DE102011084980A1

DE102011084980A1 - roller

Info

Publication number: DE102011084980A1
Application number: DE102011084980A
Authority: DE
Inventors: Michael Weinzettl; Frank Kretschmer; Peter Mödl; Johan Einarsson
Original assignee: Voith Patent GmbH
Current assignee: Voith Patent GmbH
Priority date: 2011-10-21
Filing date: 2011-10-21
Publication date: 2013-04-25
Also published as: EP2584092A1

Abstract

Eine Walze (1) für eine Maschine zur Herstellung einer Materialbahn, insbesondere für eine Papier-, Karton- oder Tissuemaschine, umfasst einen zylindrischen Walzenmantel (2) und einen die Oberfläche des Walzenmantels (2) überdeckenden elastischen Walzenbezug (3) mit einer nach außen weisenden Arbeitskontaktfläche (4), wobei in der Arbeitskontaktfläche Oberflächenformen (7, 8, 9) vorgesehen sind, welche in ihrer Gesamtheit eine offene Fläche und/oder ein offenes Volumen definieren. Die Oberflächenformen (7, 8, 9) weisen in auf die axiale Länge der Walze (1) bezogenen Randbereichen eine zu einem mittleren Bereich unterschiedlich große offene Fläche und/oder ein unterschiedlich großes offenes Volumen auf.A roll (1) for a machine for producing a material web, in particular for a paper, board or tissue machine, comprises a cylindrical roll shell (2) and an outer surface of the roll shell (2) overlapping elastic roll cover (3) facing working contact surface (4), wherein in the working contact surface surface forms (7, 8, 9) are provided, which define in their entirety an open area and / or an open volume. The surface shapes (7, 8, 9) have in the axial length of the roller (1) related edge regions to a central region of different sized open surface and / or a different sized open volume.

Description

Die Erfindung betrifft eine Walze insbesondere für die Pressenpartie einer bahnherstellenden Maschine wie einer Papier-, Karton- oder Tissuemaschine nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.The invention relates to a roller, in particular for the press section of a web-producing machine, such as a paper, board or tissue machine, according to the preamble of claim 1.

Stand der Technik bei der Oberflächengestaltung von Press- und Saugpresswalzenbezügen sind Blind- oder Sackbohrungen, gegebenenfalls Durchgangsbohrungen, welche bei Saugpresswalzen als Saugbohrungen dienen, sowie Spiralrillen oder umlaufende Rillen als Einzeleinstiche in Umfangsrichtung wie auch beliebige Kombinationen der genannten Elemente. Aufgabe dieser Oberflächengestaltung ist die Bereitstellung von offener Fläche bzw. offenem Volumen, welche die Entwässerung der Faserstoffbahn ermöglicht bzw. verbessert.Prior art in the surface design of press and Saugpresswalzenbezügen are blind or blind holes, optionally through holes, which serve as suction holes in Saugpresswalzen, and spiral grooves or circumferential grooves as individual punctures in the circumferential direction as well as any combination of said elements. Task of this surface design is the provision of open area or open volume, which allows or improves the dewatering of the fibrous web.

Eine Walze mit einer derartigen Oberflächengestaltung geht beispielsweise aus der europäischen Patentschrift EP 1 103 654 B1 hervor. Diese zeigt eine Walze mit einem hohlen Walzenmantel mit Perforationen und einem Walzenbezug, wobei der Walzenbezug auf dem perforierten hohlen Walzenmantel vorgesehen ist und eine nach außen weisende Arbeitskontaktfläche umfasst, in der mehrere Durchgangsbohrungen vorgesehen sind, die sich durch den Walzenbezug erstrecken und auf jeweilige Mantelperforationen ausgerichtet sind, um Sauglöcher in der Walze bereitzustellen. Die Arbeitskontaktfläche umfasst weiterhin mehrere Sacklöcher oder Blindbohrungen, wobei die Querschnittsfläche jeder Durchgangsbohrung der jeder Blindbohrung entspricht. Zusätzlich umfasst die Arbeitsfläche eine kontinuierliche Umfangsnut, die die Durchgangsbohrungen verbindet.A roller with such a surface design is for example from the European patent EP 1 103 654 B1 out. This shows a roll with a hollow roll shell with perforations and a roll cover, wherein the roll cover is provided on the perforated hollow roll shell and comprises an outwardly facing working contact surface in which a plurality of through holes are provided which extend through the roll cover and aligned with respective jacket perforations are to provide suction holes in the roller. The working contact surface further comprises a plurality of blind holes or blind holes, wherein the cross-sectional area of each through hole corresponds to each blind bore. In addition, the work surface includes a continuous circumferential groove connecting the through holes.

Derartige Walzen wirken mit Bespannungen zusammen, welche die Faserstoffbahn durch die Maschine transportieren und unterstützen, da die Faserstoffbahn besonders im Nassteil der Maschine noch nicht stabil genug ist, um freie Züge zwischen Walzen ohne Bespannung zu durchlaufen. Die Bespannungen sind jeweils auf ihre Position in der Maschine abgestimmt und erfüllen je nach Position unterschiedliche Aufgaben. In der Pressenpartie, wo die o.g. Press- oder Saugpresswalzen angesiedelt sind, sind Pressfilze mit möglichst guter Wasserspeicherungs- und -abgabefunktion gefragt, welche gemeinsam mit den Oberflächenformen der Walzen das in einem Walzenspalt zwischen zwei Walzen oder auch zwischen einer Walze und dem Pressschuh einer Schuhpresse aus der Faserstoffbahn ausgepresste Wasser aufnehmen, um so den Trockengehalt der Faserstoffbahn zu fördern. Pressfilze dieser Art sind aus einer Vielzahl von Publikationen bekannt.Such rollers cooperate with fabrics that transport and support the fibrous web through the machine, since the fibrous web is not stable enough, especially in the wet end of the machine to go through free trains between rollers without strings. The fabrics are each matched to their position in the machine and fulfill different tasks depending on the position. In the press section, where the o.g. Pressing or Saugpresswalzen are settled, press felts with the best possible water storage and discharge function are required, which record together with the surface shapes of the rollers in a nip between two rollers or between a roller and the press shoe of a shoe press pressed out of the fibrous web water so as to promote the dry content of the fibrous web. Press felts of this type are known from a variety of publications.

