EP1217123A1 - Walze, insbesondere Kalanderwalze - Google Patents

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EP1217123A1
EP1217123A1 EP01123510A EP01123510A EP1217123A1 EP 1217123 A1 EP1217123 A1 EP 1217123A1 EP 01123510 A EP01123510 A EP 01123510A EP 01123510 A EP01123510 A EP 01123510A EP 1217123 A1 EP1217123 A1 EP 1217123A1
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EP
European Patent Office
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roller
paper
calender
roll
hot
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EP01123510A
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English (en)
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EP1217123B1 (de
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Jaxa Dr. Von Schweinichen
Klaus-Peter Schramm
Wolfgang Wiertz
Ludwig Hellenthal
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Walzen Irle GmbH
Original Assignee
Walzen Irle GmbH
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Application filed by Walzen Irle GmbH filed Critical Walzen Irle GmbH
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    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21G—CALENDERS; ACCESSORIES FOR PAPER-MAKING MACHINES
    • D21G1/00—Calenders; Smoothing apparatus
    • D21G1/02—Rolls; Their bearings
    • D21G1/0246—Hard rolls
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21G—CALENDERS; ACCESSORIES FOR PAPER-MAKING MACHINES
    • D21G1/00—Calenders; Smoothing apparatus
    • D21G1/02—Rolls; Their bearings
    • D21G1/0253—Heating or cooling the rolls; Regulating the temperature
    • D21G1/0266—Heating or cooling the rolls; Regulating the temperature using a heat-transfer fluid
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49544—Roller making
    • Y10T29/4956—Fabricating and shaping roller work contacting surface element

Definitions

  • the invention relates to a paper processing roller according to the preamble of Claim 1 and a method for producing a in paper processing usable roller according to the preambles of claims 8, 12, 14 or 20.
  • a paper web is passed through a nip a calender arrangement.
  • This is both on-line and off-line installed calenders or smoothing units - regardless of the design - the case.
  • the ever increasing production speeds and those on the today Multi-nip calenders on the market place new demands on the quality of Thermo rolls.
  • Demanding paper grades are also becoming increasingly common online satin, the super calenders that have been installed with off-line so far without exception were manufactured at significantly lower production speeds. from that the result is that the calender device meets the requirements of the paper machine in terms of production speed, reliability, etc.
  • the invention is based on the problem of the quality of paper processing rollers to improve, and to show a manufacturing process that the roller under production conditions in the machine an optimal one for the process Shape or concentricity assumes.
  • this can also be done Balancing the respective roller at the elevated temperature, which also occurs in later operation.
  • a combination is particularly favorable from hot grinding and hot balancing.
  • the roller is provided with such a coating , it is particularly recommended to hot sand them before coating to undergo an even layer thickness after finish sanding sure.
  • the finish sanding after coating at the temperature at which the roller was pre-ground.
  • the roller could also have a predetermined one Profile be ground, which is after a warm grinding and the cooling of the roller has resulted.
  • the heat can be released at an elevated operating temperature running roller on, for example, a paper web in contact with it can be simulated. This can cause deformation of the roller, in particular the emergence of the polygon effect are taken into account. Especially if the dimensions of the cooled area correspond to the area that is in operation is in contact with the paper web, the resulting deformations provoked very precisely during manufacture. The grinding and / or balancing can then take place under these deformation ratios, which are accurate correspond to the operating state. So in the following Operation by the deformation that then occurs exactly the return to the state of manufacture, thereby reducing the machining dimensions of manufacture correspond exactly to the dimensions in operation.
  • This procedure is a constriction prevents the roller underneath the paper web as well as the training of the so-called oxbow effect and the occurrence of the polygon effect, at the round outline of the roller into a polygon with the risk of the barring problem is deformed.
  • the polygon effect can be easily Measures a significant change in size and thus restriction of usability of the roller in operation.
  • a heatable roller 1 with internal bores 2 shown, which extend axially and for the passage of a heating medium in the Operation and during the manufacture of the roller 1 are provided.
  • the heating medium can be a preheated fluid such as heat transfer oil, water or water vapor his.
