EP1683915A1 - Schaberklinge - Google Patents

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Publication number
EP1683915A1
EP1683915A1 EP06100500A EP06100500A EP1683915A1 EP 1683915 A1 EP1683915 A1 EP 1683915A1 EP 06100500 A EP06100500 A EP 06100500A EP 06100500 A EP06100500 A EP 06100500A EP 1683915 A1 EP1683915 A1 EP 1683915A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
layer
scraper blade
roll surface
blade according
doctor blade
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP06100500A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Ferdinand Schmatz
Josef Kerschbaumer
Josef Schneid
Thomas Dr. Stübegger
Benno Dr. Bader
Norbert Dr. Gamsjäger
Georg Dr. Mag. Gobec
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Voith Patent GmbH
Original Assignee
Voith Patent GmbH
Voith Paper Patent GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Voith Patent GmbH, Voith Paper Patent GmbH filed Critical Voith Patent GmbH
Publication of EP1683915A1 publication Critical patent/EP1683915A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21G—CALENDERS; ACCESSORIES FOR PAPER-MAKING MACHINES
    • D21G3/00—Doctors
    • D21G3/005—Doctor knifes

Definitions

  • This invention relates to a doctor blade for beschaberung a roller in a machine for producing and / or further processing a web, in particular a fibrous web such as paper, cardboard or tissue.
  • EP 0 944 470 describes a scraper blade having a middle layer of abrasive particles and outer layers of carbon and / or glass fibers.
  • US Pat. No. 4,549,933 describes a doctor blade having a plurality of carbon fiber reinforced layers of epoxy resin.
  • the carbon fibers in a layer are substantially unidirectionally oriented with respect to one another, with the orientation of the carbon fibers of different layers differing in some respects. This is to create a scraper blade with inhomogeneous rigidity.
  • doctor blades often have too short a service life and are not adaptable to specific applications.
  • the scraper blade has a number of layers laminated together, wherein at least one of the layers for reducing or preventing ragging of the scraper blade is formed as a continuously-wearing layer.
  • the invention is based on the finding that the reduction of the service life of a doctor blade is essentially caused by a beard formation of the doctor blade in the contact zone between the doctor blade and the roll surface.
  • the formation of a beard widens the ideally linear contact zone between the doctor blade and the roll surface, as a result of which the doctor blade's Beschab ceremoniesseigenschaften on the roll surface deteriorate significantly.
  • a beard formation as investigations by the applicant have shown, is effected, for example, by splicing of the reinforcing fibers in the doctor blade.
  • a beard formation of the scraper blade during its wear is avoided or at least reduced depending on the position of a continuously wearing layer.
  • the scarfing of the doctor blade is reduced or even completely prevented.
  • At least one further layer or a plurality of further layers is provided which fulfills a function which is different for the continuously-wearing layer or which respectively fulfill mutually different functions.
  • the at least one further layer which fulfills a different function than the at least one curd-preventing layer, it is possible to provide a doctor blade which has an increased service life and which, based on the specific function of the one layer or the other specific mutually different functions of the multiple layers, can be adapted to different purposes individually.
  • a doctor blade which has different functional units to fulfill different functions.
  • the different functional units are preferably formed by layers which are laminated together.
  • the continuously-wearing layer contains a matrix material and at least one particulate and / or fibrous filler which is embedded in the matrix material.
  • the filler has isotropic or anisotropic wear properties.
  • Isotropic fillers have the advantage that they have the same wear-independent the same orientation properties, whereby their embedding in the matrix material is particularly simple and therefore cost-effective.
  • the fibers are oriented, in particular oriented in the machine direction, arranged in order to ensure continuous wear.
  • the roller surface-cleaning layer contains at least one abrasive particulate and / or fibrous filler.
  • the filler is preferably embedded in a matrix material.
  • abrasive filler As an abrasive filler are preferably used alone or in combination:
  • Carbon fibers, ceramic fibers, metal oxides or carbides are Carbon fibers, ceramic fibers, metal oxides or carbides.
  • a further embodiment of the invention provides that a defined roughness of the roll surface is set by the layer polishing the surface of the roll.
  • the polishing action of the roll surface polishing layer is particularly effective if it at least contains an abrasive filler whose size is smaller than the size of the filler containing the roll surface cleaning layer.
  • the smaller particles of the polishing layer compared with the particles of the cleaning layer cause a reduction in the surface roughness (Ra value) caused by the larger fillers of the cleaning layer.
  • Ra value surface roughness
  • the layer supporting the doctor blade on the roll surface has a wear rate which is unequal to the rate of wear of the roll surface polishing layer and / or the roll surface cleaning layer.
  • a constant contact pressure of the scraper blade that is to say substantially the support layer, is produced on the roller surface.
  • a further particularly preferred embodiment of the invention provides that the layer influencing the rigidity of the doctor blade has a modulus of elasticity that differs from the transverse machine direction in the machine direction.
  • the rigidity of the doctor blade in the machine direction greater than in the cross machine direction. This ensures that the doctor blade has sufficient rigidity in the machine direction for Beschab réelle and is sufficiently flexible in the cross-machine direction to adapt to unevenness of the roll surface can.
  • the layer influencing the rigidity of the doctor blade has piezo elements acting in the machine direction and / or in the cross machine direction, whereby the stiffness in the machine direction and / or in the cross machine direction can be variably influenced.
  • the layer which influences the lubrication of the tribological system doctor blade and roll surface is formed by a matrix material and at least one particulate and / or fibrous filler, the filler being embedded in the matrix material.
  • the filler can be used alone or in combination: MoS2, graphite, Teflon, PE, PP, liquid additives which are not chemically incorporated into the Materixmaterial such as silicone, reactive additives which are bound to the Materixmaterial with at least one reactive coupling site such as Functional silanes, vinyl compounds.
  • FIG. 1 shows a first embodiment of a doctor blade according to the invention 1 in cross section in sections not to scale.
  • the scraper blade 1 according to the invention is shown in contact with a roller surface 2 of a roller 3 rotating in the direction of the arrow 19.
  • the doctor blade 1 has a number of layers 4 to 8 laminated together.
  • the uppermost layer 4 and the lowermost layer 8 of the doctor blade 1 are formed as layers which wear continuously.
  • Each of the two continuous wear layers 4 and 8 is in the present embodiment by a matrix material 9, which for example, thermoplastic base materials such as polypropylene, polyethylene, polyamide, high performance thermoplastics such as, polyetheretherketone or polyphenylene sulfide; Thermoset materials such as cyanate ester resins, phenol-formaldehyde resins, preferably epoxy resins, polyurethane resins or sintered materials or graphite, in which a particulate filler 10 is embedded.
  • thermoplastic base materials such as polypropylene, polyethylene, polyamide, high performance thermoplastics such as, polyetheretherketone or polyphenylene sulfide
  • Thermoset materials such as cyanate ester resins, phenol-formaldehyde resins, preferably epoxy resins, polyurethane resins or sintered materials or graphite, in which a particulate filler 10 is embedded.
  • the particulate filler 10 in the present embodiment has isotropic wear properties and may contain, for example, alone or in combination: quartz or glass or thermoplastic or duromeric plastic.
  • the further layers 5, 6 and 7 fulfill mutually different functions. Furthermore, the layers 5 to 7 to the top layer 4 and to the bottom layer 8 perform different functions.
  • the layer 5 is a roller surface 2 cleaning layer.
  • the layer 6 is a roll surface 2 polishing layer. From the perspective of the doctor blade 1, the roller 3 always runs against the doctor blade. 1
  • the layer 7 is a doctor blade on the roll surface supporting layer.
  • the roll surface 2 cleaning layer 5 contains in the embodiment of Figure 1 an abrasive particulate filler 11 which is embedded in a matrix material 12.
  • the matrix material 12 may include, for example, thermoplastic base materials such as polypropylene, polyethylene, polyamide, high performance thermoplastics such as, polyetheretherketone or polyphenylene sulfide; Duroplast materials such as cyanate ester resins, phenol-formaldehyde resins, preferably epoxy resins, polyurethane resins or sintered materials or graphite.
  • abrasive particulate filler 11 As an abrasive particulate filler 11 is used, for example, alone or in combination use:
  • the abrasives may contain substances from the groups eg carbides, metals and their oxides eg chromium, iron, aluminum, silicon and / or fillers in the size of nanoparticles up to the milimter range with narrow, ie only on the order of nanoparticles, or wider, of nano-particles. up to millimeter particles, distribution of grain sizes.
  • the roll surface 2 polishing layer 6 contains an abrasive particulate filler 13, the size of which is smaller than the size of the filler 11 containing the roll surface 2 cleaning layer 5.
  • the roll surface 2 polishing layer 6 is designed and tuned to the material of the roll surface 2 that a defined roughness of the roll surface 2 can be adjusted.
  • the doctor blade 1 on the roll surface 2 supporting layer 7 is further formed such that it has a wear rate that is different from the wear rate of the roll surface 2 polishing layer 6 and / or the roller surface 2 cleaning layer 5.
  • the supporting layer 7 must have a higher or lower hardness than the layer 5 or 6. This is achieved in the present case by the variation of the filler hardness while maintaining the filler content, by way of example a harder adjustment is achieved by the replacement of quartz powder by silicon carbide, a softer setting by the exchange with talc.
  • the proportion of fillers having the same Mohs hardness can also be used to adjust the hardness of the layer; Thus, an increase of 10% SiC in an epoxy resin formulation leads to a hardness increase of more than 3 ShD.
  • FIG. 2 shows a second embodiment of a doctor blade according to the invention 14 in cross section in sections not to scale.
  • the doctor blade 14 has a number of layers 15, 16, 17, 5-7 laminated together.
  • the uppermost layer 15 and the lowermost layer 16 of the doctor blade 14 are formed as layers which wear continuously.
  • Each of the two continuous wear layers 15 and 16 is in the present embodiment by a matrix material 9, which for example, thermoplastic base materials such as polypropylene, polyethylene, polyamide, high performance thermoplastics such as, polyetheretherketone or polyphenylene sulfide; Thermoset materials such as cyanate ester resins, phenol-formaldehyde resins, preferably epoxy resins, polyurethane resins or sintered materials or graphite, in which a fibrous filler 18 is embedded.
  • thermoplastic base materials such as polypropylene, polyethylene, polyamide, high performance thermoplastics such as, polyetheretherketone or polyphenylene sulfide
  • Thermoset materials such as cyanate ester resins, phenol-formaldehyde resins, preferably epoxy resins, polyurethane resins or sintered materials or graphite, in which a fibrous filler 18 is embedded.
  • the fibrous filler 18 in the present embodiment has isotropic wear properties and may include, for example, glass fiber.
  • the doctor blade 14 has a layer 17 which influences the rigidity of the doctor blade 14.
  • the layer 17 influencing the rigidity of the scraper blade 14 has a modulus of elasticity different in the machine direction relative to the cross machine direction, wherein the stiffness of the scraper blade 14 is greater in the machine direction than in the cross machine direction. This ensures that the doctor blade 14 has sufficient rigidity in the machine direction for Beschab réelle and is sufficiently flexible in the cross-machine direction to adapt to unevenness of the roll surface 2 can.
  • the layer 17 influencing the rigidity of the doctor blade 14 has layers of carbon fibers, several of which are oriented in the cross-machine direction in the machine direction and intermediate layers.
  • the layer influencing the rigidity of the doctor blade has piezo elements acting in the machine direction and / or in the cross machine direction, whereby the stiffness in the machine direction and / or in the cross machine direction can be variably influenced.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Schaberklinge für eine Maschine zur Herstellung und / oder Weiterverarbeitung einer Materialbahn, insbesondere einer Faserstoffbahn, die eine Anzahl von miteinander laminierten Schichten aufweist, wobei zumindest eine der Schichten zur Reduktion bzw. Verhinderung einer Bartbildung der Schaberklinge als kontinuierlich verschleißende Schicht ausgebildet ist.

Description

  • Diese Erfindung betrifft eine Schaberklinge zur Beschaberung eine Walze in einer Maschine zur Herstellung und / oder Weiterverarbeitung einer Materialbahn, insbesondere eine Faserstoffbahn wie Papier, Karton oder Tissue.
  • Die EP 0 944 470 beschreibt eine Schaberklinge mit einer mittleren Schicht mit Schleifpartikeln und mit äußeren Schichten mit Karbon- und / oder Glasfasern. Durch diese Anordnung soll eine Schaberklinge geschaffen werden, mit welcher eine Beschaberung der Walze, eine Reinigung der Walze und ein Polieren der Walze möglich ist.
  • Die US 4,549,933 beschreibt eine Schaberklinge mit mehreren Kohlefaser verstärkten Schichten aus Epoxydharz. Gemäß dieser Druckschrift sind die Kohlefasern in einer Schicht im wesentlichen zueinander unidirektional orientiert, wobei sich die Orientierung der Kohlefasern verschiedener Schichten zum Teil unterscheidet. Hierdurch soll eine Schaberklinge mit inhomogener Steifigkeit geschaffen werden.
  • Die oben genannten Schaberklingen weisen eine oftmals zu geringe Standzeit auf und sind nicht an spezielle Anwendungen anpassbar.
  • Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Schaber klinge mit verlängerter Standzeit vorzuschlagen, die einfach und kostengünstig aufgebaut ist.
  • Die Aufgabe wird mit den Merkmalen der Patentanspruchs 1 gelöst.
  • Gemäß der Erfindung weist die Schaberklinge eine Anzahl von miteinander laminierten Schichten auf, wobei zumindest eine der Schichten zur Reduktion bzw. Verhinderung eine r Bartbildung der Schaberklinge als kontinuierlich verschleißende Schicht ausgebildet ist.
  • Die Erfindung basiert auf der Erkenntnis, dass die Reduktion der Standzeit einer Schaberklinge im wesentlichen durch eine Bartbildung der Schaberklinge in der Kontaktzone zwischen Schaberklinge und Walzenoberfläche hervorgerufen wird. Durch die Bartbildung wird die idealerweise linienförmige Kontaktzone zwischen Schaberklinge und Walzenoberfläche verbreitert, wodurch sich die Beschaberungseigenschaften der Schaberklinge auf die Walzenoberfläche erheblich verschlechtern. Eine Bartbildung, so haben Untersuchungen der Anmelderin gezeigt, wird bspw. durch ein Aufspleißen der Verstärkungsfasern in der Schaberklinge bewirkt. Eine Bartbildung der Schaberklinge bei deren Verschleiß wird abhängig von der Position einer kontinuierlich verschleißenden Schicht vermieden oder zumindest reduziert. Somit wird durch Anordnung einer kontinuierlich verschleißenden Schicht an geeigneter Stelle des Schichtsystems der Schaberklinge die Bartbildung der Schaberklinge reduziert oder sogar vollständig verhindert.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist zumindest eine weitere Schicht bzw. sind mehrere weitere Schichten vorgesehen ist, die eine zur kontinuierlich verschleißenden Schicht unterschiedliche Funktion erfüllt bzw. die jeweils zueinander unterschiedliche Funktionen erfüllen.
  • Durch die zumindest eine weitere Schicht, die eine andere Funktion erfüllt als die zumindest eine die Bartbildung verhindernde Schicht, ist es möglich eine Schaberklinge zu schaffen, die eine erhöhte Standzeit hat und die darüber hinaus, basierend auf der spezifischen Funktion der einen Schicht oder den jeweiligen spezifischen zueinander unterschiedlichen Funktionen der mehreren Schichten, an unterschiedliche Einsatzzwecke individuell angepasst werden kann.
  • Es werden also Schichten mit jeweils unterschiedlichen Funktionen miteinander laminiert und eine Schaberklinge geschaffen, die eine Vielzahl von verschiedenen Funktionen kombiniert. Durch diese modulare Fertigung der Schaberklinge, wobei die einzelnen Module jeweils durch Schichten unterschiedlicher Funktion gebildet werden, ist auch die Herstellung der Schaberklinge einfacher und somit kostengünstiger.
  • Basierend auf den obigen Erläuterungen ist es somit möglich unabhängig von der zur Verfügung Stellung bzw. Ausgestaltung einer Bartbildung verhindernden Schicht möglich, als weiteren Aspekt der Erfindung eine Schaberklinge vorzuschlagen, die zur Erfüllung unterschiedlicher Funktionen zueinander unterschiedliche Funktionseinheiten aufweist. Hierbei werden die unterschiedlichen Funktionseinheiten vorzugsweise durch Schichten gebildet, die miteinander laminiert sind.
  • Nahezu alle Anforderungen an die spezifische Anwendung und / oder Position der Schaberklinge in der Maschine können erfüllt werden, wenn die zueinander unterschiedlichen Funktionen die folgenden sind:
    • Verhinderung bzw. Reduzierung der Bartbildung,
    • Reinigung der Walzenoberfläche,
    • Polieren der Walzenoberfläche,
    • Abstützen der Schaberklinge auf der Walzenoberfläche,
    • Beeinflussung der Steifigkeit der Schaberklinge,
    • Schmierung des tribologischen Systems Schaberklinge und Walzenoberfläche.
  • Versuche haben ergeben, dass die Bartbildung dann besonders effektiv reduziert wird, wenn eine der beiden Deckschichten des die Schaberklinge bildenden Laminats die kontinuierlich verschleißende Schicht ist. Dies ist damit zu begründen, dass eine Bartbildung der Schaberklinge im wesentlichen durch ein "Ausfransen" einer der beiden Deckschichten, bzw. der beiden Deckschichten bewirkt wird.
  • Demzufolge wird die Bartbildung nahezu bis vollständig verhindert, wenn beide Deckschichten durch eine kontinuierlich verschleißende Schicht gebildet werden.
  • Nach konkreten Ausgestaltungen der Erfindung enthält die kontinuierlich verschleißende Schicht ein Matrixmaterial und zumindest einen partikelförmigen und /oder faserförmigen Füllstoff, der in das Matrixmaterial eingebettet ist.
  • Hierbei ist sowohl denkbar, dass der Füllstoff isotrope oder anisotrope Verschleißeigenschaften aufweist.
    • Als Füllstoff mit isotropen Verschleißeigenschaften findet vorzugsweise Verwendung:
  • Glasfaser und / oder Partikel die Quarz oder Glas oder thermoplastischen Kunststoff oder duromeren Kunststoff enthalten. Isotrope Füllstoffe haben den Vorteil, dass diese orientierungsunabhängig die gleichen Verschleißeigenschaften haben, wodurch deren Einbettung in das Matrixmaterial besonders einfach und somit kostengünstig ist.
  • Liegt ein faserförmiger Füllstoff mit anisotropen Verschleißeigenschaften vor, so sind die Fasern orientiert, insbesondere in Maschinenrichtung orientiert, angeordnet um einen kontinuierlichen Verschleiß zu gewährleisten.
  • Nach einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung enthält die die Walzenoberfläche reinigende Schicht zumindest einen abrasiven partikelförmigen und / oder faserförmigen Füllstoff. Der Füllstoff ist vorzugsweise in ein Matrixmaterial eingebettet.
    • Als abrasiver Füllstoff finden vorzugsweise allein oder in Kombination Verwendung:
  • Kohlefasern, Keramikfasern, Metalloxide oder Carbide.
  • Eine weitere Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass durch die die Walzenoberfläche polierende Schicht eine definierte Rauhigkeit der Walzenoberfläche eingestellt wird.
  • Versuche haben gezeigt, dass die Polierwirkung der die Walzenoberfläche polierenden Schicht besonders effektiv ist, wenn diese zumind est einen abrasiven Füllstoff enthält, dessen Größe kleiner ist als die Größe des Füllstoffs den die die Walzenoberfläche reinigende Schicht enthält. Die, im Vergleich zu den Partikel der Reinigungsschicht, kleineren Partikel der Polierschicht, bewirken eine Reduktion der Oberflächenrauhigkeit (Ra-Wert), die durch die größeren Füllstoffe der reinigenden Schicht hervorgerufen wurde. Somit wird bspw. in einem ersten Schritt die Walzenoberfläche gereinigt und in einem zweiten Schritt die Walzenoberfläche durch die feineren Partikel nachpoliert um eine glatte Walzenoberfläche zu erhalten.
  • Nach einer weiteren besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass die die Schaberklinge auf der Walzenoberfläche abstützende Schicht eine Verschleißrate hat, die ungleich der Verschleißrate der die Walzenoberfläche polierenden Schicht und / oder der die Walzenoberfläche reinigenden Schicht ist. Hierdurch wird ein konstanter Anpressdruck der Schaberklinge, also im Wesentlichen der Stützschicht, an die Walzenoberfläche erzeugt. Durch den unterschiedlichen Anpressdruck der Reinigungs- und/oder Polierschicht im Vergleich zur Stützschicht kann die Polierwirkung oder die Reinigungswirkung eingestellt werden, indem der Eingriff der Reinigungsschicht oder Polierschicht in die Walzenoberfläche verstärkt oder abgeschwächt wird.
  • Eine weitere besonders bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die die Steifigkeit der Schaberklinge beeinflussende Schicht in Maschinenrichtung ein zur Quermaschinenrichtung unterschiedliches Elastizitätsmodul hat. So ist es bspw. möglich, die Steifigkeit der Schaberklinge in Maschinenrichtung größer als in Maschinenquerrichtung vorzusehen. Hierdurch wird erreicht, dass die Schaberklinge in Maschinenrichtung eine zur Beschaberung ausreichende Steifigkeit hat und in Maschinenquerrichtung ausreichend flexibel ist, um sich an Unebenheiten der Walzenoberfläche anpassen zu können.
  • Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die die Steifigkeit der Schaberklinge beeinflussende Schicht in Maschinenrichtung und / oder in Quermaschinenrichtung wirkende Piezoelemente aufweist, wodurch die Steifigkeit in Maschinenrichtung und /oder in Quermaschinenrichtung variabel beeinflussbar ist.
  • Untersuchungen haben ergeben, dass der Verschleiß des tribologischen Systems Walzenoberfläche / Schaberklinge besonders gering ist, wenn die die Schmierung des tribologischen Systems Schaberklinge und Walzenoberfläche beeinflussende Schicht einen Friktionskoeffizienten im Bereich von 0,01 bis 0,5, vorzugsweise von 0,1 bis 0,3 hat.
  • Konkret wird die die Schmierung des tribologischen Systems Schaberklinge und Walzenoberfläche beeinflussende Schicht durch ein Matrixmaterial und zumindest einen partikelförmigen und / oder faserförmigen Füllstoff gebildet, wobei der Füllstoff in das Matrixmaterial eingebettet ist.
  • Als Füllstoff können allein oder in Kombination Verwendung finden: MoS2, Graphit, Teflon, PE, PP, flüssige Additive die nicht in das Materixmaterial chemisch eingebunden sind wie bspw. Silikon, reaktive Additive die mit zumindest einer reaktiven Koppelstelle an das Materixmaterial gebunden sind wie bspw. funktionale Silane, Vinylverbindungen.
  • Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispiel en näher erläutert. Es zeigen:
    • Fig. 1
    eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Schaberklinge im Querschnitt,
    Fig. 2
    eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Schaberklinge im Querschnitt.
  • Die Figur 1 zeigt eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Schaberklinge 1 im Querschnitt in abschnittweiser nicht maßstäblicher Darstellung.
  • Die erfindungsgemäße Schaberklinge 1 ist in Kontakt mit einer Walzenoberfläche 2 einer sich in Richtung des Pfeils 19 drehenden Walze 3 dargestellt. Die Schaberklinge 1 weist eine Anzahl von miteinander laminierten Schichten 4 bis 8 auf.
  • Zur Reduktion bzw. Verhinderung einer Bartbildung der Schaberklinge 1 sind die oberste Schicht 4 und die unterste Schicht 8 der Schaberklinge 1 als kontinuierlich verschleißende Schichten ausgebildet.
  • Jede der beiden kontinuierlich verschleißenden Schichten 4 und 8 wird in der vorliegenden Ausführungsform durch ein Matrixmaterial 9, welches beispielsweise thermoplastische Grundmaterialien wie Polypropylen, Polyethylen, Polyamid, hochleistungs- Thermoplaste wie, Polyetheretherketon oder Polyphenylensulfid; Duroplastmaterialien wie Cyanatesterharze, Phenol-Formaldehyd Harze vorzüglich Epoxydharze, Polyurethanharze oder Sintermaterialien oder Grafit umfasst gebildet, in den ein partikelförmiger Füllstoff 10 eingebettet ist.
  • Der partikelförmige Füllstoff 10 weist in der vorliegenden Ausführungsform isotrope Verschleißeigenschaften auf und kann bspw. allein oder in Kombination enthalten: Quarz oder Glas oder thermoplastischen Kunststoff oder duromeren Kunststoff.
  • Die weiteren Schichten 5, 6 und 7 erfüllen zueinander unterschiedliche Funktionen. Des weiteren erfüllen die Schichten 5 bis 7 zu der obersten Schicht 4 und zu der untersten Schicht 8 unterschiedliche Funktionen.
  • Die Schicht 5 ist eine die Walzenoberfläche 2 reinigende Schicht.
  • Die Schicht 6 ist eine die Walzenoberfläche 2 polierende Schicht. Aus Sicht der Schaberklinge 1 läuft die Walze 3 immer gegen die Schaberklinge 1.
  • Die Schicht 7 ist eine Schaberklinge auf der Walzenoberfläche abstützende Schicht.
  • Die Walzenoberfläche 2 reinigende Schicht 5 enthält in der Ausführungsform der Figur 1 einen abrasiven partikelförmigen Füllstoff 11, der in ein Matrixmaterial 12 eingebettet ist. Das Matrixmaterial 12 kann beispielsweise thermoplastische Grundmaterialien wie Polypropylen, Polyethylen, Polyamid, Hochleistungs-Thermoplaste wie, Polyetheretherketon oder Polyphenylensulfid; Duroplastmaterialien wie Cyanatesterharze, Phenol-Formaldehyd Harze vorzüglich Epoxydharze Polyurethanharze oder Sintermaterialien oder Grafit enthalten.
  • Als abrasiver partikelförmiger Füllstoff 11 findet bspw. allein oder in Kombination Verwendung:
  • Die Abrasivstoffe können Stoffe aus den Gruppen z.B. Carbide, Metalle und deren Oxide z.B. Chrom, Eisen, Aluminium, Silizium und/oder Füllstoffe in der Größe von Nanopartikel bis zum Milimterbereich mit enger, d.h. nur eine Größenordnung wie Nanopartikel, oder breiter, von Nano- bis zu Milimeterpartikel, Verteilung der Korngrößen sein.
  • Die die Walzenoberfläche 2 polierende Schicht 6 enthält einen abrasiven partikelförmigen Füllstoff 13, dessen Größe kleiner ist als die Größe des Füllstoffs 11 den die die Walzenoberfläche 2 reinigende Schicht 5 enthält.
  • Die die Walzenoberfläche 2 polierende Schicht 6 ist derart ausgelegt und auf das Material der Walzenoberfläche 2 abgestimmt, dass eine definierte Rauhigkeit der Walzenoberfläche 2 eingestellt werden kann.
  • Die die Schaberklinge 1 auf der Walzenoberfläche 2 abstützende Schicht 7 ist des weiteren derart ausgebildet, dass diese eine Verschleißrate hat, die ungleich der Verschleißrate der die Walzenoberfläche 2 polierenden Schicht 6 und / oder der die Walzenoberfläche 2 reinigenden Schicht 5 ist. Um die beschriebenen Effekte zu erreichen, muss die abstützende Schicht 7 eine höhere oder geringere Härte als die Schicht 5 oder 6 aufweisen. Dies erreicht man im gegenständlichen Fall durch die Variation der Füllstoffhärte bei gleich bleibendem Füllstoffanteil, beispielhaft erreicht man eine härtere Einstellung durch den Austausch von Quarzmehl durch Siliziumcarbid, eine weichere Einstellung durch den Austausch mit Talk. Des Weiteren kann auch der Anteil an Füllstoffen mit gleicher Mohsscher Härte zur Einstellung der Härte der Schicht einsetzen; so führt eine Steigerung von 10% SiC in einer Epoxidharzformulierung zu einem Härteansteig von mehr als 3 ShD.
  • Die Figur 2 zeigt eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Schaberklinge 14 im Querschnitt in abschnittweiser nicht maßstäblicher Darstellung.
  • Im folgenden sollen nur die Unterschiede zur Ausführungsform der Figur 1 besprochen werden. Gleiche Merkmale sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
  • Die Schaberklinge 14 weist eine Anzahl von miteinander laminierten Schichten 15, 16, 17, 5 bis 7 auf.
  • Zur Reduktion bzw. Verhinderung einer Bartbildung der Schaberklinge 14 sind die oberste Schicht 15 und die unterste Schicht 16 der Schaberklinge 14 als kontinuierlich verschleißende Schichten ausgebildet.
  • Jede der beiden kontinuierlich verschleißenden Schichten 15 und 16 wird in der vorliegenden Ausführungsform durch ein Matrixmaterial 9, welches beispielsweise thermoplastische Grundmaterialien wie Polypropylen, Polyethylen, Polyamid, Hochleistungs-Thermoplaste wie, Polyetheretherketon oder Polyphenylensulfid; Duroplastmaterialien wie Cyanatesterharze, Phenol-Formaldehyd Harze vorzüglich Epoxydharze, Polyurethanharze oder Sintermaterialien oder Grafit umfasst, gebildet, in den ein faserförmiger Füllstoff 18 eingebettet ist.
  • Der faserförmige Füllstoff 18 weist in der vorliegenden Ausführungsform isotrope Verschleißeigenschaften auf und kann bspw. Glasfaser enthalten.
  • Die Schaberklinge 14 weist zusätzlich zur Schaberklinge 1 eine die Steifigkeit der Schaberklinge 14 beeinflussende Schicht 17 auf.
  • Die die Steifigkeit der Schaberklinge 14 beeinflussende Schicht 17 hat in der Ausführungsform der Figur 2 in Maschinenrichtung ein zur Quermaschinenrichtung unterschiedliches Elastizitätsmodul, wobei die Steifigkeit der Schaberklinge 14 in Maschinenrichtung größer als in Quermaschinenrichtung ist. Hierdurch wird erreicht, dass die Schaberklinge 14 in Maschinenrichtung eine zur Beschaberung ausreichende Steifigkeit hat und in Maschinenquerrichtung ausreichend flexibel ist, um sich an Unebenheiten der Walzenoberfläche 2 anpassen zu können.
  • Die die Steifigkeit der Schaberklinge 14 beeinflussende Schicht 17 weist in der vorliegenden Ausführungsform Lagen aus Kohlefasern auf, von denen mehrere in Maschinenrichtung und dazwischen liegende Lagen in Quermaschinenrichtung orientiert sind.
  • Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die die Steifigkeit der Schaberklinge beeinflussende Schicht in Maschinenrichtung und / oder in Quermaschinenrichtung wirkende Piezoelemente aufweist, wodurch die Steifigkeit in Maschinenrichtung und /oder in Quermaschinenrichtung variabel beeinflussbar ist.

Claims (18)

  1. Schaberklinge für eine Maschine zur Herstellung und / oder Weiterverarbeitung einer Materialbahn, insbesondere einer Faserstoffbahn, die eine Anzahl von miteinander laminierten Schichten aufweist,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass zumindest eine der Schichten zur Reduktion bzw. Verhinderung einer Bartbildung der Schaberklinge als kontinuierlich verschleißende Schicht ausgebildet ist.