Die entsprechend aufeinander abgestimmte Ausbildung von Walze und Bespannung und die Optimierung der jeweiligen Einzelkomponenten sind somit von besonderer Bedeutung für die Qualität des Endproduktes. Besonders problematisch werden in diesem Zusammenhang die Randbereiche der Walzen wahrgenommen, wo sowohl die Kanten der Faserstoffbahn als auch die Kanten der die Faserstoffbahn transportierenden Bespannungen verlaufen.The correspondingly coordinated formation of roller and clothing and the optimization of the respective individual components are thus of particular importance for the quality of the final product. Particularly problematic in this context, the edge regions of the rollers are perceived where both the edges of the fibrous web and the edges of the fibrous web transporting fabrics run.

Die Bespannungen haben in den Randbereichen oft Eigenschaften, welche von der Beschaffenheit in der Mitte der Bespannung (in Maschinenquerrichtung gesehen) abweichen, wie beispielsweise unterschiedliche Permeabiltät aufgrund der Erwärmung und des nachfolgenden Schrumpfes beim Herstellungsprozess. Auch die Belastung der Bespannung im Walzen- oder Schuhpressspalt führt durch Verformungen der Walzen, Bombierungen etc. zu unterschiedlichen Anpressdrücken und in der Folge zu unterschiedlich starker Belastung der Filze im Mitten- und im Randbereich. In der Folge kommt es zu abweichendem Entwässerungsverhalten der Bespannung im Randbereich. The fabrics often have properties in the edge regions which differ from the mid-fabric (as seen in the cross-machine direction), such as different permeability due to heating and subsequent shrinkage in the manufacturing process. The loading of the clothing in the roll or shoe press nip leads by deformations of the rollers, crowns, etc. to different contact pressures and as a result to different levels of stress on the felts in the middle and in the edge region. As a result, deviating drainage behavior of the clothing in the edge region occurs.

Weiter sind die Randbereiche der Bespannung oft durch den Kontakt mit der Materialbahnkante und den dort auftretenden Abrieb verschmutzt.Furthermore, the edge regions of the clothing are often contaminated by the contact with the material web edge and the abrasion occurring there.

In der Folge treten schlechtere Entwässerung der Faserstoffbahn, nasse Bahnkanten, Randaufstehen, Falten, Bahnein- oder -abrisse, hydraulische Überlast, schlechtere Blattabgabe und verstärkte Kompaktierung der Bespannung im Kantenbereich auf.As a result, occur worse drainage of the fibrous web, wet web edges, edge rising, wrinkles, Bahnein- or tears, hydraulic overload, poorer sheet delivery and increased compaction of the fabric in the edge region.

Ein Großteil aller Papiermaschinen, die graphische Papiere bei hohen Geschwindigkeiten von mehr als 1350 m/min herstellen, leiden unter Randproblemen, die durch Einflüsse sowohl aus dem Bereich der Walzen als auch aus dem Bereich der Bespannungen begründet sind. Sogar ein Teil der Verpackungspapiermaschinen ist bei Arbeitsgeschwindigkeiten von weniger als 1000 m/min davon betroffen.A large proportion of all paper machines that produce graphic papers at high speeds of more than 1350 m / min suffer from marginal problems caused by influences both from the area of the rolls and from the area of the coverings. Even some of the packaging paper machines are affected at working speeds of less than 1000 m / min.

Die Aufgabe der Erfindung besteht somit darin, Oberflächenformen der Walzenbezüge so weiterzubilden, dass die bekannten walzenseitigen Nachteile des Standes der Technik in den Randbereichen vermieden werden.The object of the invention is thus to develop surface shapes of the roll covers so that the known roll side disadvantages of the prior art are avoided in the edge regions.

Die Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 in Verbindung mit den gattungsbildenden Merkmalen gelöst.The object is achieved by the characterizing features of claim 1 in conjunction with the generic features.

Erfindungsgemäß ist dabei vorgesehen, dass die Oberflächenformen, welche in der Arbeitskontaktfläche eines Walzenbezuges ausgebildet sind, in auf die axiale Länge der Walze bezogenen Randbereichen eine zu einem mittleren Bereich unterschiedlich große offene Fläche und/oder ein unterschiedlich großes offenes Volumen aufweisen.According to the invention it is provided that the surface shapes, which are formed in the working contact surface of a roll cover, in relation to the axial length of the roll-related edge regions one to a central region have different sized open area and / or a different sized open volume.

Dadurch können das Entwässerungsverhalten und der Trockengehalt der Faserstoffbahn gezielt modelliert werden, während negative Nebeneffekte wie Randaufstehen, Faltenbildung, Bahnein- und -abrisse etc. reduziert werden können.As a result, the dewatering behavior and the dry content of the fibrous web can be modeled in a targeted manner, while negative side effects such as edge rise, wrinkling, web incisions, etc. can be reduced.

In der Folge sind eine bessere Qualität des Endproduktes und weniger Maschinenausfallzeiten zu beobachten.As a result, a better quality of the end product and less machine downtime can be observed.

Weitere vorteilhafte Aspekte der Erfindung gehen aus den abhängigen Ansprüchen hervor.Further advantageous aspects of the invention will become apparent from the dependent claims.

Vorzugsweise ist die durch die Oberflächenformen gebildete offene Fläche und/oder das durch die Oberflächenformen gebildete offene Volumen in den Randbereichen der Walze größer ist als im mittleren Bereich der Walze. Preferably, the open area formed by the surface shapes and / or the open volume formed by the surface shapes is greater in the edge regions of the roll than in the central region of the roll.

Die Oberflächenformen können in Form von den Walzenbezug und den Walzenmantel durchgreifenden Saugbohrungen und/oder Blindbohrungen und/oder zumindest einer Rillung ausgebildet sein. Die möglichen Kombinationen können je nach den Pressdrücken in der Pressenpartie und dem gewünschten Trockengehalt der Faserstoffbahn gewählt werden.The surface shapes may be in the form of suction bores and / or blind bores and / or at least one groove which penetrates the roll cover and the roll shell. The possible combinations can be selected according to the pressing pressures in the press section and the desired dry content of the fibrous web.

