DE102006053504A1 - Paper machine roller i.e. press roll, has lining comprising peripheral zone over partial area of extension above roller breadth, where surface of lining is free from coating and peripheral zone is produced through heat treatment at surface - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Papiermaschinenwalze, insbesondere eine Walze mit aufgewickeltem Belag, im Einzelnen mit den Merkmalen aus dem Oberbegriff von Anspruch 1; ferner ein Verfahren zur Herstellung einer Papiermaschinenwalze.The The invention relates to a paper machine roll, in particular a Roller with wound covering, in detail with the characteristics the preamble of claim 1; a process for the production a paper machine roll.
Papiermaschinenwalzen
mit einem Belag, insbesondere in Form eines gerillten Belages durch Aufwickeln
eines profilierten Bandes, insbesondere aus Edelstahl sind in einer
Vielzahl von Ausführungen
bekannt. Verfahren zur Herstellung derartiger Walzen sind beispielsweise
in der
Die
Druckschrift
Zur Erhöhung der Korrosionsfestigkeit ist es ferner bekannt, die Oberfläche des Belages und eventuell auch die Oberfläche der Befestigungsringe zu beschichten. Bei dieser aufzutragenden Schutzschicht handelt es sich im allgemeinen um eine Wolframcarbidschicht. Diese weist eine Schichtdicke im Bereich von 0,06 mm und 0,09 mm auf und ist durch eine Vickers-Härte V im Bereich von ca. 1000 bis 1150 HV, vorzugsweise 1100 HV charakterisiert. Zur Erzielung der gewünschten Oberflächenrauhigkeit ist ein Nachschleifen erforderlich. Weiter eingesetzte Hartbeschichtungen sind durch eine Dicke im Bereich von 0,08 bis 0,1 mm und eine Härte zwischen 1100–1300 HV charakterisiert. Die Beschichtung erfolgt dabei entweder unmittelbar anschließend an den Aufwickelvorgang oder nach Zwischenlagerung der Baueinheit aus Walzenkern und Belag zeitlich getrennt. Ein wesentlicher Nachteil derart aufgetragener Schutzschichten besteht darin, dass deren Herstellung sehr teuer und aufwendig ist, insbesondere da sehr hohe Anforderungen an die Genauigkeit des Auftrages gestellt werden. Ein Ab- oder Nachschleifen ist nur bedingt in Abhängigkeit der Schichtdicke der aufgetragenen Schutzschicht möglich.to increase the corrosion resistance, it is also known, the surface of the Covering and possibly also the surface of the fastening rings coat. This protective layer to be applied is generally a tungsten carbide layer. This one has Layer thickness in the range of 0.06 mm and 0.09 mm and is by a Vickers hardness V in the range of about 1000 to 1150 HV, preferably 1100 HV characterized. To achieve the desired surface roughness regrinding is required. Further used hard coatings are by a thickness in the range of 0.08 to 0.1 mm and a hardness between 1100-1300 HV characterized. The coating takes place either directly subsequently to the winding or after temporary storage of the unit separated from roller core and lining. A major disadvantage such applied protective layers is that their production very expensive and expensive, especially since very high requirements be placed on the accuracy of the order. A regrind or regrind is only conditionally dependent the layer thickness of the applied protective layer possible.
Der Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, eine Walze mit einem um die Oberfläche eines Walzenkerns gewickelten Belag derart weiterzuentwickeln, dass die genannten Nachteile vermieden werden, insbesondere eine hohe Korrosionsbeständigkeit des Belages mit geringem Aufwand gewährleistet wird.Of the Invention was therefore the object of a roll with a order the surface develop a roll core wound coating such that the mentioned disadvantages are avoided, in particular a high corrosion resistance the covering is ensured with little effort.
Die erfindungsgemäße Lösung ist durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 12 charakterisiert. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.The inventive solution by the features of the claims 1 and 12 characterized. Advantageous embodiments are in the dependent claims described.
