WO2011092064A1

WO2011092064A1 - Schaberklinge

Info

Publication number: WO2011092064A1
Application number: PCT/EP2011/050504
Authority: WO
Inventors: Franz Grohmann
Original assignee: Voith Patent Gmbh
Priority date: 2010-01-28
Filing date: 2011-01-17
Publication date: 2011-08-04
Also published as: DE102010001306A1; EP2529048A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Schaberklinge (30, 30') zum Beschaben der Mantelfläche (21) eines rotierbaren Körpers (20). Die Schaberklinge (30, 30') umfasst einen Grundkörper (31), der eine Stirnfläche (34) zum Kontaktieren der Mantelfläche (21) und an die Längskanten der Stirnfläche (34) angrenzende Seitenflächen (35, 36) aufweist, von denen jede mit der Stirnfläche (34) einen Winkel von weniger als 180 Grad einschließt, sowie eine erste Schicht (32), die auf einer ersten (35) der beiden Seitenflächen (35, 36) angeordnet ist. Die erste Schicht (32) wird hierbei aus einem Material gebildet, das eine gegenüber dem Material des Grundkörpers (31) höhere Abriebbeständigkeit aufweist.

Description

Schaberklinge

Die Erfindung betrifft eine Schaberklinge zur Beschabung der Mantelflächen von Rotationskörpern, beispielsweise Walzen, Gurten, Sieben und Filzen, wie sie insbesondere bei Papier-, Karton- und Wellpappenmaschinen, Druckmaschinen und Kalandern eingesetzt werden. Die Erfindung betrifft im Besonderen eine Schaberklinge zum Beschaben von Walzenbezügen mit verbesserter Reinigungswirkung.

Schaberklingen werden in der Papier- und Druckindustrie zur Reinigung der Oberflächen von meist mit einem Walzenbezug versehenen rotierenden Walzen verwendet. Bei der Papierherstellung dienen Schaberklingen zum Entfernen des Flüssigkeitsfilms auf den Walzenbezügen, zur Reinigung der Walzenoberflächen von Verunreinigungen wie beispielsweise Papierfasern oder Strichrückständen und zur Konditionierung der Walzenoberflächen. Zudem verhindern die Schaberklingen, dass sich die Papierbahn im Falle eines Bahnrisses um die Walze wickelt und dabei die Papiermaschine beschädigt. Um diese Aufgaben zuverlässig erfüllen zu können, liegt die Schaberklinge mit einem bestimmten Druck an der äußeren Mantelfläche der jeweiligen Walze bzw. des jeweiligen Walzenbezugs an. Außer zur Reinigung von Walzen werden Schaberklingen in entsprechender Weise auch zur Reinigung und Konditionierung von umlaufenden Bändern, Gurten, Sieben und Filzen verwendet.

Aufgrund des hohen Drucks, mit dem die Schaberklinge auf die Walzenoberfläche drückt, in der Regel beträgt der Anpressdruck 150 N/m (Angabe in Anpresskraft bezogen auf die Länge der Schaberklinge) und mehr, werden hohe Anforderungen an die Verschleißfestigkeit bzw. Abriebbeständigkeit der Schaberklingen gestellt. Da die Geometrie der mit der Walzenoberfläche in Kontakt tretenden Oberfläche einer Schaberklinge nicht mit der erforderlichen Genauigkeit an die Geometrie der beschabten Walzenoberfläche angepasst werden kann, liegen zu Beginn des Einsatzes einer Schaberklinge stets kleinere Abweichungen in den Geometrien der beiden aufeinanderliegenden Oberflächen vor, die erst im Verlauf eines anfänglichen Einschleifprozesses, dem sogenannten "Einlaufen" der Klinge, ausgeglichen werden. Ein während der hierfür erforderlichen Einlaufzeit produziertes Papier ist häufig von minderwertiger Qualität, so dass von Seiten der Papierhersteller auf möglichst kurze Einlaufzeiten gedrungen wird.

Es hat sich jedoch gezeigt, dass bei herkömmlichen Schaberklingen die durch die Abrasion während des Einlaufens und der späteren Beschabung bedingte Veränderung der Klingengeometrie zu verrundeten bzw. abgeflachten Klingenkanten mit der Folge einer reduzierten Schabwirkung führt.