  • the bores 2 can be roughly in a shell of the hollow cylindrical Roll 1 be formed.
  • roller body 4 For clamping the roller 1 there are symmetrical flange pins 3 provided that limit the roller body 4 to both sides and outwards point to be included in the bearing eyes of a stand 5 can.
  • Typical paper processing rolls 1, which are used as calender rolls for calendering a paper web are used, for example consist of a chilled cast iron, Centrifugal casting or, to a certain extent, from forged steel. Such materials are inhomogeneous (anisotropic and orthotrophic) the exactness of the shape is particularly problematic.
  • the dimensions the rollers 1 are predetermined by the width of the paper web. The rollers 1 are therefore several meters long. About 3 m roll length is typical. The weight can be up to 90 t.
  • the rollers 1 are kept at an elevated temperature. This lies for example in the range of 50 ° C to 250 ° C.
  • the bores 2 a double function, they serve on the one hand for the passage of fluid during use the roller 1 in paper production and on the other hand to pass a also used for the introduction of heat during the production of the Roller 1.
  • Heating medium can be introduced.
  • the heating medium introduction takes place under slow roller rotation then instead of until a constant temperature of the roller 1 is set is.
  • the temperature must be constant over the entire roll surface 6 and be approximately even.
  • the hot grinding is carried out at the set temperature high temperature. Depending on the surface temperature, this is usually a dry sanding. Ceramic-bonded silicon carbide or are used for grinding Corundum grinding wheels or other ceramic-bonded abrasives of sufficient hardness use.
  • the grinding machine is usually CNC controlled.
  • the roller 1 In the manufacturing process, the roller 1 is exposed to the same temperature as in their later use. When used in a temperature range would be then this e.g. the mean temperature of the temperature range. This will Deformations caused by thermal effects are minimized. To monitor the Temperature during manufacture becomes highly accurate temperature measuring devices used. During the surface processing of the roller 1, this is held in quillons by quills. The roller is 3 in Plain bearings held. Also a holder in roller bearings, such as cylindrical roller bearings / spherical roller bearings, is conceivable to the conditions under operating conditions To take into account.
  • the paper processing roller After hot grinding, the paper processing roller is checked for shape and roundness checked. A correction is possible.
  • the roller surface 6 is coated and ground warm.
  • a coating can in particular be a carbide, such as a tungsten carbide layer.
  • a method of manufacturing a roller in which it is particularly advantageous is both ground warm and balanced warm. Then form and The running characteristics are precisely adapted to the later operating conditions.
  • Balancing can change the mass distribution during the Reacting warm cuts and therefore realizing a very high accuracy.
  • This Hot balancing is not only interesting for paper processing rollers, but also for other rolls of large dimensions that have a high operating temperature and are exposed to speed.
  • the paper calender roll is particularly advantageous because the accuracy required there in surface processing is much larger than in other areas and the paper speed is very high.
  • the required surface quality comes with a tungsten carbide layer or similar surface layer that is also warm ground, achieved with high quality. Only with that could such satisfactory results are achieved that a series application of Paper calender rolls of the dimensions and weights mentioned were possible.
  • the shape error of a calender roll that was not hot-ground under operating temperature, which were in the order of 300 microns can with the Invention can be reduced to less than 5 around and 10 microns cylindrical.
  • the described hot grinding and / or balancing method realized in combination with cooling of the roller surface 6, whereby the heat that occurs during operation to a material to be rolled, for example a paper web that is simulated close to operation.
  • a material to be rolled for example a paper web that is simulated close to operation.
  • the cooling relates to the running surface of the roller 1, that is, to the area of the Surface 6, which is in contact with the paper web during operation. Also corresponds the temperature of the coolant in the making approximately the temperature that the Has paper web.
  • a second roller can, for example, be used to cool the roller 1, which is mounted parallel to the roller 1 to be processed and in contact with this one stands.
  • the second roller can be cooled, for example by internal cooling by means of a fluid or by surface cooling.
  • the contact to the surface 6 of the roller 1 can be produced via a (cooling) cover. This second Due to its rotatability, the roller also enables cooling contact with the roller 1 during their faster rotation.
