DE102008011497A1 - Roller and method for producing such a roller - Google Patents
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Abstract
Bei einem Herstellungsverfahren für eine Walze (11), beispielsweise zur Papierbehandlung, wird ein Belag (29) auf einem Walzenkern (15) aufgebaut. Auf den Walzenkern (15) wird eine Schicht aus Epoxyharz (19) aufgebracht und dann mittels einer kammartigen Schablone (21) zu einer Struktur (25) geformt mit abwechselnden Erhebungen (26) und Vertiefungen (27). Nach dem Aushärten der Struktur (25) wird ein Zwischenbelag (29) oder ein Endbelag aufgebracht mit der endgültigen Form der fertigen Walze (11).In a manufacturing process for a roll (11), for example for paper treatment, a coating (29) is built up on a roll core (15). A layer of epoxy resin (19) is applied to the roller core (15) and then formed by means of a comb-like template (21) into a structure (25) with alternating elevations (26) and depressions (27). After the structure (25) has cured, an intermediate coating (29) or an end coating is applied to the final shape of the finished roll (11).
Description
Anwendungsgebiet und Stand der TechnikField of application and status of the technique
Die Erfindung betrifft eine Walze, wie sie beispielsweise als Kalanderwalze für die Papierbehandlung verwendet werden kann, sowie ein Verfahren zum Herstellen einer solchen Walze.The The invention relates to a roll such as, for example, a calender roll can be used for paper handling, as well as a Method for producing such a roller.
Es
ist beispielsweise aus der
Aufgabe und LösungTask and solution
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine eingangs genannte Walze sowie ein Herstellungsverfahren zu schaffen, mit denen Probleme des Standes der Technik vermieden werden können und insbesondere eine Walze mit vorteilhaften Eigenschaften auch hinsichtlich Temperaturbeständigkeit bzw. Temperaturschwankungen sowie Eigenspannun gen bei unterschiedlichen Schichten oder Belägen nach der Herstellung geschaffen werden kann.Of the Invention is based on the object, an aforementioned roller as well as to create a manufacturing process with which problems of the prior art can be avoided and in particular a roller with advantageous properties also in terms of temperature resistance or Temperature fluctuations and Eigenspannun conditions at different Layers or coverings created after manufacture can be.
Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Walze mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Walze mit den Merkmalen des Anspruchs 12 oder 13. Vorteilhafte sowie bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der weiteren Ansprüche und werden im Folgenden näher erläutert. Der Wortlaut der Ansprüche wird durch ausdrückliche Bezugnahme zum Inhalt der Beschreibung gemacht.Solved This object is achieved by a roller with the features of the claim 1 and a method for producing such a roller having the features of claim 12 or 13. Advantageous and preferred embodiments The invention are the subject of further claims and will be explained in more detail below. The wording The claims are made by express reference to Content of the description made.
Die Walze weist einen Belagaufbau auf mit einem Walzenkern, der sehr starr bzw. aus Metall sein kann. Erfindungsgemäß wird auf den Walzenkern eine Struktur aufgebracht, die abwechselnd angeordnete Erhebungen und Vertiefungen aufweist. Die Struktur besteht dabei aus einem Material mit höherer Duktilität als das Material des Walzenkerns bzw. als das Material, auf welches die Struktur direkt aufgebracht ist. Auf diese Struktur wiederum wird ein äußerer Belag als Funktionsbelag bzw. Oberfläche aufgebracht. Vorteilhaft weist die Struktur eine höhere Duktilität als der Belag auf, um so dessen Bewegung oder Schrumpfung gegenüber einem Stahlkern auszugleichen, der sozusagen überhaupt keine Bewegung erfährt. Diese Duktilität ist vor allem in Längsrichtung der Walze wichtig.The Roller has a lining structure with a roller core, the very may be rigid or made of metal. According to the invention applied to the roll core, a structure arranged alternately Surveys and depressions. The structure is there made of a material with higher ductility than the material of the roll core or as the material to which the structure is applied directly. Turn to this structure is an outer lining as a functional coating or Surface applied. The structure is advantageous a higher ductility than the coating on, so to balance its movement or shrinkage with respect to a steel core, who, so to speak, does not experience any movement at all. This ductility is mainly in the longitudinal direction the roller important.