Erfindungsgemäß ist die Oberfläche einer Papiermaschinenwalze, umfassend einen Walzenkern, einen um die Oberfläche des Walzenkerns gewickelten Belag, insbesondere aus einem Profilband und an den beiden axialen Enden des Belages am Walzenkern befestigte oder montierte Befestigungsringe frei von einer Beschichtung. Die Oberfläche des Belages ist jedoch über wenigstens einen Teilbereich, der sich ausgehend von den axialen Enden des Belages in Richtung zur Mitte über die Breite der Walze erstreckt oberflächenwärmebehandelt, d.h. weist eine durch Wärmebehandlung an der Oberfläche erzeugte Randzone auf.According to the invention surface a paper machine roll comprising a roll core, a the surface the roller core wound coating, in particular of a profile band and attached to the roller core at the two axial ends of the lining or mounted mounting rings free from a coating. The surface however, the covering is over at least a portion extending from the axial Ends of the pad extending toward the center across the width of the roller surface heat-treated, i.e. shows one by heat treatment on the surface generated edge zone.
Unter Walzenkern wird hierbei das Bauteil oder die Baugruppe verstanden, auf dessen Oberfläche, insbesondere Außenumfang der Belag aufgewickelt wird. Dieser kann beispielsweise direkt von einem Walzenkörper oder einer Hülse gebildet werden. Der Belag wird dabei in der Regel von an den axialen Flächen profiliertem Band gebildet.Under Roll core is understood here as the component or assembly, on its surface, especially outer circumference the covering is wound up. This can for example directly from a roll body or a sleeve be formed. The covering is usually profiled from on the axial surfaces Band formed.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführung ist auch die Oberfläche des Befestigungsringes frei von einer Beschichtung und weist eine durch Wärmebehandlung der Oberfläche erzeugte Randzone auf. Die Oberflächenvergütung durch Wärmebehandlung analog zum Belag bietet den Vorteil einer ökonomischen Fertigung und homogener Eigenschaften über die Walzenbreite.According to one advantageous embodiment is also the surface the fastening ring free of a coating and has a by heat treatment the surface generated edge zone. The surface treatment by heat treatment analog to the flooring offers the advantage of economical production and homogeneous Properties about the Roll width.
Der Begriff „Oberfläche" umfasst die gesamte Oberfläche am Außenumfang in radialer Richtung, d.h. schließt radiale, insbesondere in Umfangsrichtung verlaufende und eventuell axiale Flächen mit ein. Randzone beschreibt einen Dickenbereich ausgehend von der Oberfläche nach innen am Bauteil. Bei Walzen erstreckt sich die Randzone vom Außenumfang in radialer Richtung nach Innen.Of the Term "surface" encompasses the whole surface on the outer circumference in the radial direction, i. includes radial, especially in Circumferentially extending and possibly axial surfaces with a. Edge zone describes a thickness range starting from the surface inside the component. In rolls, the edge zone extends from the outer periphery in the radial direction inwards.
Erfindungsgemäß wird somit die im Stand der Technik verwendete Beschichtung durch Auftrag von Fremdmaterial, welches mit der Oberfläche des Belages eine Verbindung eingeht, durch eine Oberflächen- bzw. Randzonenwärmebehandlung ersetzt. Dadurch erfolgt kein Fremdauftrag, sondern entweder eine Gefügeumwandlung in der an die Oberfläche angrenzende Randzone oder eine Veränderung der Randschicht durch Veränderung der chemischen Zusammensetzung durch thermochemische Diffusion, insbesondere von Nichtmetallen wie beispielsweise Stickstoff an den Oberflächen. Durch die örtlich auf die Randzone beschränkte Wärmebehandlung kann mit geringem Aufwand und energetisch günstig eine Erhöhung des Verschleißwiderstandes ohne Minderung der Korrosionsbeständigkeit in den Bereichen, in welchen diese Eigenschaften tatsächlich gefordert werden, erzielt werden. Es können mit diesem Verfahren analoge Oberflächenhärten, wie durch die aus dem Stand der Technik bekannten Beschichtungen eingestellt werden, insbesondere im Bereich zwischen 1000–1200 HV.Thus, according to the invention the coating used in the prior art by order of Foreign material, which connects to the surface of the lining entered through a surface or edge zone heat treatment replaced. As a result, there is no external assignment, but either one structural transformation in the to the surface adjacent edge zone or a change of the boundary layer by change chemical composition by thermochemical diffusion, in particular of non-metals such as nitrogen the surfaces. By the local on limited the border zone Heat treatment can with little effort and energetically favorable an increase in wear resistance without reducing corrosion resistance in the areas in which these properties are actually required achieved become. It can with this method analog surface hardness, such as by the State of the art known coatings can be adjusted, in particular in the range between 1000-1200 HV.