  • a chilled beam can be used, for example with a damp one Pad made of felt or a similarly soft, absorbent material and is pressed with it against the surface 6 of the roller 1.
  • the surface 6 of the roller 1 can also be blown, for example with a Gas, in particular air, or with a gas-fluid mixture, such as an air-water mist, which also again essentially increases the temperature of the later has rolling paper web.
  • a Gas in particular air
  • a gas-fluid mixture such as an air-water mist
  • a roller 1 is then created, the core of which is warmed to a higher temperature than its surface 6. Correspondingly there is uneven deformation after manufacture. The deformation is traced back to the conditions during production, whereby the exact dimensions of the roller are secured during operation.

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  • Paper (AREA)
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  • Rolls And Other Rotary Bodies (AREA)

Abstract

Eine Papierbearbeitungswalze, insbesondere eine innerhalb eines Kalanders einer Papiermaschine einsetzbare Walze, die während des Betriebs einer erhöhten Temperatur aussetzbar ist, weist eine warmbearbeitete, insbesondere warm geschliffene, Oberfläche auf. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine Papierbearbeitungswalze nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren zur Herstellung einer in der Papierbearbeitung einsetzbaren Walze nach den Oberbegriffen der Ansprüche 8, 12, 14 oder 20.
In der Papierbearbeitung, beispielsweise bei einer Satinierung oder anderen Bearbeitung einer Papieroberfläche, wird eine Papierbahn durch einen Walzspalt einer Kalanderanordnung geleitet. Dies ist sowohl bei On-Line als auch Off-Line installierten Kalandern bzw. Glättwerken - unabhängig von der Bauart - der Fall. Die ständig steigenden Produktionsgeschwindigkeiten und die heute auf dem Markt befindlichen Multi-Nip-Kalander stellen neu Anforderungen an die Güte von Thermowalzen. Auch werden anspruchsvolle Papierqualitäten immer häufiger Online satiniert, die bis dato ausnahmslos mit Off-Line installierten Superkalandern bei deutlich geringeren Produktionsgeschwindigkeiten gefertigt wurden. Daraus resultiert, daß sich die Kalandereinrichtung den Anforderungen der Papiermaschine hinsichtlich Produktionsgeschwindigkeit, Zuverlässigkeit etc., stellen muß.
Multi-Nip-Kalander neuester Generation gestatten es, eine Kalanderanordnung direkt in die Papiermaschine zu integrieren (On-Line-Betrieb). Daraus resultiert, daß der Kalander, respektieve die Walzen, den Anforderungen einer Papiermaschine mit teilweise deutlich über 2000 Meter pro Minute liegender Produktionsgeschwindigkeit, genügen muß. Entsprechend laufen die Kalanderwalzen je nach Durchmesser mit Umlauffrequenzen bis dicht unter tausend Umdrehungen pro Minute.
Angesichts der erheblichen Abmessungen üblicher Kalanderwalzen - Länge von mehr als zehn Metern, Gewicht von einigen zehn Tonnen - kann ein derartiger Betrieb zu einer erheblichen Belastung der die Walzen tragenden Lagerungen, der auf den Gegenwalzen befindlichen elastischen Walzenbezüge und der Ständer führen. Störende Einflüsse, welchen Ursprungs auch immer, können zu einer Schwingungsanregung führen in deren Folge die elastischen Bezüge markiert und ein gleichmäßiger Lauf der Walzen nicht mehr gewährleistet werden kann. Die Entstehung des weitläufig bekannten, und bis heute nicht hinlänglich gelösten, Barring-Problems kann im Laufverhalten der Thermowalze mit begründet sein, da unter Umständen eine Systemeigenschwingung angeregt wird. Ein unruhiger Lauf der Walze bzw. die Existenz eines Barring-Problems führt nicht selten zu einem vorzeitig notwendig werdenden Ausbau der Walzen und einer verstärkten Abnutzung der elastischen Walzenbezüge, was mit einem hohen wirtschaftlichen Verlust für den Betreiber einer solchen Anlage verbunden ist.
