, um eine Faserstoffbahn kontrolliert in Förderrichtung und/oder quer dazu schrumpfen. Zu diesem Zweck wird die Spannbahn 12 vor dem Kontakt mit der Faserstoffbahn 14 mit einer Zugkraft beaufschlagt, so dass gedehnt wird. Eine nachfolgende Entspannung der Spannbahn 12 führt zu einer Stauchung der mit ihr in Verbindung stehenden Faserstoffbahn 14. Um die Flaftung zwischen den Bahnen 12, 14 zu verbessern, kann die Spannbahn 12 mit einer entsprechenden Beschichtung und/oder Strukturierung versehen sein.

Zusätzlich zu der Flauptwalze 10 ist eine Stauchwalze 13 vorgesehen, die zusammen mit der Flauptwalze 10 eine Stauchpresse 30 bildet, wobei die Spannbahn 12 mit der von ihr aufgenommenen Faserstoffbahn 14 durch einen zwischen der Stauchwalze 13 und der Flauptwalze 10 gebildeten Nip 34 (Stauchnip 34) geführt ist. Die Faserstoffbahn 14 ist dabei zwischen der Flauptwalze 10 und der Spannbahn 12 angeordnet.

Die Stauchwalze 13 weist einen um eine Längsachse L rotierbaren rotationssymmetrischen Grundkörper 36 mit einer Mantelfläche 38 auf, an der eine Mehrzahl von elastisch deformierbaren und/oder auslenkbaren ringförmigen Lamellen 40 angeordnet ist, die sich in radialer Richtung von der Mantelfläche 38 weg erstrecken und die den Grundkörper 36 in Umfangsrichtung umgeben (Fig. 4). In dem in Fig. 4 dargestellten Ausführungsbeispiel sind mehrere Lamellen 40 paarweise spiegelsymmetrisch in Richtung einer Mittenebene E der Stauchwalze 13 unter Bildung eines Neigungswinkels schräg geneigt, wobei die Mittenebene E senkrecht zur Längsachse L der Stauchwalze 13 ausgerichtet ist. Anstelle von einer Ausbildung der Lamellen 40 an der Mantelfläche 38 des Grundkörpers 36 der Stauchwalze 13 können die Lamellen 40 auch an einem Walzenbezug ausgebildet sein, welcher über den Grundkörper 36 überziehbar ist.

Durch Ausübung eines Drucks auf die Lamellen 40 (erzeugt durch die Hauptwalze 10) werden die Lamellen 40 in Richtung der Mittenebene E der Stauchwalze 13 ausgelenkt. Wenn der Abstand zwischen den Walzen 10, 13 einstellbar ist, insbesondere indem der Abstand zwischen den jeweiligen Längsachse L Walzen 10, 13 veränderbar ist, kann auch der auf die Lamellen 40 wirkende Druck variiert werden. Dabei gilt, je geringer der Abstand zwischen der Hauptwalze 10 und der Stauchwalze 13 ist, desto stärker werden die Lamellen 40 in dem Stauchnip 34 ausgelenkt. Die Lamellen 40 werden in dem Stauchnip 34 zusammengedrückt, d.h. in Richtung der Mittenebene E der Stauchwalze 13 ausgelenkt, und bewegen sich danach in ihre Ursprungslage zurück. Bei der Kompression der Lamellen 40 erzeugen diese aufgrund ihrer Ausgestaltung nach innen gerichtete Querkräfte, durch die die Spannbahn 12 unmittelbar bzw. die von der Spannbahn 12 getragene Faserstoffbahn 14 mittelbar während der Zuführung zur Mitte des Stauchnips 34 in Querrichtung gestaucht werden. Für eine noch stärkere Stauchung der Spannbahn 12 bzw. der von der Spannbahn 12 geförderten Faserstoffbahn 14 können mehrere Stauchwalzen 13 der Hauptwalze 10 zugeordnet sein, welche jeweils mit der Hauptwalze 10 einen Stauchnip 34 ausbilden (Fig. 2).

