-
Anwendungsgebiet und Stand der Technik
-
Die Erfindung betrifft eine Walze für die Herstellung von Flächengebilden aus faserhaltigen Suspensionen, insbesondere eine Saug- bzw. Formierwalze für die Papierherstellung mit perforiertem Mantel. Ebenso betrifft die Erfindung ein Herstellungsverfahren für eine solche Walze.
-
Solche Saugwalzen sind allgemein bekannt, siehe beispielsweise die
DE 10 2009 010 462 A1 . Dabei weist die Walze einen Walzenmantel mit einem hohlen Innenraum auf. Den Walzenmantel durchstoßen Bohrungen, die sehr eng beieinander liegen können bzw. zueinander gesetzt sein können. Diese Bohrungen dienen bei der Papierherstellung dazu, die Flüssigkeit aus der Suspension besser herauszusaugen bzw. zu entfernen. Dabei werden trotz beispielsweise Sieben, Filzen oder anderer Flächengebilde über den Bohrungen auch feinste Partikel aus der Suspension angesaugt sowie sonstige Verunreinigungen.
-
Aufgabe und Lösung
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine eingangs genannte Walze sowie ein Herstellungsverfahren für eine solche Walze zu schaffen, mit denen Probleme des Standes der Technik vermieden werden können und insbesondere eine längere Einsatzdauer erreicht werden kann, weil ein besserer Schutz der Bohrungen gegen Verschmutzen und Zusetzen erreicht werden kann.
-
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 9. Vorteilhafte sowie bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der weiteren Ansprüche und werden im folgenden näher erläutert. Manche der nachfolgend beschriebenen Merkmale werden nur für die Walze oder nur für das Herstellungsverfahren beschrieben. Sie sollen jedoch unabhängig davon sowohl für die Walze als auch das Herstellungsverfahren gelten können. Der Wortlaut der Ansprüche wird durch ausdrückliche Bezugnahme zum Inhalt der Beschreibung gemacht.
-
Es ist vorgesehen, dass die Walze einen perforierten Walzenmantel mit einem hohlen Innenraum aufweist. Der Walzenmantel weist Bohrungen auf, die radial zu einer Mittellängsachse der Walze verlaufen und den Walzenmantel bzw. eine äußere Oberfläche der Walze durchstoßen zum Innenraum hin.
-
Erfindungsgemäß ist der Walzenmantel zumindest an den Oberflächen bzw. Wänden der Bohrungen bzw. Bohrungswandungen mit einer Beschichtung versehen. Innerhalb der Bohrungen kann die Beschichtung vorteilhaft vollständig eben und in etwa homogen bzw. gleichmäßig dick sein, muss es aber nicht, da abhängig vom Beschichtungsverfahren auch unterschiedliche Dickenverläufe möglich sind. So hält sie einerseits am besten bzw. nutzt sich nicht so schnell ab. Andererseits sind die Durchflusseigenschaften bzw. Ansaugeigenschaften durch die Bohrungen bzw. durch deren Beschichtung verbessert, sodass weiterhin sehr gut Luft bzw. Flüssigkeit aus der vorgenannten Suspension herausgezogen bzw. abgesaugt werden kann.
-
Diese Beschichtung kann die Funktion einer möglichst glatten Beschichtung haben, sodass sich durch die glatte Oberfläche keine Papierpartikel, Verschmutzungen odgl. festsetzen können, welche auf Dauer die Bohrungen stark verengen oder gar zusetzten könnten, sodass dann die Saugeigenschaften erheblich verschlechtert sind. Dann muss eine Walze aufwendig gereinigt werden inklusive Produktionsunterbrechung. Als Beschichtung mit möglichst glatter Oberfläche bietet sich eine Metallbeschichtung an, vorteilhaft aus Chrom. Alternativ kann es eine Beschichtung mit Antihaftwirkung sein, die abstoßend bei Verunreinigungen oder Schmutzpartikeln wirken kann und so ebenfalls deren Festsetzen verhindert. Hierfür bietet sich besonders gut eine Art PTFE-Beschichtung bzw. eine Beschichtung mit PTFE-Anteil an. Sie wirkt im Ergebnis genauso und hält die Oberflächen frei von Verschmutzungen, vor allem in den Bohrungen.
