WO2011015408A1 - Selbstkonditionierende walzenbeschabung - Google Patents

Selbstkonditionierende walzenbeschabung Download PDF

Info

Publication number
WO2011015408A1
WO2011015408A1 PCT/EP2010/059079 EP2010059079W WO2011015408A1 WO 2011015408 A1 WO2011015408 A1 WO 2011015408A1 EP 2010059079 W EP2010059079 W EP 2010059079W WO 2011015408 A1 WO2011015408 A1 WO 2011015408A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
hard
grains
roll cover
grain size
embedded
Prior art date
Application number
PCT/EP2010/059079
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Alexander Etschmaier
Antje Berendes
Franz Grohmann
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
Priority to CN201080044636.6A priority Critical patent/CN102575429B/zh
Priority to EP10734470A priority patent/EP2462280A1/de
Publication of WO2011015408A1 publication Critical patent/WO2011015408A1/de

Links

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.

Landscapes

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

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung mit einem Walzenbezug (12) für eine Kalanderwalze (10) und einer Schaberklinge (20) zum Beschaben des Walzenbezugs (12) an dessen Nutz-oberfläche, wobei 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. Die Schaberklinge (20) der Vorrichtung weist ein Faserverbundmaterial auf, das zum Beschaben der Nutzfläche des Walzenbezugs (12) ausgebildet ist und in dessen Bindemittel (27) zweite Hartstoff körner (31, 32, 33) eingebettet sind, deren Härte, Korngrößenverteilung und Oberflächenmorphologie auf den Toleranzbereich der Rauheit der Nutzoberfläche des Walzenbezugs (12) abgestimmt gewählt ist.