Vorteilhafterweise können die Saugbohrungen und/oder die Blindbohrungen in den Randbereichen einen größeren Durchmesser von bis zu 4 mm als im mittleren Bereich der Walze aufweisen, wodurch die Entwässerung in den Randbereichen gefördert wird.Advantageously, the suction holes and / or the blind holes in the edge regions have a larger diameter of up to 4 mm than in the central region of the roller, whereby the drainage is promoted in the edge regions.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung kann auch die Anzahl der Blindbohrungen in den Randbereichen höher als im mittleren Bereich der Walze sein.According to a further aspect of the invention, the number of blind holes in the edge regions may be higher than in the middle region of the roll.

Die zumindest eine Rillung kann in Form einer sich über zumindest einen Teil der axialen Länge der Walze erstreckenden Spiralrillung, in Form von mehreren parallelen Spiralrillungen oder in Form von einander benachbarten Einzeleinstichen ausgebildet sein. Die jeweilig günstigste Ausführungsform kann je nach den in der jeweiligen Position herrschenden Verhältnissen ausgewählt werden.The at least one groove may be in the form of a spiral groove extending over at least part of the axial length of the roller, in the form of a plurality of parallel spiral grooves, or in the form of individual notches adjacent to one another. The respective most favorable embodiment can be selected depending on the prevailing conditions in the respective position.

Weiterhin ist es möglich, die jeweilige gewählte Rillenform nicht in Form einer durchgehenden Rillung auszubilden, sondern nur als – auch verschieden lange – Rillenabschnitte, so dass Stege – auch variabler Länge – zwischen den Rillenabschnitten vorhanden sind. Dadurch ist es möglich, das Entwässerungsverhalten in diesen Bereichen nahezu beliebig einzustellen, da die offene Fläche bzw. das offene Volumen beliebig einstellbar sind.Furthermore, it is possible not to form the respective selected groove shape in the form of a continuous groove, but only as - also different lengths - groove sections, so that webs - also of variable length - are present between the groove portions. This makes it possible to set the drainage behavior in these areas almost arbitrary, since the open area and the open volume are arbitrarily adjustable.

Zudem ist eine Ausbildung von nicht umfänglich verlaufenden Rillen denkbar, bei welcher die Ausrichtung der Rillen oder Rillenabschnitte unter anderen Winkeln, ggf. bis zu einer parallel zur Walzenachse verlaufenden Anordnung, erfolgen kann. Diese Ausführungsform kann schnell und kostengünstig in den Randbereichen der Walze angebracht werden.In addition, a formation of non-circumferentially extending grooves is conceivable in which the alignment of the grooves or groove sections at other angles, possibly up to a parallel to the roll axis arrangement, can take place. This embodiment can be quickly and inexpensively mounted in the edge regions of the roll.

Vorteilhafterweise kann eine Rillung in den Randbereichen der Walze einen geringeren gegenseitigen Abstand und/oder eine größere Breite und/oder eine größere Tiefe als die Rillung im mittleren Bereich der Walze aufweisen. Durch jedes dieser Merkmale allein oder durch eine Kombination von zwei oder mehr der genannten Merkmale ist es möglich, die in den Randbereichen herrschenden Entwässerungsbedingungen sehr genau einzustellen.Advantageously, a scoring in the edge regions of the roll may have a smaller mutual distance and / or a greater width and / or a greater depth than the scoring in the middle region of the roll. By means of each of these features alone or by a combination of two or more of the mentioned features, it is possible to set very precisely the dewatering conditions prevailing in the edge regions.

Alternativ kann die Rillung auch nur in den Randbereichen ausgebildet sein, was eine besonders einfache und kostengünstige Variante darstellt.Alternatively, the scoring may also be formed only in the edge regions, which represents a particularly simple and cost-effective variant.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann sich die gegenüber dem mittleren Bereich der Walze unterschiedliche offene Fläche und/oder das unterschiedliche offene Volumen in den Randbereichen im Wesentlichen bis zu 100 cm, bevorzugt bis zu 30 cm, besonders bevorzugt mindestens 10 cm ausgehend von den endständigen Kanten des Walzenbezuges in axialer Richtung der Walze erstrecken. Dadurch kann sichergestellt werden, dass sich die Papierbahnkanten und die Kanten der während des Betriebs in axialer Richtung oszillierenden Bespannung stets über den mit den erfindungsgemäßen Maßnahmen ausgestalteten Randbereichen befinden.According to an advantageous embodiment of the invention, the opposite to the central region of the roll different open area and / or the different open volume in the edge regions substantially up to 100 cm, preferably up to 30 cm, more preferably at least 10 cm starting from the terminal Extend edges of the roll cover in the axial direction of the roller. It can thus be ensured that the paper web edges and the edges of the clothing oscillating in the axial direction during operation are always located above the edge regions designed with the measures according to the invention.

Gemäß einem weiteren vorteilhaften Aspekt der Erfindung kann eine Querschnittsform der Saugbohrungen im Randbereich der Walze konisch ausgeführt sein, wodurch eine sehr einfach Möglichkeit eröffnet wird, die offene Fläche bzw. das offene Volumen zu erhöhen.According to a further advantageous aspect of the invention, a cross-sectional shape of the suction holes in the edge region of the roller can be made conical, whereby a very easy way is opened to increase the open area or the open volume.

Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele näher erläutert. In den Figuren zeigen:The invention will be explained in more detail below with reference to the drawings with reference to preferred embodiments. In the figures show:

1 eine stark schematisierte Schnittansicht einer Saugpresswalze, welche zur Anwendung der erfindungsgemäßen Maßnahmen geeignet ist, 1 a highly schematic sectional view of a suction press roll, which is suitable for application of the measures according to the invention,

2 eine ausschnittsweise Vergrößerung des Bezugs einer Walze gemäß dem Stand der Technik, 2 a partial enlargement of the cover of a roller according to the prior art,

3A–B stark schematisierte Ansichten von Bohrungsverteilungen und Rillierungen gemäß dem Stand der Technik, 3A -B highly schematic views of prior art bore distributions and crevices,

4A–B stark schematisierte Ansichten von Ausführungsbeispielen für Bohrungsverteilungen und Rillierungen erfindungsgemäßer Walzen, 4A -B highly schematic views of exemplary embodiments for bore distributions and grooves of rolls according to the invention,

5 eine stark schematisierte Ansicht einer weiteren Walze mit erfindungsgemäßen Rillierungen, und 5 a highly schematic view of another roll with grooves according to the invention, and

6 eine stark schematisierte Schnittansicht einer beispielhaften Saugbohrung in einer erfindungsgemäßen Walze. 6 a highly schematic sectional view of an exemplary suction hole in a roll according to the invention.

In 1 ist stark schematisiert eine Walze 1, welche in einer bahnherstellenden Maschine wie einer Papier-, Karton- oder Tissuemaschine Verwendung finden kann, dargestellt. Die erfindungsgemäßen Maßnahmen sind dabei gleichwertig an besaugten und an nicht besaugten Positionen anwendbar, also beispielsweise bei Saugwalzen, Saugpresswalzen, reinen Presswalzen oder auch bei Schuhpressen. Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer Saugpresswalze näher beschrieben.In 1 is highly schematized a roller 1 , which can be used in a web-making machine such as a paper, board or tissue machine, shown. The measures according to the invention are equally applicable to evacuated and non-evacuated positions, so for example in suction rolls, suction press rolls, pure press rolls or shoe presses. The invention will be described in more detail below with reference to a suction press roll.

Die Walze 1 weist einen Walzenmantel 2 auf, welcher beispielsweise aus Metall oder aus einem faserverstärkten Kunststoffmaterial bestehen kann. Auf dem Walzenmantel 2 ist ein Walzenbezug 3 ausgebildet, welcher in üblicher Weise eine Haftvermittlungsschicht, eine oder mehrere Zwischenschichten sowie eine Funktionsschicht umfassen kann. Der Walzenbezug 3 weist eine nach außen weisende Arbeitskontaktfläche 4 auf, welche in Kontakt mit einem Pressfilz oder einem Sieb stehen kann.The roller 1 has a roll shell 2 on, which may for example consist of metal or of a fiber-reinforced plastic material. On the roll jacket 2 is a roll cover 3 formed, which may comprise in a conventional manner an adhesion-promoting layer, one or more intermediate layers and a functional layer. The roll cover 3 has an outwardly facing working contact surface 4 which may be in contact with a press felt or wire.

Die Walze 1 kann weiterhin endseitig mit Walzenböden 5 abgeschlossen sein und an den Walzenböden 5 Lager- und/oder Antriebszapfen 6 aufweisen, welche der Lagerung der Walze 1 in einer nicht weiter dargestellten Maschinenstuhlung und der Einleitung einer Antriebskraft in die Walze 1 dienen.The roller 1 can continue with roller bottoms 5 be completed and on the roll bottoms 5 Bearing and / or drive pin 6 which is the storage of the roller 1 in a machine chair not shown and the introduction of a driving force in the roller 1 serve.

Üblicherweise wirkt die Saugpresswalze 1 mit einer entsprechenden Gegenwalze zu einem Nip oder Pressspalt zusammen, wo Druck auf die noch nasse Faserstoffbahn ausgeübt und das Wasser aus der Faserstoffbahn herausgepresst und/oder gesaugt wird. Die Gestaltung der Arbeitskontaktfläche 4 ist dabei neben der Gestaltung des Pressfilzes wesentlich dafür verantwortlich, in welchem Maße die durch eine Presse laufende Faserstoffbahn entwässert werden kann.Usually, the suction press roller acts 1 together with a corresponding counter-roller to a nip or press nip, where pressure is exerted on the still wet fibrous web and the water is pressed out of the fibrous web and / or sucked. The design of the work contact surface 4 In addition to the design of the press felt, it is essentially responsible for the extent to which the fibrous web passing through a press can be dewatered.

Gemäß derzeitigem Stand der Technik werden Oberflächenformen zur Vergrößerung der offenen Fläche in den Walzenbezug 3 eingebracht, um dem Wasser ein Ausweichvolumen zur Verfügung zu stellen, in welches es aus der Faserstoffbahn aufgenommen werden kann. Die Oberflächenformen, welche beispielsweise in Form von Blindbohrungen oder Sacklöchern sowie als längliche Vertiefungen wie Nuten oder Rillen ausgebildet sein können, sorgen dann dafür, dass das Wasser abgeleitet wird, indem es beispielsweise seitlich aus dem Ausweichvolumen abgeleitet oder in Bahnlaufrichtung in Auffangwannen abgegeben wird. Je größer die offene Fläche resp. das offene Volumen, desto mehr Wasser kann aufgenommen werden. According to the current state of the art, surface shapes are used to increase the open area in the roll cover 3 introduced to provide the water an escape volume available, in which it can be absorbed from the fibrous web. The surface shapes, which may be formed, for example, in the form of blind holes or blind holes and as elongated depressions such as grooves or grooves, then ensure that the water is dissipated by, for example, laterally derived from the evasive volume or discharged in the web running direction in drip pans. The larger the open area resp. the open volume, the more water can be absorbed.

