DE2914521A1

DE2914521A1 - Wellwalze fuer maschinen zum herstellen von wellpappe

Info

Publication number: DE2914521A1
Application number: DE19792914521
Authority: DE
Inventors: Glenn F Hyde; Harvey A Kasinoff; Gordon L Morgret; Richard R Pfunder; Charles E Thomas
Original assignee: Koppers Co Inc
Current assignee: Beazer East Inc
Priority date: 1978-05-05
Filing date: 1979-04-10
Publication date: 1979-11-08
Also published as: US4154565A; DE2914521C2; ZA792148B; IT1163989B; FR2424981A1; NL7903066A; CH639597A5; IT7948793A0; GB2020393A; NL179887B; GB2020393B; FR2424981B1; JPS54146196A; ES479555A1; NL179887C

Description

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Koppers Company, Inc.,
Pittsburgh, PA 15 219, U.S.A.

Wellwalze für Maschinen zum Herstellen von
Wellpappe.

Die Erfindung betrifft eine Wellwalze zur Verwendung in Maschinen zum Herstellen von Wellpappe aus Bapierbahnen, wobei die Oberfläche der Wellwalze gewellt ausgebildet ist und
parallel zur Drehachse verlaufende Wellungen durch abwechselnde Wellenscheitel und Wellentäler gebildet sind.

Derartige Wellwalzen werden in Maschinen angewandt, wie beispielsweise einseitig arbeitenden Wellmaschinen, welche bei der Herstellung von Wellpappe Verwendung finden. Eine genaue Beschreibung einer typischen, einseitig arbeitenden Maschine dieser Art ist in der US-PS 3 390 040 beschrieben. Da typische, einseitig arbeitende Maschinen aus dem Stand der Technik, insbesondere aus genannter US-PS in allen Einzelheiten bekannt sind, wird im folgenden auf keine Einzelheiten derartiger Maschinen eingegangen, was deren Aufbau und Betriebsweise betrifft, es sei denn aus der Notwendigkeit, die vorliegende Erfindung zu erläutern.

Eine typische, heutzutage verwendete Wellwalze weist eine
Länge von 220,98 cm, einen Durchmesser von 30,48 cm und ein Gewicht von etwa 953 kg auf. Bestimmte Arten der nach dem
Stand der Technik bekannten Wellwalzen sind durch Schmieden aus einem legierten Stahl hergestellt und durch spanabhebende Bearbeitung in die entsprechende Form gebracht. Um die übli-

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-lichen, spanabhebenden Bearbeitungstechniken verwenden zu können, ist die Härte des Grundmetalls der Wellwalze auf etwa 40 R beschränkt. Bestimmte andere, nach dem Stand der Technik bekannte Walzen werden auf die Grobform unter Verwendung üblicher, spanabhebender Werkzeuge bearbeitet und danach durch die bekannten Wärmebehandlungstechniken gehärtet. Die Wärmebehandlung verformt jedoch die durch spanabhebende Bearbeitung hergestellte Walze, so daß Schleifmaschinen und dergl. angewandt werden müssen, um die gewünschten Dimensionen wieder herzustellen. Der zusätzliche Schleifvorgang bedeutet zusätzliche Kosten in der Anlagenausstattung und zusätzliche Kosten für die zusätzlich aufgewandte Arbeit. Hierdurch werden durch den erhöhten Gesamtarbeitsaufwand notwendigerweise die Gesamtkosten einer gehärteten Walze vergrößert. Bei beiden Typen der nach dem Stand der Technik bekannten Wellwalzen ist das gesamte Grundmetall der Wals durchgehend gleicher Härte.

Zum Verlängern der Lebensdauer von Wellwalzen wird nach dem Stand der Technik die gesamte Oberfläche beider Arten von Walzen im allgemeinen verchromt oder mit einem Metalloxyd überzogen. Obwohl das Verchromen und der Überzug mit Metalloxyden tatsächlich die Lebensdauer der Walzen erhöht, gibt es Probleme bei deren Verwendung. Die Überzüge mit Metalloxyden sind teuer und es ist schwierig, eine gute Oberflächengüte bei dieser Art Überzug zu erzielen. Verchromte und mit Metalloxyd überzogene Walzen weisen darüberhinaus eine Rißempfindlichkeit auf und neigen zur Spanbildung. In dem Moment, in dem Risse oder Späne auftreten, nimmt der durch das Gleiten der Papierbahn über die Walze hervorgerufene Verschleiß erheblich zu. Da das Springen oder die Spanbildung üblicherweise im Bereich des Wellenscheitels auftritt, d. h. dem Punkt der größten gleitenden Reibung, nützen sich die Wellenscheite.1 sehr viel schneller ab als der übrige Teil der Walze, wodurch die Maßhaltigkeit in der Dicke verschlechtert wird. Wenn die Maß-

