Die Erfindung betrifft eine Presswalze zur Bildung eines Pressspaltes mit einem Gegenpresselement zur Behandlung einer Papier-, Karton-, Tissue- oder einer anderen Faserstoffbahn in einer Maschine zur Herstellung und/oder Veredlung derselben mit einem stationären Träger und einem umlaufenden Walzenmantel, der ü ber wen igsten s ei n g eg en d ie I n n en u mfa ng sfl äche d es Wa lzen m antels anpressbares, zumindest teilweise hydrodynamisch geschmiertes Stützelement am Träger abgestützt ist, das eine der Innenumfangsfläche des Walzenmantels zugewandte, in Laufrichtung des Walzenmantels verlängerte Stützfläche besitzt, die wenigstens eine, einer während des Betriebs erfolgenden hydrodynamischen Schmierung dienende Ölzufuhrstelle aufweist, über die dem Bereich zwischen Stützfläche und Innenumfangsfläche des Walzenmantels frisches Schmieröl zugeführt wird.

Derartige Presswalzen werden insbesondere in Pressvorrichtungen mit einer sogenannten verlängerten Presszone eingesetzt. Solche Pressvorrichtungen können beispielsweise in Pressenpartien zur Entwässerung, aber auch in Glättwerken zur Glättung einer Faserstoffbahn Verwendung finden.

Bei einer solchen Presswalze können während des Betriebs, d. h. bei umlaufendem Walzenmantel, trotz der zumindest teilweise hydrodynamischen Schmierung erhebliche Reibungen auftreten, die Mantelverschleiß verursachen und die durch eine höhere Antriebsleistung kompensiert werden müssen. Es wurde bereits vorgeschlagen, zur Verringerung der Antriebsleistung im Eintrittsbereich der Presszone zusätzliches Öl auf die Innenumfangsfläche des Walzenmantels aufzuspritzen, bevor dieser in die Presszone eintritt.

Bei der aus der DE 40 40 392 A1 bekannten Presswalze ist die Stützfläche des Stützelements für die hier in Rede stehende hydrodynamische Schmierung im einlaufseitigen Randbereich mit einer sich über die gesamte Breite der Presszone erstreckenden Nut versehen. In diese Nut münden einer zusätzlichen Ölzufuhr dienende Kanäle. Dabei sind die durch die jeweiligen Kanalmündungen gebildeten Ölzufuhrstellen über die gemeinsame Nut miteinander verbunden. Damit lassen sich die Reibungsverluste zwar bereits in gewissem Umfang verringern. Weisen jedoch der Walzenmantel, ein durch die Presszone geführtes Filzband, die zu pressende Materialbahn oder dergleichen oder die beispielsweise durch eine Gegenwalze gebildete Gegenfläche Unregelmäßigkeiten insbesondere in Form von Dickstellen bzw. Unebenheiten auf, so muss damit gerechnet werden, dass an bestimmten Stellen der Druck so hoch wird, dass dort der Presszone nur noch wenig oder gar kein Öl mehr zugeführt wird oder erhalten bleibt.

An den betreffenden Stellen kann es auch dazu kommen, dass Öl an der Nut abgestreift wird. Nachdem somit Schmieröl nicht mehr in ausreichendem Masse mitgenommen und in den Schmierspalt eingezogen wird, wird die gewünschte hydrodynamische Schmierwirkung beeinträchtigt.

Eine vergleichbare Presswalze ist auch in der EP 0 345 501 beschrieben. Auch in diesem Fall ist zur hydrodynamischen Schmierung wieder eine sich quer über die gesamte Breite der Stützfläche erstreckende Nut vorgesehen, in die die betreffenden, d. h. die der hydrodynamischen Schmierung dienenden Kanäle münden. Es ergeben sich somit die gleichen Probleme wie bei der zuvor beschriebenen bekannten Walze.

Hinzu kommt, dass bei einer Presswalze mit hydrodynamischer Schmierung des Stützelements die hydrodynamische Abstützung des Walzenmantels bewirkende Schmiermittel von der Einlaufseite zur Auslaufseite stark erwärmt werden. Der Grad der Erwärmung des Schmierfilms ist unter anderem von dessen Druckverlauf und hierbei insbesondere von dessen Gradienten und dem Maximum sowie von der Maschinengeschwindigkeit abhängig. Mit zunehmender Erwärmung wird die Viskosität des Schmieröls geringer, was dessen hydraulische Tragfähigkeit mindert oder sogar in bestimmten Fällen zu dessen Zersetzung führt.

Problematisch ist insbesondere, dass am Einlauf zugeführtes Schmieröl nicht in ausreichendem Masse mitgenommen und in den Schmierspalt eingezogen wird. Dies ist unter anderem wiederum auf die zuvor genannte ungleiche Dicke der gemeinsam zwischen Stützelement und Gegenpresselement, insbesondere Gegenwalze hindurchlaufenden Elemente zurückzuführen.

