EP2462280A1 - Self-conditioning roll doctoring means - Google Patents

Self-conditioning roll doctoring means

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Publication number
EP2462280A1
EP2462280A1 EP10734470A EP10734470A EP2462280A1 EP 2462280 A1 EP2462280 A1 EP 2462280A1 EP 10734470 A EP10734470 A EP 10734470A EP 10734470 A EP10734470 A EP 10734470A EP 2462280 A1 EP2462280 A1 EP 2462280A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
hard
grains
roll cover
grain size
embedded
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Withdrawn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
EP10734470A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Alexander Etschmaier
Antje Berendes
Franz Grohmann
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
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 filed Critical Voith Patent GmbH
Publication of EP2462280A1 publication Critical patent/EP2462280A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current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
    • D21G3/02—Doctors for calenders
    • 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
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21G—CALENDERS; ACCESSORIES FOR PAPER-MAKING MACHINES
    • D21G3/00—Doctors
    • D21G3/005—Doctor knifes

Definitions

  • the invention relates to the Beschange Vietnamese roller covers of calender rolls and in particular a Beschabung that maintains the predetermined roughness of the roll reference surface.
  • calender rolls are used in calenders for finishing the surfaces of paper webs.
  • the roughness of Kalanderwalzenober lake has a significant impact on the surface properties of the paper produced, such. B. its gloss and smoothness. So that impurities such as paper fibers or coating residues do not permanently deposit on the roll surface and thus may affect the surface quality of the paper produced, so-called doctor blades are applied to the roll surface, which remove the impurities from the roll surface.
  • Roll cover provided that combines sufficient ductility with a high surface hardness.
  • Such rolls typically comprise a filler matrix of e.g. Nickel,
  • Cobalt or iron which serves as a binder for embedded therein hard material grains.
  • Carbide grains are usually metal-like carbides, such as tungsten carbide, titanium carbide or chromium carbide, metallic nitrides, such as
  • the user surface of the roll cover ie the radially outer surface of the roll cover that is in contact with the paper surface during use, is ground to the roughness required for the respective application. Impurities are removed from the roll surface by means of a scraper blade which presses against the surface of use of the roll cover during operation.
  • a scraper blade which presses against the surface of use of the roll cover during operation.
  • the doctor blades themselves can affect the surface properties of the roll cover.
  • a part of the scraper dirt called abrasion of the doctor blade can settle on the surface of the roll cover and change their roughness.
  • the scraper dirt on a high-gloss machined roll surface can settle as a matt coating that affects the gloss values of the paper produced.
  • this has a doctor blade, are embedded in the hard grains whose hardness, grain size distribution and surface morphology is selected to match the tolerance range of the roughness of the surface of the roll reference roll surface.
  • this has a roll cover for a calender roll whose radially outer surface forms the wear surface of the doctor blade, the region of the roll cover adjoining the useful surface being formed from a material comprising first hard material grains embedded in a filler matrix , and wherein the user surface is further formed so that its roughness has a value within a predetermined tolerance range.
  • a scraper blade which has a fiber composite material in the binder hard material grains are embedded, their hardness, particle size distribution and
  • Particle size distribution of the hard materials is selected in the roll cover and depending on the tolerance range in which the Roughness of the user surface of the roll cover should be maintained.
  • the doctor blade preferably has hard-material grains whose hardness is less than the hardness of the filler matrix in the filler matrix Roller cover embedded hard grains is.
  • the hardness of the carbide grains embedded in the doctor blade is not more than 70%, but at least 3%, and preferably at least 30%, of the hardness of the hard material grains embedded in the filler matrix of the roll cover.
  • the comparison of the hardnesses refers to hardness information according to Vickers and in particular to Vickers hardnesses based on a load of 300 g.
  • the average grain size of the hard grains embedded in the doctor blade is greater than the average grain size of the hard grains embedded in the filler matrix of the roll cover, thereby preventing local overstressing of the roll cover in the microscopic range.
  • the average grain size of the hard grains embedded in the doctor blade is preferably at least twice as large Average grain size of the embedded in the filler matrix of the roll cover hard grains.
  • the hard grains embedded in the doctor blade have a particle size distribution in which preferably the grain size, which is not exceeded by 90% of the hard grains, is at least twice as large and preferably at least three times as large as the grain size of 10% of the hard grains is not exceeded.
  • a corresponding particle size distribution enables a high packing density of the hard material grains in the doctor blade, whereby the risk of breaking out of hard material grains from the binder material of the doctor blade and thus the probability of the emergence of sharp edges, which could lead to a groove formation on the roll surface is minimized.
  • R a 0.03 microns is preferably by the use of
  • Surface morphology is determined by rounded edges and corners.
  • Surface morphology or morphology is understood to mean the shape of the hard material grains, which results from geometrically determined surfaces, edges and corners. In a further embodiment, those in the
  • the roughness of the useful surface of the roll cover has a value or a value
  • the doctor blade of the device has hard-material grains embedded therein, the hardness of which is at least 30% and at most 200% of the hardness of the hard-material grains embedded in the filler matrix of the roll cover.
  • the hard material grains have a monomodal particle size distribution, wherein the average particle size of the distribution is greater than the average particle size of the hard material grains embedded in the filler matrix of the roll cover.
  • the hard-material grains embedded in the doctor blade have a bimodal or multimodal particle size distribution, at which at least the average particle size of one of the grains
  • the morphology of embedded in the scraper blade hard grains is determined by an edgy but not sharp-edged surface.
  • Maintaining a roughness specified in this "coarse" roughness range is at least 100% and maximum
  • the hardness of the hard material grains embedded in the doctor blade is preferably at least 120% and at most 180% of the hardness of the hard material grains embedded in the filler matrix of the roll cover.
  • the hard grains embedded in the doctor blade have a size distribution in which the grain sizes of at least 10% of the hard grains are greater than the average grain size of the hard grains embedded in the filler matrix of the roll cover.
  • the carbide grains embedded in the doctor blade have a
  • Grain size distribution in which the grain sizes of at least 10% of the hard grains are smaller than that
  • the device in the scraper blade embedded hard material grains having at least two
  • Grain size distributions differ from each other at least in their average grain size.
  • the morphology of the hard material grains or of the hard material grains of one of the particle size distribution modes is determined by a surface which has sharp-edged portions.
  • Has hard grains, their hardness, grain size distribution and surface morphology on the specified roughness of the roll or roll reference surface and the grain sizes and Hardening of the embedded therein hard grains is tuned.
  • the scraper blade provides that, at least in the region in which the scraper blade is intended for contact with the roller cover, has a fiber composite in which fibers of a material or fibers of different materials are connected with a binder in the above described hard material grains are embedded.
  • Suitable fiber materials are glass fibers, carbon fibers, aramid fibers or basalt fibers, it being possible to combine two or more of these types of fibers to set certain abrasion properties.
  • the binder used is preferably a thermosetting or thermoplastic material, with the use of a phenolic resin or an amine-crosslinked or anhydride-crosslinked epoxy resin being particularly preferred.
  • Figure 1 shows a device in which a
  • FIG. 2 shows the tip region of a doctor blade in a schematic cross-sectional representation
  • FIG. 3 illustrates hard material grains with different morphologies
  • FIG. 4 shows an example of a monomodal one
  • FIG. 5 shows an example of a bimodal
  • FIG. 1 shows a system 100 that includes a calender roll 10 and a doctor blade 20 whose tip presses against the radially outer circumferential surface of the roll cover 12 of the calender roll 10.
  • the calender rolls are usually built up in a multi-layered manner with a roll cover 12 applied to the roll body 11, which is designed to be hollow cylindrical in the first approximation.
  • Calender rolls are used in papermaking to form the final surface of the paper. The requirements for this surface differ depending on the type of paper. For example, packaging papers require high smoothness without too much gloss, while coated or uncoated magazine papers require extreme gloss and smoothness values.
  • the roll cover 12 may contain further components (not shown in FIG. 1) such as, for example, fiber materials which improve the mechanical stability of the roll cover 12.
  • the hard material grains 13 embedded in the filler matrix 14 can extend over the entire thickness of the roll cover 12, ie over its entire radial extent. However, the hard material grains 13 embedded in the filler matrix 14 can also be part of only one partial layer of the roll cover, this partial layer being adjacent to the radially outer surface of the roll cover.
  • the hard-material grain-containing layer of the roll cover 12 may also contain other components.
  • metal-type carbides metallic nitrides and borides and mixtures of these substances are used.
  • metal-type carbides are tungsten carbide (WC), di tungsten carbide (W 2 C) or tungsten carbide, which corresponds to a mixture of tungsten carbide and di tungsten carbide, chromium carbide (Cr 3 C 2 ), vanadium carbide (VC), tantalum carbide (TaC),
  • Molybdenum carbide MoC
  • NbC niobium carbide
  • titanium carbide Molybdenum carbide
  • Hard materials suitable metal nitrides is titanium nitride
  • Carbohydrates are used from carbonitrides, wherein
  • Carbonitrides of different metals can be mixed.
  • M 1 , M 2 and M 3 are each a metal selected from of the group of V, Ta, Ti, Mo, Nb, W, or B.
  • M 1 , M 2 and M 3 are each a metal selected from of the group of V, Ta, Ti, Mo, Nb, W, or B.
  • TiB 2 titanium diboride
  • ceramic metal oxides such as TiO 2 , Cr 2 O 3 or Al 2 O 3 as well as suicides such as MoSi 2 for producing the hard material grains.
  • ductile metallic binders such as, for example, nickel, cobalt or iron.
  • the application of the filler matrix with hard grains embedded therein is preferably carried out by means of a method known as high-speed flame spraying, which is known by the acronym HVOF (High Velocity Oxygen Fuel Spraying).
  • HVOF High Velocity Oxygen Fuel Spraying
  • the layer can either be applied directly to the roll body 11 or onto a carrier layer of the roll cover 12.
  • the roller body 11 is preferably designed as a hollow cylinder, wherein deviations from the strict cylindrical geometry are usually provided, the the deformation of the roll at the high pressures used in the nip (gap) between two rolls rolling against each other take into account.
  • nip nip
  • the useful surface of the roll cover 12 is scraped with a doctor blade 20 as illustrated in FIG.
  • the user surface of the roll cover 12 contacting end of the doctor blade 20 has a designated as bevel 21 bevel for deriving the impurities, which detaches the doctor blade from the surface of the roll reference.
  • the inclination angle ⁇ of the wate 21 with respect to the underside 22 of the scraper blade 20 generally has values between 30 ° and 45 °.
  • the wate extends from the top 23 of the scraper blade 20 in the direction of the bottom 22, wherein it is separated from the latter by a short, perpendicular to the bottom 22 end face 24.
  • the scraper blade 20 rests on the useful surface of the roll cover 12 with the underside 22 at the transition to the end face 24.
  • Contact pressure and angle of attack of the doctor blade 20 are matched to the microabrasive properties of the doctor blade and the surface properties and surface composition of the roll cover.
  • the angle of attack between the underside 22 of the doctor blade 20 and the tangent (dashed line) on the surface of the roll cover 12 at the point of contact with the doctor blade is to be understood as the angle of attack ⁇ .
  • a contact pressure in the range of 200 to 300 N / m and in particular in the range of 240 to 260 N / m is preferably selected.