Der Belag ist zumindest an seinem axialen Endbereich durch eine durch Wärmebehandlung an der Oberfläche erzeugte Randzone charakterisiert, da in diesem Bereich sehr hohe Beanspruchungen vorliegen.Of the Covering is at least at its axial end by a through heat treatment on the surface generated edge zone characterized as very high in this area Stresses are present.
Die Randzone selbst kann sich dabei über ein Teil der Dicke des Belages nach Art einer echten Randschicht oder über die gesamte Dicke des Belages erstrecken. Im letztgenannten Fall erfolgt ein Durchvergüten bzw. Durchhärten des Belages. Je nach verwendetem Verfahren zur Wärmebehandlung und der Einstellung der Prozessparameter, insbesondere Zeitdauer und Temperatur ist somit die Vergütungstiefe einstellbar.The Edge zone itself can be about a Part of the thickness of the covering in the manner of a real surface layer or over the entire thickness of the covering extend. In the latter case takes place a tempering or through hardening of the flooring. Depending on the method used for heat treatment and adjustment is the process parameter, especially time duration and temperature thus the depth of remuneration adjustable.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn der gesamte Außenumfang bzw. die dadurch gebildeten Oberflächen am Befestigungsring und Belag vollständig über die Breite der Papiermaschinenwalze wärmebehandelt sind. In diesem Fall ist die Walze durch eine homogen aufgebaute Randschicht charakterisiert und eventuell erforderliche Nachschleifvorgänge, die zu örtlichem Abtrag führen, bedingen keine Eigenschaftsänderung an der unmittelbaren als Kontaktfläche genutzten Oberfläche.Especially It is advantageous if the entire outer circumference or the thereby formed surfaces heat treated at the mounting ring and pad completely across the width of the paper machine roll are. In this case, the roller is a homogeneous structure Randschicht characterized and any required Nachschleifvorgänge, the to local Cause erosion, do not cause a property change on the immediate surface used as a contact surface.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführung ist es jedoch auch denkbar, insbesondere im Hinblick auf eine Anpassung an Randbedingungen des Einsatzfalles, dass die Oberfläche des Befestigungsringes und die Oberfläche des Belages Teilbereiche aufweisen, die Randzonen mit unterschiedlichen Eigenschaften bilden, d.h. die einer Wärmebehandlung mit unterschiedlicher Intensität oder keiner Wärmebehandlung unterzogen wurden.According to one further advantageous embodiment However, it is also conceivable, especially with regard to an adjustment on boundary conditions of the application that the surface of the Fixing ring and the surface of the lining subregions having edge zones with different properties, i.e. the heat treatment with different intensity or no heat treatment were subjected.
Die einzelne Oberflächen oder Teilbereiche der Oberfläche können durch eine Gefügeumwandlung oder den chemischen Eintrag von anderen Stoffen charakterisiert sein. Bei Ausführungen mit Gefügeänderungen sind diese gehärtet, insbesondere induktionsgehärtet. Um nachträglich durch die Oberflächenwärmebehandlung erzeugte Spannungen zu vermeiden, werden die wärmebehandelten Bereiche zusätzlich angelassen und somit eine Vergütung erzielt. Dabei kann nur eine einzelne Oberfläche oder aber Teilbereiche der Oberfläche vergütet werden.The individual surfaces or partial areas of the surface can through a structural transformation or the chemical input of other substances be. For versions with structural changes are these hardened, in particular induction hardened. In retrospect through the surface heat treatment To avoid generated stresses, the heat-treated areas are additionally tempered and thus a remuneration achieved. It can only a single surface or subregions the surface hardened and tempered become.