In Off-Line installierten Kalandern behilft man sich in der Form, daß man die Produktionsgeschwindigkeit herabsetzt, was zwar nicht das Problem löst, aber die Auswirkungen (Markierung der Walzenbezüge und des Produktes) abschwächt. Bei On-Line installierten Kalandern verbietet sich diese Möglichkeit. Im Zuge der neuen Kalanderkonzepte und der fortwährend zunehmenden Produktionsgeschwindigkeiten und Heizleistungen kommt der Maßgenauigkeit der Kalanderwalze hinsichtlich Walzenform und Rundlauf unter Betriebsbedingungen eine besondere Bedeutung zu. Die Walzenform ist als besonders kritisch anzusehen, da die Kalanderwalzen das Papier in seiner optischen und haptischen Erscheinung prägen und Verformungen der Kalanderwalzen bereits im Mikrometerbereich zu deutlich sichtbaren Mängeln in der Papierqualität und der Beschaffenheit der elastischen Walzenbezüge führen. Die an hochwertige Papiere gestellten Qualitätsanforderungen können mitunter nicht mehr erfüllt werden, wenn die Walzenform nicht hinlänglich genau ist. Bei Multi-Nip-Kalandern muß dort, wo die Kalanderwalze zwischen benachbarten Walzen eingespannt ist, der Walzenform eine ganz besondere Bedeutung beigemessen werden.
Für On-Line Soft Kalander mit einem einzelnen Walzenkontakt ist die sich unter Betriebslast einstellende Rundlaufgüte der Walzen, bezogen auf die Rotationsachse, vorrangig zu betrachten. Abweichungen von der Ballenform hinsichtlich des Abstands zur Rotationsachse müssen vermieden werden, um Einflüsse auf den Walzenspalt zu verhindern.
Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, die Qualität von Papierbearbeitungswalzen zu verbessern, sowie ein Herstellverfahren aufzuzeigen, daß die Walze unter Produktionsbedingungen in der Maschine eine für den Prozess optimale Form- bzw. Rundlaufgüte annimmt.
Die Erfindung löst dieses Problem durch eine Papierbearbeitungswalze mit den Merkmalen des Anspruchs 1, durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 8, ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 12, durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 14, das allein oder besonders vorteilhaft in Kombination mit den Merkmalen der voranstehenden Ansprüche angewandt werden kann, sowie durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 20. Hinsichtlich vorteilhafter Ausgestaltungen wird auf die Ansprüche 2 bis 7 und 9 bis 11 sowie 13 und 15 bis 19 verwiesen.
Mit der erfindungsgemäßen Papierbearbeitungswalze ist ein Einsatz auch schnellaufender Kalanderwalzen und damit deren direkte Einbindung in die Papiermaschine erstmals mit zufriedenstellenden Ergebnissen ermöglicht. Auch wird dadurch die auf herkömmlichen Kalandern bislang erzeugte Papierqualität verbessert und die Gefahr von Barring und die damit verbundene Markierung und Abnutzung der elastischen Bezüge minimiert. Wenn die Oberflächenbearbeitung der Walzen bei einer Temperatur erfolgt, die der später im Einsatz auftretenden Betriebstemperatur entspricht, ist wärmebedingten Verformungen der Walzen während des Betriebes bzw. während des Aufheizens auf die Betriebstemperatur vorgebeugt. Eine thermische Ausdehnung etwa führt die Walze in den Zustand, in dem ihre Oberfläche bearbeitet worden war, so daß exakt die Geometrie, die während der Bearbeitung, insbesondere während des Schleifens der Walze, hergestellt wurde, sich wieder einstellt.
Alternativ oder zusätzlich zur Bearbeitung der Walzenoberfläche kann auch das Auswuchten der jeweiligen Walze bei der erhöhten Temperatur durchgeführt werden, die auch im späteren Betrieb auftritt. Besonders günstig ist dabei eine Kombination aus Warmschleifen und Warmauswuchten.
