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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf Refiner-Platten zur Papierherstellung
und zum Refining von ligninhaltigen Zellulosematerialien und anderen
natürlichen
und synthetischen faserartigen Materialien bei der Herstellung von
Papier, Pappe und Faserstoff-Produkten. Insbesondere bezieht sich die
Erfindung auf austauschbare Refiner-Werkzeuge und ein Herstellungsverfahren.
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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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In
annähernd
allen gefrästen
oder gefertigten Refiner-Platten und in vielen gegossenen Refiner-Platten
besteht die Arbeits-Oberfläche
der Refiner-Platte aus Clustern paralleler Stege und Rillen. Die
Refiner-Werkzeug-Scheibe wird normalerweise als vollständiger Kreis
gezeichnet, in Wirklichkeit besteht das Werkzeug jedoch aus mehreren,
mehr oder weniger Tortenstück-artig
geformten Segmenten, die einfacher zu handhaben sind, wenn ein Werkzeug
zu ersetzen ist.
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Das
US-Patent Nr. 5 740 972 offenbart Verbesserungen für austauschbare
Refiner-Werkzeuge und die Herstellung von Refiner-Werkzeugen, die
relativ enge, dicht beabstandete Stege bzw. Erhebungen auf der Arbeits-Oberfläche verwendet.
Die Refiner-Werkzeuge weisen relativ dünne Klingen auf, die durch
schmalere Abstandshalter-Stege getrennt sind, die eine Dicke aufweisen,
die die Breite der Rillen festlegt.
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Die
Refiner-Werkzeuge verwenden ein Metall oder andere hartes und dauerhaftes
Material für die
Klingen und die Abstandshalter, deren Klingen und Abstandshalter
dann durch me tallurgische Verfahren entlang den gesamten miteinander
in Verbindung stehenden Oberflächen
miteinander verbunden sind. Eine geeignete metallurgische Verbindung
wird durch jedes bekannte Verfahren erreicht, was Schweißen, Diffusions-Bonden,
Hartlöten
oder jedes andere Verfahren umfasst, das zu einer Festigkeit der
Fügestelle
führt,
die sich jener der Klinge oder des Materials des Abstandshalters
annähert.
Verwendete Materialien umfassen Klingen aus rostfreiem Stahl, die
mit Abstandshaltern aus Kohlenstoffstahl und Keramik und Metall-Komposit-Materialien als
Klingen- oder Abstandshalter-Komponenten in Refiner-Werkzeugen verbunden
sind. Für
die Klingen des Werkzeugs wird ein Metall-Komposit-Material verwendet,
was geeignete Festigkeits- und Verschleiß-Festigkeits-Charakteristika
für eine
besondere Refiner-Anwendung aufweist, wohingegen ein weniger teures
Material für
die Abstandshalter verwendet werden kann.
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Wie
in der US-5 740 972 offenbart ist, werden die Segmente aufweisenden,
austauschbaren Refiner-Scheiben-Platten mit Segmenten hergestellt, die
beidseitig nicht-verrundete Kanten (d.h. Seitenkanten) aufweisen,
die nicht vollständig
radial verlaufen. Die Seitenkanten verlaufen vielmehr schräg relativ
zu der exakt radial verlaufenden Linie, so dass die Trennlinie zwischen
Refiner-Platten-Segmenten parallel zu der benachbarten Refiner-Klinge
verläuft.
Jedes Segment kann typischerweise einen Wert von 30, 45 oder 60
Winkelgrad umfassen, so dass entsprechend 12, 8 oder 6 Segmente
eine Refiner-Scheibe bilden.
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Die
Klingen eines jeden Clusters sind zu einer Seitenkante des Clusters
parallel angeordnet und erstrecken sich von der äußeren Peripherie auf die innere
Peripherie des Segments zu. Die Neigung der Klingen relativ zum
Radius der Scheibe nimmt mit dem Abstand in Richtung senkrecht zu
der Seitenkante zu.