-
In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist die Beschichtung entlang des größten Teils der Bohrung vorgesehen bzw. bedeckt diese innen, insbesondere zumindest im radial äußeren Bereich. Besonders vorteilhaft ist die Beschichtung entlang der gesamten Bohrung vorgesehen.
-
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann der Walzenmantel auch auf der Außenseite beschichtet sein. Dies kann entweder aus Verarbeitungsgründen erfolgen oder aber weil hier auch die speziellen Eigenschaften der Beschichtung vorteilhaft genutzt werden können. Eine Beschichtung des äußeren Walzenmantels erfolgt vorteilhaft im gleichen Beschichtungsschritt wie für die Bohrungen. Vor allem erfolgt es besonders vorteilhaft als durchgehende Beschichtung zwischen der Außenseite und den Bohrungen, was die mechanischen Eigenschaften der Beschichtung verbessert und auch glattere Übergänge schafft.
-
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann auch eine Innenseite des Walzenmantels beschichtet sein, beispielsweise ähnlich wie die Außenseite bzw. mit derselben Beschichtung und/oder ähnlicher Dicke. Dann kann auch hier ein Anhaften von Verunreinigungen oder Papierpartikeln vermieden werden.
-
Eine Dicke der Beschichtung in den Bohrungen, insbesondere auch an Außenseite und/oder Innenseite des Walzenmantels, beträgt vorteilhaft weniger als einen mm. Besonders vorteilhaft ist eine Beschichtung noch dünner, beispielsweise 0,1mm bis 0,4mm. Die Beschichtungsdicke kann insbesondere zwischen Außenseite des Walzenmantels und innerhalb der Bohrungen variieren bzw. an der Außenseite etwas dicker sein, da dort üblicherweise auch der Verschleiß größer ist und somit die mechanischen Anforderungen höher sind. Ähnliches gilt auch für die Innenseite des Walzenmantels. So kann die Dicke der Beschichtung in den Bohrungen beispielsweise maximal 70% der äußeren Beschichtung betragen, vorteilhaft maximal 50%.
-
Zur Herstellung bzw. zur Beschichtung wird vorteilhaft das Beschichtungsmaterial direkt auf die Walze gesprüht oder gespritzt. Dabei kann das Beschichtungsmaterial vorzugsweise in Pulverform vorliegen und ein Aufbringen entsprechend wie beim Flammspritzen erfolgen. Dieses Aufbringen kann nur von außen erfolgen, alternativ auch nur von innen oder von außen und von innen. Hierzu wird nachfolgend noch mehr ausgeführt, da abhängig davon unterschiedliche Resultate der Beschichtung erzielt werden können. Vor allem aber kann beim Aufbringen der Beschichtung von außen oder von innen auf quasi großflächige Art und Weise auch ein Beschichten in den Bohrungen erfolgen. Dies erfolgt vorteilhaft durch Einstellen eines bestimmten Beschichtungswinkels bzw. Aufbringwinkels, in dem das Beschichtungsmaterial auf die Außenseite oder die Innenseite des Walzenmantels auftrifft, sodass noch ausreichend viel Beschichtungsmaterial in die Bohrung hinein gebracht wird und sich an den Oberflächen der Bohrungswandungen festsetzt.
-
Ein vorgenannter Beschichtungswinkel kann also vorteilhaft flacher als 90° zur Oberfläche des Walzenmantels bzw. Längsrichtung der Walze sein und beispielsweise 45° bis 80° betragen. Dabei ist es auch möglich, den Winkel während des Aufbringungsverfahrens zu variieren, beispielsweise durch ein entsprechendes Schwenken von Beschichtungseinrichtungen oder Beschichtungsdüsen.
-
Um eine Beschichtung beispielsweise nur in den Bohrungen zu erreichen oder an der Außenseite oder Innenseite des Walzenmantels zu vermeiden kann bei der fertigen Walze vorgesehen sein, nach dem Abschluss des Beschichtungsverfahrens diese Außenseite bzw. Innenseite wieder zu säubern bzw. das Beschichtungsmaterial zu entfernen. Dies kann beispielsweise durch ein Schleifverfahren erfolgen. Das ist insbesondere bei der Außenseite möglich, wenn die Beschichtung von außen erfolgt.
