EP1584741A1 - Method for producing fittings for the mechanical processing, in particular the defibering of aqueous papermaking pulp - Google Patents
Method for producing fittings for the mechanical processing, in particular the defibering of aqueous papermaking pulp Download PDFInfo
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Definitions
- the invention relates to a method for the production of trimmings according to the preamble of claim 1.
- Trimmings produced in this way are primarily used for grinding paper fibers. They will be in Grinding machines (refiners) used. Such machines have at least one rotor and at least one stator having either disc-shaped or conical surfaces on which the Trimmings are attached so that they can form Mahlspalte between them. Lots Trimmings have webs and grooves on the work surfaces, which is why "MesserGarnituren" speaks. It is known that in addition to the shape of the webs, grooves and teeth and the Material of which it has an effect on the processing of the pulp has.
- the paper fibers are in one pumpable suspension, ie with a solids content of about 2-8% before or as a tough substance with an overlying solids content.
- the trimmings are subject to wear and must therefore at certain intervals be replaced.
- the wear can also cause before that, that Machining effect changes.
- Shape, in particular edge shape, and surface of the trimmings have namely an outstanding influence on the processing effect.
- the main body of a machining tool adjusts the connection of the machining elements the remaining components, e.g. those of a grinding machine, forth. Because of the high forces in one occur such a grinding machine, high strength requirements are on the body posed. It must also be possible to fix it securely in the grinding machine, e.g. highly stressed screws are required. Because of these requirements is a particularly solid and tough material required.
- Mahlgarnituren are shown, which are made of a variety of items, that is alternately arranged spacers and male headers together and then e.g. soldered or high temperature diffusion welded.
- the invention is based on the object, the process for the production of trimmings so design that the production is much easier and yet particularly suitable hard Materials for highly stressed processing elements can be used.
- Laser welding equipment work known to be very precise and allow extensive automation of the Welding process. Because in most cases because of the parallel standing knife a plurality of welds are pulled parallel to the workpiece, this operation is relative inexpensive, if only because multiple parallel seams can be generated simultaneously.
- Fig. 1 an already welded garnish is shown in perspective and partially cut at holding a mask 3 to the distance serves.
- the thickness c of the mask 3 is usually between two and ten millimeters in size, if the base body 1 is formed as a solid plate.
- processing elements 5 with the mask 3 and 3 mask with the main body. 1 connected by laser welding or electron beam welding.
- the welds 9 between the processing element 5 and the mask 3 extend in particular at the contact surfaces of this two components.
- a gap 8 indicated before the welding between the processing element 5 and the mask 3 may remain. This Gap 8 is not drawn to scale. Decisive and beneficial is that at this point no very tight fit must be chosen, which significantly increases the manufacturing cost would.
- the mask 3 is here connected by laser welding to the base body 1, which is characterized by Welds 9 'is indicated.
- FIG. 2 shows a clothing produced according to the invention, in which again a mask 3 is used, which is provided with a larger number of through holes 4.
- the Machining elements 5 are strip-shaped and may be e.g. be made of rolled profiles. They have a constant height over the base area 6.
- the openings 4 of the mask 3 and the shape the base 6 are coordinated so that the processing element easily in the Opening 4 can be used, which has already been done here in the left-most opening 4. Then the welding takes place.
- the mask 3 can with the main body 1 in the same operation be welded by laser or conventional. It form the welds 11.
- Fig. 3 the structure of a specific embodiment of an inventively prepared Set shown in section. It can be seen that the main body 1 'in the here shown Example of three stacked laminations 12, 12 ', 12 ", each of which is the same Thickness (e.g., 6mm).
- the above drawn sheet metal plate 12 is provided with a lower plate 13th and these in turn connected to the mask 3, which - as already described - with Machining elements 5 has been provided.
- the main body 1 ' is not solid, but as a support frame constructed with load-bearing areas in which also the Screw holes 10 are located.
- the strength requirement to this Connections are less than those between processing elements 5 and 3.
- the layer-wise structure of the main body 1 ' has the particular advantage that its Making cheaper and cheaper.
- the outer contour, the cavities 14 and the Screw holes 10 can be produced favorably by laser cutting.
- the sets shown may e.g. as Mahlsegmente - see Fig. 4 - for a disc refiner be understood, which is known a variety of strip-shaped processing elements 5 and intervening grooves 2 included.
- Such trimmings also become knife trimmings called. They are provided with screw holes 10 and are on the rotor or the stator a Scheibenrefiners unscrewed. Four such circular ring segments can become a complete Ring to be assembled.