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Bei
Refiner-Platten ist es wünschenswert, flache
Kreuzungs-Winkel
(d.h., ein hohes Maß an Neigung
zu einem Radius) zwischen Stator- und Rotor-Klingen zu vermeiden
und es ist daher wünschenswert,
eine Klingen-Neigung in einem Bereich von 3 bis 20° relativ
zum Scheiben-Radius herzustellen. Das Klingen-Muster wird daher
an dem Punkt in dem Refiner-Segment neu begonnen, wenn sich die zunehmende
Neigung 20° annähert. Das
Muster der Klingen des Segments wird daher in Intervallen wiederholt,
um die Klingen-Neigung innerhalb eines gewünschten Bereichs über die
gesamte Arbeits-Oberfläche
eines Refiner-Werkzeugs zu erhalten. Das sich wiederholende Muster
der Klingen wird hier als ein Cluster von Klingen bezeichnet, der
durch einen gemeinsamen Cluster-Winkel über das gesamte Refiner-Werkzeug
charakterisiert ist.
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Ein
offensichtliches Verfahren zur Herstellung der Komponenten eines
Klingen-Clusters für diesen
Typ von Refiner-Platten würde
darin bestehen, einzelne Klingen und Abstandshalter auszuschneiden,
so dass für
jeden vorgegebenen Satz aus Innendurchmesser, Außendurchmesser und Cluster-Winkel
jede Klinge und jeder Abstandshalter eine eigene Länge aufweisen
würde.
Die Einzigartigkeit jeder Komponente und die relativ große Schwierigkeit,
diese präzise
miteinander zu verbinden, führt
zu hohen Herstellungskosten.
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Die
US-A-3 049 307 offenbart eine weitere Lösung für Verbesserungen für austauschbare
Refiner-Werkzeuge.
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Die
vorliegende Erfindung stellt Refiner-Werkzeuge der Bauart, die in
der
US 5 740 972 offenbart
ist, und Verfahren zur Herstellung der Werkzeuge zur Verfügung, die
wirtschaftlich und effizient sind und eine signifikante Reduktion
der Kosten für Werkzeuge
und Spannmittel zeigen und die Montage der Refiner-Werkzeug-Cluster
deutlich vereinfacht. Die Er findung erleichtert insbesondere die
Herstellung von Refiner-Werkzeugen
in einer bevorzugten Ausführungsform,
die einen bevorzugten Bereich der Neigung der Klingen der Arbeits-Oberfläche relativ zum
Radius der Scheibe, Klingen der Arbeits-Oberfläche, die in Cluster-Einheiten
angeordnet sind, die dem Bereich der Klingen-Neigung entsprechen,
einen festgelegten Pump-Winkel und eine festgelegte Zahl identischer
Segmente aufweist, die ein Refiner-Werkzeug bilden.
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Die
Erfindung stellt zudem eine Hüllkurve
einer Steg-Einheit bzw. ein Parallelogramm zur Verfügung, das
eine Basis-Einheit für
die Herstellung von Arbeits-Oberflächen von Klingen und Abstandshaltern
bildet, wobei jede Steg-Einheit in zwei identische Klingen-Cluster
teilbar ist.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung stellt Verbesserungen für austauschbare Refiner-Werkzeuge
zur Verfügung
und hat die Herstellung von Refiner-Werkzeugen mit Arbeits-Oberflächen unter
Verwendung von relativ schmalen, dicht beabstandeten Stege auf der
Arbeits-Oberfläche
der Platte als primäres
Ziel. Das wird dadurch erreicht, dass relativ dünne Klingen, bevorzugt aus
rostfreiem Stahl, verwendet werden, die durch schmalere Abstandshalter-Stege
getrennt sind, die bevorzugt aus Kohlenstoff-Stahl bestehen und
eine Dicke aufweisen, die die Breite der Rillen festlegen, wobei
anschließend
die montierten Platten und Abstandshalter durch Verbinden bzw. Verkleben
mit Hilfe von Verfahren verbunden werden, die dem verwendeten Klingen-
und Abstandshalter-Material angemessen sind.
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Gemäß einem
weiteren primären
Aspekt der Erfindung werden die Abstandshalter und die Klingen gemäß einem
vorbestimmten Muster in Steg-Einheiten angeordnet, miteinander verbunden
und jede Steg-Einheit wird in zwei Hälften zerschnitten, um identische
Cluster zu erhalten. Ein Refiner-Werkzeug-Segment umfasst eine Vielzahl
von miteinander verbundenen Clustern. In einer bevorzugten Ausführungsform
sind sechs Cluster Kante an Kante angeordnet und miteinander verbunden,
um ein Werkzeug-Segment zu bilden. Eine vollständige Refiner-Werkzeug-Scheibe gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
umfasst 8 Segmente.