-
In nochmals weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist es möglich, dass die Beschichtung nur von der Außenseite her aufgebracht wird. Dabei kann dann zusätzlich zu den Bohrungen unter Umständen eine Beschichtung der Innenseite erfolgen. Sie kann jedoch auch verhindert werden, beispielsweise indem eine Schutzabschirmung odgl. in den Innenraum des Walzenmantels eingebracht wird, die hinter den Bohrungen, über welchen gerade die Beschichtung stattfindet, so angeordnet ist, dass aus den Bohrungen nach innen heraustretendes Beschichtungsmaterial aufgefangen wird.
-
In Weiterbildung der Erfindung ist es möglich, dass die Beschichtung in einem einzigen Beschichtungsschritt aufgebracht wird. Dies erfolgt vorteilhaft so, dass dabei die Walze gedreht wird und eine Beschichtungseinrichtung, beispielsweise eine Beschichtungsdüse, entlang der Walze verfahren wird. Dies wird insbesondere bei schweren Walzenmänteln als vorteilhaft angesehen.
-
Einerseits ist es möglich, die Beschichtung in flüssiger Form aufzubringen. Vorteilhaft und langlebiger ist jedoch eine Beschichtung in Pulverform, wie es beispielsweise bei einem Flammspritzen-Verfahren gemacht wird. Derartige Beschichtungsverfahren bzw. Beschichtungseinrichtungen sind dem Fachmann geläufig und brauchen hier nicht näher erläutert zu werden.
-
Nach dem Aufbringen des Ausgangsmaterials für die Beschichtung können die Walze bzw. der Walzenmantel erhitzt werden, um die Beschichtung auszuhärten bzw. zu verfestigen.
-
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 Unterkombination bei einer Ausführungsform der Erfindung und auf anderen 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.
-
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
-
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen schematisch dargestellt und werden im folgenden näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:
-
1 eine erfindungsgemäße Walze im Teilschnitt mit einer Beschichtung auf sämtlichen Oberflächen der Walze und
-
2 eine Abwandlung der Walze aus 1 mit einer Beschichtung nur an den Bohrungswandungen im Walzenmantel.
-
Detaillierte Beschreibung der Ausführungsbeispiele
-
In 1 ist eine Walze 11 im Teilschnitt dargestellt. Dies ist eine Walze wie sie üblicherweise als Saugwalze für die Papierherstellung verwendet wird. Sie weist einen Walzenmantel 13 mit einem hohlen Innenraum 15 auf. In dem Walzenmantel 13 befinden sich, wie es von solchen Saugwalzen bekannt ist, zahlreiche Bohrungen 17.
-
Es ist zu erkennen, dass sowohl sämtliche Bohrungen 17 als auch Außenseite und Innenseite des Walzenmantels 13 eine Beschichtung 19 aufweisen. Diese Beschichtung 19 kann wie zuvor beschrieben einen Verschleißschutz bilden und/oder eine Antihaftwirkung aufweisen. Beispielsweise kann sie PTFE-Teilchen aufweisen, vorteilhaft als Beschichtung, bei der PTFE ein Bestandteil ist. Alternativ ist auch eine sogenannte Hartbeschichtung möglich, beispielsweise mit Chrom, wie eingangs beschrieben worden ist.
-
Die Schichtdicke beträgt etwa 0,2 mm. Sie kann natürlich auch etwas dicker oder dünner sein, siehe die obigen Angaben dazu. Insbesondere müssen die Beschichtungsdicken an der Außenseite oder Innenseite des Walzenmantel 13 nicht gleich sein und auch nicht mit derjenigen in den Bohrungen 17 übereinstimmen. Alternativ können auch unterschiedliche Schichtdicken vorgesehen sein, beispielsweise indem an der Außenseite und/oder Innenseite des Walzenmantels 13 eine Beschichtung 19 wieder etwas abgetragen wird oder in den Bohrungen aufgrund des Beschichtungsverfahrens Dickenverläufe entstehen.
-
Das Aufbringen einer Beschichtung ist sehr leicht auf unterschiedliche Art und Weise möglich, wie zuvor beschrieben worden ist. Hierzu können entsprechende Beschichtungsdüsen 21 mit einem Beschichtungswinkel α vorgesehen sein, von denen eine beispielhaft dargestellt ist, die entsprechendes Beschichtungsmaterial von außen aufbringen. Dieses Beschichtungsmaterial beschichtet dann aber nicht nur die Außenseite des Walzenmantels 13, sondern eben auch noch die Bohrungen 17 dazu, was früher nicht gemacht worden ist.
