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Patent Searching and Data


Title:
ROLL AND PRESS APPARATUS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2024/046673
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a roll and to a press apparatus for treating a material web, comprising a rotatable shell, wherein: the roll comprises a plurality of hydrostatic support elements which can exert a force onto the inner circumference of the shell; the support elements are supported on a non-rotating axle extending through the shell; a drive flange is provided on at least one end face of the roll, in particular one drive flange is provided on each of the two end faces of the roll, in order to transmit a drive power to the shell; the shell is made of a plastic material, while the drive flange(s) is/are made of a metal material, in particular of a steel; and the connection of the shell to the drive flange is established completely or partially via an adhesive bond.

Inventors:
LINDER HEIKO (DE)
Application Number:
PCT/EP2023/071030
Publication Date:
March 07, 2024
Filing Date:
July 28, 2023
Export Citation:
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Assignee:
VOITH PATENT GMBH (DE)
International Classes:
D21F3/02; D21F5/18; D21G1/02
Foreign References:
EP3974576A12022-03-30
US20070155606A12007-07-05
US3747181A1973-07-24
EP1760194B12011-08-24
EP0720698A11996-07-10
EP3974576A12022-03-30
Attorney, Agent or Firm:
VOITH PATENT GMBH - PATENTABTEILUNG (DE)
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Claims:
Patentansprüche

1 . Walze (1 ) zur Behandlung einer Materialbahn (9), mit einem rotierbaren Mantel (2), wobei die Walze (1 ) eine Mehrzahl von hydrostatischen Stützelementen (3) aufweist, die auf den Innenumfang des Mantels (2) eine Kraft ausüben können, wobei sich die Stützelemente (3) auf einer nicht rotierenden, den Mantel (2) durchsetzenden Achse (4) abstützen, und wobei an zumindest einer, insbesondere beiden Stirnseiten der Walze (1 ) jeweils ein Antriebsflansch (5) vorgesehen ist, um eine Antriebsleistung auf den Mantel (2) zu übertragen, und wobei der Mantel (2) aus Kunststoffmatenal aufgebaut ist, während der bzw. die Antriebsflansche (5) aus einem metallischen Werkstoff, insbesondere aus einem Stahl aufgebaut sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung des Mantels (2) mit dem Antriebsflansch (5) ganz oder teilweise über eine Klebeverbindung realisiert ist.

2. Walze (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass sich die Klebefläche (6) der Klebeverbindung um den gesamten Umfang des Mantels (2) bzw. des Antriebsflansches (5) erstreckt und/oder dass sich die Klebefläche (6) in Längsrichtung der Walze (1 ) über mindestens 30mm, insbesondere mindestens 40mm erstreckt.

3. Walze (1 ) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der E-Modul des Mantels (2) in Längsrichtung (L) maximal 50 GPa, bevorzugt maximal 20 GPa, und/oder mindestens 5 GPa, bevorzugt mindestens 10 GPa beträgt.

4. Walze (1 ) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Mantel (2) einen Körper umfasst oder daraus besteht, welcher aus einem faserverstärkten Kunststoff, insbesondere einem glasfaserverstärkten und/oder kohlefaserverstärkten Kunststoff aufgebaut ist. Walze (1 ) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Körper ein Fasermaterial und ein Matrixmaterial umfasst, wobei in dem Matrixmaterial zusätzlich noch Wärmeleitelemente, insbesondere Aluminium-Partikel eingebunden sind. Walze (1 ) nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Matrixmaterial zur Anwendung kommt, welches einen Glasübergangstemperatur von >140°C, insbesondere >170°C aufweist. Walze (1 ) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der E-Modul des Mantels (2) in Umfangsrichtung der Walze (1) größer, bevorzugt doppelt so hoch, insbesondere mindesten fünfmal so hoch ist, wie in Längsrichtung (L) der Walze (1 ). Walze (1 ) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützelemente (3) entlang einer Reihe angeordnet sind, wobei der Abstand (A) zwischen zwei benachbarten Stützelementen (3) weniger als 5mm, insbesondere zwischen 1 mm und 2mm beträgt. Walze (1 ) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite der Stützelemente (3) in Umfangsrichtung weniger als 100mm, insbesondere 80mm oder weniger beträgt. Walze (1 ) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Mantel (2) zudem eine Beschichtung (12) umfasst, welche die bahnberührende Oberfläche der Walze (1) zur Verfügung stellt, wobei diese Beschichtung (12) insbesondere aus einem Polyurethan aufgebaut ist. Walze (1 ) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Mantel (2) eine Dicke von mehr als 20mm, bevorzugt mehr als 30mm aufweist. Walze (1 ) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich zu der Klebeverbindung noch weitere Verbindungsmittel (7), insbesondere Verbindungsstifte (7) vorgesehen sind, die den Mantel (2) mit dem Antriebsflansch (5) mechanisch verbinden. Pressvorrichtung (10) für eine Materialbahn (9), insbesondere eine Papierbahn (9), wobei die Pressvorrichtung (10) einen Behandlungsnip (20) umfasst, der durch eine Walze (1 ) und einer Gegenwalze (8) gebildet wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Walze (1) gemäß einem der vorherigen Ansprüche ausgeführt ist. Pressvorrichtung (10) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Gegenwalze (8) um einen beheizten Zylinder (8), insbesondere einen Glättzylinder (8) handelt. Pressvorrichtung (10) einem Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der beheizte Zylinder (8) eine Oberfläche aufweist, die einem Hartmetall- Werkstoff umfasst oder daraus besteht, insbesondere einem Wolframcarbid- Kobalt-Hartmetall oder einem Cermet- Werkstoff.

