Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Breitstreckwalze, die mit einem Breitstreckbereich versehen ist, um eine darüber verlaufende Flachmaterialbahn quer zu deren Laufrichtung breit zu strecken. Solche Breitstreckwalzen werden beispielsweise in der Folienindustrie, Textilindustrie und in der Papier- und Chemieindustrie bei der Bearbeitung einer Flachmaterialbahn verwendet, wie z.B. Kunststoff- oder Metallfolie, Textiltuch, Papier- oder Verbundmaterialien, in entsprechenden Herstellungs- und Verarbeitungsmaschinen. Hierbei kann es durch die Anwendung verschiedener Verarbeitungsprozesse, bei denen die Materialbahn einem Längszug ausgesetzt wird, in der Materialbahn zur Bildung von Wellen-, Falten- und Schwielen kommen, welche sich hauptsächlich in Laufrichtung erstrecken und zu Qualitätsmängeln führen, und stromabwärts gelegene weitere Prozessschritte beeinträchtigen und im Übrigen auch zu Laufproblemen der gesamten Produktionsanlage führen können. Um dies zu vermeiden, werden Breitstreckwalzen eingesetzt, welche die

Flachmaterialbahn quer zu ihrer Laufrichtung strecken. Hierzu werden z.B. Gruppen von bananenförmig gebogenen Walzen eingesetzt, oder auch solche mit einem elastomeren Walzenbezug, der während seines Umlaufs zyklisch in axialer Richtung gestreckt wird, wie z.B. im US-Patent 4,862,565 oder in der DE 10 2005 013782 A1.

In der US 4,862,565 ist ein gummielastischer Mantel der Breitstreckwalze an den axialen Enden von einer Zierkappe überdeckt. Die Zierkappe ist nach Art einer Taumelscheibe schräg auf der Walzenachse montiert. Im Betrieb laufen die Längsränder der Materialbahn auf dem gummielastischen Mantel.

In der DE 10 2005 013782 A1 erstreckt sich ein dehnbarer, elastischer äußerer Mantel durchgehend bis zu den axialen Enden der Breitstreckwalze.

Die DE-U-85 06 704.0 zeigt eine Breitstreckwalze mit einem elastomeren Walzenbezug, der spiralförmig oder radial schräg eingeschnittene Lamellen aufweist, um die darüber laufende Bahn breit zu strecken. Der Walzenbezug reicht bis zu den axialen Enden der Walze.

Trotz an sich guter Breitstreckwirkung sind diese Lamellenwalzen in dem Bereich, in dem die Längsränder der Materialbahn laufen, empfindlich. Hier kommt es in Abhängigkeit von Bahnmaterial und -zustand und -zug, insbesondere bei nicht konstant zentriertem Bahnlauf (Changieren) zu erhöhter Reibung zwischen Bahnrändern und Walzenbezug oder zu einem Umschlagen oder Aufstauchen der Bahnränder und dementsprechend zu erheblichem lokalem Verschleiß des Walzenbezugs. Ferner wird durch die Adhäsionswirkung des Elastomerbezugs, insbesondere bei Online- Papiermaschinen, der Transport des Überführstreifens behindert. Wie dieser Verschleiß zustande kommt, ist in den beigefügten Figuren 7-9 erläutert, welche einen achsenthaltenden Teilschnitt des Randbereichs einer solchen Lamellenwalze zeigen. Das dort gezeigte Walzenrohr 01 ist mit einem elastomeren Walzenbezug 03 bedeckt, welcher eine Vielzahl von spiralig oder schräg radialen Einschnitten 05 enthält, zwischen denen jeweilige, zum axialen Ende hin schräg gestellte Lamellen 07 stehen bleiben. Wenn nun die Materialbahn 09 über diese Lamellenreihen 07 hinweg läuft, werden durch den Druck der Materialbahn 07 die Lamellen radial einwärts und zum axialen Walzenende hin ausgelenkt, wie in den Fig. 7-9 gestrichelt dargestellt, wodurch die Materialbahn 09 breit gestreckt wird. Der Längsrand 09a der Materialbahn 09 läuft auf dem endseitigen Steg 011 des Walzenbezugs 03 und kann sich dabei in den axial endständigen Schlitz 05, der sich direkt an den endständigen Steg 011 anschließt, hineinziehen, so dass die Bahnränder einlaufen, was durch die Lamellenauslenkung der axial endständigen Lamelle 09 noch verstärkt wird, wie in Fig 8 gezeigt. Dies wiederum führt zu einem ständigen Abrieb des Walzenbezugs in dem Kantenbereich 013 zwischen dem endständigen Steg 011 und dem sich anschließenden Lamellenschlitz 05, wie in Fig. 9 dargestellt. Mit fortschreitendem Verschleiß dieser Kante 013 muss der gesamte Walzenbezug 03 ausgetauscht werden, auch wenn der Walzenbezug zwischen seinen Längsenden noch voll funktionsfähig sein sollte.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Breitstreckwalze und ein Verfahren zum Breitstrecken einer Flachmaterialbahn anzugeben, womit sich bei geringem Verschleiß ein Umschlagen der Längsränder der Materialbahn und somit eine Längsfaltenbildung derselben vermeiden lässt.

