DE69801287T2

DE69801287T2 - Vorrrichtung zum herstellen eines rakelstabes verwendbar in der papierindustrie

Info

Publication number: DE69801287T2
Application number: DE69801287T
Authority: DE
Inventors: Peter Brodbeck; Christian Coddet; Bernard Hansz
Original assignee: BTG Eclepens SA
Current assignee: BTG Eclepens SA
Priority date: 1997-10-27
Filing date: 1998-10-27
Publication date: 2002-05-08
Anticipated expiration: 2018-10-28
Also published as: EP1027471B1; DE69801287D1; FR2770156B1; WO1999022041A1; FR2770156A1; US6761768B2; US20030084841A1; JP2001521064A; EP1027471A1; ATE203785T1

Description

In der Papierindustrie wird eine Streichmasse auf der Papierunterlage aufgetragen, um dem Papier gewisse Eigenschaften, wie z. B. einen glatten und widerstandsfähigen Oberflächenzustand, zu verleihen.
Derzeit werden im wesentlichen zwei Streichorgane verwendet. Eines der Organe wird gebildet aus zusammengesetzten Klingen, die eine Kontaktrakel bilden, um die Streichmasse in relativer Bewegung in Bezug auf die genannte Klinge zu verstreichen. Ein anderes Organ besteht aus Stäben oder Stangen zur Übertragung der Streichmasse auf die Papierunterlage, wobei die genannten Stäbe oder Stangen im betreffenden technischen Fachbereich rod(s) genannt werden.
Die Streichstangen können eine glatte oder gerillte Oberfläche aufweisen.
Wenn die Streichstangen glatt sind, dienen sie dazu, die Streichmasse zu trocknen, wenn sich diese auf der Übertragungswalze befindet, bevor die genannte Streichmasse auf die Papierunterlage übertragen wird.
Wenn die Streichstangen gerillt sind, bilden sie ein Mittel zur Dosierung und zur Übertragung der Streichmasse auf die Papierunterlage, da die Streichstangen in einen Behälter mit Streichmasse getaucht werden, so dass sich die Rillen mit der genannten Streichmasse füllen, bevor sie diese auf die Papierunterlage übertragen, die auf einer Walze durchläuft.
Diese verschiedenen Techniken sind dem Fachmann gut bekannt.
Was die Verwendung der Streichstangen betrifft, so sind zahlreiche Probleme zu lösen.
Ein erstes zu lösendes Problem betrifft den Zustand der Oberfläche, die so beschaffen sein muss, dass die Übertragung der Streichmasse auf das Papier auf kontrollierte und homogene Weise erfolgt, gleich, welche Art von Streichstange, d. h. glatt oder gerillt, verwendet wird.
Ein zweites Problem betrifft die Herstellung der Streichstange. Die derzeitige Tendenz besteht darin, immer größere Streichstangen zu verwenden, wobei deren Länge 10 Meter und mehr erreichen kann.
Ein drittes Problem betrifft die Bildung des Überzugs auf der Streichstange. Wenn der Überzug durch ein thermisches Spritzverfahren gebildet wird, ist es notwendig, die Streichstange während des gesamten Beschichtungsvorgangs in eine Drehbewegung zu versetzen. Eine der angetroffenen. Schwierigkeiten besteht darin, dass die Streichstange schwingt, was zum Beispiel zu einem Zurückprallen der Partikel führt, das um so stärker ist, je stärker die Schwingung ist. Eine der Folgen eines derartigen Zurückprallens der auf die Streichstange gespritzten Partikel ist die Bildung eines Überzugs, der nicht auf der gesamten Länge der Streichstange gleichmäßig ist.