Ausgehend von dem Dargelegten ist es daher wünschenswert, eine Schaberklinge anzugeben, die nach kurzer Einlaufzeit eine verbesserte Reinigungswirkung erzielt. Ferner ist es wünschenswert, ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Schaberklinge anzugeben.

Gemäß einer Ausführungsform weist die Schaberklinge einen Grundkörper auf, der eine Stirnfläche zum Kontaktieren der Mantelfläche des zu beschabenden rotierbaren Körpers sowie Seitenflächen umfasst, die an den Längskanten der Stirnfläche an diese angrenzen, wobei jede der Seitenflächen einen Winkel von weniger als 180 Grad mit der Stirnfläche einschließt. Auf einer ersten der beiden Seitenflächen des Grundkörpers ist hierbei eine erste Schicht angeordnet, die aus einem Material gebildet ist, das eine gegenüber dem Material des Grundkörpers höhere Abriebbeständigkeit aufweist.

Unter Längskanten der Stirnfläche sind hierbei diejenigen Kanten zu verstehen, die beim Beschaben quer zur Umlaufrichtung des sich drehenden rotierbaren Körpers angeordnet sind. Dabei wird die Längskante, auf die die Mantelfläche beim Umlaufen des rotierbaren Körpers zuläuft, als anlaufende Kante oder Anlaufkante bezeichnet. Ferner bezeichnet der in dieser Anmeldung verwendete Begriff "Abriebbeständigkeit" die Widerstandsfähigkeit einer Material- bzw. Körperoberfläche gegenüber mechanischer Beanspruchung durch Reibung an einer relativ zu dieser bewegten Oberfläche eines anderen Materials bzw. Körpers.

Das Reiben an der Mantelfläche eines sich drehenden rotierbaren Körpers verändert das Querschnittsprofil der Schaberklingenstirnfläche, d.h. das Profil der Schaberklingenstirnfläche quer zu den Stirnflächenlängskanten bzw. entlang der Umlaufrichtung der an der Stirnfläche reibenden Mantelfläche. Auf Grund der Unterschiede in der Abriebbeständigkeit der für den Grundkörper und die erste Schicht verwendeten Materialien wird die Schaberklingenstirnfläche im Bereich des Grundkörpers verhältnismäßig stärker abgetragen als im Bereich der ersten Schicht. Da die erste Schicht unmittelbar an den Grundkörper anschließt, schleift sich an der Schaberklingenstirnfläche ein stetig bzw. stufenlos gekrümmtes Querschnittsprofil ein, wobei der Winkel an der Längskante zwischen der Außenfläche der ersten Schicht und der auf der Mantelfläche reibenden Schaberklingenstirnfläche mit zunehmender Abrasion spitzere Werte annimmt. Ein entsprechend spitzer Kantenwinkel garantiert ein zuverlässiges Entfernen von auf der Mantelfläche befindlichen Flüssigkeitsfilmen und anderen Verunreinigungen und beugt einem Unterwandern der Schaberklinge durch ein auf der Mantelfläche befindliches Medium wirksam vor.

Um den sich im Verlauf des Beschabens einer Mantelfläche einstellenden Kantenwinkel entsprechend der jeweiligen Beschabungsaufgabe einstellen zu können, wird die Abriebfestigkeit des Materials der ersten Schicht in Abhängigkeit der Abriebfestigkeit des Grundkörpermaterials gewählt. Zum Einstellen des jeweils optimalen Kantenwinkels weist das Material der ersten Schicht bei weiteren Ausgestaltungen der Schaberklinge bevorzugt eine Abriebbeständigkeit auf, die aus dem Bereich des Doppelten bis Fünffachen der Abriebbeständigkeit des Grundkörpermaterials ausgewählt ist.

Weitere Ausführungsformen der Schaberklinge weisen eine Dicke der ersten Schicht auf, die wenigstens 1 % und maximal 30 % der Breite der gesamten Schaberklingenstirnfläche beträgt. Unter Stirnfläche der Schaberklinge wird hierbei die Fläche verstanden, die sich zwischen den beiden Längskanten der zum Kontakt mit der Mantelfläche vorgesehenen Fläche erstreckt.

