FI81183B - Vals och foerfarande foer framstaellning av denna. - Google Patents

Description

81183 1 Tela ja menetelmä sen valmistamiseksi

Vals och förfarande för framställning av denna 5 Keksinnön kohteena on menetelmä telan, varsinkin puristintelan, valmistamiseksi, jonka runkovalppa on välikerroksen ympäröimä ja jonka väli-kerroksen päällä on hitsattu pintakerros, jossa menetelmässä runkovaipan ympärille asennetaan tietyllä välyksellä ohut levyvaippa tai ladotaan renkaita, tai kierretään yhtenäinen nauhakerros välikerrokseksi, jonka 10 päälle järjestetään yhtenäinen pintakerros ja välikerroksen ja sen päälle hitsatun pintakerroksen annetaan kutistua tiiviisti kiinni runkovaippaan.

Keksinnön kohteena on myös keksinnön mukaisella menetelmällä valmistet-15 tu tela.

Ennestään tunnetaan erilaisia telojen monlkerrosrakenteita ja menetelmiä näiden valmistamiseksi.

20 FI-patentista 66 667 (Eduard Kusters) tunnetaan menetelmä, jossa valssi-maisen ytimen päälle asetetaan kutistamalla useampia aksiaalisuunnassa peräkkäin olevia korroosion kestäviä teräksestä valmistettuja renkaita. Sylinterimäisen ytimen päälle on kiinnitetty levyvälirenkaista tehty sisäkerros ja ulkokerros, joita taas ympäröi ulkoapäin kutistetut maini-25 tut renkaat.

FI-patentissa 55 457 (Beloit Corporation) on esitetty yhdistetty tela, jossa on kolme eri valuna tehtyä samankeskistä telavaippaa, jotka on valmistettu keskipakovalulla ja joiden välillä on metallurginen sidos.

30 Riittävän puristusesijännityksen kehittämiseksi ulkopuolisen vaippa-osan, välivalppaoean ja sisäpuolisen valppaosan yhteinen tilavuus on 2-4 kertainen verrattuna ulkopuolisen valppaosan tilavuuteen.

Entuudestaan tunnetaan myös teloja, jotka on pinnoitettu suoraan runko-35 rakenteeseen hitsaamalla. Menetelmän heikkoutena on, että hitsaus rajoittaa vaipan materiaalin valintamahdollisuuksia, vaippaan syntyy suuria 2 81183 1 muodonmuutoksia ja ennen kaikkea, että syntyvät suuret hitsausjännityk-set huonontavat ratkaisevasti vaipan väsymiskestävyyttä.

Esimerkkinä tästä viitataan hakijan FI-hakemukseen 853544. Tämän hake-5 muksen mukaisessa menetelmässä sylinterlvalppa pinnoitetaan metallia sisältävällä pinnoitteella nauhahitsaamalla suoraan valssirunkoon. Tämän FI-hakemuksen 853544 mukaisen keksinnön tarkoituksena on aikaansaada paperiralnan hallittu irtoaminen telapinnoitteesta, sekä telan kestävyys erilaisia plntarasituksia vastaan. Tämän hakemuksen mukaisessa 10 keksinnössä ennestään tunnetulla telarungolla pääasiallisesti saadaan aikaan telan mekaaninen kestävyys kun taas telan pintaominaisuudet ja pinnan kestävyydet saadaan aikaan uudella keksinnön mukaisella valmistusmenetelmällä ja materiaalivalinnalla.

15 Keksintöä lähemmin sivuavan tekniikan tason osalta viitataan myös FI-patenttiin 41 489 (A. Ahlström Osakeyhtiö), jossa esitetään tapa valmistaa puristusvalsseja, erikoisesti paperi-, selluloosa- ja sen tyyppisille koneille, jossa paksuseinäinen valssirunko ympäröidään ohutta levyä olevalla vaipalla. Vaippa valmistetaan korroosiota kestä-20 västä lejeeratusta teräksestä ja vaipan ulkopinnan päälle, sen paikoilleen saattamisen jälkeen, hitsataan lisäainetta, jolla on sama kokoomus kuin vaipalla, niin että syntyy sulaa ainetta oleva pintakerros, joka jäähtyessään aikaansaa vaipan kokoonvetäytymisen valsslrungon ympärillä.

25 Esillä olevan keksinnön tarkoituksena on aikaansaada sellainen tela, erikoisesti purlstlntela, jonka monikerrosrakenne on muodostettu niin, että hitsauksesta syntyvät haitallisen suuret hltsausvetojännltykset päällysteessä pienenevät ja runkoon syntyy edullinen puristusjännitys, jolloin mahdolliset säröt pintakerroksessa pysähtyvät runkoon mennessä. 30 Tarkoituksena on estää hitsausvetojännitysten syntyminen suoraan runkoon, jolloin alkava särön kasvu voisi tuhota rungon.