Description:
Walze und Pressvorrichtung

Die Erfindung betrifft eine Walze zur Behandlung einer Materialbahn gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Pressvorrichtung für eine Materialbahn gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 13.

Bei der Herstellung von Materialbahnen, wie z.B. von Textilbahnen, Kunststofffolien, Metallbahnen und insbesondere von Faserstoffbahnen wie Papierbahnen wird die Materialbahn häufig durch sogenannte Behandlungsnips geführt, um die Bahnen beispielsweise zu glätten, zu entwässern oder zu komprimieren. Solche Behandlungsnips sind meist aus einer Walze und einem Gegenelement - oft einer Gegenwalze - gebildet.

Unter dem Einfluss von Kräften oder Temperatur verformen sich diese Walzen jedoch in gewissem Masse. Um trotzdem einen homogenen Behandlungsnip gewährleisten zu können, werden sogenannte Biegeausgleichswalzen verwendet. Eine Biegeausgleichswalze umfasst einen rotierbaren Walzenmantel sowie innenliegende hydraulische Stützelemente, um von innen Druck auf den Walzenmantel auszuüben und dadurch das Walzenprofil und in der Konsequenz das N ipprofil zu beeinflussen.

Derartige Biegeausgleichswalzen sind in einer Vielzahl Ausführungen, Materialien und für verschiedene Anwendungen bekannt, und beispielsweise in den Schriften EP1760194 B1 oder EP 0 720 698 beschrieben.

Eine Anwendung, die in der letzten Zeit an Bedeutung gewonnen hat, ist die Herstellung von Spezialpapieren, insbesondere einseitig glatten Papieren, sogenannten MG (machine glazedj-Papieren. Dabei wird die Papierbahn über einen großen, dampfbeheizten Glättzylinder, einen sogenannten MG- oder Yankeezylinder geführt. Die Anlagen umfassen in der Regel einen Behandlungsnip, der durch den Yankeezylinder und eine Biegeausgleichswalze gebildet wird. In der Schrift EP 3 974 576 der Anmelderin ist eine entsprechende Maschine beschrieben. Die Anwendung am MG Zylinder ist besonders kritisch, da sich dieser in Abhängigkeit der Dampftemperatur stark unterschiedlich verformt. In der Regel kommen Stahlzylinder zum Einsatz, welche aus Korrosionsgründen hartbeschichtet werden. Daher ist ein Umschleifen der Kontur des MG Zylinders nur noch sehr schwer oder gar nicht möglich. Das Ausgleichen der Verformungen und damit die Egalisierung des Behandlungsnips muss daher einzig über die Biegeausgleichswalze erfolgen. Klassische Biegeausgleichswalzen mit metallischem Mantel können jedoch Verformungen in diesem weiten Bereich nicht kompensieren.

Aus diesem Grund schlägt die EP 3 974 576 vor, Biegeeinstellwalzen mit Kunststoffmantel zu verwenden. Ein solcher Mantel ist biegeweicher als ein Stahl- oder Gussmantel und kann sich dadurch besser an die sich ändernde Kontur des MG Zylinders anpassen.

