DE60013107T2

DE60013107T2 - Verfahren zur herstellung von einer walze in einer papiermaschine oder pappenmaschine

Info

Publication number: DE60013107T2
Application number: DE60013107T
Authority: DE
Inventors: Eero Savolainen; Jorma Snellman
Original assignee: Metso Paper Oy
Current assignee: Valmet Technologies Oy
Priority date: 1999-03-30
Filing date: 2000-03-29
Publication date: 2005-08-11
Anticipated expiration: 2020-03-30
Also published as: CA2366994A1; DE60013107D1; EP1165978B1; US6671958B2; ATE274148T1; FI990702A0; CA2366994C; FI105584B; AU3563700A; WO2000058638A1; US20020088895A1; US6783485B2; EP1165978A1; US20040038788A1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich außerdem auf eine Walze gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 5.
Wie dies aus dem Stand der Technik bekannt ist, werden einige der Walzen bei Papierherstellmaschinen aus Mantelrohlingen durch ein Biegen von Blechen hergestellt, wobei dann nach dem Biegen der Bleche die Außenfläche des Mantels bei einer Drehmaschine gedreht wird, wobei in diesem Zusammenhang die Formfehler, die durch die Herstellungsgenauigkeit verursacht werden, zu Wanddickenschwankungen treten, wobei daher Schwankungen bei der Steifigkeit des Mantels und der Exzentrizität der Schwerpunktmitte des Mantels in Bezug auf seine Drehmitte auftreten. Die durch die Exzentrizität der Schwerpunktmitte verursachte Unwucht kann bei dem Rohling durch ein geeignetes Zentrieren und durch ein Auswuchten des Mantels minimal gestaltet werden, jedoch ist es schwierig, die Steifigkeitsschwankungen später zu korrigieren. Das Drehen verursacht Fehler im Hinblick auf die Rundheit und Geradheit der Walze auch aufgrund dessen, weil der Rohling Restspannungen hat und / oder weil die Dicke der Späne während der Herstellung schwankt. Die Schwankung der Walzensteifigkeit erzeugt eine sogenannte semikritische Schwingung bei einer Drehzahl, die die Hälfte der kritischen Drehzahl der Walze beträgt. Eine Unwucht wiederum verursacht Schwingungen bei sämtlichen Drehzahlen.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Lösung der vorstehend erwähnten Probleme vorzuschlagen.
Im Hinblick auf die Lösung der vorstehend dargelegten Aufgaben und jener, die aus dem weiteren Zusammenhang hervorgehen, ist das erfindungsgemäße Verfahren hauptsächlich durch die Angaben des kennzeichnenden Teils von Anspruch 1 gekennzeichnet.
Die Walze einer Papiermaschine gemäß der vorliegenden Erfindung ist wiederum hauptsächlich durch die Angaben des kennzeichnenden Teils von Anspruch 5 gekennzeichnet.
Gemäß der vorliegenden Erfindung werden die Schwankung der Steifigkeit des Mantels und sein Bedarf an einem Auswuchten wesentlich verringert, da der Mantelkörper nicht bei einer Drehmaschine oder Drehbank gedreht wird, sondern stattdessen nach dem Herstellen des Walzenrohlings aus einem Blech durch ein Biegen der Mantel zunächst durch eine Beschichtung bedeckt wird und lediglich danach gedreht wird. In diesem Zusammenhang treten die Fehler bei der Form zu der Beschichtung als Dickenschwankung und, da der Elastizitätsmodul und die Dichte der Beschichtung niedriger als jene von Stahl sind, werden sowohl die Schwankung der Steifigkeit als auch die Unwucht des Mantels wesentlich verringert. Für die Beschichtung wird beispielsweise in einer Trockenpartie ein Material verwendet, das Hochtemperaturbedingungen widersteht. Die Beschichtung wird derart ausgewählt, dass sie eine geringe Steifigkeit und eine geringe Dichte hat, das heißt die Dichte und der Elastizitätsmodul sind niedrig. Die vorliegende Erfindung kann bei Walzenrohlingen angewendet werden, die aus ebenen Blechen durch ein Biegen hergestellt werden, und auch in Verbindung mit zentrifugal gegossenen Walzen angewendet werden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird die Dicke der Wand gemessen und ihre Form wird dem gemäß derart bestimmt, dass die Differenz bei der Steifigkeit so niedrig wie möglich ist.
Die Beschichtung kann auf die Oberfläche der Walze durch Rotationsgießen oder durch Vulkanisieren aufgetragen werden, wobei danach die Walze zu einer erwünschten Form und zu einer erwünschten Oberflächenqualität bearbeitet wird.
Die vorliegende Erfindung ist für eine Anwendung in Verbindung mit Führungswalzen und Spaltwalzen mit einer niedrigen Spaltlast wie beispielsweise eine Aufrolltrommel am besten geeignet.
Mittels der vorliegenden Erfindung werden eine verbesserte Qualität und Kosteneinsparungen erzielt.
Nachstehend ist die vorliegende Erfindung detaillierter beschrieben und die Vorteile der Erfindung sind ebenfalls unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, wobei jedoch die Erfindung nicht auf ihre Einzelheiten in irgendeiner Weise begrenzt sein soll.
