Verfahren und Vorrichtung zur Behandlung einer Textil- oder Vlieswarenbahn

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Behandlung einer Textil- oder Vlieswarenbahn, wobei die Warenbahn durch eine zwischen einer Walze und einer Gegenwalze mit einem umlaufenden flexiblen Mantel gebildeten, verlängerten Presszone hindurchgeführt wird.

Derartige Verfahren und Vorrichtungen, bei denen zwischen zwei Walzen eine in Vorlaufrichtung der Warenbahn verlängerte Presszone ausgebildet wird (auch „Breitnipkalander" genannt) sind seit einigen Jahren in der Papierindustrie im Einsatz. Dabei wird die Papierbahn mittels eines elastischen Mantels aus Kunststoff, der sich über Stempelelemente auf einem den Mantel durchsetzenden Träger abstützt, gegen eine beheizte Gegenwalze gedrückt.

Damit der elastische Mantel an den Stellen, an denen der größte Wärmeeintrag stattfindet, d.h. insbesondere nahe der Walzenmitte, nicht überhitzt, ist es aus der EP 0 771 903 B1 bekannt, mit der Papierbahn ein Tuch durch die Presszone hindurchzuführen und die mit dem Mantel in Berührung kommende Oberfläche des Tuchs zu kühlen.

Aus der DE 102 33 920 A1 ist eine Schuhpresse einer Maschine zur Herstel- lung oder Behandlung einer Faserstoffbahn, insbesondere einer Tissue- oder Hygienebahn bekannt, bei welcher durch den verlängerten Pressspalt ein hochelastischer und hinsichtlich seines Wasserspeichervolumens entsprechend reversibler Filz geführt wird. Mittels dieses Filzes wird ein Großteil des Wassers, das aus der Bahn im Pressspalt herausgepresst wurde, vom Nip wegtranspor- tiert. Die hochelastische und reversible Ausgestaltung des Filzes stellt hierbei

sicher, dass dessen offenes Volumen und damit dessen Wasserspeichervolumen für längere Zeit konstant bleiben.

Zwar haben sich derartige Breitnipkalander zur Behandlung von Papierbahnen bewährt, Versuche, diese Breitnipkalander auch zur Behandlung von Textil- oder Vlieswarenbahnen einzusetzen, waren jedoch nicht erfolgreich, da die Walzenmäntel bei den gewünschten Prozessgeschwindigkeiten keine ausreichende Lebensdauer zeigten.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Breitnipkalander zu schaffen, der auch für die Behandlung von Textil- oder Vlieswarenbahnen geeignet ist.

Diese Aufgabe wird durch das in Anspruch 1 wiedergegebene Verfahren sowie durch die in Anspruch 8 wiedergegebene Vorrichtung gelöst.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird die Textil- oder Vlieswarenbahn auf einem flexiblen, umlaufenden Tuch durch die Presszone hindurchgeführt, dessen Breite zumindest so groß ist wie die axiale Länge der kürzeren der bei- den Walzen und dessen Nachgiebigkeit so groß ist, dass die beim Durchlauf von Dickstellen in der Warenbahn in der Presszone zu leistende Verformungsarbeit zumindest im wesentlichen von dem Tuch geleistet wird.

Unter „Tuch" soll jedes flexible, flächenhafte Material verstanden werden, durch das die zur Aufnahme der beim Durchlaufen von Dickstellen in der Warenbahn durch die Presszone zu verrichtende Verformungsarbeit von dem Material aufgenommen wird und die zur Wärmeabfuhr im Randbereich notwendige Temperaturstabilität aufweist.. Es ist nicht beschränkt auf „glatt gewobenes Gewebe" zu verstehen.

überraschenderweise hat sich gezeigt, dass die Lebensdauer der Walzenmäntel aufgrund dieser Maßnahme wesentlich erhöht werden kann, da offensichtlich die durch die in einer Textil- oder Vlieswarenbahn stets vorhandenen Dickstel-

len zusätzlich von dem weichen Walzenmantel zu leistenden Verformungsarbeiten zu einer die Lebensdauer des Mantels reduzierenden, thermischen Belastung führten. Da die zusätzliche durch Dickstellen in der Warenbahn hervorgerufene Verformungsarbeit erfindungsgemäß nun durch das umlaufende Tuch geleistet wird, entfällt bei dem erfindungsgemäßen Verfahren die bisher beim Durchlaufen von Dickstellen durch die Presszone zusätzlich hervorgerufene thermische Belastung des Mantels.