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haltigkeit der Dicke der Walze verloren geht, muß diese entweder ersetzt oder nachgeschliffen werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die dem Stand der Technik anhaftenden Nachteile zu vermeiden und eine verbesserte Wellwalze zu schaffen, die trotz ökonomischer Herstellungs- und Anwendungsweise überlegene Verschleißeigenschaften aufweist.

Diese Aufgabe wird durch eine verbesserte Wellwalze gelöst, bei welcher die Wellenscheitel und Teile der zwischen Wellenscheitel und Wellental liegenden Wellenflanken des Grundmetalls selektiv entweder durch einen Laserstrahl oder durch Elektronenstrahlverfahren gehärtet werden. Der Wellenscheitel und ein Teil der Wellenflanken werden bis zu einer bestimmten Einhärttiefe gehärtet. Der Rest der Wellenflanken und der Wellentäler zwischen den Wellungen bleiben bei der gleichen Härte wie der Rest des Grundmaterials. Durch die vorliegende Erfindung wird eine neue und verbesserte Wellwalze geschaffen, welche sich dadurch vollständig von bisherigen Techniken unterscheided, daß eine selektive Härtung des Grundmetalls angewendet wird. Eine nach der vorliegenden Erfindung gehärtete Wellwalze zeigt überragende Eigenschaften hinsichtlich des Verschleisses und gleichzeitig keine Empfindlichkeit gegen Sprünge oder Spanbildung.

Weitere vorteilhafte Einzelheiten der Erfindung sind aus der folgenden Beschreibung ersichtlich, in welcher diese anhand einer in den Zeichnungen beispielhaft veranschaulichten Ausführungsform näher erläutert wird. In der Zeichnung zeigt:

Fig. 1 eine seitliche Schnittansicht einer Wellwalze, die erfindungsgemäß eine selektive Härtung aufweist.

In Figur 1 ist eine Schnittansicht einer Wellwalze vom Typ C

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veranschaulicht j wobei der Hauptkörper der Walze 10 Wellungen 12 mit Wellenscheiteln 14 und Wellenflanken 16 und 18 aufweist. Die zwischen den Wellungen 12 vorhandenen Vertiefungen werden als Wellentäler 20 bezeichnet. Figur 1 ist keine maßstäbliche Darstellung und zeigt eine Walze vom C-Typ, welche 39 Wellen pro Fuß aufweist, wobei jede Welle

3,6068 mm hoch ist. Der Abzug (1,463) ist

das Verhältnis des zu wellenden Mediums zu der Bahn, welche auf das Medium geklebt wird. Die Zahnteilung beträgt 7,7216 mm. Bei der typischen "C'-Welle weist der Wellenscheitel einen Wölbungsradius von 1,4427 mm auf, der Plankenwinkel beträgt 56° und das Wellental weist einen Wölbungsradius von 1,7148 mm auf. Das Grundmetall der Walze ist ein Legierungsstahl mit einer Härte von etwa 40 R .

Bei der bevorzugten Ausführungsform nach der vorliegenden Erfindung wurde der Wellenscheitel der Welle mittels eines Laserstrahlverfahrens bis zu einer Einhärttiefe von 0,7874 mm gehärtet. Die Härtung bis in diese Tiefe führte dazu, daß auch ein Teil der Wellenflanken 16 und 18 gehärtet wurde. Vor der Anwendung des Laserstrahles wird die Oberfläche 10 der Walze gereinigt und mit einer glanzlosen schwarzen Farbe überzogen. Die Energie für das Härten beträgt 1150 Watt bei 21,25 Kilovolt und 188 Milliampere. Die Vorschubgeschwindigkeit des Laserstrahls betrug I.65I mm pro Minute. Die Brennweite der Linse war 152,4 mm und Argongas wurde zum Schutz der Linse verwendet. Am Wellenscheitel der Walze wurde hierdurch ein Strahl von etwa 2,54 mm erzielt. Die erreichte Härte betrug 61 R . Der Rest der Welle und der Wellentäler wurden nicht gehärtet und blieben bei derselben Härte wie die des Grundmetalls. Die vorliegenden Erfindung ist gleichermaßen an Wellwalzen anwendbar, welche unterschiedliche Formen der Wellungen aufweisen. Ein Beispiel einer derartigen Form würde eine Wellwalze vom "A"-Typ sein,welche 33 Wellen pro Fuß aufweist, wobei jede Welle 4,508 mm hoch ist.

