DE4206004C2

DE4206004C2 - Kontinuierliche Presse für die Herstellung von Spanplatten, Faserplatten, Laminatplatten u. dgl. und Verfahren zur Einrichtung der Abwälzflächen an den Pressenplatten einer solchen Presse

Info

Publication number: DE4206004C2
Application number: DE19924206004
Authority: DE
Inventors: Des Erfinders Auf Nennung Verzicht
Original assignee: Siempelkamp Giesserei KG
Current assignee: Siempelkamp Giesserei KG
Priority date: 1991-03-02
Filing date: 1992-02-27
Publication date: 1993-10-21
Anticipated expiration: 2012-02-28
Also published as: DE4206004A1

Description

Die Erfindung betrifft eine kontinuierliche Presse für die Herstellung von Spanplatten, Faserplatten, Laminatplatten u. dgl., mit Pressenoberteil und Pressenunterteil sowie endlos über Umlenktrommeln und zumindest eine Antriebstrommel geführten Preßbändern aus Metall, insbesondere Stahlblech-Preßbändern, die im Preßbereich einen Preßspalt bilden, wobei die Preßbänder im Preßbereich unter einem vorgegebenen makroskopischen spezifischen Preßdruck über Wälzstangen an der Abwälzfläche von Pressenplatten, insbesondere von beheizten Pressenplatten geführt sind. Die Erfindung betrifft fernerhin ein Verfahren zum Einrichten der Abwälzflächen an den Pressenplatten einer solchen kontinuierlichen Presse. - Die Wälzstangen bestehen bei einer solchen kontinuierlichen Presse aus einem mehr oder weniger hochwertigen Stahl und besitzen vorzugsweise einen Durchmesser von zumindest 10 mm oder beachtlich mehr, z. B. einen Durchmesser von 18 bis 20 mm. Die Pressenplatten besitzen eine Dicke, die um etwa einen Faktor 10 oder auch mehr größer ist. Unter dem makroskopischen spezifischen Preßdruck wird der hydraulisch erzeugte und insoweit gleichsam integrierte spezifische Preßdruck verstanden, nicht also die gleichsam lineare Flächenpressung unter den einzelnen Wälzstangen. Im folgenden wird insoweit kurz von spezifischem Preßdruck gesprochen.

Bei den aus der Praxis bekannten kontinuierlichen Pressen zeigen sich bei hohem spezifischen Preßdruck auf den Abwälzflächen der Wälzstangen an den Pressenplatten nach längerer Zeit sogenannte Pittings, nämlich hammerschlagartige Vertiefungen und schuppenartige Erhöhungen. Pittings in größerer Anzahl beeinträchtigen die Standzeit der Pressenplatten und der Wälzstangen und damit der kontinuierlichen Presse insgesamt. Die bekannten kontinuierlichen Pressen der angegebenen Zweckbestimmung haben sich nichtsdestoweniger bewährt, sie werden nämlich mit entsprechend niedrigen spezifischen Preßdrücken betrieben. Diese Preßdrücke liegen, wenn die Pressenplatten aus einem niedrig legierten Stahl, insbesondere aus einem maschinenbauüblichen Baustahl, wie St 52 bestehen, bei oder unter 400 N/cm². Andererseits verlangt die moderne Praxis in zunehmendem Maße bei der Herstellung von Spanplatten, Faserplatten, Laminatplatten u. dgl. auch höhere Preßdrücke.