Eine bekannte Kombination von Oberflächenformen geht beispielhaft aus 2 hervor. Diese zeigt einen vergrößerten Ausschnitt z.B. im Bereich II in 1, wobei der Walzenbezug 3 geschnitten dargestellt ist. Die dargestellte Walze 1 ist hierbei als Saugpresswalze 1 ausgebildet, welche im Walzenmantel 2 und im Walzenbezug 3 einerseits als Saugöffnungen dienende Durchgangsbohrungen 7 sowie andererseits im Walzenbezug 3 ausgebildete Blindbohrungen 8 aufweist. Die Walze 1 kann in ihrem Innenraum nicht weiter dargestellte Saugvorrichtungen wie beispielsweise Unterdrucksaugkästen aufweisen, um Wasser aus der Faserstoffbahn zu saugen. Die Durchgangsbohrungen 7 sind naturgemäß so ausgeführt, dass die jeweiligen im Walzenbezug 3 liegenden Durchgangsbohrungen 7 auf ihre entsprechenden Gegenstücke 12 im Walzenmantel 2 ausgerichtet sind. Die Durchgangsbohrungen 7 und die Blindbohrungen 8 werden gewöhnlich beispielsweise durch Bohren in einem gleichmäßigen Muster in den Walzenmantel 2 bzw. in den Walzenbezug 3 eingebracht. Ein Durchmesser der Durchgangs- und Blindbohrungen 7, 8 kann dabei je nach Anforderungen gleich groß oder unterschiedlich groß gestaltet sein. Die Wahl des Durchmessers hängt dabei u.a. von der im Nip wirkenden Linienlast und von der Härte des Walzenbezuges 3 ab, welche wiederum von der Materialwahl abhängt. Hier werden vorzugsweise Walzenbezüge 3 aus Hochleistungspolyurethan in einem Härtebereich von ca. 5 bis ca. 30 P&J beschrieben. A known combination of surface forms is exemplary 2 out. This shows an enlarged section eg in area II in 1 , wherein the roll cover 3 is shown cut. The illustrated roller 1 is here as Saugpresswalze 1 formed, which in the roll shell 2 and in the roll cover 3 on the one hand as suction openings serving through holes 7 and on the other hand in the roll cover 3 trained blind holes 8th having. The roller 1 may have in their interior not shown suction devices such as vacuum suction boxes to suck water from the fibrous web. The through holes 7 are naturally designed so that the respective in the roll cover 3 lying through holes 7 on their corresponding counterparts 12 in the roll jacket 2 are aligned. The through holes 7 and the blind holes 8th Usually, for example, by drilling in a uniform pattern in the roll shell 2 or in the roll cover 3 brought in. A diameter of the through and blind holes 7 . 8th can be made the same size or different sizes depending on the requirements. The choice of the diameter depends, among other things, on the line load acting in the nip and on the hardness of the roll cover 3 which in turn depends on the choice of material. Here are preferably roll covers 3 from high performance polyurethane in a hardness range of about 5 to about 30 P & J.

Zusätzlich zu den Bohrungen 7, 8 ist in 2 eine Rillung 9 in der Arbeitskontaktfläche 4 erkennbar, welche den offenen Anteil derselben erhöht. Je nach Durchmesser der Bohrungen 7, 8 und der Ausführung der Rillung 9 beträgt der offene Anteil der Arbeitskontaktfläche ca. 25%. Die Rillung 9 ist dabei zumeist als ein- oder mehrgängige Spiralnut oder in Form mehrerer Einzeleinstiche ausgeführt.In addition to the holes 7 . 8th is in 2 a crease 9 in the working contact surface 4 recognizable, which increases the open portion of the same. Depending on the diameter of the holes 7 . 8th and the execution of the scoring 9 the open part of the working contact surface is approx. 25%. The crease 9 is usually designed as a single or multi-start spiral groove or in the form of several individual incisions.

Da die bekannten Oberflächenformen die vorstehend beschriebenen Variationen der Bespannungen über die Maschinenbreite, die über die Maschinenbreite vorhandene Profilierung des hydraulischen Verhaltens und die Problematiken der Randbereiche bisher nicht berücksichtigen, was zu den genannten Unzulänglichkeiten in Betrieb der bahnherstellenden Maschine führt, werden nun erfindungsgemäß Vorschläge gemacht, die Oberflächenformen so zu verbessern, dass eine verbesserte Entwässerung in den Randbereichen und eine Vergleichmäßigung des Feuchtequerprofils und der Entwässerung der Faserstoffbahn erfolgen kann und die Tendenz zu Randaufstehen, die Bildung von Falten und die Gefahr von Bahnein- und -abrissen verringert wird. Since the known surface shapes so far do not take into account the above-described machine width variations, hydraulic profile profiling and marginal area problems, which leads to said shortcomings in operation of the web-making machine, now According to the invention, proposals are made to improve the surface shapes so that improved drainage in the edge regions and equalization of the moisture CD and the dewatering of the fibrous web can be done and the tendency to edge risen, the formation of wrinkles and the risk of Bahnein- and tears is reduced ,

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel derartig verbesserter Oberflächenformen ist den stark schematisierten Darstellungen der 4A und 4B zu entnehmen. Zur Verdeutlichung der Maßnahmen sind den 4A und 4B die 3A und 3B gegenübergestellt, welche in identischer Darstellung die bisher üblichen Merkmale zeigen. In den 3A und 4A sind jeweils die die Bohrungen 7, 8 betreffenden Maßnahmen dargestellt (ohne Unterscheidung zwischen Blind- und Saugbohrungen), während die 3B und 4B die die Rillung 9 betreffenden Maßnahmen gezeigt werden. Es ist zu beachten, dass die 3A und 4A Aufsichten auf entsprechende Walzenbezüge darstellen, während die 3B und 4B die Tiefer der Rillung 9 im Bezug 3 darstellen sollen und somit als (übertriebene) Schnittzeichnung zu verstehen sind. Auf eine Schraffur wurde aus Gründen der Übersichtlichkeit verzichtet.A preferred embodiment of such improved surface shapes is the highly schematic representations of 4A and 4B refer to. To clarify the measures are the 4A and 4B the 3A and 3B compared, which show the usual features in an identical representation. In the 3A and 4A are each the holes 7 . 8th measures (without distinguishing between blind and suction bores), while the 3B and 4B the creasing 9 concerned. It should be noted that the 3A and 4A Supervision to represent appropriate roller covers, while the 3B and 4B the lower part of the grooving 9 related to 3 should represent and thus as (exaggerated) sectional drawing to understand. Hatching was omitted for reasons of clarity.

