EP0085135A1

EP0085135A1 - Kalanderwalze

Info

Publication number: EP0085135A1
Application number: EP82106818A
Authority: EP
Inventors: Heinz Schulze
Original assignee: Carl Freudenberg KG
Current assignee: Carl Freudenberg KG
Priority date: 1982-01-28
Filing date: 1982-07-28
Publication date: 1983-08-10
Also published as: DE3202801A1; JPS58134215A

Abstract

Kalanderwalze mit einem sich unter Betriebsbedingungen elastisch verformenden Walzenmantel aus Stahl, wobei der Walzenmantel (1) eine galvanisch aufgebrachte Beschichtung (2) aufweist, deren Dicke wenigstens 1 mm beträgt und die aus Nickel besteht.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kalanderwalze mit einem sich unter Betriebsbedingungen elastisch verformenden Walzenmantel aus Stahl.
Kalanderwalzen der vorstehend angesprochenen Art kommen zur Anwendung in der Textil-, Papier- und Kunststoffveredelunq. Sie können unter Betnebsbedingungen eine Temperatur von ca. 240° C aufweisen und bei Liniendrücken bis zu 300 kp/cm eine Arbeitsbreite von 10 m oder darüberhinaus haben. Eine starke Deformierung und insbesondere eine meßbare Durchbiegung des mittleren Teiles sind unter solchen Bedingungen nicht zu vermeiden und bestimmen letzlich den Walzendurchmesser, wenn der Liniendruck über die Arbeitsbreite einen durch einen Minimal- und einen durch einen Maximalwert begrenzt^pn Bereich nicht verlassen darf.
Durch eine Vergrößerung des Walzendurchmessers läßt sich eine größere Steifigkeit erzielen und demzufolge eine verminderte Durchbiegung. Einer entsprechenden Vorgehensweise sind jedoch sehr enge Grenzen gesetzt, insbesondere bei der praktischen Realisierung sehr hoher Liniendrücke in Verbindung mit großen Arbeitsbreiten. Die einfache Vergrößerung des Walzendurchmessers ist insofern weniger befriedigend.
Die dargelegten Gründe haben bereits vor geraumer Zeit dazu geführt, Kalanderwalzen der angegebenen Art nicht mehr zylindrisch auszuführen, sondern unter Berücksichtigung der unter Betriebsbedingungen zu erwartenden Durchbiegung faßähnlich im mittleren Teil verdickt, so daß bei Einleitung einer bestimmten Kraft in die Walzenzapfen ein gleichmäßiger Liniendruck über die gesamte Länge der Walze resultiert. Der Vorschlag hat den Nachteil, daß die Kraft nicht ohne eine Beeinträchtigung der Gleichmäßigkeit des Liniendruckes variiert werden kann, so daß für eine Vielzahl unterschiedlicher Drücke eine Vielzahl unterschiedlich bombierter Walzen in Reserve gehalten werden muß..Die Herstellung jeder einzelnen Walze ist außerordentlich teuer, weil die_' Bombierung mit großer Präzision vorgenommen werden muß. Eine Beschädigung der Oberfläche macht eine vollständige Neubearbeitung erforderlich, was die Wirtschaftlichkeit der Verwendung weiter beeinträchtigt.
as ist auch bekannt, dem ungünstigen Einfluß der Durchbiegung von Kalanderwalzen durch eine über die Walzenzapfen aufgebrachte, entgegengesetzt wirksame Vorspannung zu begegnen oder die Walzen ge- genemander zu verschränken.
In neuerer Zeit ist man dazu übergegangen, die unter Betriebsbedingungen aus dem Liniendruck resultierende Durchbiegung einer Kalanderwalze durch eine über die Länge der Kalanderwalze unterschiedlich große Abstützung auszugleichen. Das kann von außen geschehen, beispielsweise unter Verwendung einer gegebenenfalls bombierten Stützwalze, jedoch bei Verwendung einer hohl ausgeführten Kalanderwalze auch von innen, wenn in dieser ein Joch angeordnet ist, welches der Abstützung des Walzenmantels dient. Die Abstützung kann hydraulisch oder mechanisch erfolgen.
Die Oberfläche von Kalanderwalzen unterliegt häufig während des Betriebes einer großen thermischen, chemischen und mechanischen Beanspruchung. Die thermische Belastung ergibt sich vor allem aus dem Temperaturwechsel bei der unmittelbaren Berührung von eine abweichende Temperatur aufweisenden Werkstücken. Chemische Belastungen resultieren aus der Beaufschlagung durch aus dem Werkstück bzw. aus der Atmosphäre stammenden, aggressiven Substanzen. Mechanische Belastungen ergeben sich aus der Walkbeanspruchung, aus der Einwirkung von harten Fremdkörpern, der Gegenwalze oder abrasiv wirkender Substanzen.