Zur Lösung der Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass sich bei der Breitstreckwalze des eingangs genannten Typs zumindest an ein axiales Ende des Breitstreckbereichs eine einen Längsrand der Flachmaterialbahn abstützende Endhülse koaxial anschließt. Mittels der Endhülse wird der Längsrand der darüber laufenden Flachmaterialbahn abgestützt, wodurch das oben erläuterte Einlaufen und somit eine Faltenbildung entlang den Längsrändern der Materialbahn und der einhergehende Verschleiß des Walzenbezugs vermieden wird.

Bevorzugt schließt sich der Umfang der Endhülse radial stufenlos und/oder axial lückenlos an die Umfangsoberfläche des Breitstreckbereichs an, wodurch sich Längsfaltenbildungen in der Materialbahn noch sicherer vermeiden lassen. - A -

Bevorzugt ist die Oberfläche der Endhülse härter als jene des Breitstreckbereichs, so dass diese erheblich längere Standzeiten erreicht und wiederverwendet werden kann, auch wenn der Walzenbezug ausgetauscht werden muss.

Bevorzugt ist die Oberfläche der Endhülse hochglatt ausgeführt, damit die Materialbahnränder nicht festgehalten werden und sich vorhandene Materialspannungen abbauen können.

Die Endhülse kann so geformt sein, etwa mit zylindrischer Außenumfangsoberfläche, dass sie selbst keine Breitstreckwirkung erzielt.

In Anpassung an die jeweiligen Materialeigenschaften der Materialbahn und/oder den Einsatzzweck in der Bearbeitungsmaschine, ist es aber auch denkbar, dass die Endhülsen konisch ausgeführt sind, etwa so, dass sie zum axialen Ende hin einen größeren Durchmesser haben als der

Breitstreckbereich, oder von dort zum axialen Ende hin verjüngt sind, ggf. mit balliger oder entsprechend konkav eingezogener Umfangsoberfläche.

Wenn die Endhülse zu den axialen Enden hin konisch verjüngt sind, können die Bahnränder stärker entlastet werden, insbesondere dann, wenn

Faserstoffbahnen mit stark ausgefransten und rissigen Rändern verarbeitet werden sollen.

Bei konischer Ausführung der Endhülsen mit zum axialen Ende größerem Durchmesser oder mit konvex einfallenden Oberflächen kann die Materialbahn auf der Walze besser zentriert werden. Hierdurch wird das Verlaufen und Wandern der Materialbahn, insbesondere bei Bahnzugeinbruch (Splice), reduziert.