Bei einer kontinuierlichen Presse des beschriebenen Aufbaus bilden die Wälzstangen mit den Pressenplatten und den Preßbändern im Preßbereich ein Wälzlager. In der Wälzlagertechnik ist es üblich, mit integrierten Flächenpressungen im Sinne der eingangs angegebenen Definition zu arbeiten, die beachtlich höher liegen, als vorstehend angegeben. Dazu wird mit Sonderstählen, nämlich Wälzlagerstählen gearbeitet, die besonders und sorgfältig mit teuren Legierungselementen legiert sind. Eine Übertragung der insoweit bekannten metallurgischen Maßnahmen auf kontinuierliche Pressen des eingangs beschriebenen Aufbaus wäre außerordentlich aufwendig.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine kontinuierliche Presse des eingangs beschriebenen Aufbaus und der eingangs beschriebenen Zweckbestimmung zu schaffen, deren Pressenplatten aus einem maschinenbauüblichen Baustahl bestehen, die jedoch langzeitig mit spezifischen Preßdrücken von über 400 N/cm² betrieben werden können.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist Gegenstand der Erfindung eine kontinuierliche Presse für die Herstellung von Spanplatten, Faserplatten, Laminatplatten u. dgl., - mit Pressenoberteil und Pressenunterteil sowie endlos über Umlenkrollen und zumindest einer Antriebstrommel geführten Preßbändern aus Metall, insbesondere Stahlblech-Preßbändern, die im Preßbereich einen Preßspalt bilden, wobei die Preßbänder im Preßbereich unter einem vorgegebenen, makroskopischen, spezifischen Druck über Wälzstangen an der Abwälzfläche von Pressenplatten, insbesondere von beheizten Pressenplatten, geführt sind, und wobei die Pressenplatten Abwälzflächen aufweisen, die nach Maßgabe des in Durchlaufrichtung unterschiedlichen spezifischen Preßdruckes eine kontinuierlich oder zonenweise unterschiedliche Brinellhärte aufweisen. Dabei können die Pressenplatten einteilige Platten sein, die zonenweise, d. h. abschnittsweise, oder kontinuierlich unterschiedlich gehärtet sind. Im allgemeinen nimmt der spezifische Preßdruck in Durchlaufrichtung ab. Entsprechend nimmt dann auch die Brinellhärte ab. Nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung sind die Pressenplatten aus herstellungstechnischen Gründen, insbesondere bei langen kontinuierlichen Pressen aus Pressenplattenabschnitten unterschiedlicher Brinellhärte zusammengesetzt, welche Pressenplattenabschnitte mit Überlappungs- und/oder Verzahnungsausbildung vereinigt sind. Die Pressenplatten bzw. die Pressenplattenabschnitte können durch und durch wie beschrieben gehärtet sein. Stets empfiehlt es sich jedoch, auch aus Kostengründen, die Anordnung so zu treffen, daß die Pressenplatten bzw. die Pressenplattenabschnitte in Oberflächenschichten, die stoffschlüssig mit dem übrigen Plattenkörper verbunden sind, die unterschiedliche Brinellhärte aufweisen. Das umfaßt auch eine Ausführungsform, bei der lediglich eine Oberflächenschicht gehärtet ist. Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung verwirklicht die folgende Kombination:

a) die Pressenplatten bestehen aus einem niedrig legierten Stahl, insbesondere aus einem maschinenbauüblichen Baustahl,
b) die den Preßbändern zugewandten Oberflächen der Pressenplatten tragen eine Hartstahlbeschichtung,
c) die Oberfläche der Hartstahlbeschichtungen ist als Abwälzfläche bearbeitet,

wobei der makroskopische spezifische Preßdruck im Hochdruckbereich über 400 N/cm² liegt.

Überraschenderweise löst sich eine gehärtete Oberflächenschicht oder eine Hartstahlbeschichtung von dem Grundwerkstoff der Pressenplatten bei der Beanspruchung durch die unter Preßdruck sich abwälzenden Wälzstangen nicht ab. Es besteht sogar die Möglichkeit, die gehärtete Oberflächenschicht oder die Hartstahlbeschichtung zu vergüten und dadurch härtemäßig einzustellen. Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist in diesem Zusammenhang dadurch gekennzeichnet, daß die die Abwälzfläche tragenden Oberflächenbereiche der Pressenplatten durch eine Kaltverfestigung auf eine Brinellhärte gebracht sind, die bei dem vorgegebenen spezifischen Preßdruck im Dauerrollfestigkeitsbereich des für den eingesetzten Hartstahl ermittelten Dauerrollfestigkeit/Brinellhärte-Diagramms liegt. Die Erfindung beruht insoweit auf der Erkenntnis, daß es bei einer kontinuierlichen Presse des beschriebenen Aufbaus nicht erforderlich ist, im "Wälzlagerbereich", d. h. für die Pressenplatten, mit aufwendig legierten Stählen zu arbeiten, wenn hohe spezifische Preßdrücke bei hoher Standzeit verlangt werden. Überraschenderweise ist die in der Wälzlagertechnik nur über teure Legierungselemente erreichbare Verbesserung erfindungsgemäß durch eine gehärtete Oberflächenschicht oder eine Hartstahlbeschichtung, insbesondere eine vergütete und/oder kaltverfestigte Hartstahlbeschichtung, zu verwirklichen. Das gilt insbesondere dann, wenn die in den Ansprüchen 7 und 8 angegebenen Brinellhärten und die im Anspruch 9 angegebene Kaltverfestigung verwirklicht sind.