Um die Walzenform und Oberflächenrauhigkeit mit einer guten Dauerbeständigkeit sicherstellen zu können, kommt auch eine Beschichtung des Walzenkörpers mit Chrom, Oxidkeramik bzw. eine Beschichtung auf Basis von Wolfram- oder Chromkarbid in Betracht. Insofern die Walze mit einer derartigen Beschichtung versehen wird, ist es besonders empfehlenswert, sie vor der Beschichtung einem Warmschliff zu unterziehen, um eine gleichmäßige Schichtdicke nach dem Fertigschliff sicherzustellen. Zwecks Erhaltung der gleichmäßigen Schichtdicke muss der Fertigschliff der Walze nach der Beschichtung bei der Temperatur erfolgen, bei der die Walze vorgeschliffen wurde. Alternativ könnte die Walze auch mit einem vorgegebenen Profil geschliffen werden, welches sich nach einem Warmschliff und der Erkaltung der Walze ergeben hat.
Wenn während der Herstellung die Walzenoberfläche zumindest bereichsweise gekühlt wird, kann damit die Wärmeabgabe einer unter erhöhter Betriebstemperatur laufenden Walze an beispielsweise eine mit dieser in Kontakt stehenden Papierbahn simuliert werden. Damit kann eine Verformung der Walze, insbesondere die Entstehung des Polygoneffektes berücksichtigt werden. Insbesondere wenn der gekühlte Bereich in seinen Ausmaßen dem Bereich entspricht, der im Betrieb mit der Papierbahn in Kontakt steht, können die dadurch auftretenden Verformungen während der Herstellung sehr genau provoziert werden. Das Schleifen und/oder Auswuchten kann dann unter diesen Verformungsverhältnissen, die genau dem Betriebszustand entsprechen, stattfinden. Somit ist im anschließenden Betrieb durch die dann auftretende Verformung genau die Rückkehr in den Zustand der Herstellung erreicht, wodurch die Bearbeitungsmaße der Herstellung exakt den Maßen im Betrieb entsprechen. Durch dieses Verfahren ist eine Einschnürung der Walze unterhalb der Papierbahn ebenso verhindert wie die Ausbildung des sogenannten Oxbow-Effekts und das Auftreten des Polygoneffekts, bei dem die runde Umrißgestalt der Walze zu einem Vieleck mit der Gefahr des Barring-Problems verformt wird. Insbesondere der Polygoneffekt kann ohne weitere Maßnahmen eine erhebliche Maßveränderung und damit Brauchbarkeitseinschränkung der Walze im Betrieb bewirken.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus einem in der Zeichnung dargestellten und nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung.
In der Zeichnung zeigt:
Fig. 1
eine perspektivische Ansicht einer mit axialen Bohrungen zur Heizmitteldurchleitung versehene Walze,
Fig. 2
eine schematische Abbildung einer Kalanderanordnung aus zwei übereinanderliegenden Walzen.
Im Ausführungsbeispiel ist eine heizbare Walze 1 mit innenliegenden Bohrungen 2 dargestellt, die sich axial erstrecken und zur Durchleitung eines Heizmediums im Betrieb und während der Herstellung der Walze 1 vorgesehen sind. Das Heizmedium kann etwa ein vorgewärmtes Fluid wie Wärmeträgeröl, Wasser oder Wasserdampf sein. Die Bohrungen 2 können etwa in einem Mantel der hohlzylindrischen Walze 1 ausgebildet sein.
Zum Einspannen der Walze 1 sind symmetrisch ausgebildete Flanschzapfen 3 vorgesehen, die den Walzenkörper 4 zu beiden Seiten hin begrenzen und auswärts weisen, um etwa in Lageraugen eines Ständers 5 aufgenommen werden zu können.
Typische Papierbearbeitungswalzen 1, die als Kalanderwalzen zum Kalandrieren einer Papierbahn Verwendung finden, bestehen beispielsweise aus einem Hartguß, Schleuderguß oder auch, bis zu einem gewissen Grad aus Schmiedestahl. Derartige Werkstoffe sind inhomogen (anisotroph und orthotroph), was hinsichtlich der Exaktheit der Formgebung besonders problematisch ist. Die Abmessungen der Walzen 1 sind durch die Breite der Papierbahn vorgegeben. Die Walzen 1 sind daher mehrere Meter lang. Typisch sind etwa über 3 m Walzenlänge. Das Gewicht kann bis zu 90 t betragen.