Auch ist es denkbar, dass die Endhülse in einem dem Breitstreckbereich benachbarten ersten Teilbereich den gleichen Außendurchmesser wie der Breitstreckbereich hat, aber in einem sich zum Walzenende hin anschließenden zweiten Teilbereich verjüngt ist. Hierbei kann der erste Teilbereich mit dem zweiten Teilbereich über eine Ringstufe verbunden sein, und beide Teilbereiche jeweils eine zylindrische Außenoberfläche haben. Es ist auch denkbar, dass die Endhülse einen den zweiten Teilbereich bildenden Innenzylinder aufweist, auf dessen Außenumfang zumindest ein den ersten Teilbereich bildender Ring aufgesetzt ist, so dass sich durch entsprechenden Auswahl der Ringe und Anzahl der Ringe die axiale Abmessung des ersten Teilbereichs ändern lässt, z.B. in Anpassung an unterschiedliche Breiten verschiedener Materialbahnen, die in der Anlage verarbeitet werden sollen. Mit Hilfe solcher abgestuften Endhülsen, wobei die Materialbahnränder axial über die Stufenkante vorstehen, können z. B. farbnasse Bahnränder ablagerungsfrei transportiert werden. Dies ermöglicht auch den Einsatz von Lamellenbreitstreckwalzen nach Papierstreichaggregaten mit hohen Strichaufträgen, wie z.B. Vorhangstreicheinrichtungen.

Um einen einwandfreien koaxialen Gleichlauf des Breitstreckbereichs und der Endhülsen bei einfacher Konstruktion zu gewährleisten, wird vorgeschlagen, einen den Breitstreckbereich aufweisenden Walzenabschnitt und die zumindest eine Endhülse auf einem gemeinsamen Walzenrohr zu befestigen.

Wenn der Breitstreckbereich aus elastomerem Material hergestellt ist, ist bevorzugt die Endhülse aus härterem Material hergestellt, wie z.B. Metall oder kohlefaserverstärktem Kunststoff, oder mit einer Hartbeschichtung, wie z.B. einem Hartchrombelag versehen, wodurch die Standfestigkeit der Endhülsen erheblich verlängert wird. Um eine Ablagerung von Schmutz und Farbe, etwa beim Einsatz in Papierstreichmaschinen zu vermeiden, wird bevorzugt die Endhülse mit einer Antihaftbeschichtung versehen, insbesondere einer harten Antihaftbeschichtung, wie Wolfram karbid-Teflon.

Bevorzugt weist der Breitstreckbereich eine Vielzahl von spiralförmig und/oder radial zur Drehachse schräg eingeschnittenen flexiblen Lamellen auf, die so ausgerichtet sind, dass die darüber laufende Flachmaterialbahn quer zu ihrer Laufrichtung breit gestreckt wird. Der Breitstreckbereich kann aus einem gummielastischen Elastomermaterial hergestellt sein, das zum Einsatz in einer Offline-Streichmaschine oder einer Online-Streichmaschine oder einer Online-Streichsektion einer Papiermaschine geeignet ist.

Die Maschine, in welche die erfindungsgemäße Breitstreckwalze eingebaut ist, führt die Flachmaterialbahn so, dass sie über die Endhülsen hinweg läuft.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Hinweis auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.

Es zeigt:

Fig. 1 eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Breitstreckwalze;

Fig. 2 einen achsenthaltenden Teilschnitt durch den linken oberen

Abschnitt der Breitstreckwalze von Fig. 1 ; Fig. 3 eine erste Variante der Breitstreckwalze;

Fig. 4 eine zweite Variante der Breitstreckwalze; Fig. 5 eine dritte Variante der Breitstreckwalze;

Fig. 6 eine vierte Variante der Breitstreckwalze;

Fig. 7 einen achsenthaltenden Teilschnitt ähnlich Fig. 2, einer herkömmlichen Breitstreckwalze; und

Fig. 8 und 9 das Einlaufen der Materialbahn in die herkömmliche Breitstreckwalze von Fig. 7.

Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemäße Breitstreckwalze 1 mit einem zylindrischen Hauptkörper 3, dessen Umfangsoberfläche 5 zur Bildung eines Breitstreckbereichs so profiliert ist, dass eine darüber laufende Flachmaterialbahn 7 quer zu deren Laufrichtung gestreckt wird. In Fig. 1 ist die Breitstreckrichtung mit dem Doppelpfeil B bezeichnet. Der Umschlingungswinkel der Materialbahn 7 beträgt maximal 180°. An beiden axialen Enden des Hauptkörpers 3 schließen sich jeweilige Endhülsen 9, 9' an, derart, dass Umfangsoberflächen 11 , 11 ' der Endhülsen 9, 9' mit der Umfangsoberfläche 5 des Hauptkörpers 3 fluchten und sich weitgehend lückenlos daran anschließen. Von der Walze 1 stehen endständige Lagerzapfen 13, 13' vor.

Die Längsränder 7a, 7b der Materialbahn 7 laufen auf den Umfangsoberflächen 11 , 11 ' der Endhülsen 9, 9'.

Der Hauptkörper 3 und die Endhülsen 9, 9' sind in Bezug auf ihre gemeinsame Rotationsachse A-A auf einem Walzenachskörper 15 (Fig. 2) fest angebracht oder können auch relativ zueinander frei drehbar gelagert sein. Der Walzenachskörper 15 kann ein Rohr, eine Welle oder eine Kombination daraus sein.

Fig. 2 zeigt einen achsenthaltenden Teilschnitt durch den linken oberen Bereich von Fig. 1. Man erkennt hier den Walzenachskörper 15, welcher hier aus Stahl oder auch aus kohlefaserverstärktem Kunststoff hergestellt ist, auf deren Umfangsoberfläche ein gummielastischer Breitstreckbezug 17 angebracht, z.B. geklebt, ist, welcher mit spiraligen oder sich in Umfangsrichtung erstreckenden und radial auswärts und zu den Walzenenden hin geneigten Schlitzen 19 versehen ist, zwischen denen lamellenförmige Stege 21 stehen bleiben. Die Außenenden der Stege 21 bilden die Umfangsoberfläche 5 des Hauptkörpers 3, d.h. den Breitstreckbereich. Die darüber laufende Materialbahn 7 drückt die Lamellenstege 21 radial einwärts, wobei diese wegen ihrer Schrägstellung zum axialen Ende hin auslenken, wodurch die Materialbahn 7 einer axialen Kraftkomponente ausgesetzt und somit breit gestreckt wird, wie eingangs in Bezug auf Fig. 7 beschrieben.

Erfindungsgemäß schließt sich axial an die zylindrische Umfangsoberfläche 5 des Breitstreckbezugs 17 die aus hartem Material hergestellte Endhülse 9 an. Der Außendurchmesser der hier zylindrischen Endhülse 9 entspricht im Wesentlichen jenem des Breitstreckbezugs 17 in dessen nicht komprimiertem Zustand. Die Endhülse 9 ist auf den Walzenachskörper 15 aufgesetzt und dort mittels einer Fixierschraube 23 fixiert.

Die rechte Endhülse 9' ist genauso aufgebaut wie die oben beschriebene linke Endhülse 9 und wird daher nicht weiter beschrieben.

Die Endhülse 9 stützt den darüber laufenden Längsrand 7a der Materialbahn

7 ab und vermeidet somit, dass sich die Materialbahn 7 in die axial endständigen Schlitze 19 des Breitstreckbezugs 17 einzieht und dort Falten wirft. Ferner wird ein frühzeitiger Verschleiß einer Kante 25 zwischen dem axial endständigen Schlitz 19 und dem endständigen Steg 27 des Breitstreckbezugs 17, wie eingangs anhand der Fig. 7-9 beschrieben, vermieden. Da die Endhülse 9 aus härterem Material hergestellt ist als der gummielastische Breitstreckbezug 17 - hier z.B. aus Stahl, hartverchromtem Metall oder auch kohlefaserverstärktem Kunststoff - wird ein Verschleiß der Endhülse 9 selbst vermieden. Um ein Verkleben und Verschmutzen der Endhülse 9 zu vermeiden, kann diese mit einer Antihaft-Beschichtung ausgestattet sein, z.B. aus Wolfram karbid-Teflon.