Die Erfindung führt mit der Dauerrollfestigkeit und dem Dauerrollfestigkeit/Brinellhärte-Diagramm eine besondere Bezugsgröße ein, die für jeden Werkstoff, mit dem erfindungsgemäß gearbeitet wird, experimentell unschwer ermittelt werden kann. Diese Bezugsgröße wird weiter unten genauer definiert.

Wird mit einer Hartstahlbeschichtung gearbeitet, so kann diese auf verschiedene Art und Weise aufgebracht sein.

Nach einem Vorschlag der Erfindung ist die Hartstahlbeschichtung durch Sprengplattierung aufgebracht, nach einem anderen Vorschlag der Erfindung ist sie aufgeschweißt. Die Hartstahlbeschichtung kann auch bei der Herstellung der Bleche für die Pressenplatten aufgewalzt sein. Jedenfalls läßt sich erreichen, daß mit einem spezifischen Preßdruck im Hochdruckbereich bei 500 N/cm² oder wesentlich höher als 500 N/cm² gearbeitet werden kann.

Im Rahmen der Erfindung liegt es, die Pressenplatten mit der Hartstahlbeschichtung in Durchlaufrichtung nach Maßgabe des abnehmenden spezifischen Preßdruckes zonenweise mit unterschiedlicher Brinellhärte einzurichten. Im allgemeinen wird man die Hartstahlbeschichtung der Pressenplatten in Durchlaufrichtung in drei Zonen etwa gleicher Länge einteilen. Dabei besteht die Möglichkeit, die Auslegung so zu treffen, daß der spezifische Preßdruck von Zone zu Zone um etwa ein Drittel abnimmt. Entsprechend kann auch die Brinellhärte von Zone zu Zone reduziert werden. Es versteht sich, daß im Rahmen dieser Maßnahmen der spezifische Preßdruck und seine Zoneneinteilung konstruktiv vorgegeben oder funktionell eingerichtet werden.

Gegenstand der Erfindung ist auch ein Verfahren zum Einrichten der Abwälzflächen an den Pressenplatten einer erfindungsgemäßen kontinuierlichen Presse. Dieses Verfahren ist Gegenstand der Patentansprüche 16 bis 20.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung ausführlicher erläutert. Es zeigen in schematischer Darstellung:

Fig. 1 einen Ausschnitt aus einer erfindungsgemäßen kontinuierlichen Presse,

Fig. 2 in gegenüber der Fig. 1 wesentlich vergrößertem Maßstab den Ausschnitt A aus dem Gegenstand der Fig. 1,

Fig. 3 ein Dauerrollfestigkeit/Brinellhärte-Diagramm und

Fig. 4 eine graphische Darstellung, die die Aufteilung der Hartstahlbeschichtung in Zonen verdeutlicht.

Die in den Fig. 1 und 2 ausschnittsweise dargestellte kontinuierliche Presse ist für die Herstellung von Spanplatten, Faserplatten, Laminatplatten u. dgl. bestimmt. Sie besitzt ein Pressenoberteil 1 und ein Pressenunterteil 2, die im einzelnen nicht gezeichnet sind. Sie besitzt ferner endlos über Umlenktrommeln und zumindest eine Antriebstrommel geführte Preßbänder 3 aus Metall, wobei es sich um Stahlblechpreßbänder handeln mag. Diese bilden einen Preßspalt S, in dem das Preßgut 4, welches im allgemeinen mattenförmig zugeführt wird, gepreßt wird. Die Preßbänder 3 sind im Preßbereich unter einem vorgegebenen makroskopischen spezifischen Preßdruck über Wälzstangen 5 an der Abwälzfläche 6 von Pressenplatten 7 geführt. Es mag sich um beheizte Pressenplatten 7 handeln. - Das Ausführungsbeispiel zeigt die Ausführungsform mit Hartstahlbeschichtung 8. Die Erfindung ist darauf nicht beschränkt.