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In
einem bevorzugten Verfahren ist eine Steg-Einheit aus Klingen und
Abstandshalter die Basis-Einheit für die Herstellung, wobei in
einem ersten Schritt die Konfiguration der Steg-Einheit bzw. deren Hüllkurve
festgelegt wird. Die Hüllkurve
der Steg-Einheit ist ein Parallelogramm, dessen lange Kante mit einer
Kante eines Refiner-Werkzeug-Segments übereinstimmt. Die Kante des
Segments ist gegenüber
einem wahren Radius der Refiner-Scheibe wie in der US-Patentschrift
5 740 972 versetzt und der Versatz wird als der Pump-Winkel des
Refiner-Werkzeugs bezeichnet. Der Versatz bzw. der Pump-Winkel liegt
bevorzugt in einem Bereich von 3° bis
20°. Der
Pump-Winkel ist zudem der Winkel zwischen der Klinge des ersten
Clusters und dem Radius der Scheibe und ebenfalls als die Linie
zwischen Clustern von Klingen.
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Die
Zahl der Klingen und Abstandshalter, die jede Steg-Einheit umfasst,
ist so ausgewählt,
dass sie zwei identische Cluster ergibt, wenn die Steg-Einheit in
zwei Stücke
zerschnitten wird. Eine Schnitt-Linie für die Steg-Einheit wird zwischen
gegenüberliegenden äußeren und
inneren Seiten des Parallelogramms der Steg-Einheit gebildet, um
die Steg-Einheit präzise
in einander entsprechende Cluster schneiden zu können.
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Nachdem
das Steg-Einheit-Parallelogramm festgelegt ist, werden die Klingen
und die Abstandshalter einander abwechselnd angeordnet, wobei alle ihre
Längskanten
zu denen des Parallelogramms und natürlich zu der vorgesehenen Versatz-Kante des
jeweiligen Refiner-Segments ausgerichtet sind, und werden nach dem
Anordnen miteinander verbunden. Einige der Klingen verlaufen über den
Pfad der Schnitt-Linie und sind dort vorgekerbt, wo sie die Schnitt-Linie
schneiden.
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Nachdem
eine Steg-Einheit in zwei identische Cluster von Stegen zerschnitten
worden ist, wird ein Cluster um 180° gedreht, so dass seine äußere Längs-Kante
an die Schnitt-Kante des anderen Clusters angrenzt. Eine Vielzahl
so geschnittener und wieder verbundener Cluster wird zueinander
angeordnet und miteinander verbunden, um ein Refiner-Segment zu
bilden. Das vollständige
Segment ist charakterisiert durch ein ganzzahliges Vielfaches an Clustern,
die Kante an Kante angeordnet sind, wobei die erste Klinge eines
jeden Clusters den gleichen Versatz-Winkel aufweist wie die Kante
des Segments, und wobei die Klingen eines jeden Clusters den gleichen
Bereich an Neigung vom Radius der Refiner-Scheibe aufweisen.
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Die
Erfindung liefert ein Verfahren zur Montage von Clustern von lediglich
wenigen nur einmal vorkommenden Klingen- und Abstandshalter-Komponenten.
Bei dem Herstellungsverfahren sind viele der Klingen identisch und
alle Abstandshalter sind identisch, um den Bestand an Teilen zu
vereinfachen. Eine vollständige
Refiner-Werkzeug-Scheibe kann ungefähr 1000 Klingen und Abstandshalter
umfassen, wobei jede Steg-Einheit-Komponente 18 Klingen und 19 Abstandshalter
aufweist. Die Erfindung führt
zu einer sehr signifikanten Verringerung der Kosten für Werkzeuge
und Spannmittel und erleichtert die Montage der Cluster.
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ZIELE DER
ERFINDUNG
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Es
ist ein Ziel der Erfindung, Refiner-Platten und ein Verfahren zu
deren Herstellung zur Verfügung
zu stellen.
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Es
ist ein Ziel der Erfindung, verbesserte Refiner-Platten zur Verfügung zu
stellen, in denen Stege und Abstandshalter in geeigneter Reihenfolge
miteinander verschweißt
oder verklebt bzw. verbunden sind.
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Es
ist ein weiteres Ziel der Erfindung, ein effizientes und kostengünstiges
Herstellungsverfahren für
Refiner-Werkzeuge mit einer vorbestimmten Struktur von Klingen und
Abstandshaltern bereitzustellen.
