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Dokumentenidentifikation DE102006000137A1 04.10.2007
Titel Walze, insbesondere Formierwalze oder Siebsaugwalze
Anmelder Voith Patent GmbH, 89522 Heidenheim, DE
Erfinder Jaschinski, Thomas, Dr., 89522 Heidenheim, DE
DE-Anmeldedatum 27.03.2006
DE-Aktenzeichen 102006000137
Offenlegungstag 04.10.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 04.10.2007
IPC-Hauptklasse D21F 1/00(2006.01)A, F, I, 20060327, B, H, DE
IPC-Nebenklasse D21F 3/10(2006.01)A, L, I, 20060327, B, H, DE   
Zusammenfassung Walze, insbesondere Formierwalze oder Siebsaugwalze, für eine Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn, insbesondere Papierbahn, mit einem gebohrten Walzenmantel, wobei die Bohrungen ein Primärmuster bilden, und mindestens einem durch eine Strukturierung des Walzenmantels gebildeten Sekundärmuster, insbesondere zur Abstützung eines über den Walzenmantel geführten Elements wie Sieb oder dergleichen, wobei zur Verbesserung der Walzenmanteleigenschaften und damit der Eigenschaften der Faserstoffbahn das Sekundärmuster über die Fläche des Walzenmantels ungleichmäßig vorgesehen ist.

Beschreibung[de]
Stand der Technik

Die das Sieb stützende Fläche einer gebohrten Walze, beispielsweise Formierwalze oder Siebsaugwalze, kann durch Einbringen einer ein Sekundärmuster bildenden Strukturierung verringert werden. Das Einbringen der Strukturierung erfolgt bisher auf der gesamten Mantelfläche, so dass die das Sieb stützende Fläche über den Walzenmantel gleich ist. Die das Sieb stützende Fläche kann so auf bis zu unter 10 % der eigentlichen Walzenfläche verkleinert werden.

Aufgabe der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Eigenschaften einer Walze der genannten Art und dadurch auch der damit hergestellten Faserstoffbahn zu verbessern.

Diese Aufgabe wird bei einer Walze der genannten Art dadurch gelöst, dass das Sekundärmuster über die Fläche des Walzenmantels ungleichmäßig vorgesehen ist.

Durch das ungleichmäßige Vorsehen des Sekundärmusters über die Mantelfläche können Faserbahnprofile quer und/oder längs zur Maschinenlaufrichtung, beispielsweise Flächengewicht und Füllstoff, gezielt beeinflusst und zum Beispiel vergleichmässigt werden bzw. eine gezielte Ausbildung einer Profilform erhalten werden. Durch die Strukturierung wird nämlich die Durchlässigkeit bzw. die freie Oberfläche der Walze so verändert, dass sich das Retentionsverhalten der Faser- und Füllstoffsuspension ändert. Durch entsprechende Ausbildung des Sekundärmusters kann somit die Retention über die Breite der Faserstoffbahn gezielt beeinflusst werden.

Das Sekundärmuster kann in verschiedenen Bereichen der Mantelfläche unterschiedlich sein. Beispielsweise können in unterschiedlichen Bereichen der Mantelfläche unterschiedliche Strukturen vorgesehen sein, oder es kann in bestimmten Bereichen eine Strukturierung vorgesehen sein und in anderen Bereichen nicht. Durch unterschiedliche Arten der Strukturierung bestehen zusätzliche Einflussmöglichkeiten auf das Retentionsverhalten. Bei Vorsehen einer Strukturierung nur in bestimmten Bereichen sind die Herstellungskosten verringert, insbesondere weil weniger Schneidwerkzeuge zum Einbringen der Strukturierung benötigt werden.

Bereiche mit Sekundärmuster können ohne Primärmuster ausgebildet sein. Das Primärmuster kann aber auch durchgängig über die gesamte Mantelfläche vorgesehen sein und von dem oder den Sekundärmustern überlagert werden. Je nach Anwendungsfall bietet die eine oder die andere Lösung Vorteile.

Bereiche mit unterschiedlichem Sekundärmuster, d.h., Bereiche mit unterschiedlicher Strukturierung oder Bereiche mit und ohne Strukturierung, können sowohl in axialer Richtung als auch in Umfangsrichtung des Walzenmantels aufeinander folgen. Dies hat sich zur gezielten Einstellung der Walzenmanteleigenschaften als besonders vorteilhaft herausgestellt.