Die Aufgabe der Erfindung ist es daher eine sichere Schmierung zwischen Stützfläche und Walzenmantel zu gewährleisten.

Erfindungsgemäß wurde die Aufgabe dadurch gelöst, dass zumindest die, die Stützfläche überstreichende Lauffläche der Innenumfangsfläche des Walzenmantels eine Vielzahl an Vertiefungen besitzt. Diese Vertiefungen dienen als Schmierstoffreservoirs und können die Schmierung bei Bedarf unterstützen.

Um dies in ausreichender Weise sicherzustellen, sollte die maximale Tiefe der Vertiefungen zwischen 0,5 bis 100, vorzugsweise zwischen 1 und 20 μιτι liegen. Im Interesse einer umfassenden Wirkung der Vertiefungen sollten diese möglichst gleichmäßig über die Lauffläche verteilt und/oder möglichst regelmäßig angeordnet sein.

Dabei hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die Vertiefungen in der Lauffläche eine offene Fläche zwischen 2 und 20 %, vorzugsweise zwischen 5 und 10 % bilden.

Besonders vorteilhaft ist die Anwendung der Erfindung bei flexiblen Walzenmänteln. Bei Überschreiten des regulären Pressdrucks wird nämlich das Schmiermittel zunehmend aus dem Spalt zwischen Stützfläche und Lauffläche verdrängt. Allerdings führt d ieser Dru cka nstieg auch zu einer Kom prim ieru ng des fl exi blen u nd kompressiblen Walzenmantels und damit zu einer Verkleinerung der Vertiefungen. Dabei wird der inkompressible Schmierstoff aus den Vertiefungen in den Spalt zwischen Stütz- und Lauffläche gedrückt. Dies wirkt der Trockenreibung entgegen und gewährleistet die Schmiersicherheit insbesondere auch bei Stoßbelastungen. Dieser Prozess ist auf Grund der elastischen Eigenschaften des Walzenmantels reversibel. Bei Abnahme des Drucks auf den regulären Pressdruck formt sich die Pressmantelstruktur mit den Vertiefungen entsprechend zurück. Die Vertiefungen füllen sich wegen des Unterdrucks in denselben wieder mit nachströmenden Schmiermittel.

Die Erfindung verbessert auch die Notlaufeigenschaften bei ausgefallenem Schmiersystem und wirkt sich so positiv auf die Lebensdauer des Walzenmantels aus.

Besonders vorteilhaft ist der Einsatz der Erfindung bei verlängerten Pressspalten, wobei die Stützfläche zur Bildung des verlängerten Pressspaltes mit einem Gegenpresselement in Form einer zylindrischen Gegenwalze konkav ausgebildet ist. Zur Erhöhung der Stabilität und Lebensdauer besitzen die Walzenmäntel dabei in der Regel eine Verstärkung, insbesondere eine Faserverstärkung.

Die Herstellung des Walzenmantels erfolgt mit Vorteil aus Kunststoff, welches auf die Außenseite eines zylindrischen Dorns gegossen wird, der die Negativform der Vertiefungen aufweist.

Nachfolgend soll die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In der beigefügten Zeichnung zeigt: Figur 1 : einen schematischen Querschnitt durch einen Pressspalt;

Figur 2: einen stark vergrößerten Teilquerschnitt durch den Pressspalt und

Figuren 3a-c: die Ausbildung des Schmiermittels bei unterschiedlichen

Pressdrücken.

In Figur 1 ist rein schematisch eine Presswalze mit einem stationären Träger 2 und einem umlaufenden, flexiblen Walzenmantel 3 dargestellt. Der um den stationären Träger 2 umlaufende Walzenmantel 3 ist über wenigstens ein gegen seine Innenumfangsflache anpressbares Stützelement 4 am Träger 2 abgestützt.

Das Stützelement 4 umfasst eine der Innenumfangsfläche des Walzenmantels 3 zugewandte Stützfläche 6, die im vorliegenden Fall zumindest teilweise hydrodynamisch geschmiert wird. Die Stützfläche 6 ist in Laufrichtung 5 des Walzenmantels 3 verlängert, um zusammen mit einem beispielsweise durch eine zylindrische Gegenwalze gebildeten Gegenpresselement 10 eine sogenannte verlängerte Presszone zu bilden.

Während die Faserstoffbahn 1 zur Glättung in der Regel allein durch einen derartigen Pressspalt geführt wird, läuft sie zur Entwässerung, wie hier gezeigt, gemeinsam mit einem wasseraufnehmenden, endlos umlaufenden Entwässerungsband 1 1 meist in Form eines Pressfilzes durch diesen.