Die Pressenplatten 7 bestehen im Ausführungsbeispiel aus einem niedrig legierten Stahl, beispielsweise aus einem im Maschinenbau üblichen Baustahl St 52. Sie tragen eine Hartstahlbeschichtung 8. Die Hartstahlbeschichtungen können metallurgisch vergütet sein. Die die Abwälzfläche 6 tragenden Oberflächenbereiche 9 der Hartstahlbeschichtung 8 sind durch eine Kaltverfestigung, die nach dem Vergüten erfolgt ist, auf eine Brinellhärte gebracht worden, die bei dem vorgegebenen spezifischen Preßdruck im Dauerrollfestigkeitsbereich des für den eingesetzten Stahl ermittelten Dauerrollfestigkeit/Brinellhärte-Diagramms liegt.

Ein Dauerrollfestigkeit/Brinellhärte-Diagramm, wie es im Zusammenhang mit der Lehre der Erfindung typisch ist, ist in der Fig. 3 dargestellt worden. Es hängt im einzelnen von dem Werkstoff ab, der jeweils für die Hartstahlbeschichtungen 8 eingesetzt ist. Auf der Abszissenachse ist die Brinellhärte HB aufgetragen, auf der Ordinatenachse der spezifische Preßdruck. Die dargestellte Kurve K mag für 50 Mio. Überrollungen oder Lastwechsel für einen besonderen Beschichtungsstahl aufgenommen sein. Liegt der spezifische Preßdruck unter der Kurve K, so tritt die eingangs beschriebene, störende Pittingsbildung nicht auf. Liegt der spezifische Preßdruck über der Kurve K, so tritt Pittingbildung ein, und zwar um so intensiver, je größer der Abstand von dem spezifischen Preßdruck oberhalb der Kurve K ist. Der Bereich unter der Kurve K heißt Dauerrollfestigkeitsbereich. Im Ausführungsbeispiel erkennt man, daß spezifische Preßdrücke weit über 500 N/cm² im Bereich rechts der Abszissenachse verwirklicht werden können. - Die anhand der Fig. 3 erläuterten Zusammenhänge gelten analog, wenn es sich um Pressenplatten oder Pressenplattenabschnitte ohne Hartstahlbeschichtung, jedoch mit gehärteter Oberflächenschicht handelt.

In der Fig. 4 wurde angedeutet, daß die Hartstahlbeschichtung der Pressenplatten in Durchlaufrichtung nach Maßgabe des spezifischen Preßdruckes zonenweise mit unterschiedlicher Brinellhärte eingerichtet sein kann. Im Ausführungsbeispiel der Fig. 4 sind drei Zonen vorgesehen, die in Durchlaufrichtung etwa die gleiche Länge aufweisen. Entsprechend nimmt in diesem Ausführungsbeispiel der spezifische Preßdruck gleichsam stufenweise ab, und zwar um jeweils etwa ein Drittel. Das gilt auch für die eingerichtete Härte.

Wird in der beschriebenen Weise mit unterschiedlichen Zonen des spezifischen Preßdruckes gearbeitet, wobei der spezifische Preßdruck zonenweise abnimmt, so liegt es im Rahmen der Erfindung, eine Hartstahlbeschichtung nur in der ersten Zone, der Einlaufzone zu verwirklichen, in der zweiten Zone den Grundwerkstoff des entsprechenden Abschnittes der Pressenplatten einer Oberflächenhärtung zu unterziehen, während die dritte Zone gleichsam unbehandelt bleiben kann und auch keiner Hartstahlbeschichtung bedarf.

Claims

1. Kontinuierliche Presse für die Herstellung von Span platten, Faserplatten, Laminatplatten, - mit

Pressenoberteil und Pressenunterteil sowie endlos über Umlenktrommeln und zumindest eine Antriebstrommel ge führten Preßbändern aus Metall, insbesondere Stahl blech-Preßbändern, die im Preßbereich einen Preßspalt bilden,

wobei die Preßbänder im Preßbereich unter einem vorgegebenen, makroskopischen, spezifischen Druck der in Durchlaufrichtung über Wälzstangen an der Abwälzfläche von Pressen platten aus Stahl, insbesondere von beheizten Pressenplat ten, geführt sind, und wobei die Pressenplatten Abwälzflä chen aufweisen, die nach Maßgabe des in Durchlaufrichtung unterschiedlichen spezifischen Preßdruckes eine kontinuier lich oder zonenweise unterschiedliche Brinellhärte auf weisen.