Weitere Ausführungsformen der Schaberklinge weisen zusätzlich zur ersten Schicht noch eine zweite Schicht auf, die auf der zweiten der beiden Seitenflächen des Schaberklingengrundkörpers angeordnet ist und ebenfalls eine im Vergleich zum Material des Grundkörpers höhere Abriebbeständigkeit aufweist. Bei bevorzugten Ausgestaltungen dieser Ausführungsformen entspricht die Abriebbeständigkeit des Materials der zweiten Schicht der Abriebbeständigkeit des Materials der ersten Schicht innerhalb einer Genauigkeit von 50 %, vorzugsweise innerhalb einer Genauigkeit von 30 % und besonders bevorzugt innerhalb einer Genauigkeit von 10 %.

Mithilfe der zweiten Schicht wird sichergestellt, dass auch die zweite Längskante der Stirnfläche während des Einsatzes der Schaberklinge nicht verrunden bzw. abgeflacht werden kann, wodurch die Effizienz der Reinigungswirkung dauerhaft aufrechterhalten werden kann.

Durch die Wahl in etwa gleich abriebfester Materialien für die Ausbildung der Beschichtungen an den Seitenflächen der Schaberklinge wird verhindert, dass sich an der anlaufenden Kante der Schaberklinge der Winkel zwischen der Stirnfläche und der Seitenfläche zu stark verjüngt.

Weitere Ausführungsformen zeichnen sich durch eine Dicke der zweiten Schicht aus, die wenigstens 2 % und maximal 20 % der Gesamtdicke der Schaberklinge an deren Stirnfläche beträgt, so dass sowohl die Ausbildung einer scharfen Kante an diesem Rand der Stirnfläche als auch die Ausbildung eines gekrümmten Stirnflächenprofils während des Einsatzes der Schaberklinge garantiert sind.

Weitere Ausführungsformen weisen eine Dicke der zweiten Schicht auf, die kleiner oder gleich der Dicke der ersten Schicht der Schaberklinge ist. Hierdurch kann auch bei gleicher Abriebbeständigkeit der für die erste und zweite Schicht verwendeten Materialien sichergestellt werden, dass sich an der anlaufenden Kante der Schaberklinge stets ein spitzer Winkel zwischen der äußeren Seitenfläche und der Stirnfläche ausbildet. Die Größe des Winkels kann hierbei über das Verhältnis zwischen der Dicke der ersten und der Dicke der zweiten Schicht eingestellt werden. Bevorzugte Ausführungsformen hiervon weisen ein Verhältnis der Dicke der ersten Schicht zur Dicke der zweiten Schicht auf, das aus dem Bereich von zwei bis drei gewählt ist.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Material des Grundkörpers ein Compositematerial .

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann das Material des Grundkörpers ein Metall, auch ein gehärtetes und/oder beschichtetes Metall sein .

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 auch in unterschiedlicher Anzahl und Kombination als bei den untenstehend angeführten Beispielen verwirklicht sein. Bei der nachfolgenden Erläuterung einiger Ausführungsbeispiele der Erfindung wird auf die beiliegenden Figuren Bezug genommen, von denen

Figur 1 den vorderen Teil einer auf die Mantelfläche eines sich drehenden rotierbaren Körpers drückenden Schaberklinge in einer schematischen Seitenansicht zeigt,

Figur 2 eine schematische Seitenansicht des vorderen Teils einer

Schaberklinge mit abriebfester Beschichtung einer Seitenfläche zeigt, Figur 3 eine schematische Seitenansicht des vorderen Teils einer

Schaberklinge mit abriebfester Beschichtung beider Seitenflächen zeigt und

Figur 4 eine schematische Seitenansicht der Querschnittsgeometrie einer Schaberklinge gemäß Figur 3 nach Abschluss der Einlaufphase zeigt.