Eine erste durch die vorliegende Erfindung empfohlene Lösung besteht darin, die Streichstange an ihren beiden Enden an einem Rahmen zu befestigen und sie in Bezug auf die Spannbacken des genannten Rahmens zu zentrieren. Wenn die Streichstange eine große Länge aufweist, kann es in der Mitte der Streichstange zu einer Durchbiegung kommen. Um diese Durchbiegung zu verringern, können bekannte Techniken eingesetzt werden, die darin bestehen, Verkeilungen zu verwenden, die in regelmäßigen Abständen entlang der Länge der Streichstange positioniert sind, wobei die Verkeilungen im allgemeinen durch Rädchen gebildet sind, die konstant durch Zylinder gedrückt werden. Doch dies ist nicht zufriedenstellend, da die Rädchen durch den Kontakt mit der Streichstange Narben oder Abdrücke auf der genannten Stange hinterlassen, wobei diese Abdrücke beim Auftragen des Überzugs Oberflächenmängel verursachen. Je mehr Verkeilungsrädchen man verwendet, um so mehr Abdrücke entstehen auf der Streichstange, wobei die Rädchen etwa einen Meter voneinander entfernt sind. Es ist auch anzumerken, dass es durch Reibung und Abnutzung der genannten Streichstange oder der genannten Rädchen während des gesamten Beschichtungsvorgangs zu einer Übertragung von Material zwischen den Rädchen und der Streichstange kommen kann.
Darüber hinaus ist es notwendig, wobei es hier noch immer um eine thermische Beschichtung der Streichstange geht, die Dehnung der Streichstange zu berücksichtigen, die durch die Temperaturerhöhung im Lauf der genannten Beschichtung hervorgerufen wird, wobei die genannte Dehnung die Durchbiegung in der Mitte der Streichstange verstärkt, da diese an ihren beiden Enden am Rahmen gehalten wird.
Das Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, die oben beschriebenen Nachteile zu beseitigen und eine neue Streichstange, ein neues Verfahren zur Herstellung sowie eine Vorrichtung zur Anwendung des Verfahrens zur Herstellung der Streichstange zu schaffen.
Ein Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung einer Streichstange, bei dem die beiden Enden der genannten Stange durch Endhalterungen eines Rahmens gehalten werden, wobei eines der Enden unbeweglich gehalten wird, und bei dem die genannte Stange in eine Drehbewegung versetzt wird, dadurch gekennzeichnet, dass darüber hinaus die Stange während des Aufspritzens eines Überzugs auf die genannte Stange gespannt wird, wobei die Streckung der genannten Stange einer Verlängerung um etwa 0,2 bis 0,001% im statischen Zustand entspricht.
Gemäß einem anderen Merkmal der Erfindung wird die Streichstange, die gerade beschichtet wird, während des Aufspritzens des genannten Überzugs in gerader Linie gehalten.
Gemäß einem anderen Merkmal der Erfindung besteht die Streichstange aus ferromagnetischem Material, insbesondere aus einem Chromstahl.
Gemäß einem anderen Merkmal umfasst die Vorrichtung zur Anwendung des Verfahrens zur Herstellung der Streichstange einen Rahmen, an dem die genannte Streichstange montiert ist, zumindest einen Motor, der die genannte Streichstange auf variable und einstellbare Weise in eine Drehbewegung versetzt, sowie Mittel zur Bildung eines Überzugs durch ein thermisches Spritzverfahren, und ist dadurch gekennzeichnet, dass sie darüber hinaus Mittel zum Ziehen eines Endes der genannten Stange umfasst, wobei das andere Ende unbeweglich gehalten wird und der genannte Zug während der Drehung der genannten Streichstange und während der Bildung des genannten Überzugs durch ein thermisches Spritzverfahrens ausgeübt wird. Die gleichzeitige Regulierung der Drehbewegung und des Zugs ermöglicht eine Stabilisierung der Stange.
Gemäß einem anderen Merkmal der vorliegenden Erfindung umfasst die Vorrichtung Mittel zum Zentrieren und Halten von zumindest einem Teil der Streichstange, wobei die genannten Mittel zum Beispiel durch ein Lager gebildet werden, das ein Magnetlager, ein Fluidlager oder ein mechanisches Lager sein kann.
Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass man eine vollkommen stabile und gleichmäßige Streichstange erhält, die ein wirksames Trocknen der Streichmasse vor ihrer Übertragung auf die Papierunterlage ermöglicht, wenn sie glatt ist. Im Fall von gerillten Stangen kann die Dosierung auf Grund der Art des Überzugs besser ausgeführt werden.
In allen Fällen weist die Streichstange eine viel längere Lebensdauer auf, wodurch sie weniger häufig ausgetauscht werden muss, was die Herstellungskosten des gestrichenen Papiers erheblich senkt.
Weitere Vorteile und Merkmale gehen besser aus der Beschreibung des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Herstellung einer Streichstange sowie aus den beiliegenden Zeichnungen hervor, in denen:
- Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist;
- Fig. 2 eine schematische Seitenansicht der Vorrichtung von Fig. 1 ist;
- Fig. 3 eine schematische Vorderansicht der Vorrichtung von Fig. 1 ist;
- Fig. 4 eine schematische Darstellung gewisser mechanischer Teile der Vorrichtung von Fig. 1 ist.
Das Verfahren zur Herstellung einer Streichstange 1 besteht darin, die genannte Stange an ihren beiden Enden zu fixieren, wobei ein Ende, zum Beispiel das Ende 2, unbeweglich durch eine Halterung 3 gehalten wird, während das andere Ende 4 durch eine bewegliche Halterung 5 gehalten wird. Die bewegliche Halterung 5 wird so bewegt, dass die genannte Stange 1 während der Bildung eines Überzugs durch ein thermisches Spritzverfahren und während der Drehung der genannten Streichstange 1 mit der für die gewünschte Verlängerung notwendigen Kraft gezogen wird. Die Drehung der Streichstange 1 wird durch einen Motor mit veränderlicher Drehzahl 6 gewährleistet. Der Zug, der auf das Ende 4 durch geeignete, später beschriebene Mittel ausgeübt wird, ist so beschaffen, dass die Verlängerung der genannten Streichstange einer Verlängerung zwischen 0,2 und 0,001% entspricht.
Um die Schwingung der genannten Stange 1 während der Drehung wesentlich zu reduzieren, wird die Stange in dem Bereich, in dem der Überzug durch ein thermisches Spritzverfahren gebildet wird, gerade gehalten, so dass in dem genannten Bereich ein gleichmäßiger Überzug gebildet wird. Da darüber hinaus die Streichstange 1 während der Bildung des Überzugs durch ein thermisches Spritzverfahren nicht nur gerade gehalten, sondern auch perfekt zentriert wird, erhält man eine Streichstange, die auf ihrer ganzen Länge homogen ist, gleich, wie groß die letztgenannte ist. Durch das erfindungsgemäße Verfahren ist es nämlich möglich, Streichstangen herzustellen, die eine Länge von zum Beispiel über 10 m aufweisen und mit einem Überzug von konstanter Dicke und ohne jede Narbe versehen sind. Wenn kein Zug mehr ausgeübt wird, z. B. wenn der Überzug auf der gesamten Oberfläche der Streichstange aufgetragen ist, wird darüber hinaus der genannte Überzug in der Richtung zusammengedrückt, die der Zugrichtung entgegengesetzt ist. Dieses Zusammendrücken des Überzugs erhöht seine Härte und verringert in hohem Maß die Gefahr des Auftretens von Rissen.
Eine Vorrichtung zur Anwendung des oben beschriebenen Verfahrens ist in Fig. 1 bis 4 dargestellt.