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Andere
und weitere Ziele der Erfindung fallen dem Durchschnittsfachmann
leicht ein, der die folgende detaillierte Beschreibung der Erfindung
verstanden hat oder der die Erfindung in die Praxis umsetzt.
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BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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Eine
bevorzugte Ausführungsform
der Erfindung wurde zum Zwecke der Darstellung der Konstruktion
und der Arbeitsweise der Erfindung gewählt und wird in den beigefügten Zeichnungen
gezeigt, wobei:
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1 eine
Draufsicht auf eine Refiner-Werkzeug-Scheibe gemäß der Erfindung ist.
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2 eine
Teil-Seiten-Ansicht eines Refiner-Werkzeugs ist, das die Positionen
der Klingen, Abstandshalter und der Basisplatte zueinander zeigt.
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3 eine
Draufsicht auf ein Refiner-Werkzeug-Segment gemäß der Erfindung ist.
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4 eine
schematische Ansicht ist, die die geometrische Charakterisierung
eines Clusters aus Klingen und Abstandshaltern gemäß der Erfindung zeigt.
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5a–5h Seiten-
und Rückseiten-Ansichten
von Klingen und Abstandshaltern gemäß der Erfindung sind.
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6 das
Profil benachbarter Steg-Einheit-Cluster zeigt.
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7 die
Steg-Einheit-Cluster nach 6 zeigt,
die vorpositioniert sind, um eine Hüllkurve der Steg-Einheit oder
ein Parallelogramm zu bilden.
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8 eine
Steg-Einheit von Klingen und Abstandshaltern zeigt, die so montiert
sind, dass sie einer Hüllkurve
einer Steg-Einheit entsprechen.
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9 die
Steg-Einheit nach 8 zeigt, die entlang der Linie
C-C geschnitten und in benachbarte Steg-Einheit-Cluster neu zusammengesetzt
wurde und zur Montage in ein Refiner-Segment fertig ist.
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10 eine
Seitenansicht eines Steg-Einheit-Clusters
ist, der entlang der Schnitt-Linie C-C geschnitten ist.
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DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Mit
Bezug auf die Zeichnung umfasst eine bevorzugte Ausführungsform
eines Refiner-Scheiben-Werkzeugs 10 für eine Refiner-Scheibe eine Stützplatte 12,
an der Klingen 14 und Abstandshalter 16 befestigt
sind, und wobei die Klingen und die Abstandshalter die Arbeitsoberfläche 17 der
Scheibe und die dazwischen liegenden Rillen 18 bilden.
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Wie
in den 1, 3 und 4 gezeigt, weist
in einer bevorzugten Ausführungsform
das Refiner-Scheiben-Werkzeug 10 seine begrenzenden Ränder in
Form einer äußeren Begrenzung 20 und einer
inneren Begrenzung 22 auf, die konzentrisch zueinander
verlaufen. Das Werkzeug (vgl. 1) umfasst
eine Vielzahl von Werkzeug-Segmenten A-B, B-C und C-A, wobei jedes
Segment eine Vielzahl von Steg-Clustern 24 aufweist. Die
Kreise der äußeren und
der inneren Begrenzung bilden eine kreisförmige aktive Refiner-Zone 26,
die alle Klingen und Abstandshalter des Werkzeugs enthält.
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In
dem Werkzeug-Segment A-B nach 3 weist
jeder Steg-Cluster 24 eine
geneigte Seitenkante 24 auf, die gegenüber dem Radius R der Scheibe einen
Versatz aufweist, der durch einen vorbestimmten Winkel alpha bestimmt
ist, der als Pump-Winkel bezeichnet
wird, wobei der Cluster-Winkel beta so gewählt ist, dass es stets einen
ganzzahligen Quotienten bildet, wenn 360° durch diesen durch geteilt wird,
und der sich auch ergibt, wenn eine kreisförmige Scheibe in der durch
das Segment gebildete Bruchteil der Scheibe, beispielsweise also
30°, 45°, 60°, 90°, 120°, etc., durch
diesen geteilt wird.