Bei thermochemischer Diffusion besteht die einzelne Randzone aus einer ersten äußeren Teilzone in Form einer Verbindungsschicht und einer zweiten an diese angrenzende innere Teilzone in Form einer Diffusionsschicht, wobei die Diffusionsschicht wenigstens eines der nachfolgend genannten Materialen enthält: CrN, TiN, TiCN. Der Belag selbst besteht in der Regel aus Edelstahl. Durch das Vorsehen der Diffusionszone kann auf einfache Art und Weise durch Wahl der Prozessparameter auch die Vergütungstiefe, d.h. Dicke der Randzone gesteuert werden, so dass entweder nur eine Randzonenbeeinflussung vorliegt oder ein Durchvergüten.at thermochemical diffusion consists of the single edge zone of a first outer subzone in the form of a tie layer and a second adjacent thereto inner sub-zone in the form of a diffusion layer, wherein the diffusion layer at least one of the following materials contains: CrN, TiN, TiCN. The surface itself is usually made of stainless steel. By providing the Diffusion zone can easily by selecting the process parameters also the depth of remuneration i.e. Thickness of the edge zone can be controlled so that either only one Edge zone influence is present or a Durchvergüten.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung einer Papiermaschinenwalze mit einem aufgewickelten Belag, umfassend einen Walzenkern, einen um eine Oberfläche des Walzenkerns aus Profilband gewickelten Belag und an beiden axialen Enden des Belages am Walzenkern befestigte Befestigungsringe, bei welchem der Belag aus Profilband auf den Umfang des Walzenkerns aufgewickelt wird und die Befestigungsringe am Walzenkern befestigt werden, ist dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Teilbereich der Oberfläche des Belages oberflächenwärmebehandelt wird. Dabei wird zumindest ein zum Befestigungsring angrenzender Teilbereich oberflächenwärmebehandelt, vorzugsweise die gesamte Oberfläche, so dass eine homogene Randstruktur vorliegt. In besonders vorteilhafter und verfahrensmäßig einfacher Art und Weise wird die gesamte Oberfläche von Belag und Befestigungsring wärmebehandelt.The inventive method for producing a paper machine roll with a wound up Covering comprising a roller core, one around a surface of the Roll core made of profiled tape wound coating and on both axial Ends of the lining attached to the roll core mounting rings, at which the covering made of profiled strip on the circumference of the roll core is wound and the fastening rings are attached to the roll core, is characterized in that at least a portion of the surface the surface heat treated becomes. At least one adjacent to the mounting ring Subarea surface treated with heat, preferably the entire surface, so that a homogeneous edge structure is present. In particularly advantageous and procedurally easier In the meantime, the entire surface of the covering and fixing ring is heat treated.
Zur Anpassung an konkrete Einsatzbedingungen werden einzelne Teilbereiche der Oberflächen mit Verfahren mit unterschiedlichen Verfahrensparametern behandelt.to Adaptation to concrete conditions of use become individual subareas the surfaces treated with methods with different process parameters.
Die Montage und die Oberflächenwärmebehandlung können zeitlich getrennt erfolgen, vorzugsweise jedoch unmittelbar nacheinander. Ferner ist auch eine räumliche Trennung bei der Durchführung dieser Verfahrensschritte denkbar.The Assembly and surface heat treatment can time separated, but preferably immediately one after the other. Furthermore, a spatial Separation in the implementation of this Process steps conceivable.
Gemäß einer alternativen und sehr zeiteffektiven Ausführung kann die Wärmebehandlung der betroffenen Oberflächen auch während der Montage erfolgen.According to an alternative and very time-effective design, the heat treatment of the affected surfaces during assembly respectively.