Esillä olevan keksinnön toisena tarkoituksena on myös edelleen kehittää hakijan FI-hakemuksen 853544 mukaista telaa niin, että edellä mainitut 35 ominaisuudet toteutuisivat.

Keksinnön päämäärien saavuttamiseksi on sen mukainen menetelmä pääaslal- 3 81183 1 lisestl tunnettu siitä, että mainittu välys tai päällystenauhan kireys valitaan kokeilemalla siten, että päällyste kutistuessaan rungon päälle aiheuttaa haluttua hitsausjännitystä vastaavan sinänsä tunnetusti mitatun halkaisijan pienennyksen telarunkoon tai hitsausjännityksiä seura-5 taan sinänsä tunnetusti röntgenmetallografisesti tai porausmenetelmää käyttäen, jolloin pintakerrokseen syntyvät haitallisen suuret hitsaus-jännitykset ainakin osittain eliminoituvat.

Keksinnön mukainen tela on taas pääasiallisesti tunnettu siitä, että 10 sen runkovaipan ympärillä on ohut levyvaippa, yhtenäinen nauhakerros tai renkaita ja päällimmäisenä hitsattu pintakerros.

Keksinnön mukaisessa menetelmässä ohut levyvaippa asetetaan tietyllä välyksellä, sopivimmin suuruusluokkaa 0-4 mm, runkovaipan ympärille.

15 Levyvaipan sijasta runkovaipan ympärille voidaan kiertää yhtenäinen nauhakerros, jolloin mainitun päällystenauhan kireys voi olla esimerkiksi 50-1500 MPa. Runkovaipan ympärille voidaan myös ladota renkaita, jolloin renkaiden välys (h) on valittu esim. siten, että renkaissa vallitseva kireys on 0-1500 MPa. Seuraavaksi hitsataan pinta-20 kerros levyvaipan, nauhakerroksen tai renkaiden päälle, jolloin renkaat, levy tai nauha osittain sulavat. Sen jälkeen välikerros hltsattulne pintakerroksineen annetaan jäähtyä ja sen johdosta kutistua tiukasti kiinni runkovaippaan, edullisesti niin, että juuri muodostuu luotettava kutistusliitos. Välikerroksen välyksen tai nauhan kiertämiskireyden 25 valinnalla saadaan päällysteeseen sopiva jännitys, niin että hitsaus-jännitykset ainakin osittain eliminoituvat. Esim. nauhakerroksella on halutut hitsattavuusomlnaisuudet. Pinnan hitsaus tapahtuu nauhakerroksen päälle. Hitsi kutistaa nauhakerroksen tiukasti rungon päälle. Mahdollisten säröjen eteneminen runkoon estyy, samoin säröjen eteneminen ak-30 slaalisuunnassa pysähtyy nauhakierrosten tai renkaiden välisiin rajapintoihin.

Syntyvät hitsausjännitykset voidaan mitata tunnetuilla jännitysten mittausmenetelmillä, esim. röntgenmetallografisesti tai porausmenetelmää 35 käyttäen. Sopiva välys saadaan kokeilemalla siten, että päällyste juuri ja juuri kutistuu rungon päälle, jolloin hitsausjännitykset ovat minimissä. Suuruuden voi tarkistaa em. menetelmällä.

* 81183 1 Esillä olevan keksinnön mukaisen Celan pintakerros voidaan valmistaa esim. menetelmillä, joita on kuvattu patenttihakemuksessa FI-853544.

Telarungot valmistetaan ennestään tunnetusti esim. valamalla, takomalla 5 tai levystä taivuttamalla ja hitsaamalla. Kyseinen telarunko, johon luonnollisesti kuuluu myös päädyt ja akselitapit, antaa pääasiallisesti telalle sen tarvitseman mekaanisen lujuuden, kun taas telan sylinteri-vaipan halutut pintaominaisuudet ja pinnan mekaaninen kestävyys saadaan aikaan keksinnön mukaisella telapinnoitteella.

10

Esillä olevan hakemuksen pintakerroksessa voidaan käyttää niitä materiaaleja, joita on esitetty hakijan patenttihakemuksissa FI 850107 ja FI 853544.

15 Pintakerroksen muodostava hltsausalne on useimmiten osittain tai kokonaan eri materiaalia kuin sen alla oleva levyvaippa.

Välivaipan materiaalille ei keksinnössä aseteta mitään erityisiä vaatimuksia. Se voi olla vaikka hitsattavaa tai seostamatonta hiiliterästä, 20 esim. Fe-37 (tai Fe-52) tai seostettua ruostumatonta terästä. Väli-kerroksen paksuus voi olla esim. 3-40 mm, edullisesti 7-15 mm.