Mit der Erfindung wird es möglich, dass durch die spezielle geometrische Ausbildung mit den Erhebungen und Vertiefungen einerseits eine sehr hohe Druckfestigkeit erreicht werden kann für die enormen Liniendrücke, die vor allem bei Kalanderwalzen auftreten. Gleichzeitig bewirken die Erhebungen und Vertiefungen Eigenschaften der Walze in Längsrichtung der Walze, welche zwischen den Temperaturausdehnungseigenschaften eines metallischen Walzenkerns und denjenigen eines vielfach aus Harz bestehenden Belags ausgleichend wirken. So kann verhindert werden, dass bei starken Temperaturschwankungen Beschädigungen oder sogar Risse im Belag entstehen, welche diesen beschädigen könnten und beim Betrieb der Walze Unfälle bewirken könnten mit entsprechender Gefährdung des Bedienungspotentials und Maschinenstillstandzeiten aufgrund Reparatur. Auch hier stellen Eigenspannungen im Belag ein Problem dar.With The invention makes it possible that by the special geometric training with the surveys and depressions on the one hand a very high compressive strength can be achieved for the enormous line pressures, especially with calender rolls occur. At the same time, the elevations and depressions effect Characteristics of the roller in the longitudinal direction of the roller, which between the thermal expansion properties of a metallic Roller core and those of a multi-resin coating have a balancing effect. This can be prevented when strong Temperature fluctuations Damage or even cracks arise in the covering, which could damage this and could cause accidents during operation of the roller with corresponding danger to the operating potential and machine downtime due to repair. Again, ask Residual stresses in the lining is a problem.
In Ausgestaltung der Erfindung können sich die Erhebungen und Vertiefungen in Längsrichtung der Walze abwechseln, insbesondere direkt aneinander anschließend. Beispielsweise kann dies eine zackenartige Struktur sein. Weiters können sich die Erhebungen und Vertiefungen jeweils ringartig um den Walzenkern erstrecken, wobei insgesamt sämtliche Erhebungen und sämtliche Vertiefungen vorteilhaft ähnlich bzw. gleich ausgebildet sind.In Embodiment of the invention may be the surveys and depressions alternate in the longitudinal direction of the roller, especially directly next to each other. For example This may be a jagged structure. Furthermore you can The elevations and depressions each ring around the roll core total of all surveys and all Wells advantageously similar or identical are.
Erhebungen
und/oder Vertiefungen sind bevorzugt spitz bzw. spitzwinklig ausgebildet,
vor allem dann, wenn sie direkt aneinander anschließen.
Dabei sind die Flanken vorteilhaft gerade ausgebildet und besonders
vorteilhaft sind sie in einem gleichen Winkel zur Längsachse
der Walze angeordnet bzw. sind die Vertiefungen und/oder Erhebungen
symmetrisch. Im Wesentlichen kann eine derartige Struktur aussehen
wie in der eingangs genannten
Die Struktur bzw. die Erhebungen können aus Harz hergestellt sein, beispielsweise Epoxyharz. In Ausgestaltung der Erfindung kann auf die Struktur eine Schicht bzw. ein Belag bzw. Bezug aufgebracht werden, der aus Verbundmaterial besteht mit Fasern und einem Einbett-Material für die Fasern, beispielsweise Harz. Dabei können die Fasern in Form von Rovings auf die Struktur aufgewickelt werden.The Structure or the elevations can be made of resin be, for example, epoxy resin. In an embodiment of the invention can a layer or covering is applied to the structure, made of composite material with fibers and an embedding material for the fibers, for example resin. It can the fibers are wound onto the structure in the form of rovings.
Zum Herstellen einer erfindungsgemäßen Walze mit der Struktur ist es einerseits möglich, dass die Struktur bzw. das Material für die Struktur bereits so auf einen Walzenkern oder Unterbau aufgebracht wird, dass die Form der fertigen Struktur mit den Erhebungen und Vertiefungen vorliegt.To the Producing a roll according to the invention with the Structure is it possible on the one hand that the structure or the material for the structure already on a roll core or substructure is applied that the shape of the finished structure with the surveys and recesses.