Gegenstand der Erfindung ist es, in den Randbereichen der Walze 1 verglichen mit dem in Maschinenquerrichtung mittleren Bereich eine unterschiedlich große offene Fläche respektive ein unterschiedlich großes offenes Volumen zur Verfügung zu stellen, um das Entwässerungsverhalten entsprechend modellieren zu können. Dies kann seitens der Bohrungen 7, 8 durch im Durchmesser größere Blindbohrungen 8’ und/oder größere Saugbohrungen 7’ und/oder seitens der Rillung 9 durch eine breitere und/oder tiefere Rillung 9’ erzielt werden. The object of the invention is, in the edge regions of the roller 1 compared to the middle transverse direction in the cross machine direction to provide a different size open area respectively a different sized open volume available to model the drainage behavior accordingly. This can be done by drilling 7 . 8th through larger diameter blind holes 8th' and / or larger suction holes 7 ' and / or part of the grooving 9 by a wider and / or deeper grooving 9 ' be achieved.

Die Durchmesser der Blindbohrungen 8 beträgt normalerweise 2,0 bis 2,2 mm, während die größeren Blindbohrungen 8’ erfindungsgemäß Durchmesser von 2,5 bis 4,0 mm erhalten können. Die Durchmesser der Saugbohrungen 7 betragen gewöhnlich 2,6 bis 3,2 mm und können erfindungsgemäß für die größeren Sauglöcher 7’ Durchmesser von 3,5 bis 3,7 mm erhalten.The diameters of blind holes 8th is normally 2.0 to 2.2 mm, while the larger blind holes 8th' According to the invention can obtain diameters of 2.5 to 4.0 mm. The diameters of the suction holes 7 are usually 2.6 to 3.2 mm and can according to the invention for the larger suction holes 7 ' Diameter of 3.5 to 3.7 mm received.

Bevorzugt ist die Tiefe einer Rillung 9’ im Randbereich der Walze 1 um bis zu 40% und bevorzugt um ca. 20% größer als die Tiefe der Rillung 9 in den übrigen Bereichen.The depth of a groove is preferred 9 ' in the edge region of the roller 1 by up to 40% and preferably by about 20% greater than the depth of the scoring 9 in the remaining areas.

Die offene Fläche in den Randbereichen der Arbeitskontaktfläche 4 kann durch die Maßnahmen jeweils allein oder in Kombination miteinander um ca. 20% erhöht werden.The open area in the edge areas of the working contact surface 4 can be increased by about 20% by the measures alone or in combination with each other.

Die Änderung der Oberflächenformen beginnt vorteilhafterweise ungefähr 1000 cm, bevorzugt ungefähr 30 cm, besonders bevorzugt ungefähr 10 cm innerhalb des von der Faserstoffbahn überdeckten Bereichs der Walze 1. Dies ist wegen des Wanderns der Bespannung in Maschinenquerrichtung – auch als Oszillation bezeichnet – im Betrieb der Maschine notwendig, um sicherzustellen, dass sich die Bespannungs- und Bahnkanten stets im Bereich der randständig modifizierten Oberflächenformen befinden. Eine zu breite Ausbildung der veränderten Oberflächenformen ist jedoch zu vermeiden, um nicht in Richtung der Mitte der Walze 1 unerwünschte Nebeneffekte wie beispielsweise eine zu stark unterschiedliche Entwässerung der Faserstoffbahn oder Markierungen zu erzielen.The change in surface shapes advantageously begins about 1000 cm, preferably about 30 cm, more preferably about 10 cm within the area of the roll covered by the fibrous web 1 , This is because of the migration of the fabric in the cross machine direction - also referred to as oscillation - in the operation of the machine necessary to ensure that the string and web edges are always in the range of marginally modified surface shapes. Too broad training of the changed surface shapes is to be avoided, however, not in the direction of the center of the roll 1 To achieve undesirable side effects such as excessive dehydration of the fibrous web or markers.

Da die meisten Walzen 1 bombiert und/oder mit einer Randfreistellung versehen sind, also die Dicke des Walzenbezuges 3 über die axiale Länge der Walze 1 variiert, ist der Begriff „Tiefe“ der Rillung 9, 9’ relativ zur Walzenoberfläche 4 und nicht auf die Dicke der Bezugsschicht 3 zu beziehen. In den bombierten Bereichen kann somit die Rillentiefe faktisch genauso tief sein wie im mittleren Bereich, da sie zwar tiefer angelegt wurde, aber durch die Bombierung abgeflacht wurde. Ist die Rillentiefe dagegen von Haus aus wie aus dem Stand der Technik bekannt überall gleich tief, wird sie durch Anbringung der Bombierung abgeflacht, wodurch sich die bekannten Probleme des zu geringen offenen Volumens mit der schlechteren Entwässerung etc. ergeben. Because most of the rollers 1 cambered and / or provided with an edge relief, so the thickness of the roll cover 3 over the axial length of the roller 1 varies, the term "depth" of the grooving 9 . 9 ' relative to the roll surface 4 and not on the thickness of the cover layer 3 to acquire. Thus, in the cambered areas, the groove depth can in fact be as deep as in the middle area, since it was indeed laid deeper, but was flattened by the crowning. If, by contrast, the depth of the groove is inherently deep everywhere, as is known from the prior art, it is flattened by attaching the crowning, which results in the known problems of too small an open volume with poor drainage, etc.

Die Dimensionierung der Rillung 9, 9’ kann je nach den in der Presse wirkenden Kräften und den Abmessungen der Walze 1 erfolgen, beispielhaft kann die tiefe Rillung 9’ in den Randbereichen eine Tiefe von 1,5 mm bis 4 mm bei einer bevorzugten Tiefe von 3 mm und die im axial mittleren Bereich vorhandene seichte Rillung 9 eine Tiefe von 0,5 mm bis 3 mm bei einer bevorzugten Tiefe von 1 mm aufweisen. Die Breite der Rillung 9, 9’ kann jeweils gleich gewählt sein und zwischen 0,5 mm und 2 mm, bevorzugt 0,7 mm, betragen. Die Breite der zwischen zwei Rillungen 9, 9’ stehenden Stege 10 liegt vorzugsweise zwischen 1,4 mm und 4 mm, vorzugsweise bei 2,0 mm.The dimensioning of the groove 9 . 9 ' may vary depending on the forces acting in the press and the dimensions of the roller 1 take place, for example, the deep groove 9 ' in the edge regions a depth of 1.5 mm to 4 mm at a preferred depth of 3 mm and in the axially middle region present shallow groove 9 have a depth of 0.5 mm to 3 mm at a preferred depth of 1 mm. The width of the groove 9 . 9 ' each may be the same and be between 0.5 mm and 2 mm, preferably 0.7 mm. The width of between two creases 9 . 9 ' standing bridges 10 is preferably between 1.4 mm and 4 mm, preferably 2.0 mm.