Die 1A und 1B zeigen einen schematischen Vergleich der Unterschiede bei der Steifigkeit einer Walze gemäß der vorliegenden Erfindung und einer Walze, die durch Drehen hergestellt wird.
Die 2A und 2B zeigen einen schematischen Vergleich in Bezug auf die Exzentrizität der Schwerpunktmitte bei der Anwendung einer Walze gemäß der vorliegenden Erfindung im Vergleich zu einer Walze, die durch Drehen hergestellt wird.
Die 3A und 3B zeigen einen schematischen Vergleich der Hauptträgheiten einer Walze, die gemäß der Erfindung hergestellt wird, und einer Walze, die durch Drehen hergestellt wird.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Walzenmantel aus einem Blechrohling zu einer röhrenartigen Form gebogen und seine Längsnaht wird geschweißt, und danach wird die Form des röhrenartigen Walzenrohlings gemessen und bei Bedarf korrigiert, so dass die Differenz im Hinblick auf die Steifigkeit so gering wie möglich ist. Danach wird die Walze beschichtet, indem beispielsweise durch Rotationsgießen oder Vulkanisieren die Oberfläche der Walze mit einer Beschichtung versehen wird, deren Dichte und deren Elastizitätsmodul erheblich geringer als die entsprechenden Werte von Stahl sind. Die Beschichtung wird zu einer erwünschten Form und zu einer erwünschten Oberflächenqualität bearbeitet, wobei danach die Walze für die Verwendung fertig ist und ihre Steifigkeitsdifferenz und Exzentrizität der Schwerpunktmitte wesentlich geringer als jene einer Walze sind, die mittels bekannter Verfahren hergestellt wird, wie dies aus der nachstehenden Reihe an Zeichnungen deutlich wird, wobei der Unterschied bei den Hauptträgheiten als eine Funktion des Durchmessers und der Wanddicke der Walze gering ist.
Der Elastizitätsmodul der Beschichtung beträgt 10 – 5000 MPa, vorzugsweise 10 – 4000 MPa, und ihre Dichte beträgt 0,9 – 3 g/cm³, vorzugsweise 0,9 – 1,5 g/cm³. Das Beschichtungsmaterial ist beispielsweise Polyurethan, Ebonit oder eine Epoxidzusammensetzung.
Die 1A und 1B zeigen einen Vergleich der Differenzen der Steifigkeit von einer Walze, die gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellt wird, und von einer Walze, die durch ein Drehen hergestellt wird, wenn die Unrundheit des Rohlings 1 mm beträgt. 1A zeigt eine Walze, die gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellt ist, wobei der Wert ΔI 0,2% beträgt, wobei gilt. ΔI = I₁ – I₂/I₂ · 100%, und I₂ ist an der horizontalen Achse und I₁ ist an der vertikalen Achse. Bei dem in 1B gezeigten Fall beträgt ΔI 0,61. Bei dem Vergleich betrug der Walze 800 mm und die Dicke der Wand betrug 35 mm. Wie dies aus den Zeichnungen ersichtlich ist, ist die Differenz bei der Steifigkeit ΔI der erfindungsgemäß hergestellten Walze deutlich kleiner.
Die 2A und 2B zeigen einen Vergleich in Bezug auf die Exzentrizität der Schwerpunktmitte bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens und bei einer Walze, die gemäß der Erfindung hergestellt wird, oder bei Anwendung einer Walze, die durch Drehen hergestellt wird, wie dies aus dem Stand der Technik bekannt ist. Bei 2A beträgt die Exzentrizität E der Schwerpunktmitte 0,21 mm und bei 2B beträgt die Exzentrizität E der Schwerpunktmitte 4,83 mm. Bei dem verwendeten Vergleich beträgt der Außendurchmesser D_u der Walze 810 mm, beträgt der Innendurchmesser D der Walze 800 mm, beträgt die Dicke s der Wand der Walze 35 mm und beträgt die Exzentrizität e des Rohlings 1,0 mm. Wie dies aus den Zeichnungen ersichtlich ist, ist die Exzentrizität der Schwerpunktmitte der Walze gemäß der vorliegenden Erfindung deutlich kleiner.
Die 3A und 3B zeigen schematisch die Differenz der Hauptträgheiten als eine Funktion des Durchmessers und der Wanddicke der Walze, wenn die Unrundheit der Innenbohrung 1 mm beträgt und die Differenz in Prozent (%) der Hauptträgheiten an der Achse Y ist, der Durchmesser der Walze in Millimetern (mm) an der horizontalen Achse ist und die Dicke der Wand der Walze in Millimetern (mm) an der Achse Z ist. 3A zeigt die Werte für eine Walze, die erfindungsgemäß hergestellt ist, und 3B zeigt die Werte für eine Walze, die durch Drehen derselben an der Außenseite hergestellt ist, wie dies aus dem Stand der Technik bekannt ist. Erheblich geringere Differenzen werden für die erfindungsgemäße Walze erzielt.
Wie dies aus der vorstehend beschriebenen Reihe an Zeichnungen hervorgeht, schafft das erfindungsgemäße Verfahren wesentliche Vorteile bezüglich der Asymmetrie der Steifigkeit und der Unwucht der Walze gegenüber den Anordnungen des Standes der Technik.
Vorstehend ist die vorliegende Erfindung lediglich unter Bezugnahme auf einige ihrer bevorzugten Ausführungsbeispiele beschrieben, wobei die Erfindung jedoch keineswegs auf die Einzelheiten derselben eng begrenzt sein soll.