-
Es ist leicht zu erkennen, dass sich das Beschichtungsmaterial bei entsprechender Aufbringungsart und Aufbringungsdauer auch auf den Innenseiten der Bohrungen 17 bzw. auf den Bohrungswandungen niederschlägt als Beschichtung 19. Ebenso treten Strahlen bzw. Mengen des Beschichtungsmaterials 17 hindurch in den Innenraum 15 und treffen dann auf die einer Beschichtungsdüse 21 gegenüberliegende Innenseite des Walzenmantels 13 und bilden auch dort eine entsprechende geschlossene flächige Beschichtung 19. Unter Umständen kann eine Verbesserung der Beschichtung 19 der Innenseite des Walzenmantels 13 auch dadurch erreicht werden, dass durch eine Stirnöffnung 12 von links eine weitere Beschichtungsdüse eingebracht wird und auf ähnliche Art und Weise und mit ähnlichem Beschichtungswinkel α von innen Beschichtungsmaterial aufbringt. Auch dieses Aufbringen kann dann bis in die Bohrungen 17 hinein reichen und dort für eine ausreichende Beschichtung sorgen.
-
Durch beide vorgenannten Beschichtungsmöglichkeiten, also einerseits besonders glatte Oberflächen bzw. Hartbeschichtungen und andererseits Antihaft-Beschichtungen, kann ein Anhaften von Papierteilchen oder sonstigen Schmutzteilchen oder auch von Anlagerungen in den Bohrungen 17 stark reduziert oder sogar ganz vermieden werden.
-
Der Durchmesser der Bohrungen 17 beträgt etwa 4 mm bis 12 mm. Die Mantelstärke des Walzenmantels 13 beträgt etwa 35 mm bis 70 mm.
-
Ein Beschichtungsmaterial kann einerseits flüssig aufgebracht werden. Andererseits kann es durch eine Art Flammspritzen in Pulverform aufgebracht werden. Der Beschichtungswinkel α mittels der Beschichtungsdüse 21 kann von einem rechten Winkel zur Außenseite des Walzenmantels 13 etwas abweichen und beispielsweise etwas unter 90° betragen wie in etwa 80° bis 85°. Alternativ und bevorzugt variiert der Beschichtungswinkel α etwas durch entweder entsprechende Bewegung der Beschichtungsdüse 21 oder einen etwas größeren Ausbringwinkel bzw. Ausbringkegel, welcher eben verschiedene Winkelbereiche abdeckt.
-
In einer Abwandlung einer Walze 111 gemäß 2 ist dargestellt, wie ein Walzenmantel 113, in dem Bohrungen 117 vorhanden sind, nur innerhalb dieser Bohrungen 117 mit einer Beschichtung 119 versehen ist. Da eine Beschichtungsdüse 121 mit Beschichtungswinkel α auch an der Außenseite dargestellt ist und im Prinzip arbeitet wie für die Walze 11 in 1 beschrieben, wird natürlich auch auf der Außenseite eine Beschichtung aufgebracht. Diese kann dann aber wieder mit einer schematisch dargestellten Schleifeinrichtung 122 entfernt werden, was sowohl an der Außenseite als auch an der Innenseite des Walzenmantels 113 möglich ist. Über die Stirnöffnung 112 kann nämlich eine solche Schleifeinrichtung 122 auch in den Innenraum 115 gebracht werden.
-
Alternativ könnte eine Beschichtung der Außenseite von vorneherein nur dadurch vermieden werden, dass mit einer Beschichtungsdüse 121 nur von innen entsprechendes Beschichtungsmaterial aufgebracht wird, wie es zuvor angesprochen worden ist. An der Innenseite stört die vorhandene Beschichtung entweder nicht oder wird wie zuvor erläutert entfernt.
-
In nochmals weiterer Ausgestaltung ist es auch möglich, dass mit einer Beschichtungsdüse 121, wie dargestellt, nur von außen eine Beschichtung 119 aufgebracht wird. Um ein Beschichten durch die Bohrungen 117 hindurch an der Innenseite des Walzenmantels 113 im Innenraum 115 zu vermeiden kann hier eine Art Abschirmung oder Abschirmeinrichtung 124 durch die Stirnöffnung 112 eingebracht werden. In diesem Fall könnte eine Beschichtung an der Außenseite wiederum mittels einer Schleifeinrichtung 122 odgl. abgetragen werden.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- DE 102009010462 A1 [0002]