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In
den speziellen und bevorzugten Fällen
beträgt:
in 1 der
Scheiben-Durchmesser 16 Zoll, der Versatz-Winkel alpha ist
10°, jedes
Segment umfasst 120° und
enthält
8 Steg-Cluster, wobei insgesamt 24 Steg-Cluster das Refiner-Werkzeug bilden und
wobei ein Cluster-Winkel beta 15° beträgt, und
in 3 der
Scheiben-Durchmesser 26 Zoll, wobei der Versatz-Winkel
6° beträgt, wobei
jedes Segment 60° umfasst
und 8 Steg-Cluster enthält,
wobei insgesamt 48 Cluster das Refiner-Werkzeug bilden, und wobei
der Cluster-Winkel beta 7,5° beträgt.
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Das
schematische Layout in 4 umfasst eine Scheibe mit 34
Zoll Durchmesser, die 8 Segmente mit jeweils 6 Clustern, einen Cluster-Winkel beta
von 7,5° und
einen Pump-Winkel alpha von 10° aufweist.
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Ein
primärer
Aspekt der Erfindung ist der Entwurf einer Hüllkurve des Clusters, die sich
in die innere und die äußere Begrenzung
der aktiven Refining-Zone der kreisförmig angeordneten Werkzeuge und
in die zwei mehr oder weniger radial verlaufenden Kanten der Cluster 24a–b einpassen
muss, die den Vollkreis in eine ganzzahlige Anzahl von Clustern einteilt.
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In
der schematischen Ansicht nach 4 ist die
aktive Refining-Zone 26 in 8 identische Segmente aufgeteilt,
die jeweils durch Linien 30 gebildet sind, die tangential
zu einem inneren Kreis 32 verlaufen, wobei jedes Segment
durch Tangenten-Linien oder Cluster-Radien 24a–b in sechs
identische Steg-Cluster-Hüllkurven 36 unterteilt
wird. (Aufgrund von bekannten, geometrischen Berechnungen legt der Durchmesser
des inneren Kreises 32 den Pump-Winkel alpha fest). Jede
Steg-Cluster-Hüllkurve 36 wird
zudem durch eine Sehne 38 festgelegt, die entlang der äußeren Begrenzung 20 zwischen benachbarten
Cluster-Radien 24a–b
verläuft,
und durch eine innere Linie 40, die parallel zu der äußeren Sehne 38 verläuft und
durch den Schnitt I der inneren Begrenzung 22 mit einem
der Cluster-Radien 24a verläuft. In einem fertig gestellten
Refiner-Werkzeug liegen alle Klingen und alle Abstandshalter innerhalb der
Cluster-Hüllkurve 36,
die auf diese Weise erzeugt ist.
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Das
Herstellungsverfahren stellt zunächst eine
Steg-Einheit-Struktur
oder Hüllkurve
in der Form eines Parallelogramms bereit. Die Steg-Einheit-Hüllkurve
erhält
eine genau festgelegte Anzahl an Klingen und Abstandshaltern innerhalb
der äußeren Abmessungen
der Hüllkurve,
um zwei identische Steg-Cluster
zu erhalten, wenn die Hüllkurve
in zwei gleiche Stücke
zertrennt wird. Jeder Cluster 24 des Refiner-Werkzeugs
wird auf diese Art und Weise hergestellt.
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Eine
Kontur benachbarter Steg-Einheit-Cluster 24l–r ist in 6 gezeigt
und umfasst geneigte Seitenkanten 24a, 24b, äußere Sehnen-Linien 38,
innere Linien 40 und Schnitt-Linien C-C.
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Die
linke Steg-Einheit-Cluster-Kontur 24l in 6 ist
in 7 entlang dem Cluster 24r neu positioniert,
um eine Steg-Einheit-Hüllkurve
oder ein Parallelogramm 42 zu bilden. Die Steg-Einheit-Hüllkurve 42 besteht
aus einem Paar Steg-Clustern
mit parallel verlaufenden, geneigten Seitenkanten 24a, 24b,
wobei die Cluster aneinander entlang ihrer Schnittkanten C-C angrenzen.