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- Polishing Bodies And Polishing Tools (AREA)
Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Garnituren gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1.The invention relates to a method for the production of trimmings according to the preamble
of
Derart hergestellte Garnituren dienen vor allem dem Mahlen von Papierfasern. Sie werden dann in Mahlmaschinen (Refinern) verwendet. Solche Maschinen haben mindestens einen Rotor und mindestens einen Stator mit entweder scheibenförmigen oder kegelförmigen Flächen, auf denen die Garnituren angebracht werden, so dass sich zwischen ihnen Mahlspalte ausbilden können. Viele Garnituren weisen an den Arbeitsflächen Stege und Nuten auf, weshalb man auch von "MesserGarnituren" spricht. Es ist bekannt, dass neben der Form der Stege, Nuten und Zähne auch das Material, aus dem sie bestehen, Auswirkungen auf die Bearbeitung des Faserstoffs hat.Trimmings produced in this way are primarily used for grinding paper fibers. They will be in Grinding machines (refiners) used. Such machines have at least one rotor and at least one stator having either disc-shaped or conical surfaces on which the Trimmings are attached so that they can form Mahlspalte between them. Lots Trimmings have webs and grooves on the work surfaces, which is why "MesserGarnituren" speaks. It is known that in addition to the shape of the webs, grooves and teeth and the Material of which it has an effect on the processing of the pulp has.
Bei der mechanischen Bearbeitung mit Hilfe solcher Garnituren liegen die Papierfasern in einer pumpfähigen Suspension, also mit einem Feststoffgehalt von etwa 2 - 8 % vor oder als zäher Stoff mit einem darüber liegenden Feststoffgehalt.In the mechanical processing by means of such sets the paper fibers are in one pumpable suspension, ie with a solids content of about 2-8% before or as a tough substance with an overlying solids content.
Die Garnituren sind einem Verschleiß ausgesetzt und müssen daher in bestimmten Intervallen ersetzt werden. Der Verschleiß kann aber auch schon vorher dazu führen, dass sich die Bearbeitungswirkung ändert. Form, insbesondere Kantenform, und Oberfläche der Garnituren haben nämlich einen überragenden Einfluss auf den Bearbeitungseffekt. Diese Veränderungen haben den Nachteil, dass von einem bestimmten Zeitpunkt an mit derselben Maschine nicht mehr optimal gearbeitet werden kann.The trimmings are subject to wear and must therefore at certain intervals be replaced. The wear can also cause before that, that Machining effect changes. Shape, in particular edge shape, and surface of the trimmings have namely an outstanding influence on the processing effect. These changes have the Disadvantage that from a certain point in time with the same machine no longer optimal can be worked.
Es ist daher verständlich, dass für die Entwicklung von Garnituren ein beträchtlicher Aufwand getrieben wird, der sich in der Gestaltung ihrer Form und in der Auswahl des Materials niederschlägt. Dabei hat es sich gezeigt, dass Materialien, die für die Bearbeitungselemente besonders geeignet sind, Eigenschaften haben, die bei ihrer Verwendung für den Grundkörper der Garnitur sehr problematisch sein können. Insbesondere betrifft das Materialien, die sehr hart und spröde sind und daher nicht die für den Grundkörper notwendige Zähigkeit aufweisen. Ferner sind solche Materialien relativ teuer und aufwändig in der Herstellung und lassen sich im Vergleich zu normalen metallischen Werkstoffen nur mit großem Aufwand bearbeiten.It is therefore understandable that for the development of sets a considerable effort which is reflected in the design of their shape and in the choice of material. It has been shown that materials that are particularly suitable for the processing elements have properties that are very useful in their use for the body of the garnish can be problematic. In particular, this relates to materials that are very hard and brittle and Therefore, they do not have the toughness necessary for the main body. Further, such materials Relatively expensive and laborious to manufacture and can be compared to normal metallic ones Work materials only with great effort.
Der Grundkörper eines Bearbeitungswerkzeuges stellt die Verbindung der Bearbeitungselemente zu den übrigen Bauteilen, z.B. denen einer Mahlmaschine, her. Wegen der hohen Kräfte, die in einer solchen Mahlmaschine auftreten, werden an den Grundkörper hohe Festigkeitsanforderungen gestellt. Es muss auch möglich sein, ihn sicher in der Mahlmaschine zu befestigen, wozu z.B. hochverspannte Schrauben erforderlich sind. Wegen dieser Anforderungen ist ein besonders festes und zähes Material erforderlich.The main body of a machining tool adjusts the connection of the machining elements the remaining components, e.g. those of a grinding machine, forth. Because of the high forces in one occur such a grinding machine, high strength requirements are on the body posed. It must also be possible to fix it securely in the grinding machine, e.g. highly stressed screws are required. Because of these requirements is a particularly solid and tough material required.