Dickstellen entstehen in Textilwarenbahnen durch Webfehler und regelmäßig an den Webkanten, bei Vlieswarenbahnen durch zufällige Faseranhäufungen. Da sich das Tuch erfindungsgemäß über die gesamte axiale Länge der kürzeren der beiden Walzen erstreckt, ist gewährleistet, dass auch stets die durch Webkanten entstehende Verformungsarbeit von dem Tuch aufgenommen wird, und zwar unabhängig von der Breite der Warenbahn. Ferner bewirkt das Tuch, dass auch bei schmalen Warenbahnen, die sich nicht über die gesamte Länge der kürzeren Walze erstrecken, auch von den Randbereichen dieser Walze Wärme abgeführt wird. Eine überhitzung der Randbereiche der Walze, die zu einem Verbrennen des Mantels der Bahn führen könnte, wird hierdurch vermieden. Das erfindungsgemäße Verfahren ist somit zur Behandlung unterschied- lieh breiter Warenbahnen geeignet, ohne dass es zu einer Veränderung an der zur Durchführung des Verfahrens vorgesehenen Vorrichtung bedarf.

Bei einer besonders bevorzugten Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der flexible Mantel von einem Träger durchsetzt und stützt sich über hyd- raulische Stützelemente und einen zwischen den Stützelementen und dem Mantel vorgesehenen, die Zwischenräume zwischen benachbarten Stützelementen überdeckenden Stützschuh auf dem Träger ab. Sind diese Stützelemente separat voneinander aktivierbar, so können auch Profile über die Länge der Presszone eingestellt werden. Der Stützschuh verhindert, dass der Druck in den Bereichen der Presszone, die oberhalb eines Zwischenraumes zwischen zwei benachbarten Stützelementen liegt, reduziert ist, was zu einer unerwünschten Längsstreifenstruktur der Warenbahn nach Durchlaufen der Presszone führen würde.

Der Mantel gleitet während des Betriebs auf der von der Oberseite des Stützschuhs gebildeten Stützfläche ab. Es muss daher für eine zur Meidung überhöhten Verschleißes ausreichende Schmierung zwischen der inneren Mantel- fläche des Mantels und der Stützfläche gesorgt werden. Besonders bevorzugt ist es, wenn hierzu die Schmierung aus dem hydraulischen Stützschuh heraus erfolgt. Als Schmiermittel findet dann vorzugsweise die hydraulische Stützflüssigkeit Verwendung.

Zumindest können - wie besonders bevorzugt - die von den Stützelementen auf den Mantel ausgeübten Kräfte in den Randbereichen des Mantels kleiner als in dem Mittenbereich des Mantels gewählt werden, um so Presskraftüberhöhungen an den Warenbahnrändern zu vermeiden. Insbesondere kann durch wesentliche Reduzierung der Presskraft in den Randbereichen die Anlage des Tuches und des Mantels an der beheizten Walze zumindest reduziert oder vermieden werden, so dass eine Randüberhitzung des Tuches und des Mantels verhindert werden kann.

Die Walze kann eine harte Walze und zusätzlich beheizt sein. Im letzteren Falle ist es besonders bevorzugt, wenn das Tuch während des Umlaufs gekühlt wird.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Behandlung einer Textil- oder Vlieswarenbahn, die eine zwischen einer Walze und einer Gegenwalze mit einem umlaufenden Mantel gebildeten verlängerten Presszone aufweist und insbesonde- re zur Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignet ist, umfasst ein mit der Warenbahn durch die Presszone laufendes Tuch, dessen Breite zumindest so groß ist wie die axiale Länge der kürzeren der beiden Walzen, wobei das Tuch erfindungsgemäß eine Nachgiebigkeit aufweist, die so groß ist, dass die beim Durchlaufen von Dickstellen in der Warenbahn in der Presszone zu leistende Verformungsarbeit zumindest im wesentlichen von dem Tuch geleistet wird.

Das Tuch ist vorzugsweise derart ausgebildet, dass es in einer geschlossenen Schlaufe um die Gegenwalze umläuft. Es versteht sich, dass das Tuch zur Vermeidung des Entstehens zusätzlicher Verformungsarbeit und damit verbundener Inhomogenitäten als nahtloses Endlostuch ausgebildet sein sollte.