Figur 1 veranschaulicht die Beschabung einer Mantelfläche 21 eines rotierbaren Körpers 20 mit Hilfe einer Schaberklinge 10. Die Umlaufrichtung des rotierbaren Körpers 20 ist durch den Pfeil 25 gekennzeichnet. Von der Schaberklinge ist nur der vordere, d.h. der auf die Mantelfläche des rotierbaren Körpers 20 gerichtete Teil dargestellt. Der in der Figur 1 nicht gezeigte hintere Teil der Schaberklinge 10 ist im Allgemeinen in einer (in den Figuren ebenfalls nicht gezeigten) Halterung aufgenommen, über die der Anstellwinkel der Schaberklinge und der Anpressdruck, mit dem die Klinge 10 gegen die Mantelfläche drückt, eingestellt werden.

Die Schaberklinge weist eine Stirnfläche 1 1 und zwei an die Stirnfläche angrenzende Seitenflächen 12 und 13 auf. Die Stirnfläche ist zum Kontakt mit der Mantelfläche 21 des rotierbaren Körpers 20 vorgesehen. Die die Vorderseite der Schaberklinge bildende Seitenfläche 12 schließt an der Anlaufkante 14, d.h. der Kante, auf die sich die Mantelfläche bei einer Rotation des rotierbaren Körpers 20 zubewegt, einen spitzen Winkel mit der Stirnfläche n ein. Die hintere Stirnfläche 13 schließt an der in Analogie zur Anlaufkante 14 als Ablaufkante 15 bezeichneten Kante der Schaberklinge 10 einen stumpfen Winkel von weniger als 180 Grad ein. Die Reinigungswirkung der Schaberklinge 10, d.h. die Wirksamkeit, mit der die Schaberklinge 10 Flüssigkeitsfilme und/oder andere Verunreinigungen von der Mantelfläche eines z.B. als Walze ausgebildeten rotierenden Körpers 20 abnimmt, wird durch die Eigenschaften der Ablaufkante 14 wesentlich mitbestimmt. Ist die Kante zu stark verrundet oder abgeflacht, so können Verunreinigungen die Schaberklinge unterwandern, d.h. zwischen der Stirnfläche n und der Mantelfläche 21 passieren.

Schaberklinge 10 und rotierbarer Körper 20 sind in Figur 1 in einer Seitendarstellung gezeigt. Die (in der Figur nicht gezeigte) Drehachse des rotierbaren Körpers 20 ist senkrecht zur Zeichenebene angeordnet. Die entsprechend im seitlichen Profil dargestellte Stirnfläche n der Schaberklinge 10 erstreckt sich parallel zur Drehachse des rotierbaren Körpers 20. Diese Erstreckungsrichtung wird in dieser Schrift als Längsrichtung der Schaberklinge 10 und die in die Längsrichtung der Schaberklinge 10 verlaufenden Kanten als der Längskanten bezeichnet.

Bei Schaberklingen 10, die aus einem makroskopisch homogenen Material aufgebaut sind, verliert die Längskante 14 aufgrund der abrasiven Beanspruchung durch die Mantelfläche 20 mit der Zeit die ursprüngliche Kantenschärfe. Mit anderen Worten verrundet bzw. verflacht die Anlaufkante 14 im Laufe der Beschabung der Mantelfläche 20. Unter einem makroskopisch homogenen Material sind hierbei alle Materialien zu verstehen, die eine homogene Verteilung der sie bildenden Komponenten aufweisen. Insbesondere sind hierunter auch sogenannte Composite-Materialien zu verstehen, bei denen zum Beispiel Faserstoffe und Hartstoffkörner in einer Bindematrix eingebettet sind. Die Verrundung einer Anlaufkante 14 durch Beschabung ist in der Detailzeichnung D von Figur 1 veranschaulicht. Durch diese Verrundung bzw. Verflachung der Anlaufkante 14 wir die Keilbindung von auf der Mantelfläche befindlichen Flüssigkeitsfilmen begünstigt, die ein unerwünschtes Unterwandern der Schaberklinge fördert.