  • the angle of attack of the doctor blade 20 preferably has a value in the range of 15 ° to 30 °, and in particular in the range of 23 ° and 28 ° and particularly preferably a value of 25 °.
  • FIG. 2 shows a schematic cross section through the region of the doctor blade which comprises the wate 21. In this "tip region", the doctor blade 20 is bounded by four surfaces, the top 23, the wate 21, the end surface 24 and the bottom 22.
  • the doctor blade 20 consists of a fiber composite material in which fibers 25 and possibly 26 embedded in a binder 27 are. Apart from the fibers 25 and 26, hard material grains are additionally embedded in the binder 27, which, as explained below, may have different particle sizes or distributions, hardnesses and surface morphologies.
  • each fiber layer is formed as a fabric.
  • the fibers give the doctor blade 20 for the
  • the fibers of the derivative of the serve in the Beschabung at the Schaberklingenspitze resulting frictional heat, whereby overheating of the doctor blade is prevented to a temperature above the glass transition temperature of the binder material 27.
  • fiber materials are in particular glass, carbon, aramid and basalt fibers. Carbon fibers are particularly suitable for rapidly dissipating the frictional heat from the tip region of the doctor blade 20.
  • different fiber materials can be combined, whereby the fiber materials of the individual fiber layers can differ from each other, but also different fiber materials in one fiber layer or tissue can be combined.
  • thermosets or thermoplastics which are preferably formed from a phenolic resin or an amine-crosslinked or anhydride-crosslinked epoxy resin.
  • binder materials include bisphenol A epichlorohydrin resins (bisphenol A is the common name for 2,2-bis (4-hydroxyphenyl) propane), bisphenol F-epichlorohydrin resins (bisphenol F: 2,2'-methylene diphenol), modified bisphenol A - epichlorohydrin resins, modified bisphenol F - epichlorohydrin resins, trifunctional epichlorohydrin resins, tetrafunctional epichlorohydrin resins crosslinked with aromatic or cycloaliphatic diamines or cyclic anhydrides, or combinations of said substances.
  • bisphenol A epichlorohydrin resins bisphenol A is the common name for 2,2-bis (4-hydroxyphenyl) propane
  • bisphenol F-epichlorohydrin resins bisphenol F: 2,2'-methylene diphenol
  • the binding materials 27 preferably allow operating temperatures of 240 ° Celsius, which can be exceeded even in the short term, for example to temperatures of 255 ° Celsius.
  • a doctor blade 20 formed by a fiber composite of fabric reinforcement or thermoset or thermoplastic binder material matrix is relatively soft. The interaction between such doctor blades 20 and the roll cover 12 is limited to the removal of foreign substances, ie particles and substances that have detached from the paper web and deposited on the surface of the roll cover 12. It has been shown in practice that finer coatings, especially of coating material or scraper dirt, which regularly einlagert in the roughness-induced depressions of the surface of the roll cover or have accumulated at smooth surfaces useful in this, can not be permanently removed from the doctor blade.
  • Corresponding coverings lead to a change in the surface roughness of the roll cover; with rougher roll surfaces usually to a smoothing, with smoother surfaces to a matting.
  • the surface quality of the paper produced changes, so that the production process must be interrupted in order to condition the calender roll to the desired surface quality.
  • the paper machine stands still for up to twelve hours. Such a shutdown means enormous costs for the paper manufacturer.
  • the scraper blade 20 has embedded therein hard grains, which condition the surface of use of the roll cover 12 during the Beschabungsvorgang.
  • the hard material grains in the doctor blade are selected for this purpose so that they act microabrasively on the roll surface and thereby maintain the predetermined roughness of the useful surface of the roll cover 12.
  • the specifications for the roughness of a roll cover useful surface depend on the particular smoothing task, ie on the smoothness and gloss factor, which are required for the paper web to be produced. Depending on the requirements of calendering or calendering, z.
  • R a value is the average roughness, ie the value with respect to which the sum of the deviations of the surface profile is minimal.
  • hard material grains having a lower hardness than those embedded in the roll cover 12 are used in the doctor blade 20.
  • the hardness of these hard material grains 31 should amount to at least 3% of the hard material grains 13 used in the filler matrix 14 of the roll cover 12, with hardnesses in the range of 30% to 70% of the hardness of the hard material grains 13 used in the roll cover 12 being preferred. This ensures that the abrasive effect of the doctor blade is essentially limited to the removal of deposits on the useful surface of the roll cover 12 and the removal of "weathered", ie chemically or mechanically degraded, surface layer of the roll cover 12.
  • the average grain size is that embedded in the doctor blade
  • Hard materials 31 at least as large and preferably Particular preference is given to hard material grains 31 having a particle size distribution whose mean particle size is approximately twice as great as that of the hard materials 13 of the roll cover 12. This prevents it from becoming too small the hard materials 31 of the scraper blade 20 with the hard material grains 13 of the roll cover 12 can get caught at the borders to the filler matrix 14 and can detach them from the filler matrix.
  • the useful surface of the roll cover 12 is kept free of scale-like deposits and small-surface unevennesses, such as occur during mechanical operation of the roll reference surface be smoothed abrasive.
  • the variation of the particle sizes of the hard materials 31 embedded in the doctor blade follows a distribution in which the particle size, which is not exceeded by a total of 90% of the hard material grains 31, is at least twice as large as the particle size of 10%. the hard material grains 31 is not exceeded.
  • the grain size that is not exceeded by 90% of the hard grains 31 is at least three times the grain size, which is not exceeded by 10% of the hard grains 31.
  • the hard-material grains 31 used in the doctor blade 20 preferably have a rounded surface geometry, which preferably has a Having rotational ellipsoids and in particular spherical basic shape. Examples of such surface geometries are illustrated in Figures c and d of Figure 3.
  • the roll cover comprises hard material grains 13 made of tungsten monocarbide having a Vickers hardness of 21.8 GPa (according to HVO, 3, ie measured with a load of 300 g).
  • the useful surface of the roll cover is finely ground, ie the roughness of the roll surface has a value in the range of 0.02 to 0.03 ⁇ m.
  • Embedded in the doctor blade 20 are carbothermically produced zirconium nitride hard material grains 31 having a Vickers hardness of 15.0 GPa according to HVO, 3 and a D50 particle size distribution as described above.
  • the morphology of carbothermally produced ZrN grains is roundish and approximately corresponds to the representations c, d and e of FIG. 3.
  • a roll cover 12 with embedded WC hard-material grains (D50 of 2.3 ⁇ m) as indicated above is likewise used.
  • D50 embedded WC hard-material grains
  • ZrN Carbide grains are used in the doctor blade 20 but hard grains of molybdenum disilicide (MoSi2). This has a Vickers hardness of 12.75 GPa according to HVO, 3.
  • the D50 particle size distribution of the embedded MoSi2 hard aggregate grains is 8.4 ⁇ m.
  • the hard grains are rounded by a thermal process.
  • hard-material grains 31 and possibly 32 and 33 are preferably embedded in the doctor blade 20, which have hardnesses of at least 30% to at most 200% of the hardness of the hard material grains embedded in the filler matrix 14 of the roll cover 12.
  • the average grain size of at least one type of hard material embedded in the blade 20 is preferably greater than that of the hard materials 13 of the roll cover 12.
  • the hard materials embedded in the doctor blade 20 are present in a monomodal particle size distribution.
  • harder hard grains are preferred than in relation to this lower roughness.
  • hard material grains having a bimodal or multimodal particle size distribution are used.
  • the hard material grains of the individual grain size modes differ either in their surface morphology or in their hardness, but preferably in both.
  • hard material grains 31 are preferably used which have a polygonal or angular morphology, as exemplified in US Pat Representation b of Figure 3 is illustrated.
  • the corners and the edges in this case have no or only slightly sharp-edged or pointed portions are substantially slightly rounded.
  • the use of multimodal particle size distributions for the hard materials embedded in the doctor blade 20 makes it possible to combine various abrasive properties of the grains with a high degree of incorporation of the hard material grains into the binding matrix of the doctor blade. If, for example, three hard material grain modes are used, the first mode can be formed of hard material grains whose average grain size is greater than the average grain size of the hard grains 13 used in the roll cover 12 and which has a preferably rounded surface morphology without formation of prominent corners and edges for smoothing coarser irregularities in the surface Use surface of the roll cover 12 have.
  • a second mode may have smaller size hard grains whose surface morphology is characterized by angular but not sharp edges.
  • Corresponding Hortstoffkörner counteract excessive smoothing of the user surface of the roll cover 12 and thus ensure that the surface roughness does not fall below a predetermined value.
  • a third mode may be added to hard material grains, which may be a third
  • Grain size of this third mode is significantly lower than that of the other two modes and spans the middle (10 to a few 10 nm) and upper (100 to a few 100 nm) nanometer range. These hard grains serve the
  • the roll cover comprises hard material grains 13 made of tungsten monocarbide having a Vickers hardness of 21.8 GPa according to HVO, 3, wherein 50 percent of the hard grains (determined by the above-mentioned laser diffraction method) are not larger than 2.3 ⁇ m ,
  • the carbide grains embedded in the scraper blade 20 consist of carburized titanium carbide having a Vickers hardness of 30.0 GPa according to HVO, 3 and a particle size distribution D50 of 10.2 ⁇ m.
  • titanium nitride hard-material grains 31 are embedded in the doctor blade 20, which have a hardness of 19.9 GPa and a particle size distribution D50 of 12.5 ⁇ m.
  • the execution of the roll cover corresponds to that of the previous example.
  • hard material grains which are at least as hard and at most about three times as hard are used in the doctor blade 20 Ideally, the hardness of the hard materials 31, 32 or 33 used in the doctor blade 20 is between 120% and 180% of the hardness of the hard material grains 13 of the roll cover 12. In one embodiment, the particle size distributions or distributions of the hard material grains are selected such that 10% of the hard materials that are effective for the abrasive processing of the user surface are greater than the average particle size of the hard materials 13 of the roll cover 12.
  • the grain size distributions of the hard grains 31, 32 and possibly 33 embedded in the doctor blade 20 are preferably bimodal or multimodal.
  • a bimodal or multimodal particle size distribution at least two different surface morphologies are also preferably used here, average particle size, hardness and surface morphology of a particle size distribution mode being selected such that the predetermined roughness value is maintained, for which hard-particle grains with sharp-edged portions are used in particular Hard grains of a second particle size distribution mode are less sharp-edged or rounded in order to counteract too high roughness values and so to keep the roughness of the user surface within a predetermined tolerance range.
  • the roughness tolerance range of the surface of the roll cover 12 can be adjusted by more than two grain size distribution modes in conjunction with several different surface morphologies become.
  • a hard material fine particle powder can also be used which has particle sizes in the nm range and which fills the spaces between the larger, in the ⁇ m range, hard material grains, which essentially determine the abrasion properties of the doctor blades 20.
  • a corresponding hard grain fine powder minimizes the likelihood of chip breaking out of the doctor blade during the shaving process.
  • the roll cover 12 has tungsten carbide hard grains 13 embedded therein, characterized by a Vickers hardness of 21.8 GPa according to HVO, 3 and a D50 grain size distribution of 2.3 ⁇ m.
  • the scraper blade 20 contains carbothermically produced carbide titanium carbide (TiB 2) carbide particles having a Vickers hardness of 33 GPa according to HVO, 3 and a particle size distribution D 50 of 2.6 ⁇ m.
  • the invention makes it possible to maintain the roughness of the surface of use of a roll cover over its entire surface
  • Roll cover, d. H. the time between commissioning and replacement of a roll or a roll cover considerably. Accordingly, the downtime of a paper machine is reduced and the machine used more effectively.