Wie vorstehend erläutert wurde, weist das auxetische Material und/oder die auxetische Struktur 16 der Spannbahn 12 eine negative Poissonzahl auf, weshalb eine auf die Spannbahn 12 wirkende Zugkraft keine Kontraktion der Spannbahn 12 in Richtung quer zur Zugkraftrichtung zur Folge hat, sondern eine Ausdehnung in Richtung quer zur Zugkraftrichtung. In den dargestellten Ausführungsbeispielen wirkt die Zugkraft stets in der Spannbahnebene, wobei die aufgrund der auxetischen Eigenschaften der Spannbahn 12 hervorgerufene Ausdehnung in Richtung quer zur Zugkraftrichtung ebenfalls in der Spannbahnebene erfolgt.

Vorzugsweise nimmt die negative Poissonzahl einen Wert an, der zwischen -0,5 und -1,5 und vorzugsweise zwischen -0,8 und -1,2 liegt. Für eine besonders gleichmäßige Stauchung der Spannbahn 12 nach der Aufhebung der Zugkraft in Gegenrichtung zur Zugkraftrichtung sowie in der Richtung quer dazu ist es von Vorteil, wenn die Spannbahn 12 ein auxetisches Material und/oder eine auxetische Struktur 16 mit einer Poissonzahl von zumindest annähernd -1.0 aufweist.

Die Zugkraft kann auf die Spannbahn 12 in einer Förderrichtung MD der Spannbahn 12 aber auch in einer zur Förderrichtung MD in der Spannbahnebene quer ausgerichteten Querrichtung CD wirken. Wirkt die Zugkraft in der Förderrichtung MD auf die Spannbahn 12, so dehnt sich die Spannbahn 12 in der Spannbahnebene in der Querrichtung CD auf. In vergleichbarer Weise kann sich die Spannbahn 12 in der Förderrichtung MD ausdehnen, wenn die Zugkraft auf die Spannbahn 12 in Querrichtung CD wirkt.

Zur Erzeugung einer Zugkraft weist die Walzenanordnung eine Spanneinrichtung 18 auf. Sie umfasst eine Breitstreckwalze 20. Die Breitstreckwalze 20 dient dazu, die Spannbahn 12 vor der Aufnahme der Faserstoffbahn 14 in der Spannbahnebene in Richtung quer zur Förderrichtung MD zu dehnen. Dabei wirken parallel zu der Längsachsen L der Breitstreckwalze 20 gegenläufig nach außen gerichtete Axialkräfte auf die Spannbahn 12, wodurch die Spannbahn 12 in der Spannbahnebene in Richtung quer zur Förderrichtung MD, d.h. in ihrer Querrichtung CD, und folglich auch in der Förderrichtung MD gedehnt wird. Es sei angemerkt, dass die Längsachse L der Breitstreckwalze 20 senkrecht zur Förderrichtung MD und parallel zur Spannbahnebene der Spannbahn 12 ausgerichtet ist. Zwischen der Breitstreckwalze 20 oder einem ausgangseitigen Ende eines Breitstreckwerks 22 mit mehreren Breitstreckwalzen 20 (siehe Fig. 2) ist eine Zuführwalze 42 vorgesehen, welche zusammen mit der Hauptwalze 10 einen Nip 44 (Zuführnip 44) ausbildet. Vorzugsweise können anstatt den in Fig. 2 dargestellten, zwei Breitstreckwalzen 20, auch drei, vier oder fünf Breitstreckwalzen 20 zu einem Breitstreckwerk 22 vorgesehen sein. In einer alternativen Ausführungsform der Erfindung ist es vorstellbar, dass anstelle der Breitstreckwalze ein anderes Breitstreckelement wie beispielsweise eine Breitstreckbürste oder eine Breitstreckstange verwendet wird. Vorzugsweise können auch zwei, drei oder vier Breitelemente vorgesehen sein.

Wie Fig. 1 zeigt, ist die Zuführwalze 42 unmittelbar hinter der Breitstreckwalze 20 angeordnet, um hierdurch möglichst wenig Breitendehnung der Spannbahn 12 zu verlieren. Es kann aber auch vorgesehen sein, dass die Zuführwalze 42 zu der Breitstreckwalze 20 oder dem Breitstreckwerk 22 in Förderrichtung MD gesehen beabstandet angeordnet ist. Dies ist möglich, so lang eine für den konkreten Anwendungsfall ausreichende Vordehnung der Spannbahn 12 aufrechterhalten werden kann (Fig. 2).