Description

Selbstkonditionierende Walzenbeschabung
Die Erfindung betrifft die Beschabung von Walzenbezügen von Kalanderwalzen und im Besonderen eine Beschabung, die die vorgegebene Rauheit der Walzenbezugsoberfläche aufrecht erhält .
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.
Aufgrund des hohen Drucks und der hohen Temperaturen, bei denen Kalanderwalzen betrieben werden, ist deren Oberfläche hohen mechanischen und thermischen Belastungen ausgesetzt.
Daher werden Kalanderwalzen in der Regel mit einem
Walzenbezug versehen, der eine ausreichende Duktilität mit einer hohen Oberflächenhärte verbindet. Solche Walzen weisen in der Regel eine Füllermatrix aus z.B. Nickel,
Kobalt oder Eisen auf, die als Binder für darin eingebettete Hartstoffkörner dient. Als Material für die
Hartstoffkörner werden in der Regel metallartige Carbide, wie beispielsweise Wolframcarbid, Titancarbid oder Chromcarbid, metallische Nitride, wie beispielsweise
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.
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.
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.
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.
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 .
Bei einer Ausführungsform der Vorrichtung ist eine Schaberklinge vorgesehen, die ein Faserverbundmaterial aufweist, in dessen Bindemittel Hartstoffkörner eingebettet sind, deren Härte, Korngrößenverteilung und
Oberflächenmorphologie relativ zur Härte und
Korngrößenverteilung der Hartstoffe im Walzenbezug und in Abhängigkeit des Toleranzbereichs gewählt ist, in dem die Rauheit der Nutzoberfläche des Walzenbezugs aufrecht erhalten bleiben soll.
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.
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.
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 .
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.
Das Aufrechterhalten einer Rauhigkeit der Nutzoberfläche mit Vorgabewerten aus dem Feinbereich von Ra = 0,02 μm bis
Ra = 0,03 μm wird vorzugsweise durch die Verwendung von
Hartstoffkörnern in der Schaberklinge unterstützt, deren
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 der
Schaberklinge eingebetteten Hartstoffkörner eine in erster
Näherung rotationsellipsoidförmige Geometrie und vorzugsweise insbesondere eine sphärenförmige Geometrie auf, wodurch ein Feinschaben der Walzenoberfläche unter
Vermeidung von Kratzerbildungen gefördert wird.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Rauheit der Nutzoberfläche des Walzenbezugs einen Wert bzw. einen
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 .
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 der
Korngrößenverteilungsmodi größer als die durchschnittliche
Korngröße der in der Füllermatrix des Walzenbezugs eingebetteten Hartstoffkörner ist, und wobei sich die
Korngrößenmoden untereinander in der durchschnittlichen
Korngröße und/oder in der Variation der Korngröße voneinander unterscheiden. Gemäß einer weiteren
Ausführungsform der Vorrichtung ist die Morphologie der in der Schaberklinge eingebetteten Hartstoffkörner durch eine zwar kantige jedoch nicht scharfkantige Oberfläche bestimmt .
Eine weitere Ausführungsform der Vorrichtung weist einen Walzenbezug auf, dessen Rauheit der Nutzoberfläche einen vorgegebenen Toleranzbereich aufweist, der im Bereich von
Ra = 0,3 μm bis Ra = 0,8 μm angesiedelt ist. Die Härte der in der Schaberklinge eingebetteten Hartstoffkörner zum
Aufrechterhalten einer in diesem "groben" Rauheitsbereich vorgegebenen Rauheit beträgt wenigstens 100 % und maximal
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 .
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 einer weiteren Ausführungsform weisen die in der Schaberklinge eingebetteten Hartstoffkörner eine
Korngrößenverteilung auf, bei der die Korngrößen von wenigstens 10 % der Hartstoffkörner kleiner sind als das
Spaltmaß zwischen den in der Füllermatrix des Walzenbezugs eingebetteten Hartstoffkörnern . Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Vorrichtung in der Schaberklinge eingebettete Hartstoffkörner mit wenigstens zwei
Korngrößenverteilungen auf, die sich zumindest in ihrer durchschnittlichen Korngröße voneinander unterscheiden.
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.
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 eingebettete
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 .
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
Figur 1 eine Vorrichtung zeigt, bei der eine
Schaberklinge den Walzenbezug einer
Kalanderwalze beschabt,
Figur 2 den Spitzenbereich einer Schaberklinge in einer schematischen Querschnittsdarstellung zeigt, Figur 3 Hartstoffkörner mit verschiedenen Morphologien veranschaulicht,
Figur 4 ein Beispiel für eine monomodale
Korngrößenverteilung zeigt,
Figur 5 ein Beispiel für eine bimodale
Korngrößenverteilung zeigt, und Figur 6 ein Beispiel für eine trimodale
Korngrößenverteilung zeigt.
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.
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) ,
Molybdäncarbid (MoC) , Niobcarbid (NbC) sowie Titancarbid
(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
Elemente darstellen, die aus einer W, Cr, V, Ta, Ti, Mo, Nb und B umfassenden Gruppe ausgewählt sind. Zu den als
Hartstoffe geeigneten metallischen Nitriden ist Titannitrid
(TiN) zu zählen, wobei auch andere Nitride verwendet werden können. Außer Carbiden oder Nitriden können auch
Hartstoffkörner aus Carbonitriden verwendet werden, wobei
Carbonitride verschiedener Metalle gemischt sein können.
Beispielsweise können Carbonitride nach den Formeln
((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 .
Zur Herstellung der Füllermatrix 14 werden bevorzugt duktile metallische Binder, wie beispielsweise Nickel, Kobalt oder Eisen verwendet.
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.
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.
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.
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 .
Die Fasern verleihen der Schaberklinge 20 die für die
Beschabung der Nutzoberfläche des Walzenbezugs 12 erforderliche mechanische Stabilität und Elastizität.
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.
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.
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.
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 .
In einer weiteren Ausführungsform ist die durchschnittliche Korngröße der in der Schaberklinge eingebetteten
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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 .
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.
Vorzugsweise kann noch ein dritter Modus an Hartstoffkörnern hinzugefügt werden, die eine dritte
Korngrößenverteilung aufweisen, wobei die mittlere
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 dem
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.
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.
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.
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.
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.
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 .
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 .
Die Erfindung ermöglicht das Aufrechterhalten der Rauheit der Nutzoberfläche eines Walzenbezugs über dessen gesamte
Lebensdauer und verlängert somit die Standzeit eines
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 .