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Die selektive Härtung der Wellenscheitel und Wellenflanken
im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann gleichermaßen durch ein Elektronenstrahlhärteverfahren durchgeführt werden. Das Elektronenstrahlhärteverfahren kann entweder in einem teilweisen Vakuum oder Luft durchgeführt werden. Bei teilweisem Vakuum, d. h. bei 200 bis 1.000 Torr, beträgt die Beschleunigungsspannung der Elektronenstrahlkanone 25.000 Volt. Die Energie des Strahles beträgt 7₃5 Kilowatt und der Strahldurchmesser 0,0508 mm. Die Strahlenergie auf der Oberfläche der Walze liegt dann bei 20.000 Kilo-Joule. Der Strahl wird in einem Raster über die Oberfläche geleitet, um das gewünschte Härtungsprofil zu erreichen.

Bei einer alternativen Ausführungsform können die Wellenscheitel 14 der slektiv gehärteten Walze 10 nach der vorliegenden Erfindung ebenfalls verchromt oder mit einem Metalloxyd überzogen sein. Die Verchromung kann durch übliche Methoden bis zu einer Tiefe von 0,0508 bis 0,0762 mm erfolgen. Durch die Verchromung der Wellenscheitel wird deren Härte etwa auf 70 R_c erhöht.

Zusammengefaßt wird durch die Erfindung daher eine verbesserte Wellwalze zur Verwendung bei Vorrichtungen zum Herstellen von Wellpappe geschaffen, bei der der Wellenscheitel und ein Teil der Wellenflanken des Grundmetalls mittels eines elektromagnetischen Verfahrens bis zu einer bestimmten Tiefe selektiv gehärtet werden. Die Täler der Wellungen und der Rest der
Flanken verbleiben bei der gleichen Härte wie das Grundmaterial.

In der vorstehenden Beschreibung wurden bestimmte bevorzugte Ausführungsformen nach der Erfindung beschrieben und es ist offensichtlich, daß weitere Ausführungsformen unter den Grundgedanken der Erfindung fallen.

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Sämtliche der in der Beschreibung erwähnten und in den Zeichnungen erkennbaren technischen Einzelheiten sind für die Erfindung von Bedeutung.

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Claims

D-8023 Munchen-Pullach. Wienei ötr 2. Tel (08rf) 7 -5S 30 71; Telex 5 2·2 147 bros d; Cables «Patentibus» München 29H521 Koppers Company, Inc. Pittsburgh, PA 15 219, U.S.A. 77M50 ' Se:10.April 1979 PATENTANSPRÜCHE

1.ιWellwalze, deren Oberfläche gewellt ausgebildet ist,

i parallel zur Drehachse verlaufende Wellungen durch abwechselnde Wellenscheitel und Wellentäler gebildet sind, zur Verwendung in Maschinen, zur Herstellung von Wellpappe aus Papierbahnen, dadurch gekennzeichnet , daß ein bestimmter, festgelegter Teil (21) der Wellenscheitel (14) und der zwischen Wellenscheitel und Wellental (20) liegenden Wellenflanken (16, 18) selektiv gehärtet ist.

2. Wellwalze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die festgelegten Bereiche mittels eines Laserstrahls gehärtet sind.

3. Wellwalze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die festgelegten Bereiche (21) mittels eines Elektronenstrahles gehärtet sind.

4. Wellwalze nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die festgelegten Bereiche (21) eine Härtetiefe zwischen 0,508 und 1,016 mm aufweist.

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5· Wellwalze nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einhärttiefe zwischen 0,508 und 1,27 mm beträgt.

6. Wellwalze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der gehärtete Bereich des Wellenscheitels (14) und der Wellenflanken (16,18) einen überzug aus einem Hartmetall aufweist, welches aus der aus Chrom und metallischen Oxyden bestehenden
Gruppe gewählt wird.

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