Die Vorteile einer tieferen Rillung 9’ im Bereich der Bahnkanten sind vielfältig. Einerseits verbessert die durch das größere Aufnahmevolumen höhere Wasseraufnahmekapazität die Entwässerung im Randbereich. Dies ist auch der Fall bei einer durch Bombierung oder Randfreistellung reduzierter verbleibender Rillentiefe, da mit einer von Haus aus größeren Rillentiefe begonnen wird. Die Rillentiefe kann dabei bei jedem Überdrehen der Walze neu eingestellt werden. Zusätzlichen Herstellungskosten fallen nicht an, da die Rillentiefe während des Herstellungsprozesses veränderbar/einstellbar ist.The benefits of deeper grooving 9 ' in the field of web edges are varied. On the one hand, the higher water absorption capacity due to the larger absorption volume improves the drainage in the edge area. This is also the case with a remaining groove depth reduced by crowning or edge relief, since it starts with an inherently larger groove depth. The groove depth can be adjusted each time the roller is over-turned. Additional manufacturing costs are not incurred because the groove depth is variable / adjustable during the manufacturing process.

Weiterhin kann eine hydraulische Überlast vermieden werden, welche sonst aufgrund des Rückstaus im Falle von über die axiale Länge der Walze 1 gleichbleibendem Wasseraufnahmevolumen auftritt. Das in der Bahnmitte ausgepresste Wasser kann insbesondere bei nicht besaugten Presswalzen nur schlecht nach außen abgeleitet werden. Ebenso wird der Kompaktierung der Bespannung dadurch entgegengewirkt. Furthermore, a hydraulic overload can be avoided, which otherwise due to the backflow in the case of over the axial length of the roller 1 constant water intake volume occurs. The squeezed in the middle of the web water can be dissipated only badly outward, especially in non-evacuated pressure rollers. Likewise, the compaction of the fabric is counteracted thereby.

Ein Randaufstehen der Faserstoffbahn kann weitestgehend vermieden werden, da das Feuchtequerprofil der Faserstoffbahn homogenisiert wird. In der Folge können Faltenbildung und die Neigung zu Bahnein- und -abrissen reduziert werden. An edge rising of the fibrous web can be largely avoided, since the moisture profile of the fibrous web is homogenized. As a result, wrinkling and the inclination to Bahnein- and tears can be reduced.

Zudem verbessert sich die Blattabgabe, da hydraulisches Kleben der Faserstoffbahn an den Bespannungen reduziert wird, die Oberflächenformen der Walze besser durchspült werden und die Filzkonditionierung im Nip forciert wird, was Verdichten und Verschmutzen der Filzoberflächen- sowie der Innenstruktur verhindert.In addition, sheet dispensing improves because hydraulic adhesion of the fibrous web to the fabrics is reduced, the surface shapes of the roll are better rinsed, and felt conditioning in the nip is accelerated, preventing densification and fouling of the felt surface and internal structure.

Im Fall des Vorhandenseins von Blindbohrungen 8 bei Saugpress- oder Presswalzen kann die Rillung 9’ zusätzlich oder anstatt der Blindbohrungen 8 in den Randzonen eingebracht werden, um das Entwässerungsverhalten im Randbereich zu modellieren. In the case of the presence of blind holes 8th in Saugpress- or press rollers, the scoring 9 ' in addition to or instead of blind holes 8th be introduced in the edge zones to model the drainage behavior in the edge region.

Eine zusätzliche Rillung 9’ bringt weitere Vorteile gegenüber größeren Blind- und Sauglöchern, da die Entwässerung in einer Rillung 9, 9’ einfacher als in Blindbohrungen 8 erfolgen kann, da die Wasseraufnahmekapazität höher und die Abgabe der Wassers einfacher ist als in Blindbohrungen 8.An additional grooving 9 ' brings more advantages over larger blind and suction holes, since the drainage in a grooving 9 . 9 ' easier than in blind holes 8th can take place, since the water absorption capacity is higher and the delivery of water is easier than in blind holes 8th ,

Es ist zudem denkbar, die Rillung 9, 9’ nicht in Form einer durchgehend umlaufenden Spiralrillung oder durchgehend umlaufender Einzeleinstiche auszuführen, sondern in Form von Rillenabschnitten 11, welche durch Stege voneinander getrennt sind. Die Stege können dabei von unterschiedlicher Länge sein, insbesondere ist das Längenverhältnis zwischen Rillenabschnitten 11 und Stegen frei wählbar. Beispielsweise können gleich lange Rillenabschnitte 11 durch Stege getrennt werden, die kürzer, gleich lang oder länger als die Rillenabschnitte 11 sind. Umgekehrt können auch die Rillenabschnitte 11 variable Längen haben. It is also conceivable the grooving 9 . 9 ' not in the form of a continuous circumferential Spiralrillung or continuous circumferential individual insets execute, but in the form of groove sections 11 , which are separated by webs. The webs may be of different lengths, in particular, the aspect ratio between groove portions 11 and bars selectable. For example, equally long groove sections 11 be separated by webs that are shorter, equal to or longer than the groove sections 11 are. Conversely, also the groove sections 11 have variable lengths.