Bei der den Mantel aufweisenden Gegenwalze handelt es sich vorzugsweise um eine stempelgestützte Walze, wie sie für sich genommen aus dem Stand der Technik bekannt ist. Zwischen den hydraulischen Stützelementen und dem Mantel ist jedoch ein Stützschuh vorgesehen, der verhindert, dass in den Berei- chen der Presszone, die oberhalb von Zwischenräumen zwischen zwei benachbarten Pressstempeln liegen, der Druck reduziert ist.

Um hohen Verschleiß des Mantels und des Stützschuhs zu vermeiden, muss zwischen der inneren Mantelfläche des Mantels und der Stützfläche des Stütz- schuhs eine ausreichende Schmierung existieren. Hierzu sind vorzugsweise Mittel vorgesehen, mit denen hydraulische Stützflüssigkeit zwischen den Stützschuh und die innere Mantelfläche des Mantels bringbar ist.

Die Mittel umfassen vorzugsweise einen von der der Mantelfläche zugewandten Stützfläche des Stützschuhs bis in eine Druckkammer des hydraulischen Stützelements mündenden Kanal.

Um die verlängerte Presszone zu erzielen, kann die dem Mantel zugewandte Seite des Stützschuhs entsprechend des Radius der Gegenwalze konkav aus- gebildet sein und/oder der Stützschuh kann aus einem elastischen Material bestehen, das sich unter der Wirkung der Presskräfte im Bereich der Presszone an die Gegenwalze anschmiegt.

Die Gegenwalze ist vorzugsweise derart ausgebildet, dass die die Randberei- che des Mantels abstützenden Stempel separat von dem den Mittenbereich des

Mantels abstützenden Stempel ansteuerbar sind, um so durch unabhängige

Einstellung der Drucke an den Rändern Effekten durch überhöhten Randdruck

entgegenwirken zu können. Die Walze ist vorzugsweise eine harte und - besonders bevorzugt - eine beheizte Walze.

Da im Falle einer beheizten Walze das Tuch auch einer thermischen Belastung ausgesetzt wird, umfasst es vorzugsweise Fasern aus Aramid, da diese eine ausreichende thermische Festigkeit aufweisen.

Im Falle besonders hoher Prozesstemperaturen und/oder Randaufheizungen des Tuches ist es von Vorteil, wenn zusätzlich eine Einrichtung zur Kühlung des Tuchs vorgesehen ist. Diese Einrichtung kann insbesondere derart ausgestaltet sein, dass verstärkt die Randbereiche des Tuches gekühlt werden. Eine derart partielle Kühlung kann dazu dienen, die im Falle schmaler Warenbahnen nicht mit der Warenbahn in Berührung kommenden Randbereiche des Tuches, die aufgrund verminderter Wärmeabfuhr in Ermangelung der Tuchberührung die Tendenz zur überhitzung aufweisen, stärker als den Mittenbereich des Tuches zu kühlen.

Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Behandlung einer Textil- oder Vlieswarenbahn soll nun anhand der beigefügten Zeichnung weiter erläutert werden. Es zeigen:

Fig. 1 - schematisch - eine erfindungsgemäße Vorrichtung in einer Aufsicht der Walzen;

Fig. 2 - ebenfalls schematisch - die Vorrichtung gemäß Fig. 1 in einer teilgeschnittenen Seitenansicht;

Fig. 3 einen vergrößerten Ausschnitt der Presszone in einer Fig. 2 entsprechenden Darstellung sowie

Fig. 4 eine bevorzugte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer Fig. 3 entsprechenden Detaildarstellung.

Die in der Zeichnung als Ganzes mit 100 bezeichnete Vorrichtung, die auch als „Breitnipkalander" bezeichnet wird, umfasst eine harte, obere Walze 1 und eine untere Gegenwalze 2.

Die Gegenwalze 2 weist einen weichen Mantel 3 auf, der von einem Träger 4 der Länge nach durchsetzt wird und Walzenzapfen 5 zur Lagerung der Gegenwalze 2 in einem in der Zeichnung nicht dargestellten Maschinengestell bildet.