Abstract

The invention relates to an apparatus having a roll cover (12) for a calender roll (10) and a doctor blade (20) for doctoring the roll cover (12) on its useful surface, wherein the radially outer circumferential surface of the roll cover (12) forms its useful surface, that region of the roll cover (12) which adjoins the useful surface is formed from a material which comprises first hard-material grains (13) which are embedded into a filler matrix (14), and the roughness of the useful surface has a value within a predefined tolerance range. The doctor blade (20) of the apparatus has a fibre composite material which is configured for doctoring the useful surface of the roll cover (12) and in the binding agent (27) of which second hard-material grains (31, 32, 33) are embedded, the hardness, grain size distribution and surface morphology of which is selected to be coordinated with the tolerance range of the roughness of the useful surface of the roll cover (12).

Description

Selbstkonditionierende Walzenbeschabung  Self-conditioning roller Beschabung
Die Erfindung betrifft die Beschabung von Walzenbezügen von Kalanderwalzen und im Besonderen eine Beschabung, die die vorgegebene Rauheit der Walzenbezugsoberfläche aufrecht erhält . The invention relates to the Beschangenung roller covers of calender rolls and in particular a Beschabung that maintains the predetermined roughness of the roll reference surface.
In der Papierherstellung werden Kalanderwalzen in Glättwerken zur abschließenden Bearbeitung der Oberflächen von Papierbahnen verwendet. Dabei besitzt die Rauheit der Kalanderwalzenoberflächen einen wesentlichen Einfluss auf die Oberflächeneigenschaften des hergestellten Papiers, wie z. B. dessen Glanz und Glätte. Damit sich Verunreinigungen wie beispielsweise Papierfasern oder Strichrückstände nicht dauerhaft auf der Walzenoberfläche ablagern und damit die Oberflächenqualität des erzeugten Papiers beeinträchtigen können, werden sogenannte Schaberklingen an die Walzenoberfläche angelegt, die die Verunreinigungen von der Walzenoberfläche entfernen. In papermaking, calender rolls are used in calenders for finishing the surfaces of paper webs. The roughness of Kalanderwalzenoberflächen has a significant impact on the surface properties of the paper produced, such. B. its gloss and smoothness. So that impurities such as paper fibers or coating residues do not permanently deposit on the roll surface and thus may affect the surface quality of the paper produced, so-called doctor blades are applied to the roll surface, which remove the impurities from the roll surface.
Aufgrund des hohen Drucks und der hohen Temperaturen, bei denen Kalanderwalzen betrieben werden, ist deren Oberfläche hohen mechanischen und thermischen Belastungen ausgesetzt.Due to the high pressure and high temperatures at which calender rolls are operated, their surface is subject to high mechanical and thermal stresses.
Daher werden Kalanderwalzen in der Regel mit einemTherefore, calender rolls are usually with a
Walzenbezug versehen, der eine ausreichende Duktilität mit einer hohen Oberflächenhärte verbindet. Solche Walzen weisen in der Regel eine Füllermatrix aus z.B. Nickel,Roll cover provided that combines sufficient ductility with a high surface hardness. Such rolls typically comprise a filler matrix of e.g. Nickel,
Kobalt oder Eisen auf, die als Binder für darin eingebettete Hartstoffkörner dient. Als Material für dieCobalt or iron, which serves as a binder for embedded therein hard material grains. As material for the
Hartstoffkörner werden in der Regel metallartige Carbide, wie beispielsweise Wolframcarbid, Titancarbid oder Chromcarbid, metallische Nitride, wie beispielsweiseCarbide grains are usually metal-like carbides, such as tungsten carbide, titanium carbide or chromium carbide, metallic nitrides, such as
Titannitrid sowie Mischungen davon und Carbonitride, wie beispielsweise Titancarbonitrid, verwendet. Während das für die Füllermatrix verwendete Metall in Bezug auf die zu erreichende Duktilität des Walzenbezugs gewählt wird, wird die Härte der Bezugsoberfläche von den darin eingebetteten Hartstoffkörnern bestimmt. Der mittlere Abstand zwischen den Hartstoffkörnern wird als Spaltmaß bezeichnet. Titanium nitride and mixtures thereof and carbonitrides, such as for example, titanium carbonitride used. While the metal used for the filler matrix is selected in terms of the ductility of the roll cover to be achieved, the hardness of the reference surface is determined by the carbide grains embedded therein. The average distance between the hard grains is called the gap.
Die Nutzoberfläche des Walzenbezugs, d.h. die bei Gebrauch mit der Papieroberfläche in Kontakt stehende radial außen stehende Oberfläche des Walzenbezugs, wird auf die für den jeweiligen Anwendungsfall erforderliche Rauheit geschliffen. Verunreinigungen werden von der Walzenoberfläche mit Hilfe einer Schaberklinge entfernt, die während des Betriebs gegen die Nutzoberfläche des Walzenbezugs drückt. Es hat sich jedoch gezeigt, dass die Schaberklingen selbst die Oberflächeneigenschaften des Walzenbezugs beeinträchtigen können. Beispielsweise kann sich ein Teil des als Schaberschmutz bezeichneten Abriebs der Schaberklinge an der Oberfläche des Walzenbezugs festsetzen und deren Rauheit verändern. Beispielsweise kann sich der Schaberschmutz auf einer auf Hochglanz bearbeiteten Walzenoberfläche als matter Belag festsetzen, der die Glanzwerte des hergestellten Papiers beeinträchtigt. Umgekehrt kann die Einlagerung von Schaberschmutz in den Vertiefungen einer relativen rauen Walzenoberfläche einen "Politureffekt" zur Folge haben, der zu glänzenden Partien auf einem mit einer an sich matten Oberfläche hergestellten Papier führen kann. Daher werden Hartstoffkörner in das Material der Schaberklinge eingebettet, welche die Walzenoberfläche beim Beschaben mikroabrasiv bearbeiten und somit die Reinheit der Walzenoberfläche über einen längeren Zeitraum gewährleisten . Es hat sich jedoch gezeigt, dass entsprechende Schaberklingen die Vorgabewerte für die Oberflächenrauhigkeit nur über einen begrenzten Zeitraum aufrecht erhalten können. The user surface of the roll cover, ie the radially outer surface of the roll cover that is in contact with the paper surface during use, is ground to the roughness required for the respective application. Impurities are removed from the roll surface by means of a scraper blade which presses against the surface of use of the roll cover during operation. However, it has been found that the doctor blades themselves can affect the surface properties of the roll cover. For example, a part of the scraper dirt called abrasion of the doctor blade can settle on the surface of the roll cover and change their roughness. For example, the scraper dirt on a high-gloss machined roll surface can settle as a matt coating that affects the gloss values of the paper produced. Conversely, the inclusion of scraper dirt in the cavities of a relatively rough roll surface can result in a "polishing effect" which can result in shiny areas on a paper made with a matte surface. Therefore, hard material grains are embedded in the material of the doctor blade, which microabrasive process the roll surface when Beschaben and thus ensure the purity of the roll surface over a longer period. However, it has been shown that corresponding doctor blades can maintain the default values for the surface roughness only for a limited period of time.
Ausgehend von dem Dargelegten ist es daher wünschenswert eine Vorrichtung anzugeben, bei der die Vorgabewerte bezüglich des Toleranzbereichs der Rauheit der Nutzoberfläche eines Walzenbezugs für eine Kalanderwalze über einen längeren Zeitraum aufrecht erhalten werden. On the basis of the above, it is therefore desirable to provide a device in which the default values regarding the tolerance range of the roughness of the surface of use of a roll cover for a calender roll are maintained over a relatively long period of time.
Gemäß einer Ausführungsform der Vorrichtung weist diese eine Schaberklinge auf, in die Hartstoffkörner eingebettet sind, deren Härte, Korngrößenverteilung und Oberflächenmorphologie auf den Toleranzbereich der Rauheit der Nutzoberfläche des Walzenbezugs abgestimmt gewählt ist. According to one embodiment of the device, this has a doctor blade, are embedded in the hard grains whose hardness, grain size distribution and surface morphology is selected to match the tolerance range of the roughness of the surface of the roll reference roll surface.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Vorrichtung weist diese einen Walzenbezug für eine Kalanderwalze auf, dessen radial außenliegende Mantelfläche die von der Schaberklinge beschabte Nutzoberfläche bildet, wobei der an die Nutzoberfläche angrenzende Bereich des Walzenbezugs aus einem Material gebildet ist, das in eine Füllermatrix eingebettete erste Hartstoffkörner umfasst, und wobei die Nutzoberfläche ferner so ausgebildet ist, dass ihre Rauheit einen Wert innerhalb eines vorgegebenen Toleranzbereichs aufweist . According to a further embodiment of the device, this has a roll cover for a calender roll whose radially outer surface forms the wear surface of the doctor blade, the region of the roll cover adjoining the useful surface being formed from a material comprising first hard material grains embedded in a filler matrix , and wherein the user surface is further formed so that its roughness has a value within a predetermined tolerance range.
Bei einer Ausführungsform der Vorrichtung ist eine Schaberklinge vorgesehen, die ein Faserverbundmaterial aufweist, in dessen Bindemittel Hartstoffkörner eingebettet sind, deren Härte, Korngrößenverteilung undIn one embodiment of the device, a scraper blade is provided which has a fiber composite material in the binder hard material grains are embedded, their hardness, particle size distribution and
Oberflächenmorphologie relativ zur Härte undSurface morphology relative to hardness and
Korngrößenverteilung der Hartstoffe im Walzenbezug und in Abhängigkeit des Toleranzbereichs gewählt ist, in dem die Rauheit der Nutzoberfläche des Walzenbezugs aufrecht erhalten bleiben soll. Particle size distribution of the hard materials is selected in the roll cover and depending on the tolerance range in which the Roughness of the user surface of the roll cover should be maintained.
Ist der vorgegebene Toleranzbereich für die Rauheit der Nutzoberfläche des Walzenbezugs im Bereich von Ra = 0,02 μm bis Ra = 0,03 μm angesiedelt, so weist die Schaberklinge vorzugsweise Hartstoffkörner auf, deren Härte geringer als die Härte der in der Füllermatrix des Walzenbezugs eingebetteten Hartstoffkörner ist. Gemäß Ausführungsformen der Erfindung beträgt die Härte der in der Schaberklinge eingebetteten Hartstoffkörner dabei maximal 70 %, wenigstens aber 3 % und vorzugsweise wenigstens 30 % der Härte der in der Füllermatrix des Walzenbezugs eingebetteten Hartstoffkörner . Der Vergleich der Härten bezieht sich dabei auf Härteangaben gemäß Vickers und insbesondere auf Vickershärten bezogen auf eine Last von 300 g. If the predetermined tolerance range for the roughness of the useful surface of the roll cover is in the range of R a = 0.02 μm to R a = 0.03 μm, the doctor blade preferably has hard-material grains whose hardness is less than the hardness of the filler matrix in the filler matrix Roller cover embedded hard grains is. According to embodiments of the invention, the hardness of the carbide grains embedded in the doctor blade is not more than 70%, but at least 3%, and preferably at least 30%, of the hardness of the hard material grains embedded in the filler matrix of the roll cover. The comparison of the hardnesses refers to hardness information according to Vickers and in particular to Vickers hardnesses based on a load of 300 g.
Bei diesen in dieser Schrift als "fein" bezeichneten Nutzoberflächen wird somit sichergestellt, dass sich die abrasive Wirkung der in der Schaberklinge eingebetteten Hartstoffkörner auf Belegungen und Verwitterungen der Walzenbezugoberfläche konzentriert und vorzugsweise kleinflächige Unebenheiten in der Oberfläche glättet. In the case of these useful surfaces designated in this document as "fine", it is thus ensured that the abrasive action of the hard-material grains embedded in the doctor blade concentrates on covering and weathering of the roll-covering surface and preferably smoothes small-surface irregularities in the surface.
Gemäß weiteren Ausführungsformen der Erfindung ist die durchschnittliche Korngröße der in der Schaberklinge eingebetteten Hartstoffkörner größer als die durchschnittliche Korngröße der in der Füllermatrix des Walzenbezugs eingebetteten Hartstoffkörner, wodurch eine lokale Überbeanspruchung des Walzenbezugs im mikroskopischen Bereich unterbunden wird. Gemäß Ausführungsformen ist die durchschnittliche Korngröße der in der Schaberklinge eingebetteten Hartstoffkörner vorzugsweise wenigstens doppelt so groß wie die durchschnittliche Korngröße der in der Füllermatrix des Walzenbezugs eingebetteten Hartstoffkörner . According to further embodiments of the invention, the average grain size of the hard grains embedded in the doctor blade is greater than the average grain size of the hard grains embedded in the filler matrix of the roll cover, thereby preventing local overstressing of the roll cover in the microscopic range. According to embodiments, the average grain size of the hard grains embedded in the doctor blade is preferably at least twice as large Average grain size of the embedded in the filler matrix of the roll cover hard grains.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Vorrichtung weisen die in der Schaberklinge eingebetteten Hartstoffkörner eine Korngrößenverteilung auf, bei der vorzugsweise die Korngröße, die von 90 % der Hartstoffkörner nicht überschritten wird, wenigstens doppelt so groß und vorzugsweise wenigstens dreimal so groß ist, wie die Korngröße, die von 10 % der Hartstoffkörner nicht überschritten wird. Eine entsprechende Korngrößenverteilung ermöglicht eine hohe Packungsdichte der Hartstoffkörner in der Schaberklinge, wodurch die Gefahr des Ausbrechens von Hartstoffkörnern aus dem Bindermaterial der Schaberklinge und damit die Wahrscheinlichkeit für das Entstehen von scharfen Kanten, die zu einer Rillenbildung an der Walzenoberfläche führen könnten, minimiert ist. According to a further embodiment of the device, the hard grains embedded in the doctor blade have a particle size distribution in which preferably the grain size, which is not exceeded by 90% of the hard grains, is at least twice as large and preferably at least three times as large as the grain size of 10% of the hard grains is not exceeded. A corresponding particle size distribution enables a high packing density of the hard material grains in the doctor blade, whereby the risk of breaking out of hard material grains from the binder material of the doctor blade and thus the probability of the emergence of sharp edges, which could lead to a groove formation on the roll surface is minimized.
Das Aufrechterhalten einer Rauhigkeit der Nutzoberfläche mit Vorgabewerten aus dem Feinbereich von Ra = 0,02 μm bisThe maintenance of a roughness of the user surface with default values from the fine range of R a = 0.02 microns to
Ra = 0,03 μm wird vorzugsweise durch die Verwendung vonR a = 0.03 microns is preferably by the use of
Hartstoffkörnern in der Schaberklinge unterstützt, derenHard material grains supported in the doctor blade, whose
Oberflächenmorphologie durch gerundete Kanten und Ecken bestimmt ist. Unter Oberflächenmorphologie bzw. Morphologie wird hierbei die Form der Hartstoffkörner verstanden, die sich aus geometrisch bestimmten Flächen, Kanten und Ecken ergibt. In einer weiteren Ausführungsform weisen die in derSurface morphology is determined by rounded edges and corners. Surface morphology or morphology is understood to mean the shape of the hard material grains, which results from geometrically determined surfaces, edges and corners. In a further embodiment, those in the
Schaberklinge eingebetteten Hartstoffkörner eine in ersterScraper blade embedded hard grains one in the first
Näherung rotationsellipsoidförmige Geometrie und vorzugsweise insbesondere eine sphärenförmige Geometrie auf, wodurch ein Feinschaben der Walzenoberfläche unterApproximation rotationally ellipsoidal geometry and preferably in particular a spherical geometry, whereby a fine scraping of the roll surface under
Vermeidung von Kratzerbildungen gefördert wird. Prevention of scratches is promoted.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Rauheit der Nutzoberfläche des Walzenbezugs einen Wert bzw. einenAccording to a further embodiment, the roughness of the useful surface of the roll cover has a value or a value
Toleranzbereich auf, der innerhalb des Bereichs von Ra = 0,03 μm bis Ra = 0,3 μm angesiedelt ist. Zum Aufrechterhalten dieser "mittleren" Rauheit weist die Schaberklinge der Vorrichtung in sie eingebettete Hartstoffkörner auf, deren Härte wenigstens 30 % und maximal 200 % der Härte der in der Füllermatrix des Walzenbezugs eingebetteten Hartstoffkörner beträgt. Bei einer weiteren Ausführungsform dieser Vorrichtung weisen die Hartstoffkörner eine monomodale Korngrößenverteilung auf, wobei die durchschnittliche Korngröße der Verteilung größer als die durchschnittliche Korngröße der in der Füllermatrix des Walzenbezugs eingebetteten Hartstoffkörner ist . Tolerance range within the range of R a = 0.03 microns to R a = 0.3 microns is settled. In order to maintain this "average" roughness, the doctor blade of the device has hard-material grains embedded therein, the hardness of which is at least 30% and at most 200% of the hardness of the hard-material grains embedded in the filler matrix of the roll cover. In a further embodiment of this device, the hard material grains have a monomodal particle size distribution, wherein the average particle size of the distribution is greater than the average particle size of the hard material grains embedded in the filler matrix of the roll cover.
Bei einer weiteren Ausführungsform der Vorrichtung weisen die in der Schaberklinge eingebetteten Hartstoffkörner eine bimodale oder multimodale Korngrößenverteilung auf, an denen zumindest die mittlere Korngröße eines derIn a further embodiment of the device, the hard-material grains embedded in the doctor blade have a bimodal or multimodal particle size distribution, at which at least the average particle size of one of the grains
Korngrößenverteilungsmodi größer als die durchschnittlicheGrain size distribution modes greater than the average
Korngröße der in der Füllermatrix des Walzenbezugs eingebetteten Hartstoffkörner ist, und wobei sich dieGrain size of embedded in the filler matrix of the roll cover hard grains, and wherein the
Korngrößenmoden untereinander in der durchschnittlichenGrain size modes among each other in the average
Korngröße und/oder in der Variation der Korngröße voneinander unterscheiden. Gemäß einer weiterenGrain size and / or differ in the variation of the grain size from each other. According to another
Ausführungsform der Vorrichtung ist die Morphologie der in der Schaberklinge eingebetteten Hartstoffkörner durch eine zwar kantige jedoch nicht scharfkantige Oberfläche bestimmt . Embodiment of the device, the morphology of embedded in the scraper blade hard grains is determined by an edgy but not sharp-edged surface.
Eine weitere Ausführungsform der Vorrichtung weist einen Walzenbezug auf, dessen Rauheit der Nutzoberfläche einen vorgegebenen Toleranzbereich aufweist, der im Bereich vonA further embodiment of the device has a roll cover whose roughness of the user surface has a predetermined tolerance range which is in the range of
Ra = 0,3 μm bis Ra = 0,8 μm angesiedelt ist. Die Härte der in der Schaberklinge eingebetteten Hartstoffkörner zumR a = 0.3 microns to R a = 0.8 microns is settled. The hardness of the carbide grains embedded in the doctor blade
Aufrechterhalten einer in diesem "groben" Rauheitsbereich vorgegebenen Rauheit beträgt wenigstens 100 % und maximalMaintaining a roughness specified in this "coarse" roughness range is at least 100% and maximum
300 % der Härte der in der Füllermatrix des Walzenbezugs eingebetteten Hartstoffkörner . In einer weiteren Ausführungsform beträgt die Härte der in der Schaberklinge eingebetteten Hartstoffkörner vorzugsweise wenigstens 120 % und maximal 180 % der Härte der in der Füllermatrix des Walzenbezugs eingebetteten Hartstoffkörner . 300% of the hardness in the filler matrix of the roll cover embedded hard grains. In a further embodiment, the hardness of the hard material grains embedded in the doctor blade is preferably at least 120% and at most 180% of the hardness of the hard material grains embedded in the filler matrix of the roll cover.
In einer weiteren Ausführungsform dieser Vorrichtung weisen die in der Schaberklinge eingebetteten Hartstoffkörner eine Größenverteilung auf, bei der die Korngrößen von wenigstens 10 % der Hartstoffkörner größer als die durchschnittliche Korngröße der in der Füllermatrix des Walzenbezugs eingebetteten Hartstoffkörner sind. In a further embodiment of this device, the hard grains embedded in the doctor blade have a size distribution in which the grain sizes of at least 10% of the hard grains are greater than the average grain size of the hard grains embedded in the filler matrix of the roll cover.
In einer weiteren Ausführungsform weisen die in der Schaberklinge eingebetteten Hartstoffkörner eineIn a further embodiment, the carbide grains embedded in the doctor blade have a
Korngrößenverteilung auf, bei der die Korngrößen von wenigstens 10 % der Hartstoffkörner kleiner sind als dasGrain size distribution, in which the grain sizes of at least 10% of the hard grains are smaller than that
Spaltmaß zwischen den in der Füllermatrix des Walzenbezugs eingebetteten Hartstoffkörnern . Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Vorrichtung in der Schaberklinge eingebettete Hartstoffkörner mit wenigstens zweiGap between the hard grains embedded in the filler matrix of the roll cover. According to a further embodiment, the device in the scraper blade embedded hard material grains having at least two
Korngrößenverteilungen auf, die sich zumindest in ihrer durchschnittlichen Korngröße voneinander unterscheiden.Grain size distributions differ from each other at least in their average grain size.
Nach einer weiteren Ausführungsform der Vorrichtung ist die Morphologie der Hartstoffkörner bzw. der Harststoffkörner eines der Korngrößenverteilungsmodi durch eine Oberfläche bestimmt, die scharfkantige Anteile aufweist. According to a further embodiment of the device, the morphology of the hard material grains or of the hard material grains of one of the particle size distribution modes is determined by a surface which has sharp-edged portions.
Es hat sich gezeigt, dass sich mit einer Schaberklinge die Vorgaben für die Oberflächenrauhigkeit des Walzenbezugs einer Kalanderwalze über einen langen Zeitraum aufrecht erhalten lassen, wenn die Schaberklinge in sie eingebetteteIt has been found that with a scraper blade, the specifications for the surface roughness of the roll cover of a calender roll can be maintained for a long period of time, when the doctor blade embedded in it
Hartstoffkörner aufweist, deren Härte, Korngrößenverteilung und Oberflächemorphologie auf die vorgegebene Rauheit der Walzen- bzw. Walzenbezugsoberfläche und die Korngrößen und Härten der darin eingebetteten Hartstoffkörner abgestimmt ist . Has hard grains, their hardness, grain size distribution and surface morphology on the specified roughness of the roll or roll reference surface and the grain sizes and Hardening of the embedded therein hard grains is tuned.
Weitere Ausführungsformen der Schaberklinge sehen vor, dass diese zumindest in dem Bereich, in dem die Schaberklinge zum Kontakt mit dem Walzenbezug vorgesehen ist, einen Faserverbund aufweist, bei dem Fasern eines Materials oder Fasern aus verschiedenen Materialien mit einem Bindemittel verbunden sind, in das wie oben beschriebene Hartstoffkörner eingebettet sind. Als Fasermaterialien eignen sich Glasfasern, Kohlefasern, Aramidfasern oder Basaltfasern, wobei zum Einstellen bestimmter Abriebseigenschaften zwei oder mehrere dieser Faserarten kombiniert werden können. Als Bindemittel wird vorzugsweise ein duroplastisches oder thermoplastisches Material verwendet, wobei die Verwendung eines Phenolharzes oder eines aminvernetzten oder anhydridvernetzten Epoxydharzes besonders bevorzugt wird. Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den Ansprüchen sowie den Figuren. Die einzelnen Merkmale können bei einer Ausführungsform gemäß der Erfindung je für sich oder zu mehreren verwirklicht sein. Bei der nachfolgenden Erläuterung einiger Ausführungsbeispiele der Erfindung wird auf die beiliegenden Figuren Bezug genommen, von denen Further embodiments of the scraper blade provide that, at least in the region in which the scraper blade is intended for contact with the roller cover, has a fiber composite in which fibers of a material or fibers of different materials are connected with a binder in the above described hard material grains are embedded. Suitable fiber materials are glass fibers, carbon fibers, aramid fibers or basalt fibers, it being possible to combine two or more of these types of fibers to set certain abrasion properties. The binder used is preferably a thermosetting or thermoplastic material, with the use of a phenolic resin or an amine-crosslinked or anhydride-crosslinked epoxy resin being particularly preferred. Further features of the invention will become apparent from the following description of exemplary embodiments in conjunction with the claims and the figures. The individual features can be realized in one embodiment according to the invention depending on one or more. In the following explanation of some embodiments of the invention reference is made to the accompanying figures, of which
Figur 1 eine Vorrichtung zeigt, bei der eine Figure 1 shows a device in which a
Schaberklinge den Walzenbezug einer Scraper blade the roll cover a
Kalanderwalze beschabt, Calender roller scraped,
Figur 2 den Spitzenbereich einer Schaberklinge in einer schematischen Querschnittsdarstellung zeigt, Figur 3 Hartstoffkörner mit verschiedenen Morphologien veranschaulicht, FIG. 2 shows the tip region of a doctor blade in a schematic cross-sectional representation, FIG. 3 illustrates hard material grains with different morphologies,
Figur 4 ein Beispiel für eine monomodale FIG. 4 shows an example of a monomodal one
Korngrößenverteilung zeigt,  Grain size distribution shows,
Figur 5 ein Beispiel für eine bimodale FIG. 5 shows an example of a bimodal
Korngrößenverteilung zeigt, und Figur 6 ein Beispiel für eine trimodale  Grain size distribution shows, and Figure 6 shows an example of a trimodal
Korngrößenverteilung zeigt.  Grain size distribution shows.
In der Figur 1 ist ein System 100 dargestellt, dass eine Kalanderwalze 10 und eine Schaberklinge 20 umfasst, deren Spitze gegen die radial außenliegende Mantelfläche des Walzenbezugs 12 der Kalanderwalze 10 drückt. Bei Papiermaschinen sind die Kalanderwalzen üblicherweise mehrschichtig mit einem auf dem in erster Näherung hohlzylindrisch ausgeführten Walzenkörper 11 aufgebrachten Walzenbezug 12 aufgebaut. Kalanderwalzen werden bei der Papierherstellung zur Ausbildung der endgültigen Oberfläche des Papiers eingesetzt Die Anforderungen an diese Oberfläche unterscheiden sich je nach Papierart. Beispielsweise benötigen Verpackungspapiere eine hohe Glätte ohne zuviel Glanz, während gestrichene oder ungestrichene Magazinpapiere extreme Glanz- und Glättewerte erfordern. Glattheit und Glanz der Papieroberfläche werden wesentlich durch den Druck, dem die Papierbahn beim Durchgang durch den zwischen zwei Kalanderwalzen gebildeten Nipp ausgesetzt ist, die Temperatur der Kalanderwalzenoberflächen, die Geschwindigkeit, mit der die Papierbahn durch die Kalanderwalzen geführt wird, und durch die Oberflächenrauheit des Walzenbezugs der Kalanderwalzen bestimmt . Die in Kontakt mit der Papierbahnoberfläche stehende Nutzoberfläche des Walzenbezugs muss eine hohe Widerstandsfähigkeit gegen chemische und mechanische Einflüsse aufweisen. Um der Aufgabe des Glättens der Papierbahnoberfläche gerecht zu werden, weisen die Walzenbezüge eine hohe Härte bei gleichzeitig ausreichender Duktilität auf. Um dies zu erreichen werden, wie in Figur 1 veranschaulicht ist, zur Herstellung der Walzenbezüge 12 Hartstoffkörner 13 in einer Füllermatrix 14 eingebettet. Korngrößen und Verteilung der Hartstoffkörner 13 sind in der Darstellung von Figur 1 aus Gründen einer verständlichen Darstellung stark übertrieben und nicht realitätsgetreu dargestellt. Daher weichen Größe wie auch Größenverteilung der tatsächlich im Walzenbezug 12 eingebetteten Hartstoffkörner 13 in der Praxis wesentlich von dem durch die Darstellung Nahegelegten ab. Der Walzenbezug 12 kann noch weitere (in der Figur 1 nicht dargestellte) Komponenten wie beispielsweise Faserwerkstoffe enthalten die die mechanische Stabilität des Walzenbezugs 12 verbessern. Die in die Füllermatrix 14 eingebetteten Hartstoffkörner 13 können sich über die gesamte Dicke des Walzenbezugs 12, d. h. über dessen gesamte radiale Ausdehnung erstrecken. Die in der Füllermatrix 14 eingebetteten Hartstoffkörner 13 können jedoch auch Bestandteil von nur einer Teilschicht des Walzenbezugs sein, wobei diese Teilschicht an die radial außenliegende Oberfläche des Walzenbezugs angrenzt. Neben der Füllermatrix 14 kann die hartstoffkörnerhaltige Schicht des Walzenbezugs 12 auch weitere Komponenten enthalten. FIG. 1 shows a system 100 that includes a calender roll 10 and a doctor blade 20 whose tip presses against the radially outer circumferential surface of the roll cover 12 of the calender roll 10. In the case of paper machines, the calender rolls are usually built up in a multi-layered manner with a roll cover 12 applied to the roll body 11, which is designed to be hollow cylindrical in the first approximation. Calender rolls are used in papermaking to form the final surface of the paper. The requirements for this surface differ depending on the type of paper. For example, packaging papers require high smoothness without too much gloss, while coated or uncoated magazine papers require extreme gloss and smoothness values. Smoothness and gloss of the paper surface are significantly affected by the pressure to which the paper web is passed when passing through the nip formed between two calender rolls, the temperature of the calender roll surfaces, the speed at which the paper web passes through the calender rolls, and the surface roughness of the roll cover the calender rolls determined. The useful surface of the roll cover in contact with the paper web surface must have a high resistance to chemical and mechanical influences. In order to meet the task of smoothing the paper web surface, the roll covers have a high hardness and at the same time sufficient ductility. In order to achieve this, as shown in FIG. 1, hard-material grains 13 are embedded in a filler matrix 14 for producing the roll covers 12. Grain sizes and distribution of the hard material grains 13 are greatly exaggerated and not realistic in the illustration of Figure 1 for reasons of clarity. Therefore, in practice, the size as well as the size distribution of the hard grains of matter 13 actually embedded in the roll cover 12 deviate substantially from that indicated by the illustration. The roll cover 12 may contain further components (not shown in FIG. 1) such as, for example, fiber materials which improve the mechanical stability of the roll cover 12. The hard material grains 13 embedded in the filler matrix 14 can extend over the entire thickness of the roll cover 12, ie over its entire radial extent. However, the hard material grains 13 embedded in the filler matrix 14 can also be part of only one partial layer of the roll cover, this partial layer being adjacent to the radially outer surface of the roll cover. In addition to the filler matrix 14, the hard-material grain-containing layer of the roll cover 12 may also contain other components.
Als Hartstoffkörner werden vorzugsweise metallartige Carbide, metallische Nitride und Boride sowie Gemische dieser Stoffe verwendet. Als metallartige Carbide eignen sich insbesondere Wolframcarbid (WC) , Diwolframcarbid (W2C) bzw. Wolframschmelzcarbid, das einem Gemisch aus Wolframcarbid und Diwolframcarbid entspricht, Chromcarbid (Cr3C2) , Vanadiumcarbid (VC) , Tantalcarbid (TaC) ,As hard material grains preferably metal-type carbides, metallic nitrides and borides and mixtures of these substances are used. Particularly suitable as metal-type carbides are tungsten carbide (WC), di tungsten carbide (W 2 C) or tungsten carbide, which corresponds to a mixture of tungsten carbide and di tungsten carbide, chromium carbide (Cr 3 C 2 ), vanadium carbide (VC), tantalum carbide (TaC),
Molybdäncarbid (MoC) , Niobcarbid (NbC) sowie TitancarbidMolybdenum carbide (MoC), niobium carbide (NbC) and titanium carbide
(TiC) . Neben reinen Carbiden können auch Mischcarbide wie beispielsweise ((M1M2)C), ((M1CM2)C), ((M1M2M3)C) oder dergleichen mehr verwendet werden, wobei M1, M2 und M3 (TiC). In addition to pure carbides, it is also possible to use mixed carbides such as ((M 1 M 2 ) C), ((M 1 CM 2 ) C), ((M 1 M 2 M 3 ) C) or the like, where M 1 , M 2 and M 3
Elemente darstellen, die aus einer W, Cr, V, Ta, Ti, Mo, Nb und B umfassenden Gruppe ausgewählt sind. Zu den alsRepresent elements selected from a group comprising W, Cr, V, Ta, Ti, Mo, Nb, and B. To the as
Hartstoffe geeigneten metallischen Nitriden ist TitannitridHard materials suitable metal nitrides is titanium nitride
(TiN) zu zählen, wobei auch andere Nitride verwendet werden können. Außer Carbiden oder Nitriden können auch(TiN), although other nitrides can be used. Except carbides or nitrides can also
Hartstoffkörner aus Carbonitriden verwendet werden, wobeiCarbohydrates are used from carbonitrides, wherein
Carbonitride verschiedener Metalle gemischt sein können.Carbonitrides of different metals can be mixed.
Beispielsweise können Carbonitride nach den FormelnFor example, carbonitrides according to the formulas
((M1) (CN)), ((M1M2) (CN)) oder ((M1M2M3)C) gebildet sein, wobei M1, M2 und M3 jeweils ein Metall ausgewählt aus der Gruppe von V, Ta, Ti, Mo, Nb, W, oder B darstellen. Ferner eignen sich auch Titandiborid (TiB2) und keramische Metalloxide wie z.B. TiO2, Cr2O3 oder auch Al2O3 ebenso wie Suizide wie beispielsweise MoSi2 zur Herstellung der Hartstoffkörner . (M 1 ) (CN)), ((M 1 M 2 ) (CN)) or ((M 1 M 2 M 3 ) C), wherein M 1 , M 2 and M 3 are each a metal selected from of the group of V, Ta, Ti, Mo, Nb, W, or B. Also suitable are titanium diboride (TiB 2 ) and ceramic metal oxides such as TiO 2 , Cr 2 O 3 or Al 2 O 3 as well as suicides such as MoSi 2 for producing the hard material grains.
Zur Herstellung der Füllermatrix 14 werden bevorzugt duktile metallische Binder, wie beispielsweise Nickel, Kobalt oder Eisen verwendet. For the preparation of the filler matrix 14, preference is given to using ductile metallic binders, such as, for example, nickel, cobalt or iron.
Das Aufbringen der Füllermatrix mit darin eingebetteten Hartstoffkörnern erfolgt vorzugsweise mittels eines als Hochgeschwindigkeitsflammspritzen bezeichneten Verfahrens, das unter dem Akronym HVOF (High Velocity Oxygen Fuel Spraying) bekannt ist. Die Schicht kann entweder direkt auf den Walzenkörper 11 aufgetragen werden oder auf eine Trägerschicht des Walzenbezugs 12. The application of the filler matrix with hard grains embedded therein is preferably carried out by means of a method known as high-speed flame spraying, which is known by the acronym HVOF (High Velocity Oxygen Fuel Spraying). The layer can either be applied directly to the roll body 11 or onto a carrier layer of the roll cover 12.
Der Walzenkörper 11 ist vorzugsweise hohlzylindrisch ausgeführt, wobei in der Regel Abweichungen von der strengen zylinderförmigen Geometrie vorgesehen sind, die der Verformung der Rolle bei den verwendeten hohen Drücken im Nip (Spalt) zwischen zwei aneinander abrollenden Walzen Rechnung tragen. Beim Pressen der Papierbahnen zwischen den Kalanderwalzen können sich Streichmaterial und Faserstoffe vom Papier ablösen und an der Nutzoberfläche des Walzenbezugs 12 anlagern. Bei erneutem Kontakt mit der Papierbahn werden die Partikel in die Oberfläche der Papierbahn eingedrückt und können so die Oberflächeneigenschaften des Papiers, insbesondere dessen Glätte und Glanz beeinträchtigen. The roller body 11 is preferably designed as a hollow cylinder, wherein deviations from the strict cylindrical geometry are usually provided, the the deformation of the roll at the high pressures used in the nip (gap) between two rolls rolling against each other take into account. When pressing the paper webs between the calender rolls, coating material and fibrous materials can detach from the paper and attach to the useful surface of the roll cover 12. Upon renewed contact with the paper web, the particles are pressed into the surface of the paper web and can thus affect the surface properties of the paper, in particular its smoothness and gloss.
Um dem vorzubeugen, wird die Nutzoberfläche des Walzenbezugs 12 wie in Figur 1 veranschaulicht mit einer Schaberklinge 20 beschabt. Das die Nutzoberfläche des Walzenbezugs 12 kontaktierende Ende der Schaberklinge 20 weist eine als Wate 21 bezeichnete Abschrägung zum Ableiten der Verunreinigungen auf, die die Schaberklinge von der Nutzoberfläche des Walzenbezugs ablöst. Der Neigungswinkel α der Wate 21 gegenüber der Unterseite 22 der Schaberklinge 20 weist in der Regel Werte zwischen 30° und 45° auf. Die Wate erstreckt sich von der Oberseite 23 der Schaberklinge 20 in Richtung der Unterseite 22, wobei sie von letzterer durch eine kurze, senkrecht zur Unterseite 22 angeordnete Stirnfläche 24 getrennt ist. Die Schaberklinge 20 liegt auf der Nutzoberfläche des Walzenbezugs 12 mit der Unterseite 22 am Übergang zur Stirnfläche 24 auf. Anpressdruck und Anstellwinkel der Schaberklinge 20 sind auf die mikroabrasiven Eigenschaften der Schaberklinge und die Oberflächeneigenschaften und Oberflächenzusammensetzung des Walzenbezugs abgestimmt. Unter Anstellwinkel α ist dabei der Winkel zwischen der Unterseite 22 der Schaberklinge 20 und der Tangente (gestrichelte Linie) an die Oberfläche des Walzenbezugs 12 im Berührungspunkt mit der Schaberklinge zu verstehen. Zur mikroabrasiven Konditionierung der Walzenbezugsoberfläche wird vorzugsweise ein Anpressdruck im Bereich von 200 bis 300 N/m und insbesondere im Bereich von 240 bis 260 N/m gewählt. Der Anstellwinkel der Schaberklinge 20 besitzt vorzugsweise einen Wert aus dem Bereich von 15° bis 30°, und insbesondere aus dem Bereich von 23° und 28° und besonders bevorzugt einen Wert von 25° an . In der Figur 2 ist ein schematischer Querschnitt durch den Bereich der Schaberklinge dargestellt, der die Wate 21 umfasst. In diesem "Spitzenbereich" wird die Schaberklinge 20 von vier Flächen begrenzt, der Oberseite 23, der Wate 21, der Stirnfläche 24 und der Unterseite 22. Die Schaberklinge 20 besteht aus einem Faserverbundwerkstoff, bei dem Fasern 25 und eventuell 26 in einem Bindemittel 27 eingebettet sind. Abgesehen von den Fasern 25 bzw. 26 sind in dem Bindemittel 27 zusätzlich Hartstoffkörner eingebettet, die wie weiter unten ausgeführt wird, verschiedene Korngrößen bzw. -Verteilungen, -härten und -Oberflächenmorphologien aufweisen können. In order to prevent this, the useful surface of the roll cover 12 is scraped with a doctor blade 20 as illustrated in FIG. The user surface of the roll cover 12 contacting end of the doctor blade 20 has a designated as bevel 21 bevel for deriving the impurities, which detaches the doctor blade from the surface of the roll reference. The inclination angle α of the wate 21 with respect to the underside 22 of the scraper blade 20 generally has values between 30 ° and 45 °. The wate extends from the top 23 of the scraper blade 20 in the direction of the bottom 22, wherein it is separated from the latter by a short, perpendicular to the bottom 22 end face 24. The scraper blade 20 rests on the useful surface of the roll cover 12 with the underside 22 at the transition to the end face 24. Contact pressure and angle of attack of the doctor blade 20 are matched to the microabrasive properties of the doctor blade and the surface properties and surface composition of the roll cover. The angle of attack between the underside 22 of the doctor blade 20 and the tangent (dashed line) on the surface of the roll cover 12 at the point of contact with the doctor blade is to be understood as the angle of attack α. For microabrasive conditioning of the roll reference surface, a contact pressure in the range of 200 to 300 N / m and in particular in the range of 240 to 260 N / m is preferably selected. The angle of attack of the doctor blade 20 preferably has a value in the range of 15 ° to 30 °, and in particular in the range of 23 ° and 28 ° and particularly preferably a value of 25 °. FIG. 2 shows a schematic cross section through the region of the doctor blade which comprises the wate 21. In this "tip region", the doctor blade 20 is bounded by four surfaces, the top 23, the wate 21, the end surface 24 and the bottom 22. The doctor blade 20 consists of a fiber composite material in which fibers 25 and possibly 26 embedded in a binder 27 are. Apart from the fibers 25 and 26, hard material grains are additionally embedded in the binder 27, which, as explained below, may have different particle sizes or distributions, hardnesses and surface morphologies.
Im in der Figur 2 veranschaulichten Beispiel sind drei unterschiedliche Arten von Hartstoffkörnern 31, 32 und 33 eingebettet, die sich voneinander durch wenigstens eine der zuvor genannten Eigenschaften unterscheiden. Die Fasern 25 bzw. 26 sind gemäß einer Ausführungsform in übereinanderliegenden Schichten angeordnet, und gemäß einer weiteren Ausführungsform ist jede Faserschicht als Gewebe ausgebildet . In the example illustrated in FIG. 2, three different types of hard material grains 31, 32 and 33 are embedded, which differ from each other by at least one of the aforementioned properties. The fibers 25 and 26 are arranged according to an embodiment in superimposed layers, and according to a further embodiment, each fiber layer is formed as a fabric.
Die Fasern verleihen der Schaberklinge 20 die für dieThe fibers give the doctor blade 20 for the
Beschabung der Nutzoberfläche des Walzenbezugs 12 erforderliche mechanische Stabilität und Elastizität.Beschabung the user surface of the roll cover 12 required mechanical stability and elasticity.
Ferner dienen die Fasern der Ableitung der bei der Beschabung an der Schaberklingenspitze entstehenden Reibungswärme, wodurch ein Überhitzen der Schaberklinge auf eine Temperatur oberhalb der Glasübergangstemperatur des Bindermaterials 27 verhindert wird. Als Fasermaterialien eignen sich insbesondere Glas-, Kohle-, Aramid- und Basaltfasern. Kohlefasern eignen sich insbesondere zum schnellen Ableiten der Reibungswärme aus dem Spitzenbereich der Schaberklinge 20. Zum Optimieren der Abriebseigenschaften der Schaberklinge bei Beschaben des Walzenbezugs können verschiedene Fasermaterialien kombiniert werden, wobei sich die Fasermaterialien der einzelnen Fasergelege voneinander unterscheiden können, aber auch verschiedene Fasermaterialien in einem Fasergelege bzw. -gewebe kombiniert werden können. Furthermore, the fibers of the derivative of the serve in the Beschabung at the Schaberklingenspitze resulting frictional heat, whereby overheating of the doctor blade is prevented to a temperature above the glass transition temperature of the binder material 27. As fiber materials are in particular glass, carbon, aramid and basalt fibers. Carbon fibers are particularly suitable for rapidly dissipating the frictional heat from the tip region of the doctor blade 20. To optimize the abrasion properties of the doctor blade when the roll cover is profiled, different fiber materials can be combined, whereby the fiber materials of the individual fiber layers can differ from each other, but also different fiber materials in one fiber layer or tissue can be combined.
Als Bindematerial 27 werden vorzugsweise Materialien mit hoher Glasübergangstemperatur verwendet, beispielsweise Hochtemperatur-Duroplaste oder Thermoplaste, die vorzugsweise von einem Phenolharz oder einem aminvernetzten oder anhydridvernetzten Epoxydharz gebildet sind. Beispiele für entsprechende Bindematerialien bilden Bisphenol A Epichlorhydrin Harze (Bisphenol A ist der Trivialname für 2, 2-Bis- (4-hydroxyphenyl) -propan) , Bisphenol F - Epichlorhydrin Harze (Bisphenol F: 2 , 2 ' -Methylendiphenol) , modifizierte Bisphenol A - Epichlorhydrin Harze, modifizierte Bisphenol F - Epichlorhydrin Harze, trifunktionelle Epichlorhydrin Harze, tetrafunktionelle Epichlorhydrin Harze vernetzt mit aromatischen oder cycloaliphatischen Diaminen oder cyclischen Anhydriden, oder Kombinationen der genannten Stoffe. Die Bindematerialien 27 ermöglichen vorzugsweise Einsatztemperaturen von 240° Celsius, die sogar kurzfristig überschritten werden können, beispielsweise auf Temperaturen von 255° Celsius. Im Verhältnis zur Nutzoberfläche des Walzenbezugs ist eine von einem Faserverbund aus Gewebearmierung oder duroplastischer oder thermoplastischer Bindematerialmatrix gebildete Schaberklinge 20 relativ weich. Die Wechselwirkung zwischen solchen Schaberklingen 20 und dem Walzenbezug 12 beschränkt sich dabei auf das Entfernen von Fremdstoffen, d. h. von Partikeln und Stoffen, die sich von der Papierbahn abgelöst und auf der Nutzoberfläche des Walzenbezugs 12 angelagert haben. Es hat sich in der Praxis gezeigt, dass feinere Beläge, insbesondere von Streichmaterial oder von Schaberschmutz, die sich regelmäßig in den rauheitsbedingten Vertiefungen der Nutzoberfläche des Walzenbezugs einlagert oder bei glatten Nutzoberflächen an dieser anlagert haben, nicht auf Dauer von der Schaberklinge entfernt werden können. Entsprechende Beläge führen zu einer Veränderung der Oberflächenrauheit des Walzenbezugs; bei raueren Walzenoberflächen in der Regel zu einer Glättung, bei glatteren Oberflächen zu einer Mattierung. In beiden Fällen ändert sich in der Folge die Oberflächenqualität des erzeugten Papiers, so dass der Herstellungsprozess unterbrochen werden muss um die Kalanderwalze neu auf die gewünschte Oberflächenqualität zu konditionieren . Während eines hierfür erforderlichen Walzenwechsels steht die Papiermaschine bis zu zwölf Stunden still. Ein solcher Stillstand bedeutet enorme Kosten für den Papierhersteller. As binding material 27, materials with a high glass transition temperature are preferably used, for example high-temperature thermosets or thermoplastics, which are preferably formed from a phenolic resin or an amine-crosslinked or anhydride-crosslinked epoxy resin. Examples of such binder materials include bisphenol A epichlorohydrin resins (bisphenol A is the common name for 2,2-bis (4-hydroxyphenyl) propane), bisphenol F-epichlorohydrin resins (bisphenol F: 2,2'-methylene diphenol), modified bisphenol A - epichlorohydrin resins, modified bisphenol F - epichlorohydrin resins, trifunctional epichlorohydrin resins, tetrafunctional epichlorohydrin resins crosslinked with aromatic or cycloaliphatic diamines or cyclic anhydrides, or combinations of said substances. The binding materials 27 preferably allow operating temperatures of 240 ° Celsius, which can be exceeded even in the short term, for example to temperatures of 255 ° Celsius. In relation to the user surface of the roll cover, a doctor blade 20 formed by a fiber composite of fabric reinforcement or thermoset or thermoplastic binder material matrix is relatively soft. The interaction between such doctor blades 20 and the roll cover 12 is limited to the removal of foreign substances, ie particles and substances that have detached from the paper web and deposited on the surface of the roll cover 12. It has been shown in practice that finer coatings, especially of coating material or scraper dirt, which regularly einlagert in the roughness-induced depressions of the surface of the roll cover or have accumulated at smooth surfaces useful in this, can not be permanently removed from the doctor blade. Corresponding coverings lead to a change in the surface roughness of the roll cover; with rougher roll surfaces usually to a smoothing, with smoother surfaces to a matting. In both cases, as a result, the surface quality of the paper produced changes, so that the production process must be interrupted in order to condition the calender roll to the desired surface quality. During a roll change required for this purpose, the paper machine stands still for up to twelve hours. Such a shutdown means enormous costs for the paper manufacturer.
Um die Intervalle zwischen zwei Walzenwechseln zu verlängern, weist die Schaberklinge 20 in sie eingebettete Hartstoffkörner auf, die die Nutzoberfläche des Walzenbezugs 12 während des Beschabungsvorgang konditionieren. Die Hartstoffkörner in der Schaberklinge werden hierfür so ausgewählt, dass sie mikroabrasiv auf die Walzenoberfläche einwirken und hierdurch die vorgegebene Rauheit der Nutzoberfläche des Walzenbezugs 12 aufrecht erhalten . Die Vorgaben für die Rauheit einer Walzenbezugsnutzoberflache richten sich nach der jeweiligen Glättungsaufgäbe, d.h. nach Glätte und Glanzfaktor, die für die herzustellende Papierbahn gefordert sind. Je nach Anforderung an die Kalandrierung bzw. Satinage, z. B. ob Magazinpapiere, Verpackungspapiere, profilempfindliche Spezial- oder Kunstdruckpapiere oder hoch gefüllte Dekorpapiere hergestellt werden, nimmt die Rauheit an der Nutzoberfläche des Walzenbezugs einen bestimmten Wert an, der üblicherweise innerhalb des Bereichs von Ra = 0,02 μm und Ra = 0,8 μm angesiedelt ist. Unter Ra-Wert wird die mittlere Rauheit verstanden, d.h. der Wert, bezogen auf den die Summe der Abweichungen des Oberflächenprofils minimal ist. In order to extend the intervals between two roll changes, the scraper blade 20 has embedded therein hard grains, which condition the surface of use of the roll cover 12 during the Beschabungsvorgang. The hard material grains in the doctor blade are selected for this purpose so that they act microabrasively on the roll surface and thereby maintain the predetermined roughness of the useful surface of the roll cover 12. The specifications for the roughness of a roll cover useful surface depend on the particular smoothing task, ie on the smoothness and gloss factor, which are required for the paper web to be produced. Depending on the requirements of calendering or calendering, z. For example, whether magazine papers, packaging papers, profile-sensitive special or art papers or high-filled decorative papers are produced, the roughness on the surface of the roll cover takes on a certain value, usually within the range of R a = 0.02 microns and R a = 0 , 8 microns is settled. R a value is the average roughness, ie the value with respect to which the sum of the deviations of the surface profile is minimal.
Bei sehr feinen Oberflächen mit einem Wert der Oberflächenrauheit im Bereich von Ra = 0,02 μm bis Ra = 0,03μm, werden in der Schaberklinge 20 vorzugsweise Hartstoffkörner verwendet, die eine geringere Härte aufweisen als die im Walzenbezug 12 eingebetteten. Die Härte dieser Hartstoffkörner 31 sollte jedoch mindestens 3 % der in der Füllermatrix 14 des Walzenbezugs 12 verwendeten Hartstoffkörner 13 betragen, wobei Härten im Bereich von 30 % bis 70 % der Härte der im Walzenbezug 12 verwendeten Hartstoffkörner 13 bevorzugt werden. Hierdurch wird sicher gestellt, dass sich die abrasive Wirkung der Schaberklinge im Wesentlichen auf das Entfernen von Belägen an der Nutzoberfläche des Walzenbezugs 12 und das Entfernen von "verwitterten", d. h. chemisch oder mechanisch degradierten, Oberflächenschicht des Walzenbezugs 12 beschränkt . For very fine surfaces with a surface roughness value in the range from R a = 0.02 μm to R a = 0.03 μm, preferably hard material grains having a lower hardness than those embedded in the roll cover 12 are used in the doctor blade 20. However, the hardness of these hard material grains 31 should amount to at least 3% of the hard material grains 13 used in the filler matrix 14 of the roll cover 12, with hardnesses in the range of 30% to 70% of the hardness of the hard material grains 13 used in the roll cover 12 being preferred. This ensures that the abrasive effect of the doctor blade is essentially limited to the removal of deposits on the useful surface of the roll cover 12 and the removal of "weathered", ie chemically or mechanically degraded, surface layer of the roll cover 12.
In einer weiteren Ausführungsform ist die durchschnittliche Korngröße der in der Schaberklinge eingebettetenIn another embodiment, the average grain size is that embedded in the doctor blade
Hartstoffe 31 wenigstens genau so groß und vorzugsweise größer als die durchschnittliche Korngröße der in der Füllermatrix des Walzenbezugs 12 eingebetteten Hartstoffkörner 13. Besonders bevorzugt werden Hartstoffkörner 31 mit einer Korngrößenverteilung, deren mittlere Korngröße in etwa doppelt so groß ist, wie die der Hartstoffe 13 des Walzenbezugs 12. Hiermit wird verhindert, dass sich die Hartstoffe 31 der Schaberklinge 20 mit den Hartstoffkörnern 13 des Walzenbezugs 12 an den Grenzen zur Füllermatrix 14 verhaken und diese aus der Füllermatrix lösen können. Insbesondere bei einer Kombination der beschriebenen Härte mit der beschriebenen mittleren Korngröße der in der Schaberklinge 20 aufgenommenen Hartstoffe 31 wird erreicht, dass die Nutzoberfläche des Walzenbezugs 12 von belagähnlichen Ablagerungen freigehalten wird und kleinflächige Unebenheiten, wie sie durch die mechanische Beanspruchung der Walzenbezugsoberfläche während des Betriebs auftreten abrasiv geglättet werden. In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform folgt die Variation der Korngrößen der in der Schaberklinge eingebetteten Hartstoffe 31 einer Verteilung, bei der die Korngröße, die von insgesamt 90 % der Hartstoffkörner 31 nicht überschritten wird, wenigstens doppelt so groß ist, wie die Korngröße die von 10 % der Hartstoffkörner 31 nicht überschritten wird. Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform beträgt die Korngröße die von 90 % der Hartstoffkörner 31 nicht überschritten wird wenigstens das dreifache der Korngröße, die von 10 % der Hartstoffkörner 31 nicht überschritten wird. Hard materials 31 at least as large and preferably Particular preference is given to hard material grains 31 having a particle size distribution whose mean particle size is approximately twice as great as that of the hard materials 13 of the roll cover 12. This prevents it from becoming too small the hard materials 31 of the scraper blade 20 with the hard material grains 13 of the roll cover 12 can get caught at the borders to the filler matrix 14 and can detach them from the filler matrix. In particular with a combination of the described hardness with the described mean grain size of the hard material 31 received in the doctor blade 20, it is achieved that the useful surface of the roll cover 12 is kept free of scale-like deposits and small-surface unevennesses, such as occur during mechanical operation of the roll reference surface be smoothed abrasive. In a further advantageous embodiment, the variation of the particle sizes of the hard materials 31 embedded in the doctor blade follows a distribution in which the particle size, which is not exceeded by a total of 90% of the hard material grains 31, is at least twice as large as the particle size of 10%. the hard material grains 31 is not exceeded. In a further preferred embodiment, the grain size that is not exceeded by 90% of the hard grains 31 is at least three times the grain size, which is not exceeded by 10% of the hard grains 31.
Insbesondere bei Nutzoberflächen mit sehr geringer Rauheit, die eine sehr glatte, poliert erscheinende Oberfläche aufweisen, besitzen die in der Schaberklinge 20 verwendeten Hartstoffkörner 31 vorzugsweise eine gerundete Oberflächengeometrie, die vorzugsweise eine rotationsellipsoide und insbesondere sphärenförmige Grundform aufweist. Beispiele solcher Oberflächengeometrien sind in den Darstellungen c und d der Figur 3 veranschaulicht. Durch die Wahl der Korngrößenverteilung und der Oberflächenmorphologie der Hartstoffkörner kann die abrasive Wirkung der Schaberklinge 20 so eingestellt werden, dass während der gesamten Lebensdauer des Walzenbezugs 12 die Rauheit der Nutzoberfläche innerhalb eines engen vorgegebenen Toleranzbereichs aufrecht erhalten wird, wobei der Toleranzbereich innerhalb des angegebenen Feinbereichs angesiedelt ist, der durch Rauheiten im Bereich von etwa Ra = 0,02 μm bis maximal Ra = 0,03 μm gekennzeichnet ist. Bei einer Ausführungsform weist der Walzenbezug Hartstoffkörner 13 auf, die aus Wolframmonocarbid mit einer Vickershärte von 21,8 GPa (gemäß HVO, 3, d.h. gemessen mit einer Last von 300 g) gefertigt sind. Bevorzugt wird eine D50 Korngrößenverteilung der Hartstoffkörner 13, bei der die Korngröße von 50 Prozent der Hartstoffkörner (gemessen mit dem Laserbeugungsverfahren nach CILAS 1064, nass mit Calgon als Dispergierungsmittel) 2,3 μm nicht überschreitet. Die Nutzoberfläche des Walzenbezugs ist fein geschliffen, d.h. die Rauheit der Walzenoberfläche weist einen Wert aus dem Bereich von 0,02 bis 0,03 μm auf. In der Schaberklinge 20 sind carbothermisch hergestellte Zirkonnitrid-Hartstoffkörner 31 eingebettet, die eine Vickershärte von 15,0 GPa gemäß HVO, 3 und eine wie oben bezeichnete D50 Korngrößenverteilung aufweisen. Die Morphologie carbothermisch hergestellter ZrN-Körner ist rundlich und entspricht in etwa den Darstellungen c, d und e von Figur 3. Particularly in the case of user surfaces with very low roughness, which have a very smooth, polished surface, the hard-material grains 31 used in the doctor blade 20 preferably have a rounded surface geometry, which preferably has a Having rotational ellipsoids and in particular spherical basic shape. Examples of such surface geometries are illustrated in Figures c and d of Figure 3. By selecting the particle size distribution and the surface morphology of the hard grains, the abrasive effect of the doctor blade 20 can be adjusted so that throughout the life of the roll cover 12, the roughness of the surface is maintained within a narrow predetermined tolerance range, the tolerance range being within the specified fine range is characterized by roughness in the range of about R a = 0.02 microns to a maximum of R a = 0.03 microns. In one embodiment, the roll cover comprises hard material grains 13 made of tungsten monocarbide having a Vickers hardness of 21.8 GPa (according to HVO, 3, ie measured with a load of 300 g). Preference is given to a D50 particle size distribution of the hard material grains 13, in which the grain size of 50 percent of the hard material grains (measured with the laser diffraction method according to CILAS 1064, wet with Calgon as dispersant) does not exceed 2.3 microns. The useful surface of the roll cover is finely ground, ie the roughness of the roll surface has a value in the range of 0.02 to 0.03 μm. Embedded in the doctor blade 20 are carbothermically produced zirconium nitride hard material grains 31 having a Vickers hardness of 15.0 GPa according to HVO, 3 and a D50 particle size distribution as described above. The morphology of carbothermally produced ZrN grains is roundish and approximately corresponds to the representations c, d and e of FIG. 3.
Bei einer weiteren Ausführungsform wird ebenfalls ein wie oben angegebener Walzenbezug 12 mit eingebetteten WC- Hartstoffkörnern (D50 von 2,3 μm) verwendet. Statt der ZrN- Hartstoffkörner werden in die Schaberklinge 20 jedoch Hartstoffkörner aus Molybdändisilizid (MoSi2) verwendet. Dieses weist eine Vickershärte von 12,75 GPa gemäß HVO, 3 auf. Die D50 Korngrößenverteilung der eingebetteten MoSi2~ Hartstoffkörner beträgt 8,4 μm. Die Hartstoffkörner werden über einen thermischen Prozess gerundet. In a further embodiment, a roll cover 12 with embedded WC hard-material grains (D50 of 2.3 μm) as indicated above is likewise used. Instead of the ZrN Carbide grains are used in the doctor blade 20 but hard grains of molybdenum disilicide (MoSi2). This has a Vickers hardness of 12.75 GPa according to HVO, 3. The D50 particle size distribution of the embedded MoSi2 hard aggregate grains is 8.4 μm. The hard grains are rounded by a thermal process.
Bei mittleren Rauheiten der Oberfläche, unter denen in dieser Schrift Rauheiten im Bereich von Ra = 0,03 μm bis Ra = 0,3μm zu verstehen sind, muss einem Polieren der Oberfläche durch die Schaberklinge 20 entgegengewirkt werden. Hierzu werden vorzugsweise Hartstoffkörner 31 und eventuell 32 und 33 in die Schaberklinge 20 eingebettet, die Härten von wenigstens 30 % bis maximal 200 % der Härte der in der Füllermatrix 14 des Walzenbezugs 12 eingebetteten Hartstoffkörner 13 aufweisen. Die durchschnittliche Korngröße von zumindest einer Art der in der Klinge 20 eingebetteten Hartstoffe ist dabei vorzugsweise größer als die der Hartstoffe 13 des Walzenbezugs 12. For average roughnesses of the surface, which are to be understood in this document as roughnesses in the range of R a = 0.03 μm to R a = 0.3 μm, polishing of the surface by the doctor blade 20 must be counteracted. For this purpose, hard-material grains 31 and possibly 32 and 33 are preferably embedded in the doctor blade 20, which have hardnesses of at least 30% to at most 200% of the hardness of the hard material grains embedded in the filler matrix 14 of the roll cover 12. The average grain size of at least one type of hard material embedded in the blade 20 is preferably greater than that of the hard materials 13 of the roll cover 12.
In einer ersten Ausführungsform liegen die in der Schaberklinge 20 eingebetteten Hartstoffe in einer monomodalen Korngrößenverteilung vor. Für höhere Rauheiten der Nutzoberfläche des Walzenbezugs 12 werden dabei härtere Hartstoffkörner bevorzugt als für im Verhältnis hierzu geringere Rauheiten. Bei einer weiteren Ausführungsform werden Hartstoffkörner mit einer bimodalen oder multimodalen Korngrößenverteilung verwendet. Idealerweise unterscheiden sich die Hartstoffkörner der einzelnen Korngrößenmodi entweder in ihrer Oberflächenmorphologie oder in ihrer Härte, vorzugsweise jedoch in beidem. In a first embodiment, the hard materials embedded in the doctor blade 20 are present in a monomodal particle size distribution. For higher roughness of the user surface of the roll cover 12 while harder hard grains are preferred than in relation to this lower roughness. In another embodiment, hard material grains having a bimodal or multimodal particle size distribution are used. Ideally, the hard material grains of the individual grain size modes differ either in their surface morphology or in their hardness, but preferably in both.
Bei einer monomodalen Korngrößenverteilung werden vorzugsweise Hartstoffkörner 31 verwendet, die eine eckige bzw. kantige Morphologie aufweisen, wie sie beispielhaft in Darstellung b von Figur 3 veranschaulicht ist. Die Ecken als auch die Kanten weisen hierbei keine oder nur wenig scharfkantige bzw. spitze Anteile auf liegen im Wesentlichen leicht gerundet vor. In the case of a monomodal particle size distribution, hard material grains 31 are preferably used which have a polygonal or angular morphology, as exemplified in US Pat Representation b of Figure 3 is illustrated. The corners and the edges in this case have no or only slightly sharp-edged or pointed portions are substantially slightly rounded.
Die Verwendung multimodaler Korngrößenverteilungen für die in der Schaberklinge 20 eingebetteten Hartstoffe ermöglicht die Kombination verschiedener abrasiver Eigenschaften der Körner mit einer hohen Einbindung der Hartstoffkörner in die Bindematrix der Schaberklinge. Werden beispielsweise drei Hartstoffkörnermodi verwendet, so kann der erste Modus von Hartstoffkörnern gebildet werden, deren durchschnittliche Korngröße größer als die durchschnittliche Korngröße der im Walzenbezug 12 verwendeten Hartstoffkörnern 13 ist und die eine vorzugsweise gerundete Oberflächenmorphologie ohne Ausbildung markanter Ecken und Kanten zur Glättung gröberer Unebenheiten in der Nutzoberfläche des Walzenbezugs 12 aufweisen . The use of multimodal particle size distributions for the hard materials embedded in the doctor blade 20 makes it possible to combine various abrasive properties of the grains with a high degree of incorporation of the hard material grains into the binding matrix of the doctor blade. If, for example, three hard material grain modes are used, the first mode can be formed of hard material grains whose average grain size is greater than the average grain size of the hard grains 13 used in the roll cover 12 and which has a preferably rounded surface morphology without formation of prominent corners and edges for smoothing coarser irregularities in the surface Use surface of the roll cover 12 have.
Ein zweiter Modus kann Hartstoffkörner mit geringerer Größe aufweisen, deren Oberflächenmorphologie durch eckige aber nicht scharfkantige Anteile charakterisiert ist. Entsprechende Hortstoffkörner wirken einer zu starken Glättung der Nutzoberfläche des Walzenbezugs 12 entgegen und stellen somit sicher, dass die Oberflächenrauheit nicht unter einen vorgegebenen Wert abfällt. A second mode may have smaller size hard grains whose surface morphology is characterized by angular but not sharp edges. Corresponding Hortstoffkörner counteract excessive smoothing of the user surface of the roll cover 12 and thus ensure that the surface roughness does not fall below a predetermined value.
Vorzugsweise kann noch ein dritter Modus an Hartstoffkörnern hinzugefügt werden, die eine drittePreferably, a third mode may be added to hard material grains, which may be a third
Korngrößenverteilung aufweisen, wobei die mittlereHave grain size distribution, wherein the average
Korngröße dieses dritten Modus wesentlich geringer ist als die der beiden anderen Modi und den mittleren (10 bis einige 10 nm) und oberen (100 bis einige 100 nm) Nanometerbereich umspannt. Diese Hartstoffkörner dienen demGrain size of this third mode is significantly lower than that of the other two modes and spans the middle (10 to a few 10 nm) and upper (100 to a few 100 nm) nanometer range. These hard grains serve the
Füllen der Zwischenräume zwischen den größeren Hartstoffkörnern, wodurch die Belastungen an der Grenzfläche zwischen größeren Hartstoffkörnern und Bindematrix minimiert und somit der Gefahr des Ausbrechens der größeren Hartstoffkörner aus der Bindemittelmatrix vorgebeugt wird. Filling the spaces between the larger ones Hard material grains, whereby the stress at the interface between larger hard grains and binder matrix minimized and thus the risk of breaking out of the larger hard grains from the binder matrix is prevented.
Bei einer beispielhaften Ausführungsform weist der Walzenbezug Hartstoffkörner 13 auf, die aus Wolframmonocarbid mit einer Vickershärte von 21,8 GPa gemäß HVO, 3 gefertigt sind, wobei 50 Prozent der Hartstoffkörner (ermittelt nach dem oben bezeichneten Laserbeugungsverfahren) nicht größer sind als 2,3 μm. Die Nutzoberfläche des Walzenbezugs ist auf eine mittlere Rauheit geschliffen, d.h. auf einen Wert aus dem Bereich von Ra=0,03 bis Ra=0,3 μm. Die in der Schaberklinge 20 eingebetteten Hartstoffkörner bestehen aus carburiert hergestelltem Titancarbid, das eine Vickershärte von 30,0 GPa gemäß HVO, 3 und eine Korngrößenverteilung D50 von 10,2 μm aufweist. In an exemplary embodiment, the roll cover comprises hard material grains 13 made of tungsten monocarbide having a Vickers hardness of 21.8 GPa according to HVO, 3, wherein 50 percent of the hard grains (determined by the above-mentioned laser diffraction method) are not larger than 2.3 μm , The useful surface of the roll cover is ground to a mean roughness, ie to a value from the range of R a = 0.03 to R a = 0.3 microns. The carbide grains embedded in the scraper blade 20 consist of carburized titanium carbide having a Vickers hardness of 30.0 GPa according to HVO, 3 and a particle size distribution D50 of 10.2 μm.
Bei einer weiteren beispielhaften Ausführungsform werden Titannitrid-Hartstoffkörner 31 in die Schaberklinge 20 eingebettet, die eine Härte von 19,9 GPa und eine Körngrößenverteilung D50 von 12,5 μm aufweisen. Die Ausführung des Walzenbezugs entspricht dem des vorhergehenden Beispiels. In another exemplary embodiment, titanium nitride hard-material grains 31 are embedded in the doctor blade 20, which have a hardness of 19.9 GPa and a particle size distribution D50 of 12.5 μm. The execution of the roll cover corresponds to that of the previous example.
Bei Oberflächenrauheiten mit Werten von Ra = 0,3 μm bis Ra = 0,8μm, also bei "gröberen" Nutzoberflächen von Walzenbezügen, werden in der Schaberklinge 20 vorzugsweise Hartstoffkörner eingesetzt, die mindestens genauso hart und maximal etwa dreimal so hart sind wie die im Walzenbezug 12 eingebetteten Hartstoffe 13. Idealerweise beträgt die Härte der in der Schaberklinge 20 verwendeten Hartstoffe 31, 32 oder 33 zwischen 120 % und 180 % der Härte der Hartstoffkörner 13 des Walzenbezugs 12. Bei einer Ausführungsform sind die Korngrößenverteilungen bzw. Verteilungen der Hartstoffkörner so gewählt, dass 10 % der für die abrasive Bearbeitung der Nutzoberfläche wirksamen Hartstoffe größer sind, als die mittlere Korngröße der Hartstoffe 13 des Walzenbezugs 12. Weiterhin sind etwa 10 % der für die Abrasion wirksamen Hartstoffkörner in der Schaberklinge 20 kleiner als das Spaltmaß, d. h. als der mittlere Abstand zwischen den in der Füllermatrix 14 eingebetteten Hartstoffkörnern 13 des Walzenbezugs 12. Das Spaltmaß beträgt in der Regel etwa 10 % der mittleren Korngröße der Hartstoffe 13. In the case of surface roughnesses with values of R a = 0.3 μm to R a = 0.8 μm, that is to say for "coarser" useful surfaces of roll coverings, preferably hard material grains which are at least as hard and at most about three times as hard are used in the doctor blade 20 Ideally, the hardness of the hard materials 31, 32 or 33 used in the doctor blade 20 is between 120% and 180% of the hardness of the hard material grains 13 of the roll cover 12. In one embodiment, the particle size distributions or distributions of the hard material grains are selected such that 10% of the hard materials that are effective for the abrasive processing of the user surface are greater than the average particle size of the hard materials 13 of the roll cover 12. Furthermore, about 10% of the effective for the abrasion Hard material grains in the doctor blade 20 smaller than the gap, ie, as the mean distance between the embedded in the filler matrix 14 hard grains 13 of the roll cover 12. The gap is usually about 10% of the average grain size of the hard material 13th
Die Korngrößenverteilungen der in der Schaberklinge 20 eingebetteten Hartstoffkörner 31, 32 und eventuell 33 ist vorzugsweise bimodal oder multimodal. Zum Aufrechterhalten einer Rauheit innerhalb des angegebenen Bereichs von Ra = 0,3 μm bis Ra = 0,8μm werden vorzugsweise Hartstoffkörner mit einer Oberflächenmorphologie verwendet, die durch scharfkantige Anteile bestimmt ist. Bei einer bi- bzw. multimodalen Korngrößenverteilung werden auch hier vorzugsweise wenigstens zwei unterschiedliche Oberflächenmorphologien verwendet, wobei mittlere Korngröße, Härte und Oberflächenmorphologie eines Korngrößenverteilungsmodus so gewählt ist, dass der vorgegebene Rauheitswert aufrecht erhalten wird, wozu insbesondere Hartstoffkörner mit scharfkantigen Anteilen verwendet werden, während die Hartstoffkörner eines zweiten Korngrößenverteilungsmodus weniger scharfkantig bzw. gerundet sind, um zu hohen Rauheitswerten entgegenzuwirken und so die Rauheit der Nutzoberfläche innerhalb eines vorgegebenen Toleranzbereichs zu halten. The grain size distributions of the hard grains 31, 32 and possibly 33 embedded in the doctor blade 20 are preferably bimodal or multimodal. To maintain a roughness within the specified range of R a = 0.3 microns to R a = 0.8 .mu.m preferably hard material grains are used with a surface morphology, which is determined by sharp-edged portions. In the case of a bimodal or multimodal particle size distribution, at least two different surface morphologies are also preferably used here, average particle size, hardness and surface morphology of a particle size distribution mode being selected such that the predetermined roughness value is maintained, for which hard-particle grains with sharp-edged portions are used in particular Hard grains of a second particle size distribution mode are less sharp-edged or rounded in order to counteract too high roughness values and so to keep the roughness of the user surface within a predetermined tolerance range.
Selbstverständlich kann der Toleranzbereich für die Rauheit der Nutzoberfläche des Walzenbezugs 12 durch mehr als zwei Korngrößenverteilungsmodi in Verbindung mit mehreren unterschiedlichen Oberflächenmorphologien eingestellt werden. Ferner kann auch hier ein Hartstoffkornfeinpulver verwendet werden, das Korngrößen in nm-Bereich aufweist, und die Räume zwischen den größeren, im μm-Bereich liegenden Hartstoffkörner ausfüllt, die die Abrasion Eigenschaften der Schaberklingen 20 im Wesentlichen bestimmen. Ein entsprechendes Hartstoffkornfeinpulver minimiert die Wahrscheinlichkeit des Ausbrechens von Hartstoffkörnern aus der Schaberklinge während des Beschabungsvorgangs . Of course, the roughness tolerance range of the surface of the roll cover 12 can be adjusted by more than two grain size distribution modes in conjunction with several different surface morphologies become. Furthermore, a hard material fine particle powder can also be used which has particle sizes in the nm range and which fills the spaces between the larger, in the μm range, hard material grains, which essentially determine the abrasion properties of the doctor blades 20. A corresponding hard grain fine powder minimizes the likelihood of chip breaking out of the doctor blade during the shaving process.
Bei einer beispielhaften Ausführungsform weist der Walzenbezug 12 darin eingebettete Wolframmonocarbid- Hartstoffkörner 13, die durch eine Vickershärte von 21,8 GPa gemäß HVO, 3 und eine D50 Korngrößenverteilung von 2,3 μm gekennzeichnet sind. Die Nutzoberfläche des Walzenbezugs ist auf eine Rauheit im groben Bereich geschliffen, d.h. auf einen Wert aus dem Bereich von Ra=0,3 bis Ra=0,8 μm. Die Schaberklinge 20 enthält darin eingebettete, carbothermisch hergestellte Hartstoffkörner aus Titandiborid (TiB2), die eine Vickershärte von 33 GPa gemäß HVO, 3 und eine Korngrößenverteilung D50 von 2,6 μm aufweisen . In an exemplary embodiment, the roll cover 12 has tungsten carbide hard grains 13 embedded therein, characterized by a Vickers hardness of 21.8 GPa according to HVO, 3 and a D50 grain size distribution of 2.3 μm. The useful surface of the roll cover is ground to a roughness in the coarse range, ie to a value from the range of R a = 0.3 to R a = 0.8 microns. The scraper blade 20 contains carbothermically produced carbide titanium carbide (TiB 2) carbide particles having a Vickers hardness of 33 GPa according to HVO, 3 and a particle size distribution D 50 of 2.6 μm.
Die Erfindung ermöglicht das Aufrechterhalten der Rauheit der Nutzoberfläche eines Walzenbezugs über dessen gesamteThe invention makes it possible to maintain the roughness of the surface of use of a roll cover over its entire surface
Lebensdauer und verlängert somit die Standzeit einesLifespan and thus extends the service life of a
Walzenbezugs, d. h. die Zeitspanne zwischen Inbetriebnahme und Auswechseln einer Walze bzw. eines Walzenbezugs erheblich. Entsprechend werden die Stillstandszeiten einer Papiermaschine reduziert und die Maschine effektiver eingesetzt . Roll cover, d. H. the time between commissioning and replacement of a roll or a roll cover considerably. Accordingly, the downtime of a paper machine is reduced and the machine used more effectively.

Claims

Patentansprüche 1. Vorrichtung mit  Claims 1. Device with
- einem Walzenbezug (12) für eine Kalanderwalze (10) und  - A roll cover (12) for a calender roll (10) and
- einer Schaberklinge (20) zum Beschaben des Walzenbezugs (12) an dessen Nutzoberfläche, wobei  - A scraper blade (20) for scraping the roll cover (12) on the user surface, wherein
- die radial außenliegende Mantelfläche des Walzenbezugs (12) dessen Nutzoberfläche bildet, der an die Nutzoberfläche angrenzende Bereich des Walzenbezugs (12) aus einem Material gebildet ist, das in eine Füllermatrix (14) eingebettete erste Hartstoffkörner (13) umfasst, und die Rauheit der Nutzoberfläche einen Wert innerhalb eines vorgegebenen Toleranzbereichs aufweist,  the radially outer lateral surface of the roll cover (12) forms its useful surface, the area of the roll cover (12) adjoining the useful surface is formed from a material which comprises first hard material grains (13) embedded in a filler matrix (14) and the roughness of the User surface has a value within a predetermined tolerance range,
- die Schaberklinge (20) ein Faserverbundmaterial aufweist, das zum Beschaben der Nutzfläche des - The scraper blade (20) comprises a fiber composite material, which serves for scoring the effective area of
Walzenbezugs (12) ausgebildet ist und in dessen Bindemittel (27) zweite Hartstoffkörner (31, 32, 33) eingebettet sind, deren Härte, Korngrößenverteilung und Oberflächenmorphologie auf den Toleranzbereich der Rauheit der Nutzoberfläche des Walzenbezugs (12) abgestimmt gewählt ist. Roller cover (12) is formed and in the binder (27) second hard grains (31, 32, 33) are embedded whose hardness, grain size distribution and surface morphology is selected to match the tolerance range of the roughness of the surface of the roll cover (12).
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, worin die Härte der in der Schaberklinge (12) eingebetteten zweiten2. Device according to claim 1, wherein the hardness of the in the scraper blade (12) embedded second
HartStoffkörner (31) wenigstens 3%, vorzugsweise wenigstens 30% und maximal 70% der Härte der in derHartStoffkörner (31) at least 3%, preferably at least 30% and not more than 70% of the hardness in the
Füllermatrix (14) des Walzenbezugs (12) eingebetteten ersten Hartstoffkörner (13) beträgt, wenn der vorgegebene Toleranzbereich für die Rauheit der Nutzoberfläche des Walzenbezugs (12) im Bereich von Ra=0,02 μm bis Ra=0,03 μm angesiedelt ist. Filler matrix (14) of the roll cover (12) embedded first hard grains (13) is when the predetermined tolerance range for the roughness of the useful surface of the roll cover (12) in the range of R a = 0.02 microns to R a = 0.03 microns settled is.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, worin die durchschnittliche Korngröße der zweiten HartStoffkörner (31) größer als die durchschnittliche Korngröße der ersten Hartstoffkörner (13) ist. The apparatus according to claim 2, wherein the average grain size of the second hard material grains (31) is larger than the average grain size of the first hard material grains (13).
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, worin die durchschnittliche Korngröße der zweiten HartStoffkörner (31) wenigstens doppelt so groß wie die durchschnittliche Korngröße der ersten Hartstoffkörner (13) ist. 4. Apparatus according to claim 3, wherein the average grain size of the second hard material grains (31) is at least twice as large as the average grain size of the first hard material grains (13).
5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, worin die zweiten Hartstoffkörner (31) eine Korngrößenvertei- lung aufweisen, bei der die Korngröße, die von 90 Prozent der zweiten Hartstoffkörner (31) nicht überschritten wird, wenigstens doppelt so groß und vorzugsweise wenigstens dreimal so groß ist, wie die Korngröße, die von 10 Prozent der zweiten Hartstoffkörner (31) nicht überschritten wird. 5. Apparatus according to claim 3 or 4, wherein the second hard grains (31) have a grain size distribution, in which the grain size, which is not exceeded by 90 percent of the second hard grains (31), at least twice as large and preferably at least three times is large, such as the grain size, which is not exceeded by 10 percent of the second hard grains (31).
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, worin die Morphologie der zweiten Hartstoffe (31) durch gerundete Kanten und Ecken bestimmt ist. 6. Device according to one of claims 2 to 5, wherein the morphology of the second hard materials (31) is determined by rounded edges and corners.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, worin die Morphologie eine in erster Ordnung rotationsellipsoidförmige und vorzugsweise sphärische Geometrie aufweist. 7. Apparatus according to claim 6, wherein the morphology has a first order rotationally ellipsoidal and preferably spherical geometry.
8. Vorrichtung nach Anspruch 1, worin die Härte der in der Schaberklinge (20) eingebetteten zweiten HartStoffkörner (31, 32) wenigstens 30% und maximal 200% der Härte der in der Füllermatrix des Walzenbezugs eingebetteten ersten Hartstoffkörner beträgt, wenn der vorgegebene Toleranzbereich für die Rauheit der Nutzoberfläche des Walzenbezugs (12) im Bereich von Ra=0,03 μm bis Ra=0,3 μm angesiedelt ist . 8. The device according to claim 1, wherein the hardness of the second hard-material grains (31, 32) embedded in the doctor blade (20) is at least 30% and at most 200% of the hardness of the first hard-material grains embedded in the filler matrix of the roll cover, if the predetermined tolerance range for the roughness of the surface of the roll cover (12) in the range of R a = 0.03 microns to R a = 0.3 microns is settled.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, worin die zweiten Hartstoffkörner (31, 32) eine erste9. Apparatus according to claim 8, wherein the second hard material grains (31, 32) a first
Korngrößenverteilung mit einer ersten durchschnittlichen Korngröße aufweisen, die größer als die durchschnittliche Korngröße der ersten Hartstoffkörner (13) ist. Grain size distribution having a first average grain size, which is greater than the average grain size of the first hard grains (13).
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, worin die zweiten HartStoffkörner (31, 32) wenigstens eine zweite Korngrößenverteilung mit einer zweiten durchschnittlichen Korngröße aufweisen, die kleiner als die durchschnittliche Korngröße der ersten Hartstoffkörner (13) ist. The apparatus of claim 9, wherein said second hard material grains (31, 32) have at least a second grain size distribution having a second average grain size smaller than the average grain size of said first hard material grains (13).
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, worin die Morphologie der zweiten Hartstoffe durch eine kantige aber nicht scharfkantige Oberfläche bestimmt ist. 11. Device according to one of claims 8 to 10, wherein the morphology of the second hard materials is determined by an edged but not sharp-edged surface.
12. Vorrichtung nach Anspruch 1, worin die Härte der in der Schaberklinge (20) eingebetteten zweiten Hartstoffkörner (31, 32, 33) wenigstens 100% und maximal 300% und vorzugsweise wenigstens 120% und maximal 180% der Härte der in der Füllermatrix (14) des Walzenbezugs (12) eingebetteten ersten Hartstoffkörner (13) beträgt, wenn der vorgegebene Toleranzbereich für die Rauheit der Nutzoberfläche des Walzenbezugs (12) im Bereich von Ra=0,3 μm bis Ra=0,8 μm angesiedelt ist. 12. Device according to claim 1, wherein the hardness of the second hard material grains (31, 32, 33) embedded in the doctor blade (20) is at least 100% and at most 300% and preferably at least 120% and at most 180% of the hardness of the filler matrix (in FIG. 14) of the roll cover (12) embedded first hard grains (13) is when the predetermined tolerance range for the roughness of the surface of the roll cover (12) is located in the range of R a = 0.3 microns to R a = 0.8 microns.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, worin die zweiten Hartstoffkörner (31, 32, 33) eine13. The apparatus of claim 12, wherein the second hard material grains (31, 32, 33) a
Korngrößenverteilung aufweisen, bei der die Korngrößen von wenigstens 10% der zweiten Hartstoffkörner (31, 32, 33) größer als die durchschnittliche Korngröße der ersten HartStoffkörner (13) sind. Have grain size distribution, in which the Grain sizes of at least 10% of the second hard grains (31, 32, 33) are greater than the average grain size of the first hard grains (13).
14. Vorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, worin die zweiten Hartstoffkörner (31, 32, 33) eine Korngrößenverteilung aufweisen, bei der die Korngrößen von wenigstens 10% der zweiten HartStoffkörner kleiner als das Spaltmaß zwischen den ersten Hartstoffkörnern (13) sind. 14. The apparatus of claim 12 or 13, wherein the second hard grains (31, 32, 33) have a particle size distribution in which the grain sizes of at least 10% of the second hard material grains are smaller than the gap between the first hard grains (13).
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 14, worin die zweiten Hartstoffkörner (31, 32, 33) wenigstens zwei Korngrößenverteilungen aufweisen, die sich zumindest in ihrer durchschnittlichen Korngröße voneinander unterscheiden. 15. Device according to one of claims 12 to 14, wherein the second hard material grains (31, 32, 33) have at least two particle size distributions, which differ from each other at least in their average grain size.
16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 15, worin die Morphologie der zweiten Hartstoffe (31,16. Device according to one of claims 12 to 15, wherein the morphology of the second hard materials (31,
32, 33) durch eine Oberfläche bestimmt ist, die scharfkantige Anteile aufweist. 32, 33) is determined by a surface having sharp-edged portions.
17. Schaberklinge für die Beschabung eines Walzenbezugs (12) einer Kalanderwalze (10) für eine17. scraper blade for the Beschabung a roll cover (12) of a calender roll (10) for a
Papiermaschine, wobei die Schaberklinge (20) zumindest im zum Kontakt mit dem Walzenbezug (12) vorgesehenen Bereich einen Faserverbund aufweist, bei dem Fasern (25, 26) und Hartstoffkörner (31, 32, 33) in einem Bindemittel (27) eingebettet sind, und wobei die Hartstoffe (31, 32, 33) nach einem der Ansprüche 2 bis 16 ausgewählt sind, die Fasern (25, 26) von Glasfasern und/oder Kohlefasern und/oder Aramidfasern und/oder Basaltfasern gebildet sind und das Bindemittel (27) von einem Duroplast oder Thermoplast, vorzugsweise von einem Phenolharz oder einem aminvernetzten oder anhydridvernetzten Epoxidharz gebildet ist. Paper machine, wherein the scraper blade (20) at least in the area provided for contact with the roll cover (12) has a fiber composite in which fibers (25, 26) and hard material grains (31, 32, 33) are embedded in a binder (27), and wherein the hard materials (31, 32, 33) according to one of claims 2 to 16 are selected, the fibers (25, 26) are formed from glass fibers and / or carbon fibers and / or aramid fibers and / or basalt fibers and the binder (27) from a thermoset or thermoplastic, preferably from a phenolic resin or an amine-crosslinked or anhydride-crosslinked epoxy resin is formed.
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102012205221A1 (en) * 2012-03-30 2013-10-02 Voith Patent Gmbh roll cover
DE102012110285B3 (en) * 2012-10-26 2014-01-30 Müller & Wagner GmbH Method for producing support plate for friction linings of disc brakes for motor vehicles, involves support plate is fine-scraped according to pre-punching for producing vertical circumferential edge

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1188859A2 (en) * 2000-09-18 2002-03-20 Voith Paper Patent GmbH Soft roll

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19925421A1 (en) 1999-06-02 2000-12-07 Voith Sulzer Papiertech Patent Elastic roller and method of making it
KR20040071777A (en) * 2002-01-11 2004-08-12 에스 디 와렌 서비스 캄파니 Composite doctor blades
JP4325901B2 (en) * 2002-01-29 2009-09-02 日本ニュークローム株式会社 Surface treatment doctor blade
DE102004025116A1 (en) * 2004-05-21 2005-12-08 Voith Paper Patent Gmbh Fiber composite roll cover for machines processing flat materials comprises a compound whose composition varies in different areas
DE102005002640A1 (en) * 2005-01-20 2006-07-27 Voith Paper Patent Gmbh doctor means
FI117568B (en) * 2005-12-07 2006-11-30 Exel Oyj Doctor blade for roll of paper or board machine, has fiber glass fabric laminated and bonded with plastic matrix, that are coated with hard particles of preset size is placed at vicinity of upper blade surface

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1188859A2 (en) * 2000-09-18 2002-03-20 Voith Paper Patent GmbH Soft roll

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of WO2011015408A1 *

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