Dies ist insbesondere in den Randbereichen des Walzenbezugs von Vorteil, da hier vorgesehen sein kann, dass die Rillenabschnitte so gegenüber der Walzenachse geneigt sind, dass sie annähernd parallel zu dieser angeordnet sein können. Auch hier ist eine unterschiedliche Länge der Rillenabschnitte denkbar, beispielsweise mit ansteigender Länge zu den Bezugskanten hin, um auch hier die offene Fläche bzw. das offene Volumen nach axial außen zu erhöhen.This is particularly advantageous in the edge regions of the roll cover, since it can be provided here that the groove sections are inclined relative to the roll axis in such a way that they can be arranged approximately parallel to this. Again, a different length of the groove sections is conceivable, for example, with increasing length to the reference edges, in order to increase the open area or the open volume to the outside axially.

Die Rillenabschnitte können dabei parallel zueinander oder versetzt parallel angeordnet werden. Es kann eine ein- oder mehrreihige Ausbildung vorgesehen werden. Entsprechende Ausführungsformen sind 5 zu entnehmen, wo links eine zweireihige Ausbildung von außen längeren und innen kürzeren Rillenabschnitten 11 dargestellt ist, während rechts parallel versetzte, aber gleichlange Rillenabschnitte dargestellt sind.The groove sections can be arranged parallel to one another or staggered in parallel. It can be provided a single or multi-row training. Corresponding embodiments are 5 to see where left a double-row training from the outside longer and shorter inside groove sections 11 is shown, while right parallel offset, but equal-length groove sections are shown.

In 6 ist eine stark schematisierte Schnittdarstellung durch eine beispielhafte Saugbohrung 7’ dargestellt, welche im Bereich des Walzenbezugs 3 konisch ausgeführt ist. Normalerweise sind Saugbohrungen 7 zylindrisch gebohrt und weisen einen etwas kleineren Durchmesser als ihre Gegenstücke 12 im Walzenmantel 2 auf. Werden die Saugbohrungen 7’ dagegen konisch gebohrt, was mit entsprechenden Bohrerformen einfach möglich ist, kann auf einfachste Weise die offene Fläche bzw. das offene Volumen erhöht werden, ohne dass zusätzliche Maßnahmen notwendig sind. Es muss lediglich der Bohrautomat zum Bohren in den Randbereichen der Walze anders gerüstet werden. Diese Maßnahme ist ebenso für die Blindbohrungen 8’ einsetzbar.In 6 is a highly schematic sectional view through an exemplary suction hole 7 ' shown, which in the area of the roll cover 3 is conical. Usually there are suction holes 7 drilled cylindrical and have a slightly smaller diameter than their counterparts 12 in the roll jacket 2 on. Be the suction holes 7 ' on the other hand, drilling in a conical way, which is easily possible with corresponding drill forms, can in the simplest way increase the open area or the open volume without the need for additional measures. All that is required is to prepare the drilling machine differently for drilling in the edge regions of the roller. This measure is also for the blind holes 8th' used.

Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele begrenzt, sondern auch auf Kombinationen der beschriebenen Merkmale anwendbar.The invention is not limited to the illustrated embodiments, but also applicable to combinations of the described features.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

EP 1103654 B1 [0003]

Claims

Roller ( 1 ) for a machine for producing a material web, in particular a paper, board or tissue machine, with a cylindrical roll shell ( 2 ) and with a the surface of the roll mantle ( 2 ) covering elastic roll cover ( 3 ) with an outwardly facing working contact surface ( 4 ), wherein in the working contact surface surface forms ( 7 . 8th . 9 ), which in their entirety define an open area and / or an open volume, characterized in that the surface forms ( 7 . 8th . 9 ) in the axial length of the roller ( 1 ) related edge regions have a different area to a central area open area and / or a different sized open volume.

Roller according to claim 1, characterized in that the surface shapes ( 7 . 8th . 9 ) formed open area and / or by the surface forms ( 7 . 8th . 9 ) formed open volume in the edge regions of the roller ( 1 ) is greater than in the middle region of the roll ( 1 ).

Roller according to claim 1 or 2, characterized in that the surface forms ( 7 . 8th . 9 ) in the form of the roll cover ( 3 ) and the roll shell ( 2 ) thorough suction bores ( 7 ) and / or in the form of blind holes ( 8th ) in the roll cover ( 3 ) and / or at least one groove ( 9 ) in the roll cover ( 3 ) are formed.

Roller according to claim 3, characterized in that the suction holes ( 7 ' ) and / or the blind holes ( 8th' ) in the edge regions a larger diameter than in the central region of the roller ( 1 ) exhibit.

Roller according to claim 3 or 4, characterized in that the number of blind bores ( 8th' ) in the edge regions greater than in the central region of the roller ( 1 ).

Roller according to claim 3, characterized in that the at least one grooving ( 9 ) in the form of at least one or more over at least part of the axial length of the roller ( 1 ) extending spiral groove ( 9 ) is trained.

Roller according to claim 3, characterized in that the at least one grooving ( 9 ) is formed in the form of adjacent individual punctures.

Roller according to claim 6 or 7, characterized in that the grooving ( 9 ) is formed in the form of groove portions, which are separated by webs.

Roller according to claim 8, characterized in that the grooving ( 9 ) and / or the groove portions are inclined at different angles to the circumferential direction.

Roll according to one of claims 6 to 9, characterized in that a grooving ( 9 ' ) in the edge regions of the roller ( 1 ) a smaller mutual distance and / or a greater width and / or a greater depth than the groove ( 9 ) in the middle region of the roller ( 1 ) exhibit.

Roll according to one of claims 6 to 10, characterized in that the grooving ( 9 ' ) and / or the groove sections only in the edge regions of the roller ( 1 ) is trained.

Roll according to one of claims 8 to 11, characterized in that the groove sections in the edge regions of the roll ( 1 ) are formed parallel to a roll axis.

Roller according to one of the preceding claims, characterized in that the cross-sectional shape of the suction bores ( 7 ' ) and / or blind holes ( 8th' ) are viewed conically in the radial direction.

Roll according to one of the preceding claims, characterized in that the opposite to the central region of the roll ( 1 ) different open area and / or the different open volume in the edge regions substantially up to 100 cm, preferably up to 30 cm, particularly preferably at least 10 cm, starting from the terminal edges of the roll cover ( 3 ) in the axial direction of the roller ( 1 ).