  2. Schaberklinge nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass zumindest eine weitere Schicht vorgesehen ist, die eine zur kontinuierlich verschleißenden Schicht unterschiedliche Funktion erfüllt.
  3. Schaberklinge nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass mehrere weitere Schichten vorgesehen sind, die zueinander unterschiedliche Funktionen erfüllen.
  4. Schaberklinge nach Anspruch 2 oder 3,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die zueinander unterschiedlichen Funktionen die folgenden sind:
    - Reinigung der Walzenoberfläche,
    - Polieren der Walzenoberfläche,
    - Abstützen der Schaberklinge auf der Walzenoberfläche,
    - Beeinflussung der Steifigkeit der Schaberklinge,
    - Schmierung des tribologischen Systems Schaberklinge - Walzenoberfläche.
  5. Schaberklinge nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die oberste und / oder die unterste Schicht eine kontinuierlich verschleißende Schicht ist.
  6. Schaberklinge nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die kontinuierlich verschleißende Schicht ein Matrixmaterial und zumindest einen partikelförmigen und / oder faserförmigen Füllstoff enthält, der in das Matrixmaterial eingebettet ist.
  7. Schaberklinge nach Anspruch 6,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Füllstoff isotrope oder anisotrope Verschleißeigenschaften aufweist.
  8. Schaberklinge nach Anspruch 7,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass als Füllstoff mit isotropen Verschleißeigenschaften Verwendung findet: Glasfaser und / oder Partikel die Quarz oder Glas oder thermoplastischen Kunststoff oder duromeren Kunststoff enthalten.
  9. Schaberklinge nach Anspruch 7,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass faserförmiger Füllstoff mit anisotropen Verschleißeigenschaften orientiert, insbesondere in Maschinenrichtung orientiert, angeordnet ist.
  10. Schaberklinge nach einem der Ansprüche 4 bis 9,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die die Walzenoberfläche reinigende Schicht zumindest einen abrasiven partikelförmige und / oder faserförmigen Füllstoff enthält.
  11. Schaberklinge nach Anspruch 10,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass als abrasiver Füllstoff allein oder in Kombination Verwendung finden: Kohlefasern, Keramikfasern, Metalloxide oder Carbide.
  12. Schaberklinge nach einem der Ansprüche 4 bis 11,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass durch die die Walzenoberfläche polierende Schicht eine definierte Rauhigkeit der Walzenoberfläche eingestellt wird.
  13. Schaberklinge nach einem der Ansprüche 4 bis 12,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die die Walzenoberfläche polierende Schicht zumindest einen abrasiven Füllstoff enthält, dessen Größe kleiner ist als die Größe des Füllstoffs den die die Walzenoberfläche reinigende Schicht enthält.
  14. Schaberklinge nach einem der Ansprüche 4 bis 13,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die die Schaberklinge auf der Walzenoberfläche abstützende Schicht eine Verschleißrate hat, die ungleich der Verschleißrate der die Walzenoberfläche polierenden Schicht und / oder der die Walzenoberfläche reinigenden Schicht ist.
  15. Schaberklinge nach einem der Ansprüche 4 bis 14,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die die Steifigkeit der Schaberklinge beeinflussende Schicht in Maschinenrichtung ein zur Quermaschinenrichtung unterschiedliches Elastizitätsmodul hat.
  16. Schaberklinge nach einem der Ansprüche 4 bis 15,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die die Schmierung des tribologischen Systems Schaberklinge und Walzenoberfläche beeinflussende Schicht einen Friktionskoeffizienten im Bereich von 0,01 bis 0,5, vorzugsweise von 0,1 bis 0,3 hat.
  17. Schaberklinge nach Anspruch 16,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die die Schmierung des tribologischen Systems Schaberklinge und Walzenoberfläche beeinflussende Schicht ein Matrixmaterial und zumindest einen partikelförmigen und / oder faserförmigen Füllstoff enthält, der in das Matrixmaterial eingebettet ist.
  18. Schaberklinge nach Anspruch 17,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass als Füllstoff allein oder in Kombination Verwendung finden:
    MoS2, Graphit, Teflon, PE, PP, flüssige Additive die nicht in das Materixmaterial chemisch eingebunden sind wie bspw. Silanöl, reaktive Additive die mit zumindest einer reaktiven Koppelstelle an das Materixmaterial gebunden sind wie bspw. funktionale Silane, Vinylverbindungen.
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