Dabei befindet sich der zumindest teilweise hydrodynamisch geschmierte Schmierspalt 12 zwischen der, die Stützfläche 6 des Stützelementes 4 überstreichenden Lauffläche 7 der Innenumfangsfläche des Walzenmantels 3 und der Stützfläche 6.

Diesem Schmierspalt 12 wird zusätzliches frisches gekühltes Schmieröl zugeführt, wozu die Stützfläche 6 mehrere Ölzufuhrstellen aufweisen kann.

Die Zufuhr zusätzlichen frischen Schmieröls als Schmiermittel erfolgt zumindest teilweise unabhängig von einem das Stützelement 4 beaufschlagenden Druckraum 13.

Bei einer Mehrzahl von Stützelementen 4 können diese vorteilhafterweise in Radialrichtung relativ zueinander verschiebbar sein, um insbesondere unterschiedliche Druckverläufe zu erhalten.

Hier jedoch wird das Stützelement 4 von einem entlang des gesamten Pressspaltes verlaufenden Pressschuh mit konkaver Stützfläche 6 gebildet. Diese Art der Schmierung kann bei allen Stützelementen unabhängig von der Art der Lin ien krafterzeug ung (z. B . Lang kol ben , Kol benreihe, Druckprofilverstellung, Druckprofileinstellung mit flexibler Anpressleiste) angewendet werden. Dabei sollte während des Betriebs vorzugsweise eine zumindest im Wesentlichen hydrodynamische Schmierung erfolgen.

Zur Unterstützung der Schmierung besitzt die Lauffläche 7 des Walzenmantels 3 eine Vielzahl von gleichmäßig verteilten, insbesondere regelmäßig angeordneten Vertiefungen 8. Diese haben eine Tiefe zwischen 1 und 20 μιτι.

Wie in Figur 2 dargestellt, haben die flexiblen Walzenmäntel 3 aus Kunststoff meist eine Verstärkung 9 aus Fasern, Gewebe oder wie hier aus längs und quer zur Laufrichtung 5 verlaufenden Verstärkungsfäden.

Dies führt dazu, dass der verstärkte Bereich des Walzenmantels 3 wesentlich drucksteifer als der die Lauffläche 7 mit den Vertiefungen 8 bildende Bereich des Walzenmantels 3 ist. Dies unterstützt die Funktion der Vertiefungen 8, wie in den Ausführung zu Figur 3 noch erläutert wird.

Die Herstellung des Walzenmantels 3 erfolgt mit Vorteil durch Gießen auf einen zylindrischen Dorn, wie dies beispielsweise in der EP 469338 beschrieben wird. Dabei wird der Kunststoff spiralförmig auf den sich drehenden Dorn aufgegossen, wobei der Kunststoff die Verstärkungsfäden umschließt.

Zur Ausbildung der Vertiefungen 8 besitzt der Dorn entsprechende Erhebungen als Negativform.

Die Vertiefungen 8 gehen dabei vorzugsweise kontinuierlich in die Lauffläche 7 über und sind in Draufsicht im wesentlichen rund.

Sie können in Draufsicht jedoch auch eine rechteckige, dreieckige oder Rautenform oder auch eine Kontur mit sowohl geradlinigen als auch kurvenartigen oder gerundeten Begrenzungen aufweisen. Figur 3 zeigt die Veränderung des Schmiermittelfilms 12 in Abhängigkeit vom Pressdruck im Pressspalt. Übersteigt der Pressdruck auch örtlich keine Maximalgrenzen, so bleibt der Schmiermittelfilm 12 ganzflächig erhalten, d.h. es kommt zu keiner Trockenreibung zwischen der Stütz- 6 und der Lauffläche 7, wie in Figur 3a dargestellt.

Steigt der Pressdruck so stellt sich gemäß Figur 3b ein Grenzbereich zwischen Flüssigkeits- und Trockenreibung ein. Übersteigt der Pressdruck die Maximalgrenze so führt dies wegen der geringeren Drucksteifigkeit vor allem zum Zusammendrücken des die Lauffläche 7 bildenden Bereiches des Walzenmantels 3. Über die damit verbundene Verkleinerung der Vertiefungen 8 wird Schmiermittel aus den Vertiefungen 8 in den Schmierspalt 12 gedrückt, so dass dieser, wie in Fig. 3 c gezeigt, ausreichend geschmiert bleibt.

Bei nachlassendem Druck füllen sich die Vertiefungen 8 wieder mit Schmiermittel. Es ist somit auch bei kritischen Betriebsbedingungen wie beispielsweise bei einem Durchlaufen von Batzen oder Papierverdickungen stets eine optimale Ölversorgung zur Erzeugung und Aufrechterhaltung des Schmierfilms 12 gewährleistet. Selbst bei eventuell auftretenden Unregelmäßigkeiten können über die Breite des Stützelements 4 hinweg einheitliche Schmierverhältnisse erzielt werden.