Die Eigenleistungen einer hydraulisch gestützten Biegeausgleichswalze ist im Besonderen bei hohen Geschwindigkeiten sehr hoch. Diese Leistung muss über einen externen Antrieb auf den Kunststoffmantel übertragen werden. Es hat sich gezeigt, dass die bekannten Verfahren der Übertragung, wie z.B. über eine Schraubverbindung im Dauerbetrieb der Walze nicht funktionieren.

Die Aufgabe der Erfindung ist es, den Stand der Technik so weiterzuentwickeln, dass die Walzen dauerhaft stabil betrieben werden können.

Insbesondere ist es eine Aufgabe der Erfindung, die Leistungsübertragung auf dem Walzenmantel zu verbessern.

Zudem ist es eine Aufgabe der Erfindung, eine Pressvorrichtung für eine MG Maschine vorzuschlagen, die in einem weiten Betriebsfenster betrieben werden kann.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Walze entsprechend dem Anspruch 1 sowie eine Pressvorrichtung gemäß Anspruch 13 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung finden sich in den Unteransprüchen. Hinsichtlich der Walze wird die Aufgabe gelöst durch eine Walze zur Behandlung einer Materialbahn, mit einem rotierbaren Mantel, wobei die Walze eine Mehrzahl von hydrostatischen Stützelementen aufweist, die auf den Innenumfang des Mantels eine Kraft ausüben können, wobei sich die Stützelemente auf einer nicht rotierenden, den Mantel durchsetzenden Achse abstützen.

An zumindest einer, insbesondere beiden Stirnseiten der Walze ist jeweils ein Antriebsflansch vorgesehen, um eine Antriebsleistung auf den Mantel zu übertragen, Der Mantel ist aus Kunststoffmaterial aufgebaut, während der bzw. die Antriebsflansche aus einem metallischen Werkstoff, insbesondere aus einem Stahl aufgebaut sind.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Verbindung des Mantels mit dem Antriebsflansch ganz oder teilweise über eine Klebeverbindung realisiert ist.

Bei einer solchen Walze handelt es sich um eine Biegeeinstellwalze.

Üblicherweise werden die Mäntel der Walzen mit dem Antriebsflansch verschraubt. Dies ist auch bei den klassischen Biegeeinstellwalze aus Stahl oder Guss problemlos möglich. Die Eigenleistungen einer hydraulisch gestützten Biegeausgleichswalze ist im Besonderen bei hohen Geschwindigkeiten jedoch sehr hoch. Dies würde dazu führen, dass bei einer Schraubverbindung zwischen den Antriebsflanschen aus Metall und dem Mantel Kunststoff mit der Zeit der Mantel beschädigt würde.

Bei einer Walze gemäß der vorliegenden Erfindung ist daher eine Klebeverbindung vorgesehen, um den Mantel mit dem Antriebsflansch zu verbinden. Durch die Klebeverbindung ist es dadurch möglich, den Antriebsflansch mit dem Mantel flächig zu verbinden, anstatt wie bei den Schraubverbindungen nur punktuell an den Schraubstellen. So erfolgt eine gleichmäßigere Belastung des Mantels bei der Leistungsübertragung, wodurch eine Beschädigung des Mantels ganz oder weitgehend vermieden werden kann.

In diesem Zusammenhang ist es besonders vorteilhaft, wenn die Klebefläche der Klebeverbindung relativ groß und gleichmäßig über den Umfang des Mantels bzw. des Antriebsflansches verteilt ist. Insbesondere ist es vorteilhaft, wenn sich die Klebefläche um den gesamten Umfang erstreckt. Diese kann in Form eines geschlossenen Rings oder in Form von einer oder mehreren Spiralen realisiert sein.

Alternativ oder zusätzlich ist es vorteilhaft, wenn sich die Klebefläche in Längsrichtung der Walze über mindestens 30mm, insbesondere mindestens 40mm erstreckt.

Dadurch kann eine besonders haltbare Klebeverbindung ebenso erzielt werden, wie eine besonders gleichmäßige Belastung des Mantels bei der Leistungsübertragung.

Der Antriebsflansch kann eine Aufnahme, beispielsweise eine schlitzförmige Aufnahme aufweisen, in die der Mantel eingeführt wird. Die Klebefläche bzw. Klebeflächen können sich dann im Inneren dieser Aufnahme befinden.