Während des Papierproduktionsprozesses, beispielsweise einer Satinierung einer Papierbahn, werden die Walzen 1 auf einer erhöhten Temperatur gehalten. Diese liegt beispielsweise im Bereich 50 °C bis 250 °C.
In der erfindungsgemäßen Papierbearbeitungswalze 1 erfüllen die Bohrungen 2 eine Doppelfunktion, sie dienen einerseits zur Fluiddurchleitung während des Einsatzes der Walze 1 in der Papierproduktion und andererseits zur Durchleitung eines ebenfalls zur Wärmeeinleitung dienenden Fluids während der Herstellung der Walze 1.
Zur Herstellung bzw. Bearbeitung des Walzenkörpers 4 wird dieser mit einer Drehdurchführung für Heizmittel versehen. Dadurch kann durch die Bohrungen 2 Heizmittel eingeleitet werden. Die Heizmitteleinleitung findet unter langsamer Walzenrotation dann solange statt, bis eine konstante Temperatur der Walze 1 eingestellt ist. Dabei muß die Temperatur über die gesamte Walzenoberfläche 6 konstant und annähernd gleichmäßig sein.
Sobald die Temperierung erreicht ist, wird der Warmschliff bei der eingestellten hohen Temperatur vorgenommen. Dieser ist je nach Oberflächentemperatur i.d.R. ein Trockenschliff. Zum Schleifen finden keramisch gebundene Siliziumkarbidoder Edelkorundschleifscheiben oder andere keramisch gebundene Schleifmittel von hinreichender Härte Verwendung. Die Schleifmaschine ist üblicherweise CNCgesteuert.
Im Herstellungsprozeß wird die Walze 1 der gleichen Temperatur ausgesetzt wie bei ihrem späteren Einsatz. Bei einem Einsatz in einem Temperaturbereich wäre dies dann z.B. die mittlere Temperatur des Temperaturbereichs. Dadurch werden im Einsatz thermisch bedingte Verformungen minimiert. Zur Überwachung der Temperatur während der Herstellung werden hochgenaue Temperaturmeßeinrichtungen eingesetzt. Während der Oberflächenbearbeitung der Walze 1 ist diese in Setzstöcken von Pinolen gehalten. Die Walze ist über ihre Flanschzapfen 3 in Gleitlagern gehalten. Auch eine Halterung in Wälzlagern, etwa Zylinderrollenlagern/Pendelrollenlagern, ist denkbar, um den Verhältnissen unter Betriebsbedingungen Rechnung zu tragen.
Nach dem Warmschleifen wird die Papierbearbeitungswalze auf Form- und Rundgenauigkeit überprüft. Eine Nachkorrektur ist möglich.
Erst dann wird die Abkühlung unter langsamer Rotation der Walze 1 vorgenommen. Dabei auftretende thermische Verformungen sind derart reversibel, daß sie bei erneuter Erwärmung der Walze 1 für den Papierbearbeitungsbetrieb wieder rückgängig gemacht werden. Damit entsprechen die Formeigenschaften denen, die während des Warmschliffs eingestellt werden.
In einer alternativen Ausführung wird die Walzenoberfläche 6 beschichtet und warm geschliffen. Eine derartige Beschichtung kann insbesondere eine Karbid-, etwa eine Wolframkarbidschicht, umfassen.
Zusätzlich oder alternativ zur Warmbearbeitung der Walzenoberfläche 6 kann auch ein Warmauswuchten der Walze 1 durchgeführt werden. Dadurch sind nicht nur die Formeigenschaften der Walze 1 auf die während des Betriebs auftretenden Bedingungen einstellbar, sondern auch die Laufeigenschaften, was angesichts der erheblichen Walzenabmessungen und -masse von großer Bedeutung ist.
Besonders vorteilhaft ist ein Herstellungsverfahren einer Walze, bei dem diese sowohl warm geschliffen als auch warm ausgewuchtet wird. Dann sind Form- und Laufeigenschaften den späteren Betriebsbedingungen genauestens angepaßt.