Fig. 3 zeigt eine erste Variante, bei der die Endhülse 9a vom Breitstreckbezug 17 weg konisch verjüngt ist, so dass der Endrand 7a der Materialbahn 7 entlastet wird, z.B. dann, wenn Faserstoffbahnen mit stark ausgefransten und rissigen Rändern verarbeitet werden.

Fig. 4 zeigt eine zweite Variante, bei der die Endhülse 9b vom Breitstreckbezug 17 weg konisch erweitert ist, bei ggf. die Umfangsfläche der Endhülse 9b konvex vertieft sein kann, wie mit der gestrichelten Linie 9b' angedeutet. Hierbei wird eine Zentrierung der Materialbahn 7 auf der Walze 1 begünstigt, und ein seitiches Verlaufen und Wandern der Materialbahn 7, insbesondere bei Bahnzugeinbruch, reduziert.

Fig. 5 zeigt eine dritte Variante, wo zur leichteren Anpassung an unterschiedliche Materialeigenschaften der jeweiligen Materialbahn 7 die Endhülse 9c einen sich an den Breitstreckbezug 17 anschließenden ersten zylindrischen Abschnitt 9c1 größeren Durchmessers aufweist und an ihrem vom Breitstreckbezug 17 entfernten Ende unter Bildung eines stufenförmigen Absatzes 9c' auf einen zweiten zylindrischen Abschnitt 9c2 geringeren Durchmessers verjüngt ist, so dass im Betrieb der Längsrand 7a der Materialbahn 7 über diesen stufenförmigen Absatz 9c' axial vorsteht und sich radial etwas einbiegen kann. Mit dieser Variante lassen sich besonders farbnasse Bahnränder ablagerungsfrei transportieren, da die Ränder 7a selbst frei laufen, während der sich unmittelbar daran anschließende Bereich der Materialbahn 7 vom dem Breitstreckbezug 17 benachbarten ersten Abschnitt 9c1 der Endhülse 9c abgestützt wird.

Fig. 6 zeigt eine vierte Variante, wobei die Endhülse 9d einen zylindrischen Endhülsenträger 9d1 aufweist, auf dessen Außenumfang ein oder mehrere Ringe 9d2, 9d3, ggf. unterschiedlicher axialer Länge, aufsetzbar sind, wobei die Außendurchmesser dieser Ringe jenem des Breitstreckbezugs 17 entsprechen, und über diese Ringe die Materialbahn 7 hinweg läuft. Wie in Fig. 5 steht der Rand 7a der Materialbahn 7 über die axiale Endfläche 9d' des äußersten Rings 9d2 vor, um z.B. farbnasse Bahnränder ablagerungsfrei transportieren zu können. Je nach Breite der jeweils verarbeiteten Materialbahn 7 können ein oder mehrere solche Ringe auf den Endhülsenträger 9d1 aufgesetzt werden.

Der übrige Aufbau der Varianten der Figuren 3-6 entspricht jenem der Ausführungen der Figuren 1 und 2.

Beim Einsatz einer solchen Breitstreckwalze in einer Papierverarbeitungsmaschine haben der Außenumfang des Walzenbezugs und jener der Endhülse weitgehend identische Außendurchmesser, wobei aber eine geringfügigere Abweichung von maximal 2mm zulässig sein kann. Die Materialbahn läuft über eine Breite von mindestens 20 mm über die Endhülse, so dass die Bahnränder in jedem Betriebszustand sicher auf diesen Endhülsen aufliegen.