In Ausführungen gemäß speziellen Aspekten der Erfindung kann es vorgesehen sein, dass zusätzlich zu der Klebeverbindung noch weitere Verbindungsmittel, wie zum Beispiel Verbindungsstifte bzw. Sicherungsstifte vorgesehen sind, die den Mantel mit dem Flansch mechanisch verbinden. Dies kann beispielsweise vorteilhaft sein, um den Mantel während der Trocknung des Klebstoffs an der richtigen Stelle zu fixieren, oder wenn dies z.B. als Sicherheitsmaßnahme gesetzlich vorgeschrieben ist. Derartige Stifte führen jedoch nicht zu den von den Schraubverbindungen bekannten Beschädigungen des Mantels, da die Leistung weiterhin ganz oder überwiegend über die Klebeverbindung übertragen wird. Meist wir die Anzahl der Sicherungsstifte klein sein, und nicht mehr als 4, 8 oder 12 betragen.

Geeignete Materialien für die Verbindungsmittel sind beispielsweise Metalle, Kunststoffe oder Kombinationen daraus.

Die Verbindungsmittel sind vorteilhafterweise im Bereich einer Klebefläche der Klebeverbindung angeordnet.

Als Klebstoff haben sich Epoxidharzklebstoffe als sehr geeignet erwiesen, wie sie beispielsweise unter dem Produktnamen Araldite ® vertrieben werden. Die optimale Auswahl des Klebstoffs hängt dabei von Faktoren wie der spezifischen Matenalkombination Mantel/Flansch, den Betriebsbedingungen etc. ab. Die Antriebsflansche können wie an sich bekannt auf geeignete Weise mit einem Antrieb, z.B. einem Elektromotor verbunden werden.

In vorteilhaften Ausführungen kann vorgesehen sein, dass der E-Modul des Mantels in Umfangsrichtung der Walze größer, bevorzugt doppelt so hoch, insbesondere mindesten fünfmal so hoch ist, wie in Längsrichtung der Walze.

Insbesondere kann vorgesehen sein, dass der E-Modul des Mantels in Längsrichtung maximal 50 GPa, bevorzugt maximal 20 GPa beträgt.

Weiterhin kann vorgesehen sein, dass der E-Modul des Mantels in Längsrichtung mindestens 5 GPa, bevorzugt mindestens 10 GPa beträgt.

Vorteilhaft kann es sein, wenn der E-Modul des Mantels in Längsrichtung im Bereich zwischen 10 GPa und 20 GPa liegt.

Durch einen in Längenrichtung relativ weichen Mantel kann sich die Walze sehr gut auch größeren Veränderungen im Profil gut anpassen. Ein entsprechend kleiner E- Modul im Umfangsrichtung ist dazu nicht notwendig und in der Regel auch nachteilig.

Während der eher weiche Kunststoffmantel zum Ausgleichen sehr vorteilhaft ist, kann er an anderer Stelle zu Problemen führen. So kann es beispielsweise passieren, dass sich die Unterseite des Mantels entsprechender Belastung der Stützelemente verformt und gegebenenfalls in die Zwischenräume benachbarter Stützelemente gedrückt werden kann. Derartige Lasteinbrüche können später in der produzierten Materialbahn sichtbar sein. Um hier ein breites Anwendungsspektrum zu ermöglichen ist es vorteilhaft, die Stützelemente geeignet auszuführen.

So kann es insbesondere vorteilhaft sein, wenn die Stützelemente entlang einer Reihe angeordnet sind, wobei der Abstand zwischen zwei benachbarten Stützelementen weniger als 5mm, insbesondere zwischen 1 mm und 2mm beträgt. Durch die geringen Abstände kann ein Lasteinbruch weitgehend vermieden werden.

Zudem kann vorgesehen sein, dass die Breite der Stützelemente in Umfangsrichtung weniger als 100 mm, insbesondere 80mm oder weniger beträgt, da sonst die hydrostatische Spaltbildung aufgrund der - im Vergleich zum Metall starken - Mantelverformung beeinträchtigt sein kann.

Für das Material des Mantels können verschiedene Kunststoffe geeignet sein.

Der Walzenmantel kann dabei in einer Ausführung vollständig aus einem oder auf Basis eines duroplastischen Kunststoffs, vorliegend kurz Duroplast genannt, gebildet sein, wobei in dem Duroplast zusätzlich Füllstoffe und/oder Verstärkungsteilchen eingebettet sein können. Ein solcher duroplastischer Kunststoff ist - insbesondere im Vergleich zu einem thermoplastischen Kunststoff - zur Anwendung bei relativ hohen Betriebstemperaturen besonders geeignet.