2. Kontinuierliche Presse nach Anspruch 1, wobei die Pres senplatten aus Pressenplattenabschnitten unterschiedlicher Brinellhärte zusammengesetzt sind, welche Pressenplatten abschnitte mit Überlappungs- und/oder Verzahnungsausbil dungen vereinigt sind.

3. Kontinuierliche Presse nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei die Pressenplatten bzw. die Pressenplattenab schnitte in Oberflächenschichten, die stoffschlüssig mit dem übrigen Plattenkörper verbunden sind, die unterschiedliche Brinellhärte aufweisen.

4. Kontinuierliche Presse nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Kombination der folgenden Merkmale verwirklicht ist:

wobei der makroskopische spezifische Preßdruck im Hoch druckbereich über 400 N/cm² liegt.

5. Kontinuierliche Presse nach Anspruch 4, wobei die Hart stahlbeschichtung metallurgisch vergütet ist.

6. Kontinuierliche Presse nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die die Abwälzfläche tragenden Oberflächenbereiche durch eine Kaltverfestigung auf eine Brinellhärte gebracht sind, die bei dem vorgegebenen spezifischen Preßdruck im Dauerrollfestigkeitsbereich des für den eingesetzten Werk stoff ermittelten Dauerrollfestigkeit/Brinellhärte-Diagramms liegt.

7. Kontinuierliche Presse nach einem der Ansprüche 4 bis 6, wobei die Hartstahlbeschichtung im unvergüteten Zustand eine Brinellhärte von etwa 300 HB aufweist.

8. Kontinuierliche Presse nach einem der Ansprüche 4 bis 7, wobei die Hartstahlbeschichtung in den vergüteten und kaltverfestigten Bereichen eine Brinellhärte von über 350 HB aufweist.

9. Kontinuierliche Presse nach einem der Ansprüche 6 bis 8, wobei die Kaltverfestigung eine Tiefe von zumindest 0,1 mm aufweist.

10. Kontinuierliche Presse nach einem der Ansprüche 4 bis 9, wobei die Hartstahlbeschichtung durch Sprengplattierung aufgebracht ist.

11. Kontinuierliche Presse nach einem der Ansprüche 4 bis 10, wobei die Hartstahlbeschichtung aufgeschweißt ist.

12. Kontinuierliche Presse nach einem der Ansprüche 4 bis 10, wobei die Hartstahlbeschichtung bei der Herstellung der Bleche für die Pressenplatten aufgewalzt ist.

13. Kontinuierliche Presse nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei der spezifische Preßdruck im Hochdruckbereich bei 500 N/cm² oder wesentlich höher als 500 N/cm² liegt.

14. Kontinuierliche Presse nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei die Pressenplatten in Durchlaufrichtung in drei Zonen etwa gleicher Länge und unterschiedlicher Brinellhärte eingeteilt sind.

15. Kontinuierliche Presse nach Anspruch 14, wobei der spezifische Preßdruck von Zone zu Zone um etwa ein Drittel abnimmt.

16. Verfahren zum Einrichten der Abwälzflächen an den Pressenplatten der kontinuierlichen Presse nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Pressenplatten bzw. die Pressenplattenabschnitte erwärmt und danach die die Abwälzflächen tragenden Oberflächen mit Wasser und/oder Öl abgeschreckt und aus der inneren Wärme der Pressenplatten bzw. der Hartstahlbeschichtung heraus die Oberflächenbereiche vergütend angelassen werden.

17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Abwälzfläche nach der Vergütung durch Kugelstrahlen kaltverfestigt wird.

18. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Abwälzflächen nach der Vergütung durch einen Wälzvorgang kaltverfestigt werden.

19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Abwälzflächen in der kontinuierlichen Presse selbst mit Hilfe der Wälzstangen, die in einer Einlaufphase der Presse über die Preßbänder gegen ein ausreichend festes Widerlager arbeiten, kaltverfestigt werden.

20. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Kaltverfestigung der Abwälzfläche mit einem Dauerrollfestigkeit/Brinellhärte-Diagramm gearbeitet wird, welches für zumindest 5 Mio. Überrollungen eingerichtet ist.