Claims

Patentansprüche 1. Vorrichtung mit
- einem Walzenbezug (12) für eine Kalanderwalze (10) und
- einer Schaberklinge (20) zum Beschaben des Walzenbezugs (12) an dessen Nutzoberfläche, wobei
- 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,
- die Schaberklinge (20) ein Faserverbundmaterial aufweist, das zum Beschaben der Nutzfläche des
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.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, worin die Härte der in der Schaberklinge (12) eingebetteten zweiten
HartStoffkörner (31) wenigstens 3%, vorzugsweise wenigstens 30% und maximal 70% 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=0,02 μm bis Ra=0,03 μm angesiedelt ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, worin die durchschnittliche Korngröße der zweiten HartStoffkörner (31) größer als die durchschnittliche Korngröße der ersten Hartstoffkörner (13) ist.
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.
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.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, worin die Morphologie der zweiten Hartstoffe (31) durch gerundete Kanten und Ecken bestimmt ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, worin die Morphologie eine in erster Ordnung rotationsellipsoidförmige und vorzugsweise sphärische Geometrie aufweist.
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 .
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, worin die zweiten Hartstoffkörner (31, 32) eine erste
Korngrößenverteilung mit einer ersten durchschnittlichen Korngröße aufweisen, die größer als die durchschnittliche Korngröße der ersten Hartstoffkörner (13) ist.
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.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, worin die Morphologie der zweiten Hartstoffe durch eine kantige aber nicht scharfkantige Oberfläche bestimmt ist.
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.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, worin die zweiten Hartstoffkörner (31, 32, 33) eine
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.
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.
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.
16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 15, worin die Morphologie der zweiten Hartstoffe (31,
32, 33) durch eine Oberfläche bestimmt ist, die scharfkantige Anteile aufweist.
17. Schaberklinge für die Beschabung eines Walzenbezugs (12) einer Kalanderwalze (10) für eine
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.
PCT/EP2010/059079 2009-08-04 2010-06-25 Selbstkonditionierende walzenbeschabung WO2011015408A1 (de)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201080044636.6A CN102575429B (zh) 2009-08-04 2010-06-25 自处理的辊刮削装置
EP10734470A EP2462280A1 (de) 2009-08-04 2010-06-25 Selbstkonditionierende walzenbeschabung

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE200910028210 DE102009028210A1 (de) 2009-08-04 2009-08-04 Selbstkonditionierende Walzenbeschabung
DE102009028210.6 2009-08-04

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2011015408A1 true WO2011015408A1 (de) 2011-02-10

Family

ID=42797195

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2010/059079 WO2011015408A1 (de) 2009-08-04 2010-06-25 Selbstkonditionierende walzenbeschabung

Country Status (4)

Country Link
EP (1) EP2462280A1 (de)
CN (1) CN102575429B (de)
DE (1) DE102009028210A1 (de)
WO (1) WO2011015408A1 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2644773A1 (de) * 2012-03-30 2013-10-02 Voith Patent GmbH Walzenbezug

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102012110285B3 (de) * 2012-10-26 2014-01-30 Müller & Wagner GmbH Verfahren zur Herstellung einer Trägerplatte

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1057931A2 (de) 1999-06-02 2000-12-06 Voith Sulzer Papiertechnik Patent GmbH Elastische Walze und Verfahren zum Herstellen einer solchen
EP1683915A1 (de) 2005-01-20 2006-07-26 Voith Paper Patent GmbH Schaberklinge

