DE4411620A1 - Preßmantel und Verfahren zur Herstellung eines Preßmantels - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Preßmantel für eine Preßvorrichtung zur Entwässerung einer Stoffbahn, insbesondere zur Entwässerung einer Papierbahn in einem Preßspalt einer Papiermaschine, mit einem Band, das eine innere, der Stoffbahn abgewandte Schicht aus einem elastomeren Grundmaterial aufweist, in das Verstär­ kungsfäden eingebettet sind, und auf der eine äußere, der Stoffbahn zugewandte verschleißfeste Schicht vorgesehen ist.

Ein derartiger Preßmantel ist aus der US-A-49 78 428 bekannt.

Derartige Preßmäntel werden insbesondere in einer Preßeinrichtung einer Papiermaschine verwendet, um eine laufende Stoffbahn, die wäßrige Papierbahn, zu entwässern. Eine solche Preßeinrich­ tung hat zwei Preßelemente (z. B. zwei Preßwalzen oder eine Preßwalze und einen Preßschuh), die miteinander einen Preßspalt bilden. Durch diesen Preßspalt läuft die zu entwässernde Stoffbahn zusammen mit dem Preßmantel und ggf. zusammen mit einem oder zwei Filzbändern. Der Preßmantel ist in der Regel endlos und kann in Bahnlaufrichtung gesehen, eine unterschied­ liche Länge aufweisen. Bei langen Preßmänteln wie etwa gemäß der GB-A-21 06 555 läuft der Preßmantel außerhalb des Preßspaltes über Leitwalzen um. Wenn der Preßmantel dagegen in Umlaufrichtung relativ kurz ist, so bildet er einen schlauchförmigen Preßmantel, der außerhalb des Preßspaltes auf einer im wesentlichen kreis­ förmigen Bahn umläuft.

Preßmäntel dieser Art sind im Betrieb hohen Beanspruchungen ausgesetzt. Im Preßspalt ergibt sich eine hohe Druck- und Walk- Beanspruchung, die zu einer vorzeitigen Abnutzung des Preßmantels führt. Insbesondere an der Oberfläche des Preßmantels, die der Stoffbahn zugewandt ist, stellt sich ein erheblicher Abrieb ein. Bei konventionellen Walzen führt dies dazu, daß sich die Kompression des Preßmantels im Preßspalt und damit die Entwässe­ rungsleistung verändert. Bei Preßmänteln für Schuhpressen führt dies zu einem geänderten Druckverlauf und gleichfalls zu einem veränderten Entwässerungsverhalten.

Darüberhinaus sind auch gerillte Preßmäntel bekannt geworden (US-A-45 59 106, WO-A-92/02 678, US-A-44 78 428, US-A-50 62 924), um das Wasseraufnahmevermögen im Bereich des Preßspaltes zu verbessern. Auch derartige, mit Rillen versehene Preßmäntel sind den gleichen Beanspruchungen wie oben erwähnt ausgesetzt, so daß sich infolge der Schwächung durch die Rillen und infolge der Zug- und Scherbeanspruchungen, die im Rillenbereich verstärkt auftreten, sogar noch ein stärkerer Verschleiß im Bereich der Rillen einstellt, was mit den oben erwähnten Nachteilen verbunden ist.

Aus diesem Grunde wurde gemäß der eingangs erwähnten US-A- 49 78 428 eine äußere, der Stoffbahn zugewandte verschleißfeste Schicht mit einer größeren Härte als die darunterliegende Schicht vorgesehen.

Es hat sich gezeigt, daß bei einer derartigen Ausführung, bei der eine Schicht größerer Härte auf einer Schicht kleinerer Härte angeordnet ist, die Gefahr einer Ablösung der beiden Schichten voneinander und somit die Gefahr einer Zerstörung des Preßmantels besteht.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen verbes­ serten Preßmantel zu schaffen, der die Nachteile des Standes der Technik vermeidet, insbesondere eine hohe Standzeit und einen geringen Abrieb aufweist. Ferner soll ein geeignetes Verfahren zur Herstellung eines solchen angegeben werden.

Hinsichtlich des Preßmantels wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß bei einem Preßmantel der eingangs genannten Art die ver­ schleißfeste Schicht aus dem gleichen oder ähnlichen Matrixmate­ rial wie die innere Schicht besteht und durch eingelagerte verschleißfeste Partikel verstärkt ist.

Dadurch, daß die verschleißfeste Schicht aus dem gleichen oder chemisch ähnlichem Matrixmaterial wie die innere Schicht besteht, ist eine gute Bindung zwischen beiden Schichten gewährleistet, so daß ein Ablösen der äußeren Schicht von der inneren Schicht auch bei starker Beanspruchung im Langzeitbetrieb vermieden wird. Durch Einlagerung von verschleißfesten Partikeln dieses Matrixmaterials wird die Verschleißfestigkeit des so gebildeten Verbundkörpers stark erhöht, wobei die übrigen mechanischen Eigenschaften, insbesondere die Elastizität und die Festigkeit im wesentlichen durch die Eigenschaften des Matrixmaterials bestimmt sind. Dies setzt voraus, daß nur eine derart geringe Menge an verschleißfesten Partikeln eingelagert ist, daß insgesamt ein Einlagerungsgefüge entsteht, dessen Matrix durch das Matrixmaterial gebildet ist. Unterhalb von 50 Vol.-% Anteil an verschleißfesten Partikeln ist dies grundsätzlich der Fall. In der Regel wird nur ein geringerer Anteil an verschleißfesten Partikeln zugesetzt werden, vorzugsweise etwa im Bereich zwischen etwa 1 Vol.-% und 30 Vol.-%, wobei das optimale Mischungsver­ hältnis empirisch ermittelt werden kann und von den Einsatzbe­ dingungen sowie von den Eigenschaften des Matrixmaterials und der eingelagerten verschleißfesten Partikeln beeinflußt wird.

Als Matrixmaterial kann beispielsweise Polyurethan verwendet werden, während die verschleißfesten Partikel beispielsweise aus Gesteinsmehl, insbesondere Granitmehl, aus keramischem Pulver, insbesondere aus Aluminiumoxidpulver, oder aus Glasfritte bestehen können.

In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung weisen die Ver­ stärkungsfäden quer zur Stoffflußrichtung verlaufende Längsfäden auf, auf denen spiralförmig im wesentlichen in Stoffflußrichtung verlaufende Querfäden vorgesehen sind, die bis in den Randbereich des Bandes verlaufen.

Während herkömmliche Preßmäntel, die an ihren Rändern auf Tragscheiben aufgezogen sind, insbesondere im Randbereich wegen der notwendigen Befestigung an den Tragscheiben eine möglichst hohe Flexibilität aufweisen (vgl. DE-A-39 09 936) wird so erfindungsgemäß auch in den Randbereichen eine hohe Festigkeit des Preßmantels in Richtung der Stoffflußrichtung gewährleistet, so daß der erfindungsgemäße Preßmantel in vorteilhafter Weise an den Tragscheiben angetrieben werden kann, um so einen besseren Lauf der Stoffbahn im Preßspalt sicherzustellen.

In vorteilhafter Weiterbildung dieser Ausgestaltung erstreckt sich die verschleißfeste Schicht nur über einen zwischen den beiden seitlichen Randbereichen eingeschlossenen Preßbereich des Bandes.

Dadurch wird erreicht, daß das Band zwar an den Randbereichen eine hohe Festigkeit aufweist, um einen Antrieb über die Tragscheiben zu ermöglichen, daß jedoch andererseits nur im mittleren Preßbereich des Bandes die notwendige Verstärkung vorgenommen wird, um den Verschleißwiderstand zu erhöhen, so daß in den Randbereichen nach wie vor eine ausreichende Elastizi­ tät zur Einspannung an den Tragscheiben gewährleistet ist.

Hinsichtlich des Verfahrens wird die Aufgabe der Erfindung durch ein Verfahren gelöst, bei dem eine erste aus einem ersten elastomeren Matrixmaterial bestehende Schicht auf einen Gieß­ körper aufgegossen wird und dabei Verstärkungsfäden eingewickelt werden, und wobei vor Aushärtung der ersten Schicht eine zweite Schicht auf die erste Schicht aufgegossen wird, die aus einer Mischung eines zweiten Matrixmaterials mit verschleißfesten Partikeln besteht.

Da die zweite Schicht noch vor Aushärtung der ersten Schicht im Gießverfahren aufgebracht wird, ist eine dauerhafte Verbindung an den Oberflächen zwischen den beiden Schichten gewährleistet, so daß ein Ablösen der beiden Schichten voneinander auch im Langzeitbetrieb bei starker Beanspruchung ausgeschlossen ist.

In vorteilhafter Weiterbildung dieses Verfahrens sind das zweite Matrixmaterial und das erste Matrixmaterial identisch oder chemisch ähnlich.

Durch diese Maßnahme wird die Verbindung zwischen beiden Schichten nochmals verbessert, so daß bei Verwendung identischer Matrixmaterialien für beide Schichten praktisch eine einheitliche durchgehende Schicht entsteht, wobei in die äußere Schicht lediglich die verschleißfesten Partikel eingelagert sind.

Es versteht sich, daß die vorstehend genannten und die nach­ stehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele. Es zeigen:

Fig. 1 einen Querschnitt eines erfindungsgemäßen Preßmantels;

Fig. 2 einen Ausschnitt des erfindungsgemäßen Preßmantels gemäß Fig. 1 in vergrößerter Darstellung;

Fig. 3 eine vereinfachte Darstellung einer Preßeinrichtung im Bereich des Preßspaltes und

Fig. 4 eine vereinfachte schematische Schnittdarstellung einer Vorrichtung zur Herstellung eines Preßmantels.

Ein erfindungsgemäßer Preßmantel ist in den Fig. 1 bis 3 insgesamt mit der Ziffer 10 bezeichnet.

Fig. 3 zeigt die Verhältnisse an einem Preßspalt 34 einer Schuhpresse bekannter Art in schematischer Darstellung, bei der der Preßmantel 10 über einen Preßschuh 28 zwischen einer Gegenwalze 26 umläuft, wobei eine Stoffbahn 30 in Form einer wäßrigen Papierbahn zwischen der Gegenwalze 26 und einer Filzbahn 32 geführt ist, das über dem Preßmantel 10 läuft. Infolge eines hohen Preßdruckes im Preßspalt 34 wird die Stoffbahn 30 im Preßspalt 34 entwässert, wobei das Wasser von der Filzbahn 32 aufgenommen wird.

Der Preßmantel 10 weist gemäß den Fig. 1 und 2 ein endloses, schlauchförmiges Band 11 auf, das in seinem mittleren Bereich, dem Preßbereich 11 verstärkt ist. Das Band 11 besteht aus einer ersten inneren Schicht 20 und aus einer radial äußeren zweiten Schicht 22, die nur im Preßbereich 12 aufgebracht ist, während sich die innere Schicht 20 über den gesamten Querschnitt des Bandes 11 bis einschließlich in beide Randbereiche 14 erstreckt.

Das Band 11 ist durch Verstärkungsfäden 16, 18 in nachfolgend noch näher beschriebener Weise verstärkt.

Die Verstärkungsfäden 16, 18 des Bandes 11 bestehen aus radial inneren, der Stoffbahn 30 abgewandten zueinander parallelen Längsfäden 16, die sich in gleichmäßigen Abständen zwischen beiden Rändern des Bandes 11 in Querrichtung erstrecken, und aus quer dazu verlaufenden, also im wesentlichen in Stoff­ flußrichtung 36 verlaufenden Querfäden 18, die spiralförmig über den Längsfäden 16 aufgewickelt sind, wie dies nachfolgend noch anhand von Fig. 4 näher erläutert wird.

Sowohl die erste Schicht 20 als auch die zweite Schicht 22 besteht aus einem elastomeren Matrixmaterial, vorzugsweise aus Polyurethan, wobei zusätzlich in die zweite Schicht 22 etwa 10 Vol.-% von Partikeln 24 eingelagert sind, die aus Granitmehl bestehen.

Bei der zweiten Schicht 22 wird vor dem Aufbringen des Matrix­ materials im Gießverfahren eine flüssige, homogene Mischung des Matrixmaterials mit etwa 10 Vol.-% Granitmehl 24 hergestellt. Die Herstellung des Preßmantels geschieht in an sich bekannter Weise wie dies im einzelnen in der DE-A-37 15 153 beschrieben ist.

Eine Vorrichtung 50 zur Herstellung des Preßmantels 10 weist einen zylindrischen Gießkörper 38 auf, zwischen dessen beiden Stirnseiten mit einem vorgegebenen Abstand von der Oberfläche die Längsfäden 16 zueinander parallel aufgespannt sind. Über eine erste Leitung 46 wird durch eine erste Gießdüse 40 Poly­ urethan von oben zugeführt, während der Gießkörper 44 in Pfeilrichtung um seine Mittelachse 52 gedreht wird und die Gießdüse 40 über einen Support parallel zur Mittelachse 52 zugestellt wird, so daß sich beim kontinuierlichen Gießvorgang nach und nach eine zylindrische Mantelfläche ergibt. Dabei gelangt das Gießmaterial durch die Längsfäden 16 bis auf den Gießkörper 38 und bildet die innere Schicht 20 des Preßmantels.

Dabei wird gleichzeitig ein Querfaden 18 spiralförmig einge­ wickelt, der auf den Längsfäden 16 von außen aufliegt.

So entsteht in an sich bekannter Weise die erste innere Schicht 20 des Preßmantels 10.

Erfindungsgemäß wird gleichzeitig die zweite äußere Schicht 22 über eine zweite Gießdüse 42 aufgebracht, die sich in relativ geringem Abstand von der ersten Gießdüse 40 befindet. Über diese zweite Gießdüse 42 wird mittels einer Leitung 48 Gießmasse aus dem gleichen Matrixmaterial wie das über die erste Leitung 46 zugeführte aufgebracht, das mit 10 Vol.-% Granitmehl versetzt ist.

Dadurch, daß die zweite äußere Schicht 22 aus dem gleichen Matrixmaterial wie die erste Schicht 20 besteht und auf die erste Schicht 20 durch Gießen aufgebracht ist, bevor diese ausgehärtet ist, ergibt sich eine optimale Verbindung zwischen den beiden Schichten 20, 22. Dabei ist gleichzeitig durch die eingelagerten verschleißfesten Partikel 24 in der zweiten Schicht 22 eine hohe Verschleißfestigkeit des Preßmantels 10 sicherge­ stellt.

Claims (6)

1. Preßmantel für eine Preßvorrichtung zur Entwässerung einer Stoffbahn (30), insbesondere zur Entwässerung einer Papierbahn in einem Preßspalt (34) einer Papiermaschine, mit einem Band (10), das eine innere, der Stoffbahn (30) abgewandte Schicht (20) aus einem elastomeren Matrixmaterial aufweist, in das Verstärkungsfäden (16, 18) eingebettet sind, und auf der eine äußere, der Stoffbahn (30) zugewandte verschleißfeste Schicht (22) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die verschleißfeste Schicht (22) aus dem gleichen oder ähnlichen Matrixmaterial wie die innere Schicht (20) besteht und durch eingelagerte verschleißfeste Partikel (24) verstärkt ist.

2. Preßmantel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die verschleißfesten Partikel (24) aus Gesteinsmehl, keramischem Pulver oder aus Glasfritte bestehen.

3. Preßmantel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkungsfäden quer zur Bahnlaufrichtung (36) verlaufende Längsfäden (16) aufweisen, auf denen spiral­ förmig im wesentlichen in Bahnlaufrichtung (36) verlaufende Querfäden (18) vorgesehen sind, die bis in den Randbereich (14) des Bandes (10) verlaufen.

4. Preßmantel nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich die verschleißfeste Schicht nur über einen zwischen den beiden seitlichen Randbereichen eingeschlossenen Preßbereich (12) des Bandes (10) erstreckt.

5. Verfahren zur Herstellung eines Preßmantels (10) für eine Preßvorrichtung zur Entwässerung einer Stoffbahn (30), insbesondere zur Entwässerung einer Papierbahn in einem Preßspalt (34) einer Papiermaschine, bei dem eine erste aus einem ersten elastomeren Matrixmaterial bestehende Schicht (20) auf einen Gießkörper (38) aufgegossen wird und dabei Verstärkungsfäden (16, 18) eingewickelt werden, dadurch gekennzeichnet, daß vor Aushärtung der ersten Schicht (20) eine zweite Schicht (22) auf die erste Schicht (20) aufgegossen wird, die aus einer Mischung eines zweiten Matrixmaterials mit verschleißfesten Partikeln (24) besteht.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Matrixmaterial und das erste Matrixmaterial identisch oder chemisch ähnlich sind.