Um ein entsprechendes Brechen der Anlaufkante während der Beschabung zu vermeiden und die Reinigungswirkung der Schaberklinge somit über längere Zeit aufrechterhalten zu können, wird bei der in Figur 2 veranschaulichten Ausführungsform einer Schaberklinge 30 die vordere Seitenfläche des Schaberklingengrundkörpers mit einem Material beschichtet, das eine höhere Abriebbestandigkeit als das Grundmaterial der Schaberklinge aufweist. Die Schaberklinge 30 gemäß dieser Ausführungsform weist einen Grundkörper 31 mit einer zum Kontakt mit der Mantelfläche des rotierbaren Körpers 20 vorgesehenen Stirnfläche 34 und eine an diese angrenzende vordere Seitenfläche 35 und hintere Seitenfläche 36 auf. Auf die vordere Seitenfläche 35 ist eine Schicht 32 mit einer Schichtstärke d aufgebracht. Das Material der Schicht 32 weist eine höhere Abriebbeständigkeit auf als das Material des Grundkörpers 31 .

Bei der in Figur 2 dargestellten Ausführungsform der Schaberklinge 30 sind die Seitenflächen 35 und 36 in etwa parallel zueinander angeordnet. Bei anderen Ausgestaltungen können die beiden Seitenflächen auch einen Winkel zueinander einschließen, insbesondere dann, wenn die Seitenfläche 35 Teil einer üblicherweise als Wate bezeichneten Anfasung der Schaberklinge ist.

Um auch einer Verrundung der Kante zwischen der hinteren Seitenfläche 36 und der Stirnfläche 34 wirksam vorzubeugen, wird bei einer weiteren Ausführungsform 30' der Schaberklinge, die in Figur 3 veranschaulicht ist, auch die rückseitige Seitenfläche 36 mit einer Beschichtung 33 aus einem Material versehen, das im Vergleich zu dem des Grundkörpers 31 eine höhere Abriebbeständigkeit aufweist. Die Abriebbeständigkeit dieser zweiten Schicht 33 entspricht dabei vorzugsweise der Abriebbeständigkeit des Materials der ersten Schicht 32. Die Genauigkeit in der Übereinstimmung der Abriebbeständigkeit der für die erste Schicht 32 und die zweite Schicht 36 verwendeten Materialien sollte dabei nicht weniger als 50 % betragen. Um möglichst ähnliche Reibungsbedingungen an der Anlaufkante 14 und der rückwärtigen Ablaufkante 15 zu erhalten, wird eine Genauigkeit in der Übereinstimmung der Abriebbeständigkeit der Materialien für die vordere und hintere Schicht von 30 % und insbesondere von 10 % bevorzugt.

Mit dem Verhältnis der Abriebbeständigkeiten der für die vordere Schicht 32 und die hintere Schicht 33 verwendeten Materialien kann bei einer Schaberklinge 30' der sich während der Beschabung an der Anlaufkante einstellende Winkel zwischen Stirnfläche n und vorderer Seitenfläche 12 (die in Figur 1 verwendeten Bezugszeichen zur Erläuterung der allgemeinen Geometrie einer Schaberklinge gelten auch für Ausführungsformen gemäß den anderen Figuren) beeinflusst werden. Ist die Abriebbeständigkeit des für die hintere Schicht 33 verwendeten Materials geringer als die für die vordere Schicht verwendeten Materials, so wird die hintere Schicht im Verlauf der Beschabung stärker abgenutzt als die vordere. Aufgrund der festen Haftung von vorderer und hinterer Schicht auf dem Grundkörper 31 können sich bei der Abrasion der Stirnfläche keine Stufen an den Übergängen vom Grundkörper zu den Schichten aufbauen, denn sobald sich eine solche Stufe entwickeln würde, würde diese aufgrund des daraus resultierenden Niveauunterschiedes zwischen den angrenzenden Materialien wieder abgetragen, da sich in diesem Fall nur mehr das weniger stark abgetragene Material mit der Mantelfläche in schleifendem Kontakt befände. Somit kann über eine unterschiedlich starke Abrasion der Stirnfläche 1 1 an der vorderen im Vergleich zur hinteren Längskante die sich während des Beschabens einstellende Krümmung und damit der sich hierbei einstellende Winkel zwischen Stirnfläche 1 1 und vorderer Seitenfläche 12 festgelegt werden.