Als Wärmebehandlung wird entweder ein die Randzone beeinflussendes Verfahren mit Gefügeumwandlung oder ein thermochemisches Diffusionsverfahren eingesetzt. Letzteres beinhaltet vorzugsweise eines der genannten Verfahren Gasnitrieren, Plasmanitrieren, Salzbadnitrieren, Lasernitrieren.When heat treatment is either a process affecting the edge zone with structural transformation or a thermochemical diffusion method used. The latter preferably includes one of the said methods gas nitriding, Plasma nitriding, salt bath nitriding, laser nitriding.
Hauptanwendungsgebiet der erfindungsgemäßen Lösung sind Presswalzen.Main application the solution according to the invention are Press rolls.
Die erfindungsgemäße Lösung ist ferner für jegliche Art von Befestigungsringen, die axial neben dem Belag angeordnet sind, am Walzenkern befestigt sind und wenigstens teilweise mit der axialen Stirnfläche des Belages und der Oberfläche des Walzenkerns in Kontakt stehen, unabhängig vom Material und der konstruktiven Ausführung sowie der Art und Anordnung der Befestigung sowie jegliche Art von zu einem Belag aufgewickeltem Band einsetzbar.The inventive solution furthermore for any Type of mounting rings, which are arranged axially adjacent to the pad are attached to the roll core and at least partially with the axial end face of the covering and the surface the roller core are in contact, regardless of the material and the constructive execution as well as the type and arrangement of the attachment as well as any kind of Can be used to a covering wound tape.
Die erfindungsgemäße Lösung wird nachfolgend anhand von Figuren erläutert. Darin ist im Einzelnen folgendes dargestellt:The solution according to the invention explained below with reference to figures. This is in detail the following is shown:
Die
Der
einzelne Befestigungsring
Die
in der
Entsprechend
des verwendeten Verfahrens kann die Nitration als Salzbadnitration,
Gastnitration, Plasmanitration oder Lasernitration erfolgen. Im
erstgenannten Fall, das heißt
beim Salzbadnitrieren, erfolgt der Verfahrensvorgang in einer Salzschmelze, die
zyanid- oder zyanathaltig ist. Vorzugsweise ist das Nitrierbad belüftet, so
dass durch das Einleiten von Luft dafür gesorgt wird, dass ständig ein
ausreichend hoher Anteil an Zyanat vorhanden ist. Beim Salzbadnitrieren
wird vorzugsweise das gesamte Bauteil, hier die Presswalze
Eine
weitere, im Hinblick auf die Baugröße der Walze
Als
weiteres mögliches
Verfahren kann Plasmanitrieren zum Einsatz gelangen. Bei diesem
wird in einem evakuierten Behälter
zwischen zwei Elektroden verschiedener Spannung eine Klimmentladung genutzt,
bei der positive Ladungsträger
auf eine Kathode beziehungsweise negative Ladungsträger auf eine
Anode fliegen. Durch Ionisation werden Elektronen zum Behälter und
Stickstoffionen zum Bauteil hin beschleunigt. Die Ionen stäuben dabei
am Bauteil Eisenatome ab, die sich im Plasma bei der Klimmentladung
mit hochreaktiven Stickstoffatomen zum Eisennitrit FeN verbinden.
Diese kondensieren auf der Werkstückoberfläche und zersetzen sich dort.
Ein Teil des dabei frei werdenden Stickstoffes diffundiert in die
Randschicht des Bauteiles, hier die Oberfläche
Die einzelnen Verfahren zum Nitrieren sind hinlänglich aus dem Stand der Technik bekannt. Es wird daher nur am Rand beispielhaft darauf eingegangen. Die konkrete Auswahl und Ausführung obliegt dem Fachmann.The individual methods of nitriding are well-known in the art known. Therefore, it will be discussed only by way of example. The concrete selection and execution is incumbent on the expert.