Beispielsweise können unterschiedliche Sekundärmuster in einem oder mehreren ringförmigen Bereichen vorgesehen sein. Besonders vorteilhaft ist es, wenn ein Sekundärmuster nur in den beiden Randbereichen bzw. ein bestimmtes Sekundärmuster in den Randbereichen vorgesehen ist. Dadurch kann das Retentionsverhalten der Faser- und Füllstoffsuspension im Randbereich vorteilhaft beeinflusst werden. Vorteilhaft ist insbesondere eine Retentionsverminderung, die durch einen rascheren Siebdurchtritt des Siebwassers bei möglichst geringer Oberfläche der das Sieb tragenden Struktur bewirkt wird. Dies ist insbesondere für SC-Papiere mit einem Füllstoffgehalt > 20 %, insbesondere > 25 % und vor allem > 30 % vorteilhaft.

Ein Sekundärmuster kann darüber hinaus auch in spiralförmigen Bereichen der Walzenmantelfläche vorgesehen sein. Für bestimmte Anwendungsfälle kann dadurch eine gezielte vorteilhafte Beeinflussung der Walzenmanteleigenschaften vorgenommen werden.

Durch Vorsehen eines Sekundärmusters nur in kleinen Bereichen können die Kosten für das Einbringen des Sekundärmusters weiter verringert werden. Außerdem kann dadurch die Papiermarkierung durch die Walze verringert werden, insbesondere bei ungleichmäßiger Verteilung der Bereiche.

Nach einer Ausbildung der Erfindung kann sich eine Vielzahl von Bereichen mit einem ersten Sekundärmuster mit einer Vielzahl von Bereichen mit einem zweiten Sekundärmuster oder ohne Sekundärmuster abwechseln. Beispielsweise können die verschiedenen Bereiche eine Art Schachbrettmuster bilden. Trotz verringerten Aufwands für die Herstellung ergeben sich dadurch vorteilhafte Eigenschaften des Walzenmantels.

Eine andere Möglichkeit besteht darin, die verschiedenen Bereiche spiralförmig um die Walze anzuordnen. Auch dies kann kostengünstig ausgeführt werden, wobei sich gleichzeitig gute Walzenmanteleigenschaften ergeben.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann der Walzenmantel ganz oder teilweise, insbesondere in den Randbereichen, mit einer keramischen Beschichtung versehen sein. Dadurch ergibt sich eine weitere Verbesserung der Walzenmanteleigenschaften.

Die Art der Strukturierung für die Sekundärmuster ist grundsätzlich beliebig. Beispiele hierfür sind in den veröffentlichten Patentanmeldungen DE 102 27 846.6, DE 102 27 847.4, DE 102 27 825.3, DE 102 27 848.2, DE 102 27 843.1, DE 102 27 849.0 und DE 102 27 845.8 wiedergegeben, deren Inhalt hiermit in die vorliegende Anmeldung integriert wird. Beispielsweise kann die Strukturierung bestehen in Erhebungen, Senken, Ausdrückungen, Prägungen, Aufwölbungen, Beschichtungen, Aufspritzungen, zusätzlich aufgebrachte Strukturteile wie Noppen oder dergleichen, die beispielsweise durch Verkleben, Verschrauben, Vernieten, Eingießen und/oder Einwalzen mit der Walzenoberfläche verbunden werden, Kreisrillen um die Bohrungen, wobei um jede Bohrung eine oder mehrere Kreisrillen angeordnet sein können, in Umfangsrichtung oder in Axialrichtung der Walze oder in einem Winkel hierzu verlaufende Vertiefungsrillen, wobei die Vertiefungsrillen insbesondere parallel zueinander verlaufen, nach außen gerichtete Erweiterungen eines Teils der Bohrungen, Überlappung eines Teils benachbarter Bohrungen und ähnliches.

Beispiel

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden nachfolgend beschrieben.

Es zeigen, jeweils in schematischer Darstellung,

1 eine erste Variante einer erfindungsgemäßen Walze,

2 eine zweite Variante einer erfindungsgemäßen Walze, und

3 zwei weitere Varianten in einer Darstellung einer erfindungsgemäßen Walze.

Die in 1 dargestellte Walze umfasst einen längs der Walzenachse I angeordneten Träger 1 und einen von diesem getragenen Walzenmantel 2. In die Oberfläche des Walzenmantels 2 sind in bekannter Weise Bohrungen 3 zur Entwässerung einer Faserstoffbahn eingebracht. Die Bohrungen 3 sind dabei in einem mittleren Abschnitt 4 der Walze vorgesehen und bilden ein Primär- oder Grundmuster. In den beiden Randbereichen 5 und 6 der Walze ist jeweils eine Strukturierung 7, 8 vorhanden, die ein Sekundärmuster bilden. Die Strukturierungen 7 und 8 können untereinander gleich oder verschieden sein. Außerdem können die Strukturierungen 7 und 8 anstelle oder zusätzlich zu den Bohrungen 3 vorgesehen sein.

Bei der in 2 dargestellten Variante sind Bohrungen 3 in Bereichen 9 und Strukturierungen 10 in Bereichen 11 vorgesehen. Auch hier können die Strukturierungen 10 der Bereiche 11 von Bereich zu Bereich verschieden sein und sowohl zusätzlich als auch anstelle der Bohrungen 3 vorgesehen sein. Wie man erkennt, sind die Bereiche 11 ringförmig ausgebildet. Sie können aber auch spiralförmig um den Walzenmantel 2 herum vorgesehen sein.

Bei der in 3 dargestellten Variante ist der Walzenmantel 2 mit einer Vielzahl von Bereichen 12 versehen, in denen Bohrungen 3 angeordnet sind, sowie mit Bereichen 13, in denen Strukturierungen 14 vorgesehen sind. Die Strukturierungen 14 der einzelnen Bereiche 13 können wieder untereinander gleich oder verschieden sein und sowohl zusätzlich oder anstelle der Bohrungen 3 vorgesehen sein. Die Bereiche 12 und 13 sind jeweils abwechselnd miteinander auf der Walzenoberfläche 2 angeordnet, wobei bei der in 3 linken Variante eine Anordnung in Art eines Schachbrettmusters vorliegt, während bei der in 3 rechts dargestellten Variante eine spiralförmige Anordnung der einzelnen Bereiche 12, 13 vorliegt.

Durch die dargestellten Strukturierungen in Teilbereichen der Walzenmantelfläche können in vorteilhafter Weise die Eigenschaften des Walzenmantels eingestellt werden. Insbesondere kann die Retention über die Breite der Faserstoffbahn gezielt beeinflusst werden, um Querprofile wie Flächengewich und Füllstoff vorteilhaft zu beeinflussen.

1
Träger
2
Walzenmantel
3
Bohrung
4
mittlerer Bereich
5
Randbereich
6
Randbereich
7
Strukturierung
8
Strukturierung
9
Bereich
10
Strukturierung
11
Bereich
12
Bereich
13
Bereich
14
Strukturierung
I
Walzenachse


Anspruch[de]
Walze, insbesondere Formierwalze oder Siebsaugwalze, für eine Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn, insbesondere Papierbahn, mit einem gebohrten Walzenmantel (2), wobei die Bohrungen (3) ein Primärmuster bilden, und mindestens einem durch eine Strukturierung (7, 8, 10, 14) des Walzenmantels (2) gebildeten Sekundärmuster, insbesondere zur Abstützung eines über den Walzenmantel (2) geführten Elements wie Sieb oder dergleichen, dadurch gekennzeichnet, dass das Sekundärmuster über die Fläche des Walzenmantels (2) ungleichmäßig vorgesehen ist. Walze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Sekundärmuster in verschiedenen Bereichen (5, 6, 11, 13) des Walzenmantels (2) unterschiedlich ist. Walze nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Sekundärmuster nur in bestimmten Bereichen (5, 6, 11, 13) vorgesehen ist. Walze nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass Bereiche (5, 6, 11, 13) mit unterschiedlichem Sekundärmuster in axialer Richtung der Walze aufeinander folgen. Walze nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Bereiche (5, 6, 11, 13) mit unterschiedlichem Sekundärmuster in Umfangsrichtung der Walze aufeinander folgen. Walze nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Sekundärmuster nur in einem oder mehreren ringförmigen Bereichen (5, 6, 11) vorgesehen sind. Walze nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass Sekundärmuster nur in den beiden Randbereichen (5, 6) vorgesehen sind. Walze nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass Sekundärmuster nur in spiralförmigen Bereichen vorgesehen sind. Walze nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Sekundärmuster nur in kleinen Bereichen (13) vorgesehen sind. Walze nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich eine Vielzahl von Bereichen (13) mit einem ersten Sekundärmuster mit einer Vielzahl von Bereichen (12) mit einem zweiten Sekundärmuster oder ohne Sekundärmuster abwechselt. Walze nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die verschiedenen Bereiche (12, 13) eine Art Schachbrettmuster bilden. Walze nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die verschiedenen Bereiche (12, 13) spiralförmig um die Walze angeordnet sind. Walze nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die verschiedenen Bereiche (12, 13) ungleichmäßig über den Walzenmantel (2) verteilt angeordnet sind. Walze nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehr als eine Art von Sekundärmustern vorgesehen ist. Walze nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Walzenmantel (2) ganz oder teilweise, insbesondere in den Randbereichen (5, 6) mit einer keramischen Beschichtung versehen ist.






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