Die Vorrichtung umfasst einen starren Rahmen 10, an dem ein Motor mit variabler Drehzahl 6, der die Streichstange 1 in eine Drehbewegung versetzt, sowie zwei Endhalterungen 3 und 5, in denen die Enden 2 und 4 der genannten Stange 1 angeordnet sind, vorgesehen sind. Die Vorrichtung umfasst Mittel 11 zum thermischen Aufspritzen eines Pulvers, das nach dem Aufspritzen auf die Stange 1 den Überzug bildet. Die Mittel 11 zum thermischen Aufspritzen werden zum Beispiel durch einen Plasmabrenner 12 gebildet, der an einem Fahrgestell 13 montiert ist, das an dem Rahmen 10 mit Hilfe eines nicht dargestellten Motors in eine Translationsbewegung versetzt wird, wobei die Bewegungsmittel zum Beispiel durch einen Antriebsriemen gebildet werden können. Die Halterung 3 nimmt das Ende 2 der Stange 1 auf und hält das genannte Ende 2 unbeweglich. Die Mittel zum Festklemmen und Immobilisieren des Endes 2 können durch an sich bekannte Spannbacken gebildet werden. Das andere Ende 4 der Stange 1 ist in der Halterung 5 montiert, die fest mit einem Träger 14 verbunden ist, der quer am Rahmen 10 montiert ist und der seinerseits fest mit zwei Stangen 15 von zwei Zylindern 16 verbunden ist. Die Zylinder 16 werden auf an sich bekannte Weise mit hydraulischer und/oder pneumatischer Energie versorgt und üben auf die Stange 1 einen Zug aus, so dass diese in Fig. 4 nach rechts gezogen wird, wobei dieser Zug einer Verlängerung der Stange um etwa 0,2 bis 0,001% entspricht.
Die Vorrichtung umfasst auch Mittel zum Halten und Zentrieren der Stange 1, so dass die genannte Stange während der verschiedenen Phasen der Bildung des Überzugs durch ein thermisches Spritzverfahren, d. h. in den verschiedenen Positionen des Plasmabrenners 12 entlang der genannten Stange 1, gerade oder horizontal oder annähernd horizontal gehalten wird. Wenn man eine ferromagnetische Stange 1, zum Beispiel aus Chromstahl, verwendet, können diese Mittel zum Halten und Zentrieren durch ein Magnetlager 17 gebildet werden, durch das die Stange 1 hindurchgeht und das ein Magnetfeld erzeugt, das ausreicht, um ein Schwingen und Durchbiegen der Stange 1 zu verhindern. Das Magnetlager 17 dessen Struktur dem Fachmann gut bekannt ist, wird gleichzeitig mit dem Plasmabrenner 12 bewegt, so dass die Stange 1 in jedem Spritzbereich, der in Fig. 1 durch ein Rechteck 18 dargestellt ist, gehalten und zentriert wird. Andere Vorrichtungen, wie z. B. Fluidlager oder mechanische Lager, können ebenfalls mit Erfolg verwendet werden.
Der Plasmabrenner 12 umfasst einen Pulverinjektor 19, der durch eine nicht dargestellte Quelle mit Pulver versorgt wird. Die Flamme 20 spritzt das Pulver auf das zu beschichtende Substrat, das im vorliegenden Fall durch die in eine Drehbewegung versetzte Stange 1 gebildet wird. Um zu verhindern, dass das Pulver in Bereiche außerhalb der Stange 1 oder auf Teile der Stange, wo dies unerwünscht ist, gespritzt wird, umfasst die erfindungsgemäße Vorrichtung eine einstellbare Schutzabdeckung 21, die die Form eines an der Spitze offenen Kegels aufweist, um den Spritzvorgang einzig auf den zu beschichtenden Teil der Stange zu fokussieren. Um eine Ausdehnung der Stange 1 durch die Temperatur der Flamme 20 während der Beschichtung zu verhindern, sind gegenüber von der Flamme, konkreter an der Basis der Schutzabdeckung 21, eine oder mehrere Düsen 22 vorgesehen, die CO&sub2; in Richtung auf die Stange hin zerstäuben.