Die Enden des Steg-Einheiten-Hüllkurven-Parallelogramms
werden durch die Sehnen 38 und durch parallele Linien 40 gebildet. Diese
Anordnung ist in den 6 und 7 gezeigt, in
denen zu sehen ist, dass ein Cluster 24r sich in der richtigen
Arbeits-Position befindet und der andere Cluster 24l um
180° gedreht
ist, um die Parallelo gramm-Struktur zu bilden. In 6,
die die Arbeits-Position der benachbarten Cluster 24l–r darstellt,
erscheinen die Schnittkanten C-C als die linke Kanten eines jeden
Clusters. In 7 grenzen die Schnittkanten
C-C aneinander an und bilden die Linie, entlang der die Steg-Einheit
der montierten Stege und Abstandshalter durch geeignete Mittel zertrennt
wird. Die Hüllkurve 42 der
Steg-Einheit bildet die Grundlegende Fertigungseinheit für die Montage und
das vorläufige
Anbringen der Klingen und der Abstandshalter, bevor diese metallurgisch
oder auf andere geeignete Art und Weise verbunden werden. Die Hüllkurve
der Steg-Einheit erleichtert zudem die Verwendung identischer Stege
und identischer Abstandshalter über
das gesamte Werkzeug.
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Die
Klingen 46 und die Abstandshalter 48 sind in den 5a–h gezeigt
und umfassen drei Klingen-Typen, eine lange oder nicht-eingekerbte
Klinge 46a, eine am Ende eingekerbte Klinge 46b und
eine in der Mitte eingekerbte Klinge 46c.
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Es
ist sehr vorteilhaft, dass das innere Ende einer jeden Klinge eine
Abschrägung 50 aufweist,
wie sie in 5 gezeigt ist, um zu verhindern,
dass sich faseriges Material über
dem Ende einer Klinge verklemmt, die an der inneren Begrenzung der
aktiven Werkzeug-Zone angeordnet ist. Ein solches Verklemmen kann
letzten Endes zu einer Verstopfung oder zu einer sonstigen Unterbrechung
des gleichmäßigen Flusses
an faserhaltigem Material in der aktiven Refining-Zone führen. Dementsprechend
ist eine Abschrägung
an dem Ende der Klinge 46a ausgebildet und bildet zudem
die Begrenzungen einer Kerbe 49 der Klingen 46b und 46c,
da, nachdem die Steg-Einheit in zwei Hälften geschnitten worden ist,
jede Begrenzung einer abgeschrägten
Kerbe ein inneres Ende einer Klinge wird, wie aus den 8, 9 und 10 hervorgeht.
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Ist
die Hüllkurve 42 des
Steg-Einheit-Clusters festgelegt und ist die gewünschte Breite der Klingen und
der Abstandshalter gewählt,
wird eine genaue Anzahl und Länge
von Klingen und Abstandshaltern zu einem Stapel angeordnet, um ein
Parallelogramm einer bestimmten Breite, Höhe und eines bestimmten Steg-Einheit-Winkels
theta zu bilden, wie in 8 gezeigt ist. Die Abmaße der Steg-Einheit sind
so gewählt,
dass die Steg-Einheit entlang einer Linie C-C in Hälften geschnitten
werden kann, um zwei identische Steg-Cluster zu bilden.
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In
dem spezifischen Beispiel nach 8 sind die
Klingen 46 und die Abstandshalter 48 abwechselnd
innerhalb des Parallelogramms angeordnet. Die Klingen mit abgeschrägten Enden 50 werden
außerhalb
der Schnittlinie C-C der Steg-Einheit in Position gebracht. Klingen,
die die Schnittlinie schneiden, sind mit der Kerbe 49 eingekerbt,
die dort vorgesehen ist, wo die Schnittlinie entlang läuft. Das
ist in 8 gezeigt, wo die Schnittlinie durch die Klingen 46b und 46c verläuft.
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Nachdem
die Klingen und die Abstandshalter montiert und vorläufig oder
dauerhaft miteinander verbunden sind, wird die Steg-Einheit entlang
der Schnittlinie C-C in identische Steg-Cluster 24 zerschnitten.
Wie in 9 gezeigt ist, wird einer der Steg-Einheit-Cluster
durch eine Drehung um 180° für die Montage
zu einem Refiner-Segment neu positioniert. Die Segmente umfassen
Löcher
für Bolzen 52 (vgl. 2 und 3)
zur Befestigung an einer Refiner-Scheibe.
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Das
Verfahren zur Herstellung verläuft
wie folgt. Das Layout (4) eines Refiner-Werkzeugs wird
unter Einschluss von Kreisen für
die äußere Begrenzung 28 und
die innere Begrenzung 22 entworfen, die eine aktive Refiner-Zone 26 bilden.