Claims

Verfahren zum Herstellen einer Walze für eine Papiermaschine oder Kartonmaschine, wobei bei diesem Verfahren ein röhrenartiger Walzenrohling durch Biegen aus einem ebenen Blech oder mittels Zentrifugalgießen hergestellt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Walzenrohling zunächst mit einem Material beschichtet wird, das einen Elastizitätsmodul und eine Dichte hat, die geringer als jene von Stahl sind, und der beschichtete Walzenrohling dann zu der erwünschten Form und zu der erwünschten Oberflächenqualität gedreht wird, wobei die Formfehler zu der Beschichtung als Dickenschwankung treten.
Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei diesem Verfahren die Wanddicke des Walzenrohlings während der Drehung des Walzenrohlings gemessen wird, um die Form der Außenfläche zu bestimmen, wobei die Differenzen bei der Steifigkeit berechnet werden und die für das Auswuchten erforderliche Form bestimmt wird, wobei danach der Walzenrohling beschichtet und bearbeitet wird.
Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Walzenrohling durch Rotationsgießen oder durch Vulkanisieren beschichtet wird.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass bei dem Verfahren die Schwankung der Wanddicke des Körpermantels mittels der Form des Rohlings ausgeglichen wird und das Endauswuchten mittels der Beschichtung vorgesehen wird.
Walze für eine Papiermaschine oder Kartonmaschine, die zu einem röhrenartigen Walzenrohling durch Biegen aus einem ebenen Blech oder mittels Zentrifugalgießen gestaltet wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Walzenrohling mit einem Material beschichtet ist, das einen Elastizitätsmodul und eine Dichte hat, die niedriger als jene von Stahl sind, und der beschichtete Walzenrohling an einer Drehmaschine zu einer Walze gedreht worden ist, wodurch die Fehler bei der Form zu der Beschichtung als Dickenschwankung treten.
Walze gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung Polyurethan, Ebonit oder eine Epoxidverbindung ist.
Walze gemäß Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Elastizitätsmodul der Beschichtung 10 – 4000 MPa beträgt.
Walze gemäß einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichte der Beschichtung 0,9 – 1,5 g/cm³ beträgt.