Zur Verbesserung der mechanischen Widerstandsfähigkeit einer Kalanderwalze ist es bekannt, die Oberfläche zu härten oder zu verchromen. Das erstgenannte Verfahren ist bei großen Kalanderwalzen außerordentlich kompliziert und teuer. Dennoch können Wärmespannungen zurückbleiben und schwierig zu beseitigende Deformierungen verursachen.
Beim Verchromen ebenso wie be im Hartverchromen besteht die Schwierigkeit, daß eine gute Haftung der aufgebrachten Schicht nur dann gewährleistet werden kann, wenn die Schichtdicke einen Wert von etwa 80 .u nicht überschereitet. Das ist in jedem Falle zu gering, um eine ausreichende Eigenstabilität zu gewährleisten.
Praxisübliche Bedingungen, insbesondere der Kontakt zu harten Fremdkörpern, führen häufig zum Auftreten lokaler Durchbrechungen, die am Ort der Verwendung nicht behebbar sind. Dickere Chromschichten weisen demgegenüber eine verbesserte Eigenstabilität auf. Sie neigen unter den praxisüblichen Bedingungen jedoch zum Abplatzen, und damit zur Bildung von Fehlstellen, die am Ort der Verwendung ebenfalls nicht korrigierbar sind.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kalanderwalze für den angesprochenen Verwendungszweck zu entwickeln, die sich durch eine wesentlich verbesserte Standzeit und kostengünstige Herstellbarkeit auszeichnet.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer Kalanderwalze der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß der Walzenmantel eine galvanisch aufgebrachte Beschichtung aufweist, deren Dicke wenigstens 1 mn beträgt und die aus Nickel besteht. überraschenderweise zeichnet sich eine derartige Beschichtung nicht nur durch eine außerordentlich gute Haftung auf dem Walzenmantel aus Stahl aus, sondern zusätzlich durch eine große Zähigkeit und Härte. Ablösungserscheinungen unter dem Einfluß der betriebsbedingt auftretenden Walkbeanspruchungen wurden nicht beobachtet, und eine diesbezüglich große Sicherheit wird erzielt, wenn die Nickelschicht unmittelbar auf dem Walzenmantel aus Stahl aufgalvanisiert ist. In bezug auf die abrasive Wirkung der bearbeitenden Stoffe ergibt sich ein wesentlich verminderter Verschleiß.
Die Beschichtung soll bei einer Mindestdicke von 1 nm eine Stärke von 20 nm nicht überschreiten. Der bevorzugte Bereich liegt zwischen 2,0 und 3 nm.
Die Anwendung der Galvanotechnik für das Aufbringen der Beschichtung ermöglicht die Erzeugung einer Ausführung, die regelmäßig oder unregelmäßig verteilte Durchbrechungen aufweist sowie Durchbrechungen, die ineinander übergehen können. Beispielsweise in bezug auf die Verfestigung eines thermoplastische Fasern enthaltenden Vl.ies- stoffes durch Erweichung dieser Fasern in einen Abstand voneinander aufweisenden Flächenbereichen ist eine solche Ausführung von großem Vorteil. Zusätzlich ergibt sich eine weitere Verbesserung der elastischen Deformierbarkeit des relativ dünnwandigen Walzenmantels.
In der in der Anlage beigefügten Zeichnung ist eine beispielhafte Ausführung der vorgeschlagenen Kalanderwalze dargestellt. Sie wird nachfolgend näher erläutert:

Die Kalanderwalze besteht aus einem Zylinder 1 aus Stahl, der eine Wandstärke von 30 mm aufweist. Er weist auf der Außenseite eine galvanisch aufgebrachte Geschichtung 2 aus Nickel auf, deren Dicke 2,5 mmm beträgt und eine Länge von 2,8 m. Die Oberfläche ist geschliffen und poliert.

Claims

1. Kalanderwalze mit einem sich unter Betriebsbedingungen elastisch verformenden Malzenmantel aus Stahl, dadurch gekennzeichnet, daß der walzenmantel (1) eine galvanisch aufgebrachte Beschichtung (2) aufweist, deren Dicke wenigstens 1 mm beträgt und die aus Nickel besteht.

2. Kalanderwalze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung aus Nickel unmittelbar auf dem Walzenmantel aus Stahl aufgalvanisiert ist.

3. Kalanderwalze nach Anspruch 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung eine Dicke von 2 bis 20 mm aufweist.

4. Kalanderwalze nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung eine Dicke von 2,0 bis 3 mm aufweist.

5. Kalanderwalze nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung regelmäßig oder unregelmäßig verteilte Durchbrechungen aufweist.

6. Kalanderwalze nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchbrechungen ineinander übergehen.