Im Verhältnis zur Abriebbeständigkeit des für den Grundkörper 31 verwendeten Materials beträgt die Abriebbeständigkeit der für die Ausbildung der vorderen Beschichtung 32 und der hinteren Beschichtung 33 verwendeten Materialien vorzugsweise wenigstens 2 und maximal 5. Hierdurch wird sichergestellt, dass sich der Winkel zwischen der vorderen Seitenfläche 12 der Schaberklinge und der Stirnfläche 12 der Schaberklinge an der Anlaufkante 14 während des Einsatzes ausreichend verjüngt, d.h. im Vergleich zum Originalzustand der Klinge spitzer wird. Der genaue Wert im Verhältnis der Abriebbeständigkeiten der verwendeten Materialien richtet sich dabei nach dem Anlaufkantenwinkel, der für den jeweiligen Einsatzzweck der Schaberklinge erforderlich ist. Je größer der Unterschied in der Abriebbeständigkeit der vorderen Schicht zu der des Grundkörpers und eventuell zu der der hinteren Schicht ist, desto spitzer stellt sich der Anlaufwinkel im Verlauf der Beschabung ein.

Während in den Figuren 2 und 3 die beschichtete Schaberklinge im Originalzustand dargestellt ist, d.h. den Zustand vor Beginn der Beschabung zeigt, ist in Figur 4 die Schaberklinge 30' von Figur 3 nach Abschluss des Einschleifprozesses dargestellt. Auf Grund der geringeren Abriebbeständigkeit des Grundkörpermaterials wird der Grundkörper 31 stärker abgetragen als die vorderseitige Beschichtung 32. Da die vorderseitige Beschichtung 32 jedoch unmittelbar an die vordere Seitenfläche 35 des Grundkörpers 31 anschließt und mit dieser fest verbunden ist, ergibt sich wie oben ausgeführt ein stetiger Übergang in der Abrasivwirkung der Beschabung auf die Stirnfläche n . Hierdurch entsteht an der Stirnseite 1 1 der Schaberklinge 30' eine stetig gekrümmte Oberfläche, die zur Verjüngung des Anlaufwinkels 37 führt.

Der durch den festen Verbund der Beschichtungen 32 und 33 mit dem Grundkörper 31 bedingte stetige Übergang der Abrasion an der Stirnfläche der Schaberklinge 30' bedingt auch an der der Anlaufkante gegenüberliegenden rückseitigen Längskante der Stirnfläche 34 die Ausbildung einer scharfen Kante, die den Abriss von Flüssigkeitsfilmen auf der Mantelfläche 21 an der Schaberklinge 30' weiterhin begünstigt.

Neben bzw. alternativ zur Wahl unterschiedlicher Abriebbeständigkeiten für die vordere Schicht 32 und die hintere Schicht 33 kann der sich während des Beschabens einstellende Anstellkantenwinkel 37 auch über die Wahl der Dicken von vorderer und hinterer Schicht beeinflusst werden. Vorzugsweise weist die Dicke der ersten Schicht einen Wert auf, der wenigstens 5 % und maximal 30 % der Gesamtdicke der Schaberklinge an der Stirnfläche 1 1 beträgt. Die Angaben beziehen sich sowohl auf Schaberklingenausführungsformen 30 gemäß Figur 2, als auch auf Ausführungsformen 30' nach Figur 3. Werden je nach Anwendungsfall weniger spitze oder spitzere Anlaufkantenwinkel 37 gewünscht, so können selbstverständlich auch Dicken verwendet werden, die außerhalb dieses bevorzugten Bereichs liegen. Die Dicke der zweiten Schicht bei Ausführungsformen der Schaberklinge 30' nach Figur 3 beträgt vorzugsweise wenigstens 2 % und maximal 20 % der Gesamdicke der Schaberklinge an der Stirnfläche n . Auch hier sind selbstverständlich je nach gewünschtem Anlaufkantenwinkel 37 und Wahl der relativen Abriebbeständigkeiten von erster zu zweiter Schicht Dicken der zweiten Schicht möglich, die nicht in dem angegebenen Bereich liegen.

Zur Ausbildung eines im Verlauf der Beschabung spitzer werdenden Anlaufkantenwinkels ist die Dicke der zweiten Schicht 33 vorzugsweise kleiner oder gleich der Dicke d der ersten Schicht 32. Insbesondere ist das Verhältnis der Dicken von erster Schicht 32 zu zweiter Schicht 33 aus dem Bereich von 2 bis 3 ausgewählt.

