DE1953871A1 - Verfahren zum Plattieren von Gegenstaenden - Google Patents

Description

Pirma A. Ahlström Osakeyhtiö, Kartonla Brille, Karhula (!Finnland;

Verfahren zum Plattieren von Gegenständen

Die Erfindung betrifft ein Plattierverfahren zum Herstellen von Walzen und ähnlichen Maschinenteilen, die korrodierend oder verschleißend wirkenden Medien ausgesetzt sind und die daneben.ein hohes Maß an Steifheit und/oder Festigkeit besitzen müssen,. Das Verfahren eignet sich, besonders zum Herstellen von Walzen für Papier- und Zellstoffmaschinen, wie z.B. gerillte Preßwalzen.

In der USA-Patentanmeldung No. 785.318 ist ein Verfahren zum Herstellen von Preßwalzen beschrieben, bei dem eine dickwandige Walze mit einem dünnen, korrosionsfesten Blech, umhüllt wird, auf das weiteres Material derselben Art geschweißt wird. Das aufgeschweißte Material bewirkt beim Abkühlen ein festes Anpressen des Bleches an den Walzenkörper. Wenn dieses Verfahren an sich auch brauchbar ist, so sind ihm doch bestimmte Grenzen gesetzt. So muß u.a. das die Hülle bildende Blech aus gut schweißbarem Material bestehen. Da im allgemeinen, um einen genügend straffen Schrumpfverband zu erzielen, auf das Blech, recht beträchtliche Mengen Material aufgeschweißt werden müssen, kommt dieses Verfahren preislich relativ hoch zu stehen, weil ein Teil der Oberflächenschicht, um eine glatte Oberfläche zu erhalten, wieder abgearbeitet werden muß. Beim Herstellen von Walzen mit eingearbeiteten schmalen Rillen, wie man

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sie z.B. zum Abpressen des Wassers in Papier- und Zellstoffmaschinen verwendet, ist man gezwungen, durch, die aufgeschweißte Schicht hindurch, bis in die darunterliegende """Mantelschicht, in deren Kristallstruktur bereits 'Veränderungen stattgefunden haben, vorzudringen, da sich sonst das Einarbeiten der Rillen technisch zu schwierig gestaltet. Auch können nach diesem Verfahren keine dünnen Plattierungen aufgetragen werden, da dann das Aufschweißen des Materials Schwierigkeiten bereitet»

Früher wurden derartige Walzen z.B. im Gußverfahren herge-' stellt. Wegen des hohen Preßdruckes, der für ein wirksames Abscheiden des Wassers unerläßlich ist, müssen jedoch Walzendurchmesser und -Wandstärke recht beträchtliche Maße haben. Außerdem müssen die Walzen, da es sich bei der abzuscheidenden Flüssigkeit um ein aggressives Medium handelt, aus korrosionsbeständigem Material gefertigt werden» Weiterhin wird die Walzenoberfläche starken Preßdrücken-ausgesetzt, so daß ausschließlich. Material hoher Festigkeit und mit günstigen Verschleißeigenschaften infrage kommt. Aus diesen Gründen sind gegossene Walzen außerordentlich teuer. Hinzu kommt noch, daß gegossene Walzen oft eine inhomogene Mikrostruktur, d.h. Poren, Hartstellen und sonstige TJnregelmässigkeil/oder Fehler aufweisen. Die Oberfläche solcher Walzen zu glätten oder gar mit Rillen zu versehen, ist äußerst schwierig und kompliziert.

Es ist bereits eine Reihe von Verfahren zum Plattieren von Walzen bekannt, beispielsweise aus der US-Patentschrift 3.098.285. Bei dem dort beschriebenen Verfahren wird durch Erhitzen und Walzen eine plastische Verformung bewirkt. Bei diesem Verfahren muß mit hohen Drücken gearbeitet werden! außerdem sind SpezialVorrichtungen notwendig, und es können auch, nur dünne Plattierungen aufgetragen warden»

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QFUOINAL

Ein weiteres bekanntes Verfahren ist in der US-Patentschrift 2.219c085 beschrieben. Bei diesem Verfahren werden Blechmantelteile gegen den Walzenkörper gepreßt und an den Querstößen zusammengeschweißt. Um eine genügend straffe Schrumpfverbindung zwischen Mantel und Walzenkörper zu schaffen, sind hohe Anpreßdrücke und eine Vielzahl von SpezialWerkzeugen erforderlich, so daß dieses Verfahren rechi; umständlich ist.

