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Verformbare Walzen …

… sind in der Pressenpartie ein wichtiger Bestandteil für eine gleichmäßige Entwässerung über die gesamte Arbeitsbreite.

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Bekanntlich ist das Herauspressen des Wassers nur im Nip – den Berührungsflächen der Walzen – möglich und dazu müssen Presskräfte wirken. Reduzieren wir nun diese Berührung der übereinander liegenden Walzen einfach betrachtet auf eine Linie, definieren wir somit den Begriff Linienkraft. Die sogenannte Linienkraft ist das Maß der Presskraft im Nip zweier Presswalzen und wird in Newton pro Millimeter oder in Kilonewton pro Meter angegeben.

Erstens wirkt bei den Kräften das Eigengewicht der oberen Walze, welches allerdings in der Regel nicht für eine wirksame Entwässerung ausreicht. Also müssen zweitens über die Zapfen der Walzen auf der Führerseite sowie auf der Triebseite gleichmäßig weitere Kräfte aufgebracht werden. Diese Aufgabe übernimmt ein Hydrauliksystem, das einen hydraulischen Druck aufbaut und diesen auf die Zapfen rechts und links der Walze überträgt. So weit, so gut.

Mehr Belastung auf die Außenseiten einer Walze bedeutet aber, sie fängt langsam an sich durchzubiegen. Für den Prozess heißt das, die Ränder der Papier- beziehungsweise Kartonbahn werden mehr und die Mitte weniger entwässert. So erreicht man keine Gleichmäßigkeit über die Arbeitsbreite, siehe auch Abbildung 1.

Für eine gleichmäßige fortlaufende Papierqualität ist aber ein gleicher Anpressdruck erforderlich. Also muss der sich mittig aufbauende Schlitz zwischen den Walzen geschlossen werden. Eine einfache Lösung ist der Einsatz von so genannten bombierten Walzen. Diese Walzen, in der Regel mit einer Kunststoffschicht als Außenhaut versehen, haben in der Mitte einen angepassten größeren Durchmesser, die sogenannte Bombage. Der elastische Walzenbezug wird ballig geschliffen, so dass die Walze mittig einen kleinen „Bauch“ bekommt. Dieser fällt natürlich mit ein bis drei Millimeter auf den Umfang bezogen relativ minimal aus. Die Bombage erfüllt aber ihren Zweck und der Schlitz zwischen den Walzen schließt sich bei Belastung zu einer Linie, siehe auch Abbildung 2.

Diese einfache Lösung hat nur den kleinen Haken, dass die Bombage jeweils für eine bestimmte Walzenbelastung optimal passt.

Ziel ist es, eine gleichmäßige lineare Belastung über die gesamte Walzenlänge beziehungsweise die Arbeitsbreite auch bei veränderbaren Bedingungen zu erreichen. Die Walze muss sich den unterschiedlichen Belastungen gleichmäßig anpassen, das heißt die Bombage muss sich mit verändern, also zunehmen oder abnehmen. Das bedeutet bei höheren Pressdrücken mehr und umgekehrt bei niedrigeren Pressdrücken weniger Bombage im Prozess umzusetzen. Und das machen in der Papierindustrie, speziell in der Pressenpartie, die verformbaren Walzen, denn diese funktionieren mit einer sogenannten hydraulischen Bombage. Die Walzen bestehen aus einer feststehenden Achse und einem Walzenmantel. Dieser Mantel rotiert um die Achse und schwimmt auf einem Ölpolster, welches sich im Innenraum aufbaut. Nun kann sich durch Änderung des Öldruckes der Walzenmantel verformen. Das heißt, der Druck zwischen Achse und Mantel verändert sich und passt sich somit jeder Belastung der Gegenwalze an, siehe auch Abbildung 3.

Rechts und links sind zwei Lagerelemente eingebaut. Sie sorgen dafür, dass trotz der Veränderungen im Prozess der Mantel durch diese Fixierung immer rund läuft.

Diese Anwendung stellt natürlich besondere Anforderungen an die Mäntel bezüglich der Biegewechselfestigkeit, der Geometrie- und der Oberflächengenauigkeit. Von der Gleichmäßigkeit der Wandstärken hängt das Laufverhalten der Walzen ab. Der Walzenmantel ist einfach gesehen ein Rohr in einer Grauguss-Qualität, welches für den Einsatz in der Pressenpartie meistens mit Polyurethan oder Edelstahl bezogen ist.

Diese Walzen werden auch Biegeausgleichswalzen oder sogar Schwimmende Walzen genannt und kommen auch in anderen Industriezweigen, wie zum Beispiel in der Textilindustrie, zum Einsatz. In der Papier- und Kartonmaschine können sie je nach ihrer Position im System als Ober- und Unterwalzen betrieben werden. Auch im Glättwerk oder im Kalander halten solche Walzen ebenfalls die lineare Belastung aufgrund der hydraulischen Bombierung auch bei unterschiedlicher Walzenbelastung immer gleichmäßig.

Die Informationen zu den Walzen drehen sich immer noch weiter und in der nächsten Ausgabe befinden sich sogar zonenweise Stützelemente am rotierenden Walzenmantel.

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Die Walze muss sich den Veränderungen gleichmäßig anpassen