Aus der DE 196 03 548 A1 ist bereits ein Verfahren zur Herstellung von Garnituren bekannt, bei dem diese aus getrennt hergestellten Teilen zusammengefügt werden. Gemäß dieser Publikation kann dazu ein Hochtemperaturlötverfahren unter Vakuum verwendet werden. Diese an sich gut geeigneten Verfahren sind jedoch aufwändig in der Durchführung und führen zu nicht immer ausreichenden Festigkeiten.From DE 196 03 548 A1 a method for the production of sets is already known in which these are assembled from separately manufactured parts. According to this publication can For this purpose, a high-temperature soldering method under vacuum can be used. These are well suited However, processes are complicated to carry out and do not always lead to adequate results Strengths.
In der US 5,954,283 werden Mahlgarnituren gezeigt, die aus einer Vielzahl von Einzelteilen, das sind alternierend angeordnete Abstandshalter und Messerleisten zusammen gesetzt und dann z.B. verlötet oder hochtemperatur-diffussions-verschweißt werden.In US 5,954,283 Mahlgarnituren are shown, which are made of a variety of items, that is alternately arranged spacers and male headers together and then e.g. soldered or high temperature diffusion welded.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, das Verfahren zur Herstellung von Garnituren so zu gestalten, dass die Herstellung wesentlich vereinfacht wird und dennoch besonders geeignete harte Materialien für hoch beanspruchte Bearbeitungselemente verwendet werden können.The invention is based on the object, the process for the production of trimmings so design that the production is much easier and yet particularly suitable hard Materials for highly stressed processing elements can be used.
Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 genannten Merkmale gelöst.This object is achieved by the features mentioned in the characterizing part of
Das an sich bekannte Laserschweißverfahren entwickelt im Zusammenhang mit der gestellten Aufgabe besondere Vorteile. Zunächst einmal liefert dieses Verfahren besonders feste Verbindungen, was bei Garnituren der hier betrachteten Art erforderlich ist. Wegen der Möglichkeit, mehrere Millimeter tief in das Werkstück einzudringen, spricht man auch vom "Tiefschweißen". Das "Tiefschweißen" ist gerade dann von besonderem Vorteil, wenn zwischen den Bearbeitungselementen Abstand haltende Mittel vorgesehen sind, da sich an deren Kontaktstellen mit den Bearbeitungselementen Flächen befinden, die gut zum Verschweißen geeignet sind. Die eigentliche Durchführung des Schweißens hat ökonomische Vorteile, da an die zu verbindenden Flächen nicht die hohen Anforderungen gestellt werden müssen, wie es z.B. beim Hochtemperaturlöten oder Diffusionsschweißen der Fall wäre. Insbesondere die Passform, also die Toleranzen der Kontaktpartner, kann relativ großzügig bemessen werden, und besondere Maßnahmen zur Reinigung der Oberflächen sind nicht erforderlich. Laserschweißvorrichtungen arbeiten bekanntlich sehr präzise und gestatten eine weitgehende Automatisierung des Schweißvorganges. Da in den meisten Fällen wegen der parallel stehenden Messer eine Mehrzahl von Schweißnähten parallel auf dem Werkstück gezogen werden, ist dieser Arbeitsgang relativ kostengünstig, schon deshalb, weil mehrere parallele Nähte gleichzeitig erzeugt werden können.The laser welding process known per se develops in connection with the presented Task special benefits. First of all, this method provides particularly strong Connections, which is required in trimmings of the type considered here. Because of the possibility To penetrate several millimeters deep into the workpiece, one speaks of "deep welding". The "Deep welding" is especially advantageous when between the Machining elements distance holding means are provided, as at the contact points with the processing elements are surfaces that are well suited for welding. The actual implementation of welding has economic advantages, as to be connected to the Areas do not have to be set high demands, as e.g. at the High temperature soldering or diffusion welding would be the case. In particular, the fit, so the Tolerances of the contact partners, can be relatively generous, and special Measures to clean the surfaces are not required. Laser welding equipment work known to be very precise and allow extensive automation of the Welding process. Because in most cases because of the parallel standing knife a plurality of welds are pulled parallel to the workpiece, this operation is relative inexpensive, if only because multiple parallel seams can be generated simultaneously.