Weiterhin ist eine Anzahl Verfahren bekannt, bei denen die gewünschte Oberflächenschicht entweder durch Aufschweißen von zusätzlichem Material auf den Walzenkörper (siehe beispielsweise US-Patentschrift 3d56.968) oder auf einem um den Walzenkörper gelegten separaten Mantel (siehe beispielsweise US-Patentschrift 3.007.231) hergestellt wird. Sämtliche Verfahren, bei denen die Plattierung durch Schmelzen von Schweißdrähten oder -stäben hergestellt wird, sind wirtschaftlich unrentabel.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu schaffen, das frei von den oben aufgeführten Beschränkungen und Mangeln ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird gemäß der Erfindung ein Verfahren zum Plattieren von Gegenständen, bei dem unter Einwirkung von Wärme eine Schicht aus verschiedenen Materialien oder einem Material verschiedener Zusammensetzung auf den zu überziehenden Gegenstand gepreßt wird, vorgeschlagen, das dadurch gekennzeichnet ist, daß um den Gegenstand eine diesen völlig oder teilweise überdeckende Materialschicht gelegt und diese sodann mit einem Mantel umgeben wird, dessen Oberfläche man schmilzt und danach abkühlen läßt, wodurch ein Zusammenpressen der Materialschicht um den Gegenstand bewirkt wird, woraufhin der Mantel entfernt wird.

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Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich zum Auftragen sowohl metallischer als auch nichtmetallischer Überzüge. _: . Itfach. diesem Verfahren lassen sich ferner sowohl sehr dünne, z.B. 1 mm starke, als auch, relativ dicke, z.B. 25 mm starke, Plattierungen auftragen. Weiterhin kann die Plattierung in Spiralen oder in Form paralleler Ringe aufgebracht werden, so daß man gerillte Walzen erhält.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnung "beschrieben, in der zwei Ausführungsbeispiele zum erfindungsgemäßen Herstellen zylinderförmiger Preßwalzen dargestellt sind, und zwar zeigt

Pig. 1 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäß herzustellende Preßwalze,

Fig. 2 einen Querschnitt der Walze aus Fig. 1,

Fig. 3 einen Teil-Längsschnitt durch eine andere Preßwalze,

Fig. 4 in vergrößertem Maßstab einen Teil des Längsschnittes durch die Preßwalze aus Fig. 3 und

Fig. 5 eine ßchaubildlich.e Ansicht einer nach dem erfindungsgemäßen Verfahren herzustellende Preßwalze zu Beginn des Fertigungsprozesses.

Bei einer der Ausführungsformen des Verfahrens wird ein Walzenkörper 1 mit einem dünnen Rohr 2 oder gebogenen, zu einem Rohr zusammenzuschweißenden Blechen 3 umgeben. Diese rohrförmige Hülle wird dann mit einem rohrförmigen Mantel 4 überzogen,' dessen Oberfläche mit einem Schweißbrenner oder auf sonst geeignete Weise geschmolzen wird. Beim Abkühlen preßt der äußere Mantel 4 die innere Hülle 2 oder 3 fest

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auf den Walzenkörper 1 und hat damit seine Funktion erfüllt; er wird nun, z.B. durch Aufschneiden, von der Walze entfernt.

Zum Schmelzen der Oberflächenschicht des Mantels 4 kann der Schweißbrenner beispielsweise bei rotierender Walze axial über die Walzenaberfläche geführt werden. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, den Schweißbrenner bei ruhender Walze axial über deren Oberfläche zu führen und danach, die Walze jeweils um einen gewissen Betrag zu drehen, so daß Schweißstreifen an Schweißstreifen zu liegen kommt.

Als Wärmequelle kommen Gasflamme, lichtbogen, Plasmalichtbogen, Laser u.a. infrage, mit denen sich die nötigen Temperaturen und Wärmemengen zum lokalen Schmelzen der Manteloberfläche erzeugen lassen.

Bei einer weiteren Ausführungsform wird auf den Walzenkörper eine Materialschich.t aus metallischen und/oder nichtmetallischen Stoffen gespritzt, die dann mit Hilfe eines darübergelegten Mantels zusammengepreßt wird und deren Dichte und mechanische Eigenschaften durch die Wärmebehandlung, d.h. durch, die Wärme, die vom äußeren Mantel auf diese Schicht übergeht, verändert werden.· Die aufgespritzte Materialschicht weist im allgemeinen eine poröse Struktur auf und ist deshalb nicht korrosionsfest. Bei bestimmten aufgespritzten Materialien kann es unter dem Einfluß des Preßdruckes zu Sinterprozessen kommen, sofern nur genügend hohe Temperaturen erreicht werden. Derartige SinterBchiohten zeichnen sich, durch Festigkeit und hohe Diohte aus.