In besonders bevorzugten Ausführungen kann vorgesehen sein, dass der Mantel einen Körper umfasst oder daraus besteht, welcher aus einem faserverstärkten Kunststoff, insbesondere einem glasfaserverstärkten (GFK) oder aus einem kohlefaserverstärkten (CFK) Kunststoff aufgebaut ist. Auch eine Mischform aus glasfaser- und kohlefaserverstärkten Kunststoffen ist denkbar.

Prinzipiell sind alle aus dem Stand der Technik bekannten Matrixmaterialien geeignet. Es kann jedoch vorteilhaft sein, wenn das zu verwendende Matrixmaterial einen Glasübergangstemperatur von >140°C, vorzugsweise >170°C aufweist, um die Formstabilität bei der Herstellung des Walzenbezuges zu gewährleisten.

Solche Körper können insbesondere aus mehreren Lagen aufgebaut sein, wobei in den verschiedenen Lagen die Fasern unterschiedliche orientiert sein können.

Durch die Wahl des Lagenaufbaus und der Lagenorientierung können die Eigenschaften des Körpers bzw. des Mantels sehr genau eingestellt werden. Vorteilhaft bei der Verwendung solcher faserverstärkten Kunststoffe ist weiterhin, dass eine thermische Verformung des Mantels weitgehend vermieden werden kann.

Weiterhin kann vorgesehen sein, dass der Mantel zudem eine Beschichtung umfasst, welche die bahnberührende Oberfläche der Walze zur Verfügung stellt, wobei diese Beschichtung insbesondere aus einem Polyurethan aufgebaut ist. Die Beschichtung kann als harte oder weiche Beschichtung ausgeführt sein. Bevorzugt kann die Härte im Bereich von 10-20 P&J liegen.

Es ist jedoch zu bedenken, dass ein solcher (glas-)faserverstärkte Walzenmantel wie ein Isolator wirkt. Dies bedeutet, dass durch den Mantel nur in geringstem Maße Wärme von innen nach außen, noch Wärme von außen nach innen geleitet werden kann.

Diese Tatsache kann zu Problemen bei der Ableitung der Wärme führen, welche insbesondere durch Walkarbeit in der aufgebrachten Beschichtung entsteht. Wird diese Wärme nicht abgeführt, kann es passieren, dass es zu einer Schwächung der Bindung zwischen Beschichtung und Mantelkörper kommt, und im Extremfall zu einer Ablösung der Beschichtung vom Mantelkörper.

Aus diesem Grund kann es vorteilhaft sein, dass der Körper ein Fasermaterial und ein Matrixmaterial umfasst, wobei in dem Matrixmaterial zusätzlich noch Wärmeleitelemente, insbesondere Aluminium-Partikel eingebunden sind.

Durch die Wärmeleitelemente kann die Wärme durch den Körper ins Innere der Walze abgeleitet werden, wo sie über eine interne Ölkühlung nach außen abgeführt werden kann.

Um beispielsweise bei Betriebsgeschwindigkeiten bis 2000 m/min stabil zu funktionieren, sowie um die Möglichkeit der Wiederbeschichtung des Mantels ohne Verwendung eines Wickeldoms zu gewährleisten ist es vorteilhaft, wenn der Mantel - im Gegensatz z.B. zu einem Pressmantel einer Schuhpresse - eine Eigensteifigkeit mitbringt, welche Auslenkungsschwingungen quer zum Behandlungsnip verhindert, sowie nur geringe Eigendurchbiegung bei der Lagerung in Zapfen aufweist. Dies kann - neben einem entsprechenden Wickelaufbau von GFK und CFK Fasern - auch durch eine gewisse Mindestwandstärke des Mantels sichergestellt werden.

Vorteilhafterweise sollte der Mantel eine Dicke von mehr als 20mm, bevorzugt mehr als 30mm aufweisen.

Weiterhin wird eine Pressvorrichtung für eine Materialbahn, insbesondere eine Papierbahn vorgeschlagen, wobei die Pressvorrichtung einen Behandlungsnip umfasst, der durch eine Walze und einer Gegenwalze gebildet wird. Dabei ist vorgesehen, dass die Walze gemäß einem Aspekt der Erfindung ausgeführt ist.

Der Begriff der Pressvorrichtung ist dabei sehr allgemein gefasst. Er umfasst die bereits erwähnte Kombination einer (Biegeeinstell-)Walze und einer Gegenwalze, bei der es sich um einen beheizten Glättzylinder, insbesondere einen Yankeezylinder oder MG- Zylinder handelt.