Mögliche andere Verfahren zur Randschichtenbeeinflussung sind Gefüge beeinflussende Verfahren, wie beispielsweise das Randschichtenhärten. Dazu können unterschiedliche Verfahren genutzt werden. Besonders vorteilhaft ist hier das Induktionshärten, welches insbesondere für örtlich begrenzte zu härtende Bereiche durch die an unterschiedliche Geometrien einfach anpassbaren Apparaturen geeignet ist.Possible others Methods for influencing the surface layer are structure-influencing Methods, such as surface hardening. This can be different Procedures are used. Particularly advantageous here is the induction hardening, which especially for local curing Areas by easily adaptable to different geometries Apparatus is suitable.
Die
Die
Dabei
wird auf einen fertigen Walzenkern
Die
Montage und Oberflächenbehandlung gemäß der
Die
- 11
- PapiermaschinenwalzePaper machine roll
- 22
- Belagcovering
- 33
- Windungconvolution
- 44
- Oberflächesurface
- 55
- Walzenkernroll core
- 6, 6.16 6.1
- Befestigungsringfixing ring
- 7.1, 7.27.1 7.2
- axiales Endeaxial The End
- 88th
- Befestigungsmittelfastener
- 99
- Außenumfangouter periphery
- 1010
- Außenumfangouter periphery
- 1111
- Mittel zur Erzeugung einer Vorspannung in axialer und radialer Richtungmedium for generating a bias in the axial and radial directions
- 1212
- Oberflächesurface
- 1313
- Oberflächesurface
- 1414
- Nut-FederverbindungTongue and groove connection
- 1515
- Nutgroove
- 1616
- ringförmiger Vorsprungannular projection
- 1717
- Innenumfanginner circumference
- 1818
- Teilbereichsubregion
- 19.119.1
- axialer Endbereichaxial end
- 2020
- Randzoneborder zone
- 2121
- Randzoneborder zone
- 2222
- Nitrierschichtnitrided
- 2323
- Nitrierschichtnitrided
- 22.1, 23.122.1, 23.1
- erste Teilzonefirst subzone
- 22.2, 23.222.2, 23.2
- zweite Teilzonesecond subzone
- 2424
- EinrichtungFacility
- 2525
- Profilbandprofile strip
- 2626
- Haltevorrichtungholder
- 2727
- Abwickelvorrichtungunwinding
- 2828
- Bearbeitungs- und Ausrichteinheitprocessing and alignment unit
- MM
- Mittenachsemid-axis
- DD
- Durchmesserdiameter
- d1 d 1
- Dickethickness
- d2 d 2
- Dickethickness
Claims (25)
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE200610053504 DE102006053504A1 (en) | 2006-11-14 | 2006-11-14 | Paper machine roller i.e. press roll, has lining comprising peripheral zone over partial area of extension above roller breadth, where surface of lining is free from coating and peripheral zone is produced through heat treatment at surface |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE200610053504 DE102006053504A1 (en) | 2006-11-14 | 2006-11-14 | Paper machine roller i.e. press roll, has lining comprising peripheral zone over partial area of extension above roller breadth, where surface of lining is free from coating and peripheral zone is produced through heat treatment at surface |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102006053504A1 true DE102006053504A1 (en) | 2008-05-15 |
Family
ID=39277678
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE200610053504 Withdrawn DE102006053504A1 (en) | 2006-11-14 | 2006-11-14 | Paper machine roller i.e. press roll, has lining comprising peripheral zone over partial area of extension above roller breadth, where surface of lining is free from coating and peripheral zone is produced through heat treatment at surface |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102006053504A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2230354A1 (en) | 2009-03-19 | 2010-09-22 | Voith Patent GmbH | Roller for a paper machine |
-
2006
- 2006-11-14 DE DE200610053504 patent/DE102006053504A1/en not_active Withdrawn
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2230354A1 (en) | 2009-03-19 | 2010-09-22 | Voith Patent GmbH | Roller for a paper machine |
DE102009001648A1 (en) | 2009-03-19 | 2010-09-23 | Voith Patent Gmbh | Roller for a paper machine |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |
Effective date: 20110601 Effective date: 20110531 |