Bei einer weiteren Ausführungsform wird der Walzenkörper 1 wendelförmig mit Profilband oder mit parallelen Ringen 6 umgeben, die dann so gegen den Walzenkörper 1 gepreßt werden, daß zwischen letzterem und dem Profilband bzw. den Ringen

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ein permanenter Schrumpfverband entsprechend dem der vorgenannten Ausfübrungsformen entsteht. Auf diese Art und Weise lassen sich Rillenwalzen zu einem günstigen Preis herstellen, da das zeitraubende und Tor allen auch, sehr kostspielige nachträgliche Einarbeiten der Rillen in die aufgetragenen Schichten entfällt.

Bei den bisher durchgeführten Versuchen betrug die Stärke der Materialschicht 1-25 mm und die Strecke der rohrförmigen Hülle 6-10 mm, jedoch, kommen auch andere Abmessungen infrage. ¥eiterhin eignet sich das Verfahren auch zum Plattieren anderer als walzenförmiger Körper, so beispielsweise für quaderförmige Maschinenteile mit gerundeten Ecken.

Das erfindungsgemäße Verfahren weist den Vorteil auf, daß man eine Vielzahl Plattierungsmaterialien verwenden kann, die nicht schweißbar zu sein brauchen. Weiterhin zeichnet sich das Verfahren durch geringen Bedarf an - meist recht teurem - Plattierungsmaterial aus, da kein großer Spielraum für das Einarbeiten der Rillen vorgesehen werden muß. Bei Stahl treten keine Veränderungen in der Kristallstruktur auf, da ja mit mäßigen Temperaturen gearbeitet wird; die Folge ist eine homogene Oberflächenschicht. Der Walzenkörper kann aus billigem, nicht schweißbarem Material, z.B. aus Gußeisen gefertigt werden. Desgleichen genügt für den äußeren Mantel 4 ein billiges Material, z.B. gewöhnlicher Stahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt. Das Verfahren gestattet ferner, Rillenwalzen herzustellen, deren Killen sich. nach, unten verbreitern. Das nachträgliche Einarbeiten soloher Rillen in eine Walze ist praktisch unmöglich. Weiterhin können um den Walzenkörper lochbleche in einer oder mehreren lagen gepreßt werden, so daß sich, auf diese einfaohe Art auch gelochte Preßwalzen für Papiermaschine», herstellen lassen.

Patentansprüche;-

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Claims (7)

1. Patentansprüche; '"'" 19538/1

   Verfahren zinn Plattieren von Gegenständen, bei dem unter Einwirkung von Wärine eine Schicht aus anderen Materialien oder einem Material anderer Zusammensetzung wie der zu über|- ziehende Gegenstand auf demselben gepreßt wird, dadurch gekennzeichnet, daß um den Gegenstand (.1) eine diesen völlig oder teilweise überdeckende Materialschicht (2) gelegt und diese sodann mit einem Mantel (4) umgeben wird, dessen Oberfläche man schmilzt und danach abkühlen läßt, woduroh die Materialschicht (2) auf den Gegenstand (1) gepreßt wird, woraufhin der Mantel entfernt wird·
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die auf den Gegenstand (1) zu pressende Materialsohioht (2) aus Ringen (6) besteht, die in einem geeigneten Abstand voneinander angeordnet sind·
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die auf den Gegenstand (1) zu pressende Materialschicht (2) aus einem wendelförmig verlaufenden Materialstreifen gebildet wird.
4. 4. Verfahren nach Anspruoh 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich die zwisohen den einzelnen Ringen (6) oder Wendeln entstehenden Rillen zum Gegenstand (1) erweitern.
5. 5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die auf den Gegenstand (1) zu pressende Materialschioht (2) von einem oder mehreren Übereinanderliegenden Loohbleohen gebildet wird.
6. 6. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüohe 1 bis 5, dadurch, gekennzeichnet, daß die Oberflächenschicht des Mantels (4) durch Aufschweißen geschmolzen wird.

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7. 7. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dai3 die Oberflächenschicht des Mantels (4) durch. Gasflamme, lichtbogen, Plasmalichtbogen, laser o.a. geschmolzen wird.

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   OBKMNAL.

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