Das Auswuchten kann auf die Änderung der Massenverteilung während des Warmschliffs reagieren und daher eine sehr hohe Genauigkeit verwirklichen. Dieses Warmauswuchten ist nicht nur für papierbearbeitende Walzen interessant, sondern auch für andere Walzen von großen Abmessungen, die einer hohen Betriebstemperatur und Geschwindigkeit ausgesetzt sind.
Die Anwendung eines Warmschleif- und/oder Warmauswuchtverfahrens auf eine Papierkalanderwalze ist jedoch besonders vorteilhaft, da die dort geforderte Genauigkeit in der Oberflächenbearbeitung sehr viel größer ist als in anderen Bereichen und die Papiergeschwindigkeit sehr groß ist. Die geforderte Oberflächengüte wird mit einer Wolframkarbidschicht oder ähnlichen Oberflächenschicht, die ebenfalls warm geschliffen wird, mit hoher Qualität erreicht. Erst damit konnten derart zufriedenstellende Ergebnisse erzielt werden, daß ein Serieneinsatz von Papierkalanderwalzen der genannten Abmessungen und Gewichte möglich wurde.
Der Formfehler einer nicht warm geschliffenen Kalanderwalze unter Betriebstemperatur, die in der Größenordnung von 300 µm gelegen haben, können mit der Erfindung auf weniger als 5 um rund und 10 µm zylindrisch gesenkt werden.
Im Ausführungsbeispiel ist das beschriebene Warmschleif- und/oder Auswuchtverfahren in Kombination mit einer Kühlung der Walzenoberfläche 6 verwirklicht, wodurch die im Betrieb auftretende Wärmeabgabe an ein zu walzendes Gut, beispielsweise eine Papierbahn, betriebsnah simuliert wird. Mit der Kombination des Aufheizens einerseits und der Oberflächenkühlung andererseits kann somit eine vollständige Vorwegnahme der Betriebsbedingungen eingestellt und bei dieser Temperaturbeaufschlagung die Bearbeitung der Walze 1 vorgenommen werden.
Die Kühlung bezieht sich auf die Lauffläche der Walze 1, also auf den Bereich der Oberfläche 6, der im Betrieb in Kontakt mit der Papierbahn steht. Auch entspricht die Temperatur des Kühlmittels in der Herstellung etwa der Temperatur, die die Papierbahn hat.
Zur Kühlung der Walze 1 kann beispielsweise eine zweite Walze eingesetzt werden, die parallel zu der zu bearbeitenden Walze 1 gelagert ist und in Kontakt mit dieser steht. Die zweite Walze ist kühlbar, beispielsweise über eine Innenkühlung mittels eines Fluids oder durch eine Oberflächenkühlung. Der Kontakt zur Oberfläche 6 der Walze 1 kann über einen (Kühl-)Bezug hergestellt werden. Diese zweite Walze ermöglicht durch ihre Mitdrehbarkeit auch den Kühlkontakt zur Walze 1 während deren schneller Rotation.
Alternativ kann auch ein Kühlbalken eingesetzt werden, der etwa mit einer feuchten Auflage aus Filz oder einem ähnlich weichen, saugfähigen Material bezogen ist und mit diesem gegen die Oberfläche 6 der Walze 1 gedrückt wird.
Auch ein Tauchbad, das in etwa auf der Temperatur einer Papierbahn gehalten ist, kommt zur Oberflächenkühlung in Betracht.
Ebenso kann die Oberfläche 6 der Walze 1 angeblasen werden, etwa mit einem Gas, insbesondere Luft, oder mit einem Gas-Fluid-Gemisch, etwa einem Luft-Wasser-Nebel, der ebenfalls wieder im wesentlichen die Temperatur der später zu walzenden Papierbahn hat.
Am Ende des Fertigungsprozesses ist dann eine Walze 1 geschaffen, deren Kern auf eine höhere Temperatur aufgewärmt ist als seine Oberfläche 6. Entsprechend kommt es zu ungleichmäßiger Verformung nach der Herstellung. Die Verformung wird im Betrieb rückgeführt auf die Verhältnisse während der Herstellung, wodurch die exakten Maße der Walze während des Betriebes gesichert sind.