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10046055A1 (de) * 2000-09-18 2002-03-28 Voith Paper Patent Gmbh Elastische Walze
EP1463860A1 (de) * 2002-01-11 2004-10-06 S.D. Warren Services Company Schaber aus verbundmaterial
JP4325901B2 (ja) * 2002-01-29 2009-09-02 日本ニュークローム株式会社 表面処理ドクターブレード
DE102004025116A1 (de) * 2004-05-21 2005-12-08 Voith Paper Patent Gmbh Faserverbund Walzenbezug
FI117568B (fi) * 2005-12-07 2006-11-30 Exel Oyj Paperi- tai kartonkikoneen telan kaavinterä ja menetelmä kaavinterän valmistamiseksi

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1057931A2 (de) 1999-06-02 2000-12-06 Voith Sulzer Papiertechnik Patent GmbH Elastische Walze und Verfahren zum Herstellen einer solchen
EP1683915A1 (de) 2005-01-20 2006-07-26 Voith Paper Patent GmbH Schaberklinge

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP2462280A1 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2644773A1 (de) * 2012-03-30 2013-10-02 Voith Patent GmbH Walzenbezug

Also Published As

Publication number Publication date
CN102575429A (zh) 2012-07-11
DE102009028210A1 (de) 2011-02-17
EP2462280A1 (de) 2012-06-13
CN102575429B (zh) 2015-05-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69708631T2 (de) Kreppschaber
DE69016161T2 (de) Walze für die Papiererzeugung und Verfahren zu deren Herstellung.
EP2491159B1 (de) Verwendung eines spritzpulvers zur cermet-beschichtung von rakelklingen
DE69804427T2 (de) Abstreichklinge und verfahren zu seiner herstellung
EP2480717A1 (de) Walzenbezug
EP2651632B1 (de) Imprägnierte klingenbeschichtung
EP3221492B1 (de) Klingenmaterial
WO2011015408A1 (de) Selbstkonditionierende walzenbeschabung
EP3112531B1 (de) Bauteil für eine maschine zur herstellung und/oder behandlung einer faserstoffbahn und verwendung eines spritzpulvers bei der herstellung einer funktionsschicht für ein bauteil für eine maschine zur herstellung und/oder behandlung einer faserstoffbahn
EP2831338B1 (de) Walzenbezug
EP0864690B2 (de) Walzenmaschine
DE19710573C2 (de) Kalander, insbesondere für Papierbahnen
DE102009029699A1 (de) Klingenbeschichtung
DE102011115813A1 (de) Kreppschaber
EP2529048A1 (de) Schaberklinge
DE102011003853A1 (de) Mehrschichtiger Kalanderwalzenbezug
EP2644773B1 (de) Walzenbezug
WO2013004723A1 (de) Abzugskraftprofilierter trockenzylinder
DE102021105618A1 (de) Schaberklinge und Walzenvorrichtung
DE102020111761A1 (de) Abstreifer für flexible Materialbahnen von einer Walze
DE202009007365U1 (de) Siebstrumpf zum Einsatz in Verbindung mit einer Formier- oder Saugwalze einer Papier- oder Kartonmaschine
DE112006004163T5 (de) Papiermaschinenwalze und Verfahren zum Herstellen dieser
DE202009008817U1 (de) Stoffauflauf einer Materialbahnmaschine
DE102015212398A1 (de) Bauteil für eine Maschine zur Herstellung und/oder Behandlung einer Faserstoffbahn
WO2017001657A1 (de) Bauteil für eine maschine zur herstellung und/oder behandlung einer faserstoffbahn und verfahren zur herstellung einer beschichtung eines bauteils

Legal Events

Date Code Title Description
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 201080044636.6

Country of ref document: CN

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 10734470

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

REEP Request for entry into the european phase

Ref document number: 2010734470

Country of ref document: EP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2010734470

Country of ref document: EP