Der Mantel 3 der Gegenwalze 2 ist über hydraulische Stützelemente 6 auf dem Träger 4 abgestützt. Die hydraulischen Stützelemente 6 können unabhängig voneinander druckbeaufschlagt werden. Sie weisen eine Anlageseite 7 für den Walzenmantel 3 auf, die die Ausbildung einer verlängerten Presszone 8 zwischen der Walze 1 und der Gegenwalze 2 erlaubt, indem sich der Mantel 3 im Bereich der Presszone durch den hier bestehenden Druck komplementär an die Walze 1 anschmiegt.

Durch die zwischen der Walze 1 und der Gegenwalze 2 gebildete verlängerte Presszone 8 wird eine Warenbahn 9 in einer durch die Rotationsgeschwindigkeit der Walze 1 und der Gegenwalze 2 vorbestimmten Vorlaufgeschwindigkeit hindurchgeführt.

Um den Mantel 3 der Gegenwalze 2 herumgeführt und mit der Vorlaufgeschwindigkeit der Warenbahn 9 mitlaufend ist ein Tuch 10, welches als einstückige Endlosschlaufe ausgebildet ist. Das Tuch, dass sich zumindest über die axiale Länge der kürzeren der beiden Walzen 1 , 2 erstreckt, im dargestellten Ausführungsbeispiel über die Länge der oberen Walze 1 , weist eine Nachgiebigkeit auf, die ausreicht, um die beim Durchlauf von Dickstellen - hier den Webkanten 11 der Warenbahn - zu leistende Verformungsarbeit von dem Tuch 10 aufzunehmen.

Wie insbesondere in Fig. 2 erkennbar ist, wird das Tuch 10 von vier Umlenkrollen 12 so im Abstand von der Gegenwalze 2 herumgeführt, dass es im wesentlichen lediglich in der Presszone 8 mit dem Mantel 3 in Berührung kommt.

Bei dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel ist die obere Walze 1 als beheizte Walze ausgeführt. Um eine zusätzliche Kühlung des Tuchs und damit des Mantels 3 zu bewirken, ist eine Kühlvorrichtung 13 vorgesehen, die insbesondere die mit der Warenbahn 9 in Berührung kommende Seite 14 des Tuchs 10 kühlt.

Wie Fig. 3 entnehmbar ist, ist zwischen den Stützelementen 6 und dem Mantel 3 ein Stützschuh 15 angeordnet, derart, dass er mit seiner dem Mantel 3 zuge- wandten Stützfläche 15' an der inneren Mantelfläche 3' des Mantels 3 anliegt. Der Stützschuh 15 verhindert, dass in Bereichen der Presszone 8 oberhalb von Zwischenräumen zwischen benachbarten Stützelementen 6 die Presskraft reduziert ist. Der Stützschuh 15 ist aus einem elastischen Material gefertigt, welches sich unter der Wirkung der Presskraft im Bereich der verlängerten Press- zone 8 an die Walze 1 anschmiegt.

Da im Betrieb die innere Mantelfläche 3' auf der Stützfläche 15' abgleitet, um so für eine einen übermäßigen Verschleiß verhindernde Schmierung zwischen der Mantelfläche und der Stützfläche gesorgt werden. Hierzu können die aufeinan- der abgleitenden Materialien so gewählt werden, dass sie selbstschmierende Eigenschaften aufweisen. Bei dem in Fig. 4 dargestellten Ausführungsbeispiel ist jedoch ein den Bereich zwischen der inneren Mantelfläche 3' und der Stützfläche 15' mit einer Druckkammer 6' des hydraulischen Stützelements 6 verbindender Kanal 16 vorgesehen, durch den hydraulische Stützflüssigkeit, die dann als Schmiermittel dient, zwischen die innere Mantelfläche 3' und die Stützfläche 15' gelangt. Der Kanal 16 kann so ausgebildet sein, dass er hydrodynamische Eigenschaften aufweist, die bei üblichem Betriebsdruck der hydraulischen Stützelemente die für die optimale Schmierung benötigte Flüssigkeitsmenge aus dem Kanal 16 austritt.

Bezuqszeichenliste:

100 Vorrichtung

1 Walze

2 Gegenwalze

3 Mantel

3' Mantelfläche

4 Träger

5 Walzenzapfen

6 Hydraulische Stützelemente

6' Druckkammer

7 Anlageseite

8 Presszone

9 Waren bahn

10 Tuch

11 Webkanten

12 Umlenkrollen

13 Kühlvorrichtung

14 Seite

15 Stützschuh

15' Stützfläche

16 Kanal