Im Rahmen diese Anmeldung werden die Begriffe Glättzylinder, MG-Zylinder und Yankeezylinder synonym verwendet, solange nicht explizit etwas anderes beschrieben ist. Derartige Glättzylinder können beispielsweise Durchmesser von 3m - 8m aufweisen.

Dabei kann es insbesondere sein, dass der beheizte Zylinder eine Oberfläche aufweist, die einen Hartmetall-Werkstoff umfasst oder daraus besteht, insbesondere einem Wolframcarbid-Kobalt-Hartmetall oder einem Cermet- Werkstoff.

Durch die Größe des Yankeezylinders, und das Befüllen mit Dampf, kommt es häufig zu dem Effekt des Aufblasens des Zylinders. Während die Oberfläche an den stirnseitigen Deckeln fixiert bleibt, beult sie sich im mittleren Teil nach außen. Im Weiteren unterliegt der Yankeezylinder einer thermischen Verformung, welche im Besonderen in den Randbereichen zu erhöhten Durchmessern führt, welche ohne Biegekompensation der Gegenwalze zu starken Randüberlastungen führen würde. Insbesondere bei Yankeezylindern mit einer Hartmetall- Beschichtung kann diese Deformation nicht regelmäßig bei Veränderung der Betriebsparameter durch entsprechendes Abschleifen des Yankeezylinders korrigiert werden. Daher muss der Behandlungsnip über die Biegeeinstellwalze ausgeglichen werden. Dies ist z.B. immer dann der Fall, wenn die Betriebsparameter, im Besonderen der Dampfdruck, verändert wird. Da die Deformation des Yankeezylinders z.B. in Abhängigkeit der produzierten Papiersorte stark unterschiedlich sein kann, muss die Biegeeinstellwalze in der Lage sein, einen weiten Bereich von Nipstörungen ausgleichen zu können. Dies kann mittels einer Walze gemäß Aspekten der Erfindung realisiert werden und stellt einen erheblichen Kundenvorteil dar, da unerwünschte Maschinenstillstände werden dadurch vermieden werden können.

Unter den Begriff der Pressvorrichtung fallen aber auch andere Anwendungen.

Als Beispiel seien hier Kalander erwähnt, die zur Behandlung von Papier- sowie Textilbahnen verwendet werden.

Weiterhin sollen von diesem Begriff auch Beschichtungsvorrichtungen umfasst werden. So kann es sich bei der Pressvorrichtung beispielsweise um eine Filmpresse handeln, mit der ein Stärkefilm auf eine oder beide Seiten der Materialbahn übertragen wird. Insbesondere im Bereich des sogenannten ’Hard-Nip-Sizing' können Biegeeinstellwalzen gemäß Aspekten der vorliegenden Erfindung verwendet werden. Dabei können insbesondere die Biegeeinstellwalze und/oder die Gegenwalze eine Härte von mehr als 60 ShoreD, insbesondere zwischen 80 und 95 ShoreD aufweisen.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Figuren erläutert. Die Erfindung ist dabei jedoch nicht auf diese Ausführungen beschränkt.

Die Figuren zeigen im Einzelnen:

Figur 1 zeigt einen Ausschnitt einer Walze gemäß einem Aspekt der Erfindung

Figur 2a zeigt einen Ausschnitt einer Walze gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung

Figur 2b zeigt einen Ausschnitt einer Walze gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung

Figur 3 zeigt eine Pressvorrichtung gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung.

Figur 1 zeigt einen Ausschnitt einer Walze 1 mit einem Mantel 2, welcher um eine den Mantel 2 durchsetzenden Achse 4 rotierbar ausgeführt ist. Die Achse 4 selbst ist dabei nicht rotierbar. Die Rotation des Mantels 2 kann über an sich bekannte Lager 11 , beispielsweise Kugellager 11 oder Wälzlager geschehen. Auf der feststehenden Achse 4 stützen sich eine Mehrzahl von hydraulischen Stützelementen 3 ab. Diese können auf den Innenumfang des Mantels eine Kraft ausüben. Diese Kraftausübung führt zu einer Verformung des Mantels 2 wodurch das Walzenprofil gezielt angepasst werden kann. Die Stützelemente 3 sind hier zweckmäßigerweise entlang einer Reihe angeordnet, wobei der Abstand A zwischen zwei benachbarten Stützelementen 3 vorteilhafterweise weniger als 5mm, insbesondere zwischen 1mm und 2mm beträgt. Durch die geringen Abstände A kann ein Lasteinbruch zwischen den Stützelementen 3 weitgehend vermieden werden.

Die Breite der Stützelemente 3 in Umfangsrichtung (d.h. ,in die Blattebene hinein') beträgt bevorzugt weniger als 100mm, insbesondere 80mm oder weniger.

Es sei angemerkt, dass in Figur 1 nur ein kleiner Ausschnitt einer Walze 1 an einem triebseitigen oder führerseitigen Ende der Walze 1 gezeigt ist. Die Erstreckung der Walze 1 in Längsrichtung L kann in praktischen Anwendungen einige Meter, insbesondere 10m oder mehr betragen. In großen Walzen 1 kommen dann auch deutlich mehr Stützelemente 3 zum Einsatz als die hier exemplarisch gezeigten drei Stützelemente 3.

Die Walze 1 weist weiter einen Antriebsflansch 5 auf. Dieser Antriebsflansch 5 nimmt den Mantel 2 auf und überträgt die Leistung eines (nicht in der Figur gezeigten) externen Antriebs auf den Mantel 2.

Der bzw. die Antriebsflansche 5 sind aus einem metallischen Werkstoff, insbesondere aus einem Stahl aufgebaut. Der Mantel 2 ist dagegen aus einem Kunststoffmaterial aufgebaut ist. Der in Figur 1 exemplarisch gezeigte Mantel 2 umfasst beispielsweise einen Körper welcher aus einem faserverstärkten Kunststoff, insbesondere einem glasfaserverstärkten und/oder kohlefaserverstärktem Kunststoff aufgebaut ist. Solche faserverstärkten Kunststoffe weisen in der Regel ein Fasermaterial und ein Matrixmaterial auf, wobei in dem Matrixmaterial zusätzlich noch Partikel wie Wärmeleitelemente, insbesondere Aluminium-Partikel eingebunden sein können. Zudem umfasst dieser Mantel 2 eine Beschichtung 12, welche die bahnberührende Oberfläche der Walze 1 zur Verfügung stellt, wobei diese Beschichtung 12 insbesondere aus einem Polyurethan aufgebaut sein kann.

Die Verbindung des Mantels 2 mit dem Antriebsflansch 5 ist hier über eine Klebeverbindung realisiert. An einer Klebefläche 6 wird ein Klebstoff aufgetragen. Durch die Klebeverbindung ist es dadurch möglich, den Antriebsflansch 5 mit dem Mantel 3 flächig zu verbinden, anstatt wie bei den Schraubverbindungen nur punktuell an den Schraubstellen. So erfolgt eine gleichmäßigere Belastung des Mantels 2 bei der Leistungsübertragung, wodurch eine Beschädigung des Mantels 2 ganz oder weitgehend vermieden werden kann.

Der Antriebsflansch 5 kann dabei beispielsweise, wie in Figur 1 gezeigt, eine Aufnahme, vorzugsweise eine schlitzförmige Aufnahme aufweisen, in die der Mantel 2 eingeführt wird. Die Klebefläche 6 bzw. Klebeflächen 6, 6a können sich dann im Inneren dieser Aufnahme befinden.

In diesem Zusammenhang ist es besonders vorteilhaft, wenn die Klebefläche 6 der Klebeverbindung relativ groß und gleichmäßig über den Umfang des Mantels 2 bzw. des Antriebsflansches 5 verteilt ist.

Insbesondere ist es vorteilhaft, wenn sich die Klebefläche 6 um den gesamten Umfang erstreckt. Die kann in Form eines geschlossenen Rings oder in Form von einer oder mehreren Spiralen realisiert sein.

Alternativ oder zusätzlich ist es vorteilhaft, wenn sich die Klebefläche 6 in Längsrichtung L der Walze 1 über mindestens 30mm, insbesondere mindestens 40mm erstreckt. Dadurch kann eine besonders haltbare Klebeverbindung ebenso erzielt werden, wie eine besonders gleichmäßige Belastung des Mantels 2 bei der Leistungsübertragung.

Wie dem Fachmann leicht ersichtlich, kann die Walze 1 an der gegenüberliegenden Führer- bzw. Triebseite analog ausgeführt sein, insbesondere hinsichtlich der Halterung des Mantels 2 im entsprechenden Antriebsflansch 5.

Die Figuren 2a und 2b zeigen alternative Realisierungen der Verbindung von Antriebsflansch 5 und Mantel 2 und entsprechen in etwa der Region innerhalb des strichlierten Kreises der Figur 1 . Bei der Ausführung der Figur 2a ist beispielsweise ein zusätzlicher Sicherungsstift 7 vorgesehen. Dieser ist in eine Bohrung durch den Antriebsflansch 5 und den Mantel 2 eingeführt. Der Sicherungsstift 7 befindet sich in dieser Ausführung im Bereich der Klebefläche 6. Insbesondere kann der Sicherungsstift 7 ebenfalls verklebt sein, um einen festen Sitz in der Bohrung zu gewährleisten. Im Gegensatz zu herkömmlichen Schraubverbindungen zwischen Mantel 2 und Antriebsflansch 5 wird hier so gut wie keine Leistung über die Sicherungsstifte 7 übertragen. Daher kann deren Anzahl auch geringgehalten werden. Figur 2 b zeigt eine Ausführung, bei der eine zweite Klebefläche 6a vorgesehen ist. Diese zweite Klebefläche 6a kann dabei wie in Figur 2b in Kombination mit einem Sicherungsstift 7 vorgesehen sein, oder aber alternativ dazu.

Figur 3 zeigt eine Pressvorrichtung 10 gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung. Die Pressvorrichtung umfass dabei eine Walze 1 gemäß einem Aspekt der Erfindung. Als Gegenwalze 8 ist hier ein Yankeezylinder 8 gezeigt. Walze 1 und Yankeezylinder 8 bilden den Behandlungsnip 9 für die Materialbahn 9, insbesondere eine Papierbahn 9. Der Yankeezylinder 8 ist dabei ein -in der Regel mit Dampf - beheizter Zylinder, beispielsweise ein Stahlzylinder, der Zylinder eine Oberfläche aufweist, die oftmals einem Hartmetall-Werkstoff umfasst oder daraus besteht, insbesondere einem Wolframcarbid-Kobalt-Hartmetall oder einem Cermet- Werkstoff.

Durch die Größe des Yankeezylinders 8, der Durchmesser von 3m - 8m aufweisen kann, und das Befüllen mit Dampf, kommt es zu dem Effekt des Aufblasens des Zylinders 8. Während die Oberfläche an den stirnseitigen Deckeln fixiert bleibt, beult sie sich im mittleren Teil nach außen. Dies ist in der Figur 3 - stark überzeichnet - angedeutet. Im Weiteren (hier nicht dargestellt) unterliegt der Yankeezylinder 8 einer thermischen Verformung, welche im Besonderen in den Randbereichen zu erhöhten Durchmessern führt, welche ohne Biegekompensation der Gegenwalze zu starken Randüberlastungen führen würde. Insbesondere bei Yankeezylindern 8 mit einer Hartmetall- Beschichtung kann diese Deformation nicht regelmäßig bei Veränderung der Betriebsparameter durch entsprechendes Abschleifen des Yankeezylinders 8 korrigiert werden. Daher muss der Behandlungsnip 20 über die Biegeeinstellwalze 1 ausgeglichen werden. Dies z.B. ist immer dann der Fall, wenn die Betriebsparameter, im Besonderen der Dampfdruck, verändert wird. Da die Deformation des Yankeezylinders 8 z.B. in Abhängigkeit der produzierten Papiersorte stark unterschiedlich sein kann, muss die Biegeeinstellwalze 1 in der Lage sein, einen weiten Bereich von Nipstörungen ausgleichen zu können. Dies stellt einen erheblichen Kundenvorteil dar und unerwünschte Maschinenstillstände werden dadurch unterbunden. Dies ist mit den Walzen 1 mit einem Kunststoffmantel 2 sehr gut möglich. Um die hohen Eigenleistungen einer hydraulisch gestützten Biegeausgleichswalze 1 , im Besonderen bei hohen Geschwindigkeiten, über einen externen Antrieb auf den Kunststoffmantel 2 übertragen zu können hat es sich gezeigt, dass die bekannten Verfahren der Übertragung, wie z.B. über eine Schraubverbindung im Dauerbetrieb der Walze nicht funktionieren. Deshalb ist die Verbindung des Mantels 2 mit dem Antriebsflansch 5 ganz oder teilweise über eine Klebeverbindung realisiert.

Bezugszeichenliste

1 Walze

2 Mantel

3 Stützelement

4 Achse

5 Antriebsflansch

6 Klebefläche

6a zweite Klebefläche

7 Sicherungsstift, Verbindungsstift

8 Yankeezylinder

9 Materialbahn

10 Pressvorrichtung

11 Lager

12 Beschichtung

20 Behandlungsnip

A Abstand

L Längsrichtung der Walze