Ein Pump-Winkel alpha und ein Cluster-Winkel beta für das Refiner-Werkzeug
werden gewählt
(oder sind bekannt) und wer den in dem Layout vorgesehen. Ein relativ
kleiner Cluster-Winkel
führt zu
einer kurzen äußeren Sehne 38,
was wünschenswert
ist. Ein Kern-Kreis 32, der tangential zu dem geneigten Pump-Winkel 26a verläuft, wird
gebildet, zu dem alle zusätzlichen
geneigten Linien 24a und 24b tangential verlaufen.
In dem in 4 gezeigten Beispiel ist ein Cluster-Winkel
beta von 7½° gewählt. Ein Pump-Winkel
von ungefähr
10° wird
gewählt
und der Kern-Kreis 32 wird gezeichnet.
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Anschließend wird
die Zahl der Segmente (8 in dem Beispiel nach 4)
festgesetzt und durch 8 gleich beabstandete geneigte Linien 30 festgelegt. Die
Zahl der Cluster pro Segment wird durch gleich beabstandete geneigte
Linien 24 festgelegt (sechs in dem Beispiel).
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In
dem Layout wird eine Cluster-Hüllkurve 36 durch
benachbarte geneigte Linien 24a–b, eine Sehne 38 zwischen
den Schnittpunkten der geneigten Linien und dem Kreis 28 der äußeren Begrenzung
und durch eine innere Linie 40 festgelegt, die parallel
zu der Sehne verläuft
und durch den Schnittpunkt I des Kreises 22 der inneren
Begrenzung und einer geneigten Linie 24a verläuft.
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Eine
Steg-Cluster-Hüllkurve 42 (vgl. 6 und 7)
wird durch ein Paar Cluster-Hüllkurven 24l–r festgelegt,
wobei ein Cluster 24r wie in 3 gezeigt
orientiert ist und die anderen Cluster-Hüllkurven 24l um 180° gedreht
sind, um ein Parallelogramm mit der einen Cluster-Hüllkurven
zu bilden. Das heißt,
die linken Kanten 24b der Cluster-Hüllkurven 24l–r, die
in 7 zu sehen sind, bilden eine Schnittlinie C-C,
entlang der die Steg-Einheit zerschnitten wird, um die Cluster-Hüllkurve
zu bilden. Die Hüllkurve
der Steg-Einheit erhält
danach Klingen und Abstandshalter, die in Länge und Breite so gewählt sind,
dass sie genau in die Hüllkurve
passen.
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Eine
Anordnung von Klingen und Abstandshaltern ist in 8 gezeigt
und umfasst am Ende abgeschrägte
Klingen und vorgekerbte Klingen mit Kerben, die von Kerben aufweisenden
Enden gebildet sind, und bei denen die Kerben entlang der Schnittlinie
angeordnet sind. Nach Montage werden die Klingen und die Abstandshalter
miteinander durch Mittel verbunden, die für die verwendeten Materialien
geeignet sind. Beispielsweise können
die Klingen und die Abstandshalter vollständig über die verbindenden Oberflächen der
Klingen und der Abstandshalter für die
Steg-Einheit metallurgisch verbunden werden und dann entlang der
Schnittlinie zerschnitten werden, um die Steg-Cluster zu bilden.
Alternativ können die
Stege und die Abstandshalter vorläufig beispielsweise durch Punktschweißen vor
dem Schneiden zusammengeheftet und nach dem Schneiden miteinander
verbunden werden.
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10 zeigt
die Schnittkante einer Steg-Einheit entlang der Linie C-C. In dieser
Profilansicht schneidet die Schnittlinie die Klingen 46c diagonal durch
deren Kerben und diagonal durch die Abstandshalter 48.
Die Klinge 46a wird nicht zerschnitten und endet in einem
abgeschrägten
Ende 50.
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Es
können
verschiedene Veränderungen
an der Struktur vorgenommen werden, die die Prinzipien der Erfindung
verkörpern.
Die Prinzipien der Erfindung sind, obwohl sie in bevorzugten Ausführungsformen
von Refiner-Scheiben-Segmenten beschrieben worden sind, auch auf
andere Konfigurationen von Refiner-Werkzeugen anwendbar. Beispielsweise findet
die Erfindung auch Anwendung auf Arbeits-Oberflächen von Refinern in konischen
oder anderen Typen von Refinern.
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Die
vorgenannten Ausführungsformen
wurden zum Zwecke der Beschreibung erläutert und haben keinen beschränkenden
Charakter. Der Umfang der Erfindung wird durch die beigefügten Ansprüche bestimmt.