Der Zuführnip 44 zwischen Zuführwalze 42 und Hauptwalze 10 ist dem Stauchnip 34 in Förderrichtung MD gesehen vorgelagert. In den dargestellten Ausführungsbeispielen ist der Zuführnip 44 zu dem Stauchnip 34 (Fig. 1) oder zu dem in Förderrichtung gesehen ersten Stauchnip 34 um mindestens 15° vorgelagert (Fig. 2). Die Faserstoffbahn 14 und die Spannbahn 12 stehen dadurch vor dem Stauchnip 34 bereits für eine gewisse Zeit in Kontakt miteinander, was zur Stabilisierung der Faserstoffbahn 14 und damit letztlich zur Erzielung eines qualitativ hochwertigeren Endprodukts beiträgt. Außerdem wird die Spannbahn 12 durch die Führung entlang eines Umfangsabschnitts der Hauptwalze 10 gegen die Faserstoffbahn 14 gepresst, so dass eine hinreichend große Haftung zwischen den Bahnen 12, 14 erreicht wird. In diesem Bereich kann bereits eine Entspannung der Spannbahn 12 einsetzen, die zu einer ersten Stauchung der Faserstoffbahn 14 in MD und CD-Richtung führt. Diese Entspannung setzt spätestens durch die Wirkung der Stauchpresse 30 ein.

Der Zuführnip 44 dient auch zur Längsstauchung der Faserstoffbahn 14, wie im Folgenden beschrieben wird.

In der Förderrichtung MD gesehen verengt sich der Abstand zwischen der Zuführwalze 42 und der Hauptwalze 10 bis hin zur Mitte des Zuführnips 44. Anschließend vergrößert sich der Abstand zwischen Zuführwalze 42 und Hauptwalze 10 wieder. Bei einer Förderung der Spannbahn 12 sowie der Faserstoffbahn 14 entlang des Zuführnips 44 wird die Spannbahn 12 und letztlich auch die von der Spannbahn 12 geförderte Faserstoffbahn 14 aufgrund des Venturi-Effekts infolge der Verengung zunächst beschleunigt und anschließend aufgrund der Erweiterung hinter der Mitte des Zuführnips 44 abgebremst. Hierdurch wird die Spannbahn 12 sowie die zu fördernde Faserstoffbahn 14 in Förderrichtung MD bzw. Längsrichtung gestaucht. Dieser Effekt ist grundsätzlich auch im Stauchnip 34 zu beobachten.

Damit die Spannbahn 12 bzw. der zu fördernden Faserstoffbahn 14 in der Verengung des Zuführnips 44 nicht zu stark beschleunigt wird, ist es vorteilhaft, wenn die Spannbahn 12 in einer Richtung senkrecht zur Spannbahnebene „normal“ elastische (nicht auxetische) und/oder zumindest annähernd inkompressible Eigenschaften aufweist.

In dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist eine Umlenkwalze 46 vorgesehen, welche in Förderrichtung MD der Spannbahn 12 gesehen der Stauchpresse 30 nachgelagert ist und welche die Spannbahn 12 von der Faserstoffbahn 14 wegführt. In der Ausführungsform gemäß Fig. 2 übernimmt diese Funktion die letzte Stauchwalze 13.

Durch die Wirkung auxetischen Spannbahn 12, des Zuführnips 44 und der Stauchpresse 30 wird im Ergebnis eine nicht nur in MD-Richtung sondern auch in CD-Richtung kontrolliert gestauchte Faserstoffbahn 14 erzeugt. Die Stauchung/Schrumpfung der Bahn 14 kann durch die Anpassung unter anderem folgender Parameter oder Maßnahmen beeinflusst werden: Breite der Nips 44, 34, Stärke der Vordehnung der Bahn 12, Wahl geeigneter auxetischer Eigenschaften, Ausgestaltung der Stauchpresse, Länge des Kontaktes der Faserstoffbahn 14 mit der Spannbahn 12 und/oder der Hauptwalze 10.

In dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel der Walzenanordnung sind ferner Spannwalzen 21 vorgesehen, um die Bahnspannung zu regeln. Sie können beispielsweise auf einer Innenseite der Spannbahn 12 angeordnet sein, so dass sich die Spannbahn 12 durch eine bedarfsgerechte Verlagerung der Spannwalze 21 nach außen spannen lässt, um eine Zugkraft in Förderrichtung MD auf die Spannbahn 12 auszuüben. Alternativ oder zusätzlich kann eine Spannwalze 21 einer Außenseite der Spannbahn 12 angeordnet sein, so dass sich die Spannbahn 12 durch eine Verlagerung der Spannwalze 21 nach innen spannen lässt.