Bezugszeichenliste
1
Walze,
2
Bohrung,
3
Flanschzapfen,
4
Walzenkörper,
5
Ständer,
6
Oberfläche.

Claims (20)

  1. Papierbearbeitungswalze (1), insbesondere innerhalb eines Papierkalanders einsetzbare Walze, wobei die Walze (1) während des Betriebs einer erhöhten Temperatur aussetzbar ist,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Walze (1) eine warmbearbeitete Oberfläche (6) aufweist.
  2. Papierbearbeitungswalze nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Walze (1) eine warm geschliffene Oberfläche (6) aufweist.
  3. Papierbearbeitungswalze nach einem der Ansprüche 1 oder2,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche (6) der Walze (1) bei 50°C bis 250°C bearbeitet ist.
  4. Papierbearbeitungswalze nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Walze (1) beschichtet ist und die Oberfläche (6) aus dem Beschichtungsmaterial besteht.
  5. Papierbearbeitungswalze nach Anspruch 4,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung aus Chrom, einem Karbid oder Oxid, insbesondere Wolframkarbid oder Chromoxid, besteht.
  6. Papierbearbeitungswalze nach Anspruch 5,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Walze (1) vor und/oder nach der Beschichtung unter erhöhter Temperatur bearbeitet, insbesondere geschliffen ist.
  7. Papierbearbeitungswalze nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Walze warm ausgewuchtet ist.
  8. Verfahren zur Herstellung einer in der Papierherstellung einsetzbaren Walze, insbesondere einer in einem Kalander einer Papiermaschine einsetzbaren Walze,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche der Walze warm bearbeitet wird.
  9. Verfahren nach Anspruch 8,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Walze warm geschliffen wird.
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 oder 9,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Walze bei der Temperatur warm bearbeitet wird, die im wesentlichen ihrer vorgesehenen Einsatztemperatur entspricht
  11. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Walze vor ihrer Oberflächenbeschichtung warm geschliffen und anschließend beschichtet wird.
  12. Verfahren zur Herstellung einer Walze, insbesondere einer in einem Kalander einer Papiermaschine einsetzbaren Walze, insbesondere nach einem der Ansprüche 9 bis 12,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Walze warm ausgewuchtet wird.
  13. Verfahren nach Anspruch 13,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche der Walze warm bearbeitet und die Walze warm ausgewuchtet wird.
  14. Verfahren zur Herstellung einer Walze, insbesondere einer in der Papierherstellung einsetzbaren Walze, wie etwa einer in einem Kalander einer Papiermaschine einsetzbaren Walze,
    dadurch gekennzeichnet, daß zur Annäherung an Temperaturverhältnisse während des Betriebes die Oberfläche der Walze während der Herstellung zumindest bereichsweise einer Kühlung ausgesetzt wird.
  15. Verfahren nach Anspruch 14,
    dadurch gekennzeichnet, daß der der Kühlung ausgesetzte Oberflächenbereich dem während des Betriebes von einer Papierbahn überlaufenen Bereich der Walze entspricht.
  16. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 oder 15,
    dadurch gekennzeichnet, daß der Oberflächenbereich der Walze während der Herstellung in Kontakt mit einer Kühlflüssigkeit steht.
  17. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 16,
    dadurch gekennzeichnet, daß der Oberflächenbereich der Walze während der Herstellung in Kontakt mit einer mit einem Kühlbezug versehenen Walze oder Band steht.
  18. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 17,
    dadurch gekennzeichnet, daß der Oberflächenbereich der Walze während der Herstellung in Kontakt mit einem gegen diese druckbeaufschlagten Kühlbalken steht.
  19. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 18,
    dadurch gekennzeichnet, daß der Oberflächenbereich der Walze mit einem Gas oder einem Gas-Fluid-Gemisch angeblasen wird.
  20. Verfahren zur Herstellung einer in der Papierherstellung einsetzbaren Walze, insbesondere einer in einem Kalander einer Papiermaschine einsetzbaren Walze,
    dadurch gekennzeichnet, daß das zuvor ermittelte Warmprofil der Walze (1) nachträglich, nach Erkalten der Walze (1) als Negativprofil auf die Walze (1) kalt geschliffen übertragen wird.
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