EP0085135A1

EP0085135A1 - Calender roll

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

The calender roll has a steel roll casing experiencing elastic deformation under operating conditions. The roll casing (1) possesses an electroplated coating (2), the thickness of which is at least 1 mm and which consists of nickel.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kalanderwalze mit einem sich unter Betriebsbedingungen elastisch verformenden Walzenmantel aus Stahl.The invention relates to a calender roll with an elastically deforming roll casing made of steel under operating conditions.

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.Calender rolls of the type mentioned above are used in textile, paper and plastic finishing. They can have a temperature of approx. 240 ° C under operating conditions and have a working width of 10 m or more at line pressures up to 300 kp / cm. A strong deformation and in particular a measurable deflection of the middle part cannot be avoided under such conditions and ultimately determine the roller diameter if the line pressure over the working width must not leave a ^p n area limited by a minimum and a maximum value.

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.By increasing the roll diameter, greater rigidity can be achieved and consequently less deflection. Appropriate procedures, however, have very narrow limits, especially in the practical implementation of very high line pressures in connection with large working widths. The simple enlargement of the roller diameter is less satisfactory.

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.The reasons set out some time ago led to the fact that the calender rolls of the specified type were no longer cylindrical, but thickened in the middle part in a barrel-like manner, taking into account the deflection to be expected under operating conditions, so that when a certain force was introduced into the roll neck, a uniform line pressure over the entire length of the roller results. The proposal has the disadvantage that the force cannot be varied without impairing the uniformity of the line pressure, so that a large number of differently cambered rolls must be kept in reserve for a large number of different pressures. The production of each individual roll is extremely expensive because the _'crown must be done with great precision. Damage to the surface necessitates complete reworking, which further affects the economy of use.

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.as is also known, the unfavorable influence of the deflection of calender rolls due to an applied over the roll neck ent to counteract the effective pre-tension or to interlock the rollers.

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.In recent times, there has been a move to compensate for the deflection of a calender roll resulting from the line pressure under operating conditions by a support of different sizes over the length of the calender roll. This can be done from the outside, for example using an optionally cambered back-up roll, but when using a hollow calender roll also from the inside if a yoke is arranged in it, which serves to support the roll casing. The support can be hydraulic or mechanical.

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.The surface of calender rolls is often subject to great thermal, chemical and mechanical stress during operation. The thermal load results above all from the change in temperature when directly touching workpieces with a different temperature. Chemical loads result from exposure to aggressive substances originating from the workpiece or from the atmosphere. Mechanical loads result from flexing stress, the action of hard foreign bodies, the counter roller or abrasive substances.

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.To improve the mechanical resistance of a calender roll, it is known to harden or chrome-plate the surface. The first method is extremely complicated and expensive for large calender rolls. Nevertheless, thermal stresses can remain and cause deformations that are difficult to remove.

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.In chrome plating as well as in hard chrome plating there is the difficulty that good adhesion of the applied layer can only be guaranteed if the layer thickness does not exceed a value of approximately 80 .u. In any case, this is too low to ensure sufficient inherent stability.

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.Practical conditions, in particular contact with hard foreign bodies, often lead to the appearance of local breakthroughs that cannot be remedied at the point of use. In contrast, thicker chrome layers have improved intrinsic stability. Under the conditions customary in practice, however, they tend to flake off, and thus to the formation of imperfections that cannot be corrected at the place of use either.

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.The invention has for its object to develop a calender roll for the intended use, which is characterized by a significantly improved service life and inexpensive to manufacture.

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.This object is achieved according to the invention in a calender roll of the type mentioned in the introduction in that the roll shell has a galvanically applied coating, the thickness of which is at least 1 mm and which consists of nickel. Surprisingly, such a coating is not only distinguished by an extraordinarily good adhesion to the roll shell made of steel, but also by a high level of toughness and hardness. No signs of detachment under the influence of operational stresses have been observed, and a high degree of safety is achieved if the nickel layer is directly galvanized onto the steel roller shell. With regard to the abrasive effect of the processing materials, the wear is significantly reduced.

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.With a minimum thickness of 1 nm, the coating should not exceed a thickness of 20 nm. The preferred range is between 2.0 and 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.The use of electroplating for the application of the coating enables the production of a version which has regularly or irregularly distributed openings and openings which can merge into one another. For example, in relation to the strengthening of a nonwoven fabric containing thermoplastic fibers by softening these fibers into surface areas that are spaced apart from one another is of great advantage. In addition, there is a further improvement in the elastic deformability of the relatively thin-walled roll shell.

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.

An exemplary embodiment of the proposed calender roll is shown in the accompanying drawing. It is explained in more detail below:

The calender roll consists of a cylinder 1 made of steel, which has a wall thickness of 30 mm. It has a galvanically applied layer 2 of nickel on the outside, the thickness of which is 2.5 mm and a length of 2.8 m. The surface is sanded and polished.

Claims

1. Calender roll with an elastically deforming malt jacket made of steel, characterized in that the roll jacket (1) has a galvanically applied coating (2), the thickness of which is at least 1 mm and which consists of nickel.

2. Calender roll according to claim 1, characterized in that the coating of nickel is directly galvanized onto the roll shell made of steel.

3. Calender roll according to claim 1 to 2, characterized in that the coating has a thickness of 2 to 20 mm.

4. Calender roll according to claim 1 to 3, characterized in that the coating has a thickness of 2.0 to 3 mm.

5. calender roll according to claim 1 to 4, characterized in that the coating has regularly or irregularly distributed openings.

6. calender roll according to claim 5, characterized in that the openings merge into one another.