Ein weiteres erfindungsgemäßes Herstellungsverfahren sieht vor, dass das Material für die Struktur, beispielsweise Harz, als durchgehende und etwa gleichmäßig dicke Schicht aufgebracht wird. Anschließend wird das Material in die für die Struktur gewünschte bzw. bestimmte Form gebracht, wozu eine Art Schablone mit der Negativform der fertigen Struktur angesetzt werden kann und Schablone und Walze in Umfangsrichtung relativ zueinander bewegt werden. Eine solche Schablone kann entweder nur eine oder wenige Erhebungen gleichzeitig herstellen, vorteilhaft erstreckt sich die Schablone über einen wesentlichen Teil der Länge der Walze bzw. über die gesamte Walze, sodass sowohl in einem Arbeitsgang durch Relativdrehung die Struktur aus dem Material herausgearbeitet werden kann als auch ein genau definierter und gleichmäßiger Herstellungsvorgang gewährleistet wird.A further production method according to the invention provides that the material for the structure, for example resin, is applied as a continuous and approximately uniformly thick layer. Subsequently, the material is brought into the desired or desired for the structure shape, for which a kind of template with the negative mold of the finished structure can be applied and template and roller are moved in the circumferential direction relative to each other. Such a template can either produce only one or a few protuberances at the same time. Advantageously, the template extends over a substantial part of the length of the roller or over the entire roller so that the structure can be machined out of the material in one operation by relative rotation as well a well-defined and consistent manufacturing process is ensured.
In Ausgestaltung der Erfindung kann die durchgängige Schicht mit einer Höhe auf den Walzenkern bzw. den Unterbau aufgebracht werden, die der Höhe der Erhebungen entspricht. Somit wird das Material aus den zu schaffenden Vertiefungen herausgenommen und entfernt. Alternativ kann die durchgängige Schicht mit einer Dicke auf den Walzenkern bzw. den Unterbau aufgebracht werden, die deutlich unterhalb der Höhe der Erhebung liegt, beispielsweise etwas mehr als halb so dick sein. Beim Ansetzen der Schablone, die vor allem in diesem Fall sich über die Länge der Walze erstrecken sollte, wurde das Material aus den Vertiefungen entfernt bzw. in die Erhebungen umgeformt. So erfolgt ein effizienter Umgang mit dem Material und vor allem braucht kein aus den Vertiefungen entferntes Material auf sonstige Art und Weise gesammelt und entfernt werden. Es wird also nur wenig mehr Material für die Struktur auf den Walzenkern bzw. den Unterbau aufgebracht als nachher in der fertigen Struktur vorliegt.In Embodiment of the invention, the continuous layer applied with a height to the roll core or the substructure which corresponds to the height of the surveys. Thus, will the material is removed from the wells to be created and removed. Alternatively, the continuous layer applied with a thickness on the roll core or the substructure which is well below the level of the survey, for example, just over half as thick. When applying the Stencil, especially in this case, over the length the roller should extend, the material from the wells removed or transformed into the surveys. This ensures efficient handling with the material and, above all, does not need any of the wells collected and removed any removed material in any other way become. So there is little more material for the structure applied to the roll core or the substructure as subsequently in the finished structure is present.