Wenn die Streichstange 1 auf ihrer gesamten Länge beschichtet ist, werden die Zylinder 16 losgelassen, so dass sich die genannte Stange in einer Richtung, die der Zugrichtung entgegengesetzt ist, zurückzieht, wobei das genannte Zurückziehen zu einem Zusammendrücken des Überzugs führt, was die Kohäsion des genannten Überzugs verbessert und die Bildung von Rissen verhindert.
Es ist anzumerken, dass die gemeinsamen Effekte der Regulierung der Drehung und des auf die Streichstange ausgeübten Zugs während des thermischen Spritzvorgangs eine große Stabilität der Stange gewährleisten.
Das Verfahren und die Vorrichtung gemäß der Erfindung können für die Herstellung von glatten oder gerillten Streichstangen angewendet werden. Im Fall von gerillten Stangen ist es vorteilhaft, die Rillen so zu bilden, dass zwei aufeinanderfolgende Rillenböden 0,35 mm voneinander entfernt sind und dass der Krümmungsradius etwa 0,06 mm beträgt. Die Seitenflächen der einzelnen Rillen weisen vorzugsweise eine Neigung von 45º auf, die Höhe der Rillen beträgt vorzugsweise 0,11 mm. Derartige Rillen ermöglichen gemeinsam mit einem gleichmäßigen und homogenen Überzug der Stange eine genauere Dosierung der Streichmasse auf dem Papier.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird der Überzug durch eine Keramik gebildet, und die Mittel zum Schutz und zur Begrenzung 21 werden durch seitliche, einstellbare Abdeckungen gebildet, sie zu beiden Seiten der Streichstange 1 angeordnet sind.

Claims

1. Vorrichtung zur Herstellung einer Streichstange (1), umfassend einen Rahmen (10), an dem die genannte Streichstange (1) montiert ist, zumindest einen Motor (6), der die genannte Streichstange in eine Drehbewegung versetzt, und Mittel (12, 19) zur Bildung eines Überzugs durch ein thermisches Spritzverfahren, dadurch gekennzeichnet, dass sie darüber hinaus Mittel zum Ziehen (15, 16) eines Endes (4) der genannten Stange umfasst, während das andere Ende (2) unbeweglich gehalten wird, wobei der genannte Zug während der Drehung der genannten Streichstange und während der Bildung des Überzugs durch das thermische Spritzverfahren so ausgeübt wird, dass eine Streckung erfolgt, die einer Verlängerung um etwa 0,2 bis 0,001% entspricht.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie darüber hinaus Mittel zum Zentrieren und Halten (17) zumindest eines Teils der Streichstange umfasst.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zum Zentrieren und Halten (17) durch ein Magnetlager (17), ein Fluidlager oder ein mechanisches Lager gebildet werden.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie darüber hinaus Mittel zum Schutz und zur Begrenzung (21) des Bereichs der Streichstange umfasst, in dem der Überzug aufgespritzt wird.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zum Schutz und zur Begrenzung (21) durch seitliche, geneigte, einstellbare und zu beiden Seiten der Streichstange (1) angeordnete Abdeckungen gebildet werden.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie darüber hinaus Mittel zur Abkühlung (22) umfasst, wobei sich die genannten Mittel zur Abkühlung gegenüber von der Seite der Stange befinden, die einer Beschichtung durch ein thermisches Spritzverfahren unterzogen wird.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur Abkühlung (22) durch Düsen zur Zerstäubung von CO&sub2; gebildet werden.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zum Ziehen durch Zylinder (16) gebildet werden, die am Rahmen montiert sind.

9. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie darüber hinaus ein Fahrgestell (13) umfasst, das parallel zur Längsrichtung der gezogenen Stange beweglich ist, wobei die Spritzmittel (12), die auf bekannte Weise durch einen Plasmabrenner zum Aufspritzen von Pulvern gebildet werden, auf dem genannten Fahrgestell montiert sind.