Bei den Ausführungsformen gemäß Fig. 1 und 2 wird zunächst aktiv eine Querdehnung der Spannbahn 12 erzeugt, die zu einer Längenänderung der Spannbahn 12 in Förderrichtung MD führt. Auch ein umgekehrter Ansatz ist denkbar, wie anhand von Fig. 3 gezeigt ist. Bei dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel wird eine Zugkraft in Förderrichtung MD erzeugt, die zu einer Querdehnung der Spannbahn 12 führt. Zu diesem Zweck kann die Spanneinrichtung 18 eine Steuereinrichtung 24 umfassen, welche dazu dient, eine Drehbewegung der Hauptwalze 10 und einer Spannwalze 21' derart individuell zu steuern, dass die Spannbahn 12 in Förderrichtung MD der Spannbahn 12 vor der Hauptwalze 10 unter Spannung gesetzt wird.

Letztlich ist es das Ziel, im Zulauf der Hauptwalze 10 eine Zugkraft auf die Spannbahn 12 aufzubringen, wodurch die Spannbahn 12 aufgrund ihrer auxetischen Eigenschaften auch in Querrichtung CD gedehnt wird. Im Rücklauf der Hauptwalze 10, d.h. im Zulauf der Spannwalze 21‘, ist die Spannbahn 12 weniger belastet oder sogar nahezu zugkraftfrei, so dass die Spannbahn 12 in ihrem ungedehnten oder zumindest teilentspannten Ausgangszustand von der Hauptwalze 10 zur Spannwalze 21 ‘ zurückgefördert wird.

Beispielsweise wird die Hauptwalze 10 aktiv mittels eines in den Figuren nicht weiter dargestellten Antriebs angetrieben werden, wohingegen die Spannwalze 21 ‘ ohne eigenen Antrieb passiv, d.h. lediglich durch die Hauptwalze 10 über die Spannbahn 12, mitangetrieben werden kann. Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass der Spannwalze 21' und/oder der Spannbahn 12 ein in den Figuren ebenfalls nicht weiter dargestelltes Bremsmittel zugeordnet ist. Das Bremsmittel kann in Form einer mechanischen Bremse und/oder einer elektromechanischen Bremse und/oder einer elektrodynamischen Bremse ausgebildet sein. Ferner kann vorgesehen sein, dass die Hauptwalze 10 und die Spannwalze 21' jeweils einen eigenen Antrieb aufweisen, wobei die Antriebe separat angesteuert werden, um einen Drehmomentunterschied zu erzeugen, der die gewünschte Zugspannung bewirkt.

Die beiden vorstehend anhand der Fig. 1 und 2 einerseits und anhand der Fig. 3 andererseits beschriebenen Konzepte lassen sich auch kombinieren. Beispielsweise können eine Breitstreckwalze 20 oder ein entsprechendes Breitstreckwerk 22 kurz vor der Hauptwalze 10 der Fig. 3 angeordnet werden.

Ferner ist aus Fig. 3 ersichtlich, dass die Walzenanordnung eine mit der Spannbahn 12 zusammenwirkende Andruckbahn 26 umfasst, die eine Art Gegendruckelement bildet. Die Andruckbahn 26 dient dazu, die Faserstoffbahn 14 zwischen sich und der Spannbahn 12 entlang eines Umfangsabschnitts der Hauptwalze 10 zu führen und diese gegeneinander zu pressen. Bevorzugt weist die Andruckbahn 26 auxetische Eigenschaften auf, die insbesondere denen der Spannbahn 12 entsprechen, um die Faserstoffbahn 14 beidseitig gleichmäßig zu stauchen. Für besondere Anwendungen kann die Andruckbahn 26 aber auch abweichende Eigenschaften aufweisen.

Zur Führung der Andruckbahn 26 entlang des Umfangsabschnitts der Hauptwalze 10 ist eine in Förderrichtung MD der Faserstoffbahn 14 bezüglich der Hauptwalze 10 vorgelagerte Umlenkwalze 28a und eine in Förderrichtung MD der Faserstoffbahn 14 nachgelagerte Um lenkwalze 28b vorgesehen, entlang welcher die Andruckbahn 26 geführt ist.