Um das Material für die Struktur besser bearbeiten bzw. vor allem besser formen zu können, sollte es zähflüssig oder pastös vorliegen. Ein Harz kann beispielsweise in gelierter Form aufgebracht werden, sodass es durch Bearbeiten umgeformt werden kann und die Form behält.Around the material for the structure better edit or before To shape everything better, it should be viscous or pasty. For example, a resin can be used in gelled form so that it is reshaped by working can be and keeps the shape.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann das Material der Struktur eine geringere Glas-Übergangstemperatur, auch Tg genannt, als dasjenige des Belags aufweisen. Diese Glas-Übergangstemperatur kann nach der DSC-Messmethode ermittelt werden. Sie kann auch als Erweichungstemperatur bezeichnet werden und ist allgemein als Begriff gebräuchlich, da ab dieser Temperatur die Steifigkeit stark abfällt. Dies bedeutet an sich, dass bei den hier verwendeten Harzmaterialien die Struktur bei einer niedrigeren Temperatur weich wird als der Belag. Diese Glas-Übergangstemperatur kann bei der Struktur bei etwa 120°C liegen bzw. in einem Bereich zwischen 110°C und 130°C. Die Glas-Übergangstemperatur für den Belag kann deutlich höher gewählt werden, beispielsweise zwischen 150°C und 170°C, vorteilhaft bei etwa 160°C. Somit ist es möglich, nach Fertigstellung der Walze bzw. Aufbringen des Belags die gesamte Walze bei etwa 140°C zu tempern. Dabei können Spannungen im Belag abgebaut werden. Da aufgrund der niedrigeren Glas-Übergangstemperatur die Struktur bei dieser Temperatur bereits recht weich wird und noch einmal sehr viel duktiler, kann der Belag seine Eigenspannungen sehr gut abbauen im Vergleich zu dem inneren Walzenkern aus Stahl. Beim Tempern sollte die Glas-Übergangstemperatur des Belags nicht erreicht werden, da sonst dessen Form zu stark beeinträchtigt werden würde.In Further embodiment of the invention, the material of the structure a lower glass transition temperature, also called Tg, as that of the covering. This glass transition temperature can be determined by the DSC measurement method. She can also as Softening temperature can be called and is generally used as a term common, since from this temperature, the stiffness strong drops. This in itself means that among the ones used here Resin materials soften the structure at a lower temperature is considered the topping. This glass transition temperature can lie in the structure at about 120 ° C or in one area between 110 ° C and 130 ° C. The glass transition temperature for the covering can be chosen significantly higher be, for example between 150 ° C and 170 ° C, advantageous at about 160 ° C. Thus, it is possible after completion of the roller or application of the covering the entire Temper roll at about 140 ° C. It can Tensions in the covering are reduced. Because of the lower glass transition temperature The structure at this temperature is already quite soft and Once again much ductile, the lining can its own stresses very good in comparison to the inner roll core made of steel. When annealing, the glass transition temperature of the coating should be can not be achieved, otherwise its shape is too severely impaired would become.
Diese und weitere Merkmale gehen außer aus den Ansprüchen auch aus der Beschreibung und den Zeichnungen hervor, wobei die einzelnen Merkmale jeweils für sich allein oder zu mehreren in Form von Unterkombinationen bei einer Ausführungsform der Erfindung und auf ande ren Gebieten verwirklicht sein und vorteilhafte sowie für sich schutzfähige Ausführungen darstellen können, für die hier Schutz beansprucht wird. Die Unterteilung der Anmeldung in einzelne Abschnitte sowie Zwischen-Überschriften beschränken die unter diesen gemachten Aussagen nicht in ihrer Allgemeingültigkeit.These and other features are excluded from the claims also from the description and the drawings, wherein the individual features in each case alone or to several in the form of subcombinations in one embodiment of the Invention and other areas to be realized and advantageous as well as for protectable versions represent protection here becomes. The subdivision of the application into individual sections as well Intermediate headlines limit those among them statements made in their generality.
Kurzbeschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen schematisch dargestellt und werden im Folgenden näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:embodiments The invention are shown schematically in the drawings and will be explained in more detail below. In the drawings demonstrate:
Detaillierte Beschreibung der AusführungsbeispieleDetailed description the embodiments
In
In
der dritten Darstellung links unten in
In
Verbindung mit der Darstellung rechts oben in
Nach
dem Herstellen der Struktur
Somit
wird also bei dem in
In
der vierten Darstellung in
In
Alternativ
dazu könnte bei einer dicken Schicht aus Epoxyharz
Hier
ist gut zu erkennen, wie in weiterer Abwandlung der Erfindung aus
einer dicken Schicht, die auf den Walzenkern
Anschließend
kann auch bei dem Verfahren gemäß
In
Die
Herstellung des Mantels
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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