Es gibt auch die Möglichkeit, Mahlgarnituren dieser Art aus Einzelelementen mit Hilfe eines Elektronenstrahl-Schweißverfahrens zusammen zu fügen. Solche Verfahren liefern hohe Festigkeiten, sind aber oft aufwändiger als Laserschweißen.There is also the possibility of grinding sets of this kind from individual elements with the help of a Electron beam welding process together. Such methods provide high Strengths, but are often more expensive than laser welding.
Die Erfindung und ihre Vorteile werden erläutert an Hand von Zeichnungen. Dabei zeigen:
- Fig. 1
- eine erfindungsgemäß hergestellte Messergarnitur in perspektivischer Ansicht;
- Fig. 2
- Teil einer Mahlgarnitur während des erfindungsgemäßen Verfahrens;
- Fig. 3
- Mahlgarnitur im Schnitt mit speziellem Grundkörper;
- Fig. 4
- 90°-Segment einer Mahlgarnitur für Scheibenrefiner.
- Fig. 1
- a knife assembly produced according to the invention in a perspective view;
- Fig. 2
- Part of a grinding set during the process according to the invention;
- Fig. 3
- Grinding set in section with special base body;
- Fig. 4
- 90 ° segment of a grinding set for disc refiner.
In Fig. 1 ist eine bereits verschweißte Garnitur perspektivisch und teils geschnitten dargestellt, bei
der eine Maske 3 zum Abstand halten dient. Die Dicke c der Maske 3 ist in der Regel zwischen zwei
und zehn Millimetern groß, sofern der Grundkörper 1 als massive Platte ausgebildet ist. Dabei sind
hier sowohl Bearbeitungselemente 5 mit der Maske 3 als auch Maske 3 mit dem Grundkörper 1
durch Laserschweißen oder Elektronenstrahlschweißen verbunden. Die Schweißnähte 9 zwischen
dem Bearbeitungselement 5 und der Maske 3 verlaufen insbesondere an den Kontaktflächen dieser
beiden Bauteile. Am rechts dargestellten Bearbeitungselement 5 ist ein Spalt 8 angedeutet, der vor
dem Schweißen zwischen dem Bearbeitungselement 5 und der Maske 3 verbleiben kann. Dieser
Spalt 8 ist nicht maßstäblich gezeichnet. Entscheidend und von Vorteil ist, dass an dieser Stelle
keine sehr enge Passung gewählt werden muss, was die Herstellungskosten wesentlich erhöhen
würde. Die Maske 3 ist hier durch Laserschweißen mit dem Grundkörper 1 verbunden, was durch
Schweißnähte 9' angedeutet ist.In Fig. 1, an already welded garnish is shown in perspective and partially cut at
holding a
Die Fig. 2 zeigt eine erfindungsgemäß hergestellte Garnitur, bei der wiederum eine Maske 3
verwendet wird, die mit einer größeren Anzahl von durchgehenden Öffnungen 4 versehen ist. Die
Bearbeitungselemente 5 sind leistenförmig und können z.B. aus gewalzten Profilen hergestellt sein.
Sie haben eine über die Höhe konstante Grundfläche 6. Die Öffnungen 4 der Maske 3 und die Form
der Grundfläche 6 sind so aufeinander abgestimmt, dass sich das Bearbeitungselement leicht in die
Öffnung 4 einsetzen lässt, was hier in der ganz links gezeichneten Öffnung 4 bereits erfolgt ist.