Die Herstellung einer wie oben erläuterten Schaberklinge kann auf unterschiedliche Weise erfolgen. Zur Herstellung von aus Compositematerialien aufgebauten Klingen werden nach einem ersten Verfahren Grundkörper und Außenschichten getrennt voneinander vorbereitet. Zur Herstellung der Grundschicht wird eine aus einem Gewebe bzw. mehreren Gewebeschichten oder eine aus einem Gelege aufgebaute Faserstoffbahn mit einer Harzmischung getränkt, wobei der Harzmischung Füllstoffe wie z.B. Hartstoffe oder dergleichen beigefügt sein können. Die Abriebfestigkeit des Compositematerials wird hierbei sowohl über die Wahl der zum Aufbau der Gewebe oder Gelege verwendeten Fasern, als auch über die Zusammensetzung der Harzmischung und die Wahl der Hartstoffe eingestellt. Zur Ausbildung der Gewebe oder Gelege werden häufig Glasfasern und/oder Carbonfasern verwendet, wobei die gegenüber Glasfasern bessere Wärmeleitfähigkeit der Carbonfasern eine Möglichkeit zur Einstellung der Betriebstemperatur und vermittelt hierüber, auch der Abriebfestigkeit einer Schaberklinge, durch geeignete Wahl der Anteile von Glasfasern und Carbonfasern in der Faserstoffbahn bietet. Selbstverständlich wird die Abriebfestigkeit auch über die relativen Anteile von Faserstoffen, Harzmischung und Hartstoffkörner beeinflusst. Die mit der Harzmischung getränkte Faserstoffbahn wird anschließend unter Druck- und Wärmeeinwirkung vorgeliert, d.h. unvollständig ausgehärtet. Die Herstellung der einen bzw. der beiden Außenschichten erfolgt analog, wobei wenigstens der Aufbau der Faserstoffbahn, die verwendete Harzmischung, oder Art oder Material der Hartstoffe gegenüber den zur Herstellung des Grundkörpers verwendeten Materialien verändert sind.

Nach der Herstellung von Grundkörper- und Außenschichthalbfabrikaten werden die Halbfabrikate in der erwünschten Schichtfolge aneinandergesetzt und unter Druck bei Wärmezufuhr so laminiert, dass die Harzmischungen ausreichend aushärten. Statt durch Wärme kann das Verbundmaterial aus Faserstoffbahn und eventuell mit Hartstoffkörnern versehener Harzmischung auch durch Strahlungseinwirkung ausgehärtet werden.

Bei einer Abwandlung des Verfahrens werden die Hartstoffe nicht vor dem Tränken bzw. Imprägnieren der Faserstoffbahn in die Harzmischung eigebracht, sondern im Anschluss an den Imprägnierungsvorgang auf die Oberfläche bzw. die Oberflächen des Faser-Harz-Verbunds aufgestreut.

In einem weiteren Verfahren wird die Außenschicht direkt auf die den Grundkörper bildende Schicht aufgebracht. Bei einer bevorzugten Ausführungsform dieses Verfahrens wird zunächst die Fasrstoffbahn mit der eventuell mit Hartstoffen versehenen Harzmischung getränkt, woraufhin eine weitere Faserstoffbahn darauf angeordnet und mit einer gegebenenfalls mit weiteren Hartstoffen versehenen Harzmischung getränkt wird. Bei Verwendung von zwei Außenschichten kann die zweite Außenschicht in analoger Weise auf die andere Seite der Grundkörperschicht aufgebracht werden. Bei einer Abwandlung des Verfahrens wird zunächst eine der beiden Außenschichten erstellt, auf diese die Grundkörperschicht aufgebracht, und auf diese wiederum die andere Außenschicht. Nach Herstellung der Schichtfolge wird der so erstellte Schichtkörper unter Druck mittels Wärmezufuhr oder Strahlungseinwirkung ausgehärtet. Bei Verfahren zur Herstellung metallischer Schaberklingen mit gegenüber dem Grundkörper abriebfesteren Außenschichten wird zunächst der Schaberklingengrundkörper 31 hergestellt. Das Grundkörpermaterial besteht vorzugsweise aus einem Metall, beispielsweise aus Stