Lagenverschiebungen und Spannungsaufbau in der Nipzone zwischen Walze und Papierlagen

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Bei der Papierherstellung entstehen Produktionsverluste durch Wickelfehler, die während des Wickelvorgangs von maschinenbreiten Papierrollen auftreten. Dabei ist mindestens eine Walze in Kontakt mit dem Wickel, was Spannungen und Lagenverschiebungen in der Nipzone induziert. Der genaue Vorgang in der Nipzone ist bislang unzureichend erforscht. Basismodelle wurden entwickelt, um die Verformung, Lagenverschiebung und den Spannungsaufbau in der Nipzone theoretisch und experimentell zu untersuchen. Versuche mit Stahl- und gummierten Walzen an einem Stapel von 500 Lagen LWC-Tiefdruckpapier ergaben, dass die Verformung am Papierstapel und Wickel einen geringeren E-Modul aufwies als die Kompressibilitätsmessung. Die Druckverteilung in der Nipzone war höher als nach Hertz angenommen. Beim Abrollen einer Walze kam es zu Lagenverschiebungen, die aus geometrischen Verformungen und Haftzonen berechnet wurden. Spannungen in den Lagen wurden erzeugt, wenn einige Lagen „festgehalten“ wurden. Der Einfluss einer Vorspannung variierte je nach Walzenaufsetzpunkt. Eine Differentialgleichung zur Formänderung beim „Walzen von Blechen“ ermöglichte die Bestimmung des Spannungsaufbaus in der Nipzone. Zwei Lösungen zeigten einen Punkt relativer Ruhe, an dem die Reibschubspannungen das Vorzeichen wechselten. Der Verlauf der Druck- und Schubbelastung während der Walzenbewegung wurde mit Piezo-Foliensensoren erfasst. Die Ergebnisse wurden auf den Wickelvo