Danach erfolgt das Schweißen. Die Maske 3 kann mit dem Grundkörper 1 im selben Arbeitsgang
durch Laser verschweißt werden oder auch konventionell. Es bilden sich die Schweißnähte 11.FIG. 2 shows a clothing produced according to the invention, in which again a
In Fig. 3 ist der Aufbau einer speziellen Ausführungsform einer erfindungsgemäß hergestellten
Garnitur im Schnitt dargestellt. Man erkennt, dass der Grundkörper 1' bei dem hier gezeigten
Beispiel aus drei aufeinander gelegten Blechlamellen 12, 12', 12" besteht, die jeweils die gleiche
Dicke (z.B. 6 mm) haben können. Die oben gezeichnete Blechlamelle 12 ist mit einer Unterplatte 13
und diese wiederum mit der Maske 3 verbunden, die - wie bereits beschrieben - mit
Bearbeitungselementen 5 versehen wurde. Dadurch ist der Grundkörper 1' nicht massiv gestaltet,
sondern als Stützrahmen aufgebaut mit tragenden Bereichen, in denen sich auch die
Schraubenlöcher 10 befinden. Zwischen den tragenden Bereichen werden in den Blechlamellen 12,
12', 12" Hohlräume 14 frei gelassen, was Gewicht und Materialkosten einspart. Die Unterplatte 13
ist den Festigkeitsanforderungen entsprechend dimensioniert (eventuell auch gleich dick wie die
Blechlamellen 12, 12', 12") und kann die von der Mahlung herrührenden Druckkräfte über den
Hohlräumen 14 aufnehmen. Die Blechlamellen 12, 12', 12" können im selben Arbeitsgang
miteinander und mit der Unterplatte 13 verschweißt werden. Die Festigkeitsanforderung an diese
Verbindungen sind geringer als die zwischen Bearbeitungselementen 5 und Maske 3. Der
schichtenweise Aufbau des Grundkörpers 1' hat insbesondere den Vorteil, dass sich seine
Herstellung verbilligen lässt und dass er leichter wird. Die Außenkontur, die Hohlräume 14 und die
Schraubenlöcher 10 lassen sich günstig durch Laserschneiden erzeugen.In Fig. 3, the structure of a specific embodiment of an inventively prepared
Set shown in section. It can be seen that the main body 1 'in the here shown
Example of three stacked
Die gezeigten Garnituren können z.B. als Mahlsegmente - siehe Fig. 4 - für einen Scheibenrefiner
verstanden werden, die bekanntlich eine Vielzahl von leistenförmigen Bearbeitungselementen 5 und
dazwischen liegenden Nuten 2 enthalten. Solche Garnituren werden auch Messergarnituren
genannt. Sie sind mit Schraubenlöchern 10 versehen und werden auf den Rotor oder den Stator
eines Scheibenrefiners aufgeschraubt. Vier solcher Kreisringsegmente können zu einem kompletten
Ring zusammengesetzt werden.The sets shown may e.g. as Mahlsegmente - see Fig. 4 - for a disc refiner
be understood, which is known a variety of strip-shaped
Claims (8)
dadurch gekennzeichnet, dass Bearbeitungselemente (5) und Abstand haltende Mittel durch Laserschweißen oder Elektronenstrahlschweißen miteinander verbunden werden.Method for the production of sets (2) for the mechanical working, in particular grinding of hydrous paper pulp composed of
characterized in that machining elements (5) and distance-holding means are connected to each other by laser welding or electron beam welding.
dadurch gekennzeichnet, dass Grundkörper (1, 1') und Bearbeitungseinheit durch Laserschweißen oder Elektronenstrahlschweißen miteinander verbunden werden.Method according to claim 1,
characterized in that the base body (1, 1 ') and machining unit are connected to one another by laser welding or electron beam welding.
dadurch gekennzeichnet, dass die Abstand haltenden Mittel durch eine Maske (3) gebildet werden, die mit Öffnungen (4) versehen ist, deren Form der der Grundfläche (6) der Bearbeitungselemente (5) im Wesentlichen entspricht,
dass die Bearbeitungselemente (5) in die Öffnungen (4) der Maske (3) eingesetzt werden und
dass Bearbeitungselemente (5) und Maske (3) durch Laserschweißen oder Elektronenstrahlschweißen miteinander verbunden werden.Method according to claim 1 or 2,
characterized in that the spacing means are formed by a mask (3) provided with openings (4) whose shape substantially matches that of the base (6) of the processing elements (5),
that the processing elements (5) are inserted into the openings (4) of the mask (3) and
that machining elements (5) and mask (3) are joined together by laser welding or electron beam welding.
dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnungen (4) die Maske (3) vollständig durchdringen.Method according to claim 3,
characterized in that the openings (4) completely penetrate the mask (3).
dadurch gekennzeichnet, dass die Schweißnähte in die sich zwischen Bearbeitungselementen (5) und Maske (3) bildenden Spalten (8) gelegt werden.Method according to claim 3 or 4,
characterized in that the welds are placed in the between the processing elements (5) and mask (3) forming columns (8).
dadurch gekennzeichnet, dass im selben Arbeitsgang auch die Maske (3) mit dem Grundkörper (1, 1') verschweißt wird.Method according to one of claims 3 to 5,
characterized in that in the same operation and the mask (3) with the base body (1, 1 ') is welded.
dadurch gekennzeichnet, dass das Schweißen mit einem Schweißautomaten durchgeführt wird.Method according to one of the preceding claims,
characterized in that the welding is carried out with a welding machine.
dadurch gekennzeichnet, dass die Bearbeitungselemente (5) parallel zueinander angeordnet werden und dass mehrere Schweißnähte gleichzeitig gebildet werden.Method according to one of the preceding claims,
characterized in that the processing elements (5) are arranged parallel to each other and that a plurality of welds are formed simultaneously.
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