Keksintöä selostetaan vielä seuraavlen piirustusten kuvioiden avulla, joissa 25

Kuvio IA on kaaviollinen poikkileikkaus menetelmän ensimmäisen suoritusmuodon siitä vaiheesta, jossa levyvaippa on asetettu pienellä välyksellä telarunkovaipan ympärille.

30 Kuvio IB on kaaviollinen poikkileikkaus menetelmän ensimmäisen suoritusmuodon siitä vaiheesta, jossa pintakerrosta hitsataan levyvaipan ympärille .

Kuvio 2 on kaaviokuva poikkileikkauksena valmiista keksinnön ensimmäisen 35 suoritusmuodon mukaisesta telasta.

5 81183 1 Kuvio 3 on kaaviollinen aksiaalinen poikkileikkaus keksinnön toisen suoritusmuodon mukaisesta telasta.

Kuviossa IA telan runkovaippaa on merkitty viitenumerolla 1. Keksinnön 5 mukainen ohut levyvaippa 2a on välyksellä h asetettu runkovaipan 1 ympärille. Kuvio ei ole oikeissa mittasuhteissa.

Kuviossa IB näkyy kuten kuviossa IA telan runkovaippa 1 ja levyvaippa 2a ja välys h. Levyvaippa 2a pinnoitetaan hitsaamalla esim. kuviossa IB nä-10 kyvää nauhaa 3 hitsin lisäaineena käyttäen. Hitsaus toteutetaan esim. FI-hakemuksen 853544 mukaisella tavalla. Kuvio ei ole oikeissa mittasuhteissa.

Sen jälkeen levyvaipan 2a, jonka päälle on nyt hitsattu pintakerros, 15 annetaan jäähtyä ja sen johdosta kutistua kiinni telarunkoon 1, edullisesti niin, että kutistusjännitys juuri ja juuri riittää luotettavan kutistusliitoksen syntymiseen, jolloin hitsausjännitykset minimoituvat. Välys h valitaan sellaiseksi, että hitsauksesta syntyvät hitsausjännitykset ainakin osittain eliminoituvat.

20

Kuvio 2 esittää poikkileikkauksena valmista keksinnön mukaista telaa, jossa näkyvät telan runkovaippa 1, levyvaippa 2 ja pintakerros 4. Kuvio ei ole oikeissa mittasuhteissa.

25 Kuviossa 3 on aksiaalisena poikkileikkauksena näytetty keksinnön toinen suoritusmuoto, jossa välikerros 2 muodostuu telan runkovaipan 1 ympärille kierretystä yhtenäisestä nauhakerroksesta 26. Kuviossa 3 näkyy myös hitsattu pintakerros 4. Kuviossa 3 on myös esitetty miten mahdollisen särön eteneminen runkoon on estetty. Alkusäröä on merkitty viite-30 numerolla 5. Särön kasvu, jota on merkitty viitenumerolla 6, pysähtyy rajapintoihin. Keksinnön toisessa ja kolmannessa suoritusmuodossa, jossa välikerroksen 2 muodostaa telarungon 1 ympärille kierretty nauha tai ladotut renkaat, tämä särön kasvun estäminen toteutuu siis sekä säteen että aksiaallsuunnassa.

35

Keksinnön tuomat edut ovat, että välikerros voi olla halpaa materiaalia, sille ei esim. vaadita korroosiokestävyyttä eikä kulutuskestävyyttä, 6 81183 1 pelkkä hitsattavuus riittää. Välikerroksen materiaalivalinnalla voidaan vaikuttaa ko. välikerroksen lämpölaajenemis/-kutistumisominaisuuksiin ja sitä kautta plnnoitushitsauksen aiheuttamien hitsausjännitysten suuruuteen. Mitä hauraampaa hitsausplnnoitetta käytetään sen pienempiä saa-5 vat välikerroksen muodonmuutokset hitsauksen jälkeen olla. Käytettäessä välikerroksena nauhasta kierrettyä tai renkaista ladottua välikerrosta pinnoitushitsauksen alustana saadaan lisäetuna särön kasvua aksiaali-suunnassa estävät rajapinnat (nauhakerrosten/renkaiden väliset rajat). Nauhasta kierretyn välikerroksen yhteydessä voidaan em. hitsausjännityk-10 slin vaikuttaa myös nauhan alkukiristyksen sopivalla valinnalla.

Aikaisemmin mainittujen keksinnön tarkoitusten lisäksi keksintö tarjoaa vielä seuraavat edut: Runkovaipan materiaali voidaan valita vapaasti» väsymiskestävyys paranee huomattavasti» pinnoitteen uusiminen helpot-15 tuu, muodonmuutokset pienenevät, ja pinnoitus voidaan tehdä myös vanhaan telaan, jonka runko ei ole hitsattavaa materiaalia.

Seuraavassa esitetään patenttivaatimukset. Keksinnön eri yksityiskohdat voivat vaihdella patenttivaatimusten määrittelemän keksinnöllisen aja-20 tuksen puitteissa.

25 30 35

Claims (14)

1. Menetelmä telan, varsinkin puristintelan, valmistamiseksi, jonka runkovalppa (1) on välikerroksen (2) ympäröimä ja jonka välikerroksen 5 (2) päällä on hitsattu pintakerros (4), jossa menetelmässä runkovaipan (1) ympärille asennetaan tietyllä välyksellä (h) ohut levyvaippa (2a) tai ladotaan renkaita (2c), tai kierretään yhtenäinen nauhakerros (2b) välikerrokseksi (2), jonka päälle järjestetään yhtenäinen pintakerros (4) ja välikerroksen (2) ja sen päälle hitsatun pintakerroksen (4) JO annetaan kutistua tiiviisti kiinni runkovaippaan (1), tunnettu siitä, että mainittu välys (h) tai päällystenauhan kireys valitaan kokeilemalla siten, että päällyste kutistuessaan rungon päälle aiheuttaa haluttua hitsausjännitystä vastaavan sinänsä tunnetusti mitatun halkaisijan pienennyksen telarunkoon tai hitsausjännityksiä seurataan sinänsä 15 tunnetusti rontgenmetallografisesti tai porausmenetelmää käyttäen, jolloin pintakerrokseen (4) syntyvät haitallisen suuret hltsausjännitykset ainakin osittain eliminoituvat.

1 Patenttivaatimukset

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, 20 että mainittu välys (h) on suuruusluokkaa 0-4 mm.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siltä, että mainittu päällystenauhan (2b) kireys on 50-1500 MPa.

4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mainittujen renkaiden (2c) välys on valittu siten, että renkaissa vallitseva kireys on 0-1500 MPa.

5. Jonkin patenttivaatimuksen 1-4 mukainen menetelmä, tunnettu 30 siitä, että pintakerroksen (4) muodostava hitsimateriaali (4) on samaa tai osittain tai kokonaan eri materiaali kuin sen alla oleva välikerros (2).

6. Jonkin patenttivaatimuksen 1-5 mukainen menetelmä, tunnettu 35 siitä, että välikerroksen (2) paksuus on 3-40 mm, edullisesti 7-15 mm.

7. Jonkin patenttivaatimuksen 1-6 mukainen menetelmä, tunnettu 8 81183 1 siitä, että pintakerroksen (4) sisältämä metalli on siten valittu, että se pääasiallisesti aikaansaa sekä paperiralnan hallitun irtoamisen tela-pinnoitteesta että telan kestävyyden erilaisia plntarasituksla vastaan.

7 81183

8. Jonkin patenttivaatimuksen 1-7 mukaisella menetelmällä valmistettu tela, varsinkin purlstintela, jonka runkovalppa (1) on välikerroksen (2) ympäröimä ja jonka välikerroksen (2) päällä on hitsattu pintakerros (4), tunnettu siitä, että sen runkovalpan ympärillä on ohut levy-vaippa (2a), yhtenäinen nauhakerros (2b) tai renkaita (2c) ja päällim-Ί0 mäisenä hitsattu pintakerros (4).

9. Patenttivaatimuksen 8 mukainen tela, tunnettu siitä, että pintakerros (4) on samaa tai osittain tai kokonaan eri materiaalia kuin sen alla oleva välikerros (2). 15

10. Patenttivaatimuksen 8 tai 9 mukainen tela, tunnettu siitä, että pintakerroksen (4) sisältämä metalli on siten valittu, että se pääasiallisesti aikaansaa paperiralnan hallitun irtoamisen telapinnolttees-ta (4) sekä telan kestävyyden erilaisia plntarasituksla vastaan. 20

11. Jonkin patenttivaatimuksen 8-10 mukainen tela, tunnettu siitä, että pinnoitemetalli on kromia sisältävä ruostumaton teräs.

12. Jonkin patenttivaatimuksen 8-11 mukainen tela, tunnettu 25 siitä, että kromin osuus pinnoltemetallissa on 9-35 X.

13. Jonkin patenttivaatimuksen 8-12 mukainen purlstintela, tunnettu siitä, että telan pinnoitemateriaall metallin lisäksi sisältää keraamisen aineen komponentin tai komponentteja. 30

14. Jonkin patenttivaatimuksen 8-13 mukainen tela, tunnettu siltä, että keraaminen lisäaine valitaan seuraavien yhdisteiden joukosta: Al^, Si02> Ti02> Zr02> SiC, TiC, Cr^, WC, NbC, VC, Cr^. 35 I; 9 81183