Ebenso wie der Spannbahn 12 eine Spanneinrichtung 18 zugeordnet ist, kann auch der Andruckbahn 26 eine Spanneinrichtung 18' zugeordnet sein, insbesondere wenn die Andruckbahn 26 auxetische Eigenschaften aufweist. Die der Andruckbahn 26 zugeordnete Spanneinrichtung 18' kann ebenso oder ähnlich ausgestaltet sein, wie die der Spannbahn 12 zugeordnete Spanneinrichtung 18.

In dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel umfasst die Spanneinrichtung 18' der Andruckbahn 26 eine Spannwalze 21 ', welche mit der Steuereinrichtung 24 (oder einer separaten Steuereinrichtung) verbunden ist, um eine Drehbewegung Spannwalze 21' und/oder der Walzen 28a, 28b der Andruckbahn 26 derart individuell zu steuern, dass die Andruckbahn 26 in Förderrichtung MD der Andruckbahn 26 vor der Hauptwalze 10 unter Spannung gesetzt wird. Bevorzugt wird eine Spannung erzeugt, die zu einer Dehnung der Bahn 26 führt, die der der Bahn 12 im Wesentlichen entspricht. Im Bereich zwischen den Umlenkwalzen 28a, 28b - also in dem Bereich, in dem die Faserstoffbahn 14 zwischen den Bahnen 12, 26 angeordnet ist - findet eine sukzessive Entspannung der Bahnen 12, 26 statt, so dass sich diese zusammenziehen. Dabei übertragen die Spannbahn 12 und die Andruckbahn 26 ihre Schrumpfung auf die geförderte Faserstoffbahn 14, wodurch eine in Förderrichtung MD als auch in Querrichtung CD in der Faserstoffbahnebene gestauchte Faserstoffbahn 14 entsteht. Durch die beidseitige Stützung und Querkraftbeaufschlagung der Faserstoffbahn 14 durch die Bahnen 12, 26 wird eine gleichmäßige und gut definierte Querstauchung erreicht.

Es ist unmittelbar ersichtlich, dass herkömmliche Systeme, wie etwa Clupak- Anlagen oder sog. „extensible units“ ohne weiteres nachgerüstet werden können, um die vorliegende Erfindung zu realisieren. Bei einer Clupak-Anlage (wie etwa in der US 2,624,245 A beschrieben) muss die Andruckbahn lediglich durch eine auxetische Spannbahn 12 ersetzt werden. Außerdem ist eine geeignete Spannvorrichtung 18 für diese Bahn 12 vorzusehen. Die Faserstoffbahn 14 läuft dann direkt über die (möglichst glatte) Flauptwalze 10 und wird auf der gegenüberliegenden Seite von der auxetischen Spannbahn 12 beaufschlagt. In diesem Zusammenhang sei erwähnt, dass der Venturi-Effekt dann nicht nur in Förderrichtung MD sondern auch in Querrichtung CD wirkt. Zusätzlich oder alternativ können das in Fig. 3 gezeigte Spannband 12 (mit Spanneinrichtung 18) eingeführt werden und/oder zumindest eine Stauchwalze 13 vorgesehen werden.

Nachfolgend wird nun die grundsätzliche Funktionsweise der erfindungsgemäßen Walzenanordnung genauer erläutert:

Zunächst wird die entspannte und somit ungedehnte Spannbahn 12 (Fig. 5a) mittels geeigneter Maßnahmen, wie zum Beispiel mittels der Spanneinrichtung 18 und/oder der Breitstreckwalze 20 oder dem Breitstreckwerk 22 gespannt, wodurch sich die Spannbahn 12 in ihrer Spannbahnebene in Förderrichtung MD und/oder quer zur Förderrichtung MD, d.h. in Querrichtung CD, ausdehnt (Fig. 5b). Die derart gespannte bzw. gedehnte Spannbahn 12 wird nun mit der noch ungestauchten Faserstoffbahn 14 zusammengeführt, so dass sich die Spannbahn 12 und die Faserstoffbahn 14 im Kontakt miteinander befinden (Fig. 5c). Anschließend wird die gespannte bzw. gedehnte Spannbahn 12 zumindest teilweise entspannt, z.B. beim Passieren des Stauchnips 34 (Fig. 1 ) oder der Stauchnips 34 (Fig. 2) oder im Bereich zwischen den Walzen 28a, 28b entlang der Flauptwalze 10 (Fig. 3). Flierdurch entspannt sich die Spannbahn 12 und zieht sich zusammen, wobei die resultierende Schrumpfung der Spannbahn 12 auch auf die Faserstoffbahn 14 übertragen wird (Fig. 5d). Nach der Separation von Spannbahn 12 und Faserstoffbahn 14 liegt eine in Förderrichtung MD und in Querrichtung CD in der Faserstoffebene gestauchte Faserstoffbahn 14 vor (Fig. 5e) und die entspannte Spannbahn 12 ist für ein erneutes Spannen bereit (Fig. 5a). Fig. 6 zeigt die Wirkungsweise einer beispielhaften makroskopischen auxetischen Struktur 16 anschaulich. Fig. 6a zeigt einen entspannten Zustand. Unter Einwirkung einer Querkraft (dicke Pfeile) wird eine Streckung in Längsrichtung (kleine Pfeile) erzeugt (Fig. 6b).

Bezuqszeichenliste

10 Hauptwalze

12 Spannbahn

13 Stauchwalze

14 Faserstoffbahn

16 auxetische Struktur

18 Spanneinrichtung

20 Breitstreckwalze

21 verlagerbare Bahnspannwalze

₂ Spannwalze

22 Breitstreckwerk

24 Steuereinrichtung

26 Andruckbahn

28a Umlenkwalze

28b Umlenkwalze

30 Stauchpresse

32 Gegenwalze

34 Stauchnip

36 Grundkörper

38 Mantelfläche

40 Lamellen

42 Zuführwalze

44 Zuführnip

46 Umlenkwalze

MD Förderrichtung

CD Querrichtung

L Längsachse

E Mittenebene

Claims

Ansprüche

1. Walzenanordnung zur Herstellung einer gestauchten Faserstoffbahn (14) mit einer Hauptwalze (10) und einer über die Hauptwalze (10) geführten Spannbahn (12, 26) zur Aufnahme der Faserstoffbahn (14), wobei die Spannbahn (12, 26) auxetische Eigenschaften aufweist.

2. Walzenanordnung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Spannbahn (12, 26) ein auxetisches Material und/oder eine auxetische Struktur (16) umfasst.

3. Walzenanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das auxetische Material und/oder die auxetische Struktur (16) eine negative Poissonzahl aufweisen bzw. aufweist, welche zwischen -0,5 und - 1,5, vorzugsweise zwischen -0,8 und -1,2 liegt und welche beispielsweise - 1,0 beträgt.

4. Walzenanordnung nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannbahn (12, 26) in einer durch die Spannbahn (12, 26) aufgespannten Spannbahnebene auxetische Eigenschaften aufweist und/oder in einer Richtung quer zur Spannbahnebene nicht auxetisch oder im Wesentlichen inkompressibel ist.

5. Walzenanordnung nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Walzenanordnung eine Spanneinrichtung (18, 18‘) aufweist, welche dazu ausgebildet ist, in Förderrichtung (MD) der Spannbahn (12,

26) vor der Hauptwalze (10) eine Zugkraft auf die Spannbahn (12, 26) auszuüben.

6. Walzenanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Spanneinrichtung (18, 18‘) zumindest eine Spannwalze (21 ') umfasst.

7. Walzenanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Hauptwalze (10) und die Spannwalze (21 ') jeweils zu einer Drehbewegung antreibbar sind, wobei eine Steuereinrichtung (24) vorgesehen ist, mit der die Drehbewegungen der Hauptwalze (10) und der Spannwalze (21 ') individuell derart steuerbar sind, dass die Spannbahn (12, 26) in Förderrichtung (MD) der Spannbahn (12, 26) vor der Hauptwalze (10) unter Spannung gesetzt wird.

8. Walzenanordnung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Spannwalze (21 ') und/oder der Spannbahn (12, 26) ein Bremsmittel zugeordnet ist.

9. Walzenanordnung nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Walzenanordnung eine mit der Spannbahn (12) zusammenwirkende Andruckbahn (26) umfasst, die dazu dient, die Faserstoffbahn (14) zwischen sich und der Spannbahn (12) entlang eines Umfangsabschnitts der Hauptwalze (10) zu führen, insbesondere wobei die Andruckbahn (26) auxetische Eigenschaften aufweist.

10. Walzenanordnung zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannbahn (12) oder die Andruckbahn (26) mittels einer in Förderrichtung (MD) der Faserstoffbahn (14) bezüglich der Hauptwalze (10) vorgelagerten Umlenkwalze (28a) und einer in Förderrichtung (MD) der Faserstoffbahn (14) bezüglich der Hauptwalze (10) nachgelagerten Umlenkwalze (28b) entlang des Umfangsabschnitts der Hauptwalze (10) geführt ist.

11. Walzenanordnung nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Walzenanordnung eine Spanneinrichtung (18‘) aufweist, welche dazu ausgebildet ist, in Förderrichtung (MD) der Andruckbahn (26) vorder Hauptwalze (10) eine Zugkraft auf die Spannbahn (12) auszuüben.

12. Walzenanordnung nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine, insbesondere zwei, vorzugsweise drei, vorzugsweise vier, Breitstreckwalze (20) oder ein, insbesondere zwei, vorzugsweise drei, vorzugsweise vier, Breitstreckelement (20), wie beispielsweise eine Breitstreckbürste oder eine Breitstreckstange, vorgesehen ist, mittels welcher die Spannbahn (12) und/oder -falls vorhanden - die Andruckbahn (26) vor der Aufnahme der Faserstoffbahn (14) quer zur Förderrichtung (MD) in der Spannbahnebene dehnbar ist.

13. Walzenanordnung nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Flauptwalze (10) zusammen mit einer Stauchwalze (13) eine Stauchpresse (30) bildet, wobei die die Faserstoffbahn (14) aufnehmende Spannbahn (12) und - falls vorhanden - die Andruckbahn (26) durch einen Nip (34) zwischen der Stauchwalze (13) und der Flauptwalze (10) geführt ist.

14. Walzenanordnung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Stauchwalze (13) einen um eine Längsachse (L) rotierbaren rotationssymmetrischen Grundkörper (36) mit einer Mantelfläche (38) aufweist, an der zumindest zwei elastisch deformierbare und/oder auslenkbare ringförmige Lamellen (40) angeordnet sind, die sich in radialer Richtung von der Mantelfläche (38) weg erstrecken und die den Grundkörper (36) in Umfangsrichtung umgeben, insbesondere wobei die Lamellen (40) in Richtung Mittenebene (E) der Stauchwalze (10‘) unter Bildung eines Neigungswinkels schräg zu einer senkrecht zur Längsachse (L) der Stauchwalze (10‘) ausgerichteten Mittenebene (E) der Stauchwalze (10‘) geneigt sind.

15. Walzenanordnung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine weitere Stauchwalze (13), insbesondere mit den Merkmalen des Anspruchs 15, der Hauptwalze (10) zugeordnet ist und mit dieser einen Nip ausbildet, durch den die Spannbahn geführt ist.

16. Walzenanordnung nach zumindest einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass eine Zuführwalze (42) vorgesehen ist, welche zusammen mit der Hauptwalze (10) einen Nip (44) ausbildet, der in Umfangsrichtung der Hauptwalze (10) gesehen dem durch die Stauchwalze (13) und die

Hauptwalze (10) gebildeten Nip (34) - in Förderrichtung (MD) gesehen - vorgelagert ist, insbesondere um mindestens 15°.

17. Verfahren zur Herstellung einer gestauchten Faserstoffbahn (14), insbesondere unter Verwendung einer Walzenanordnung gemäß einem der

Ansprüche 1 bis 16, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Dehnen einer Spannbahn (12, 26) mit auxetischen Eigenschaften in Förderrichtung (MD) und/oder quer zur Förderrichtung (MD) in einer Spannbahnebene vor dem Zusammenführen mit der Faserstoffbahn (14);

Zusammenführen der Faserstoffbahn (14) mit der gedehnten Spannbahn (12, 26), so dass die Spannbahn (12, 26) und die Faserstoffbahn (14) sich im Kontakt miteinander befinden; zumindest teilweises Entspannen der gedehnten Spannbahn (12, 26); und

Trennen der Faserstoffbahn (14) von der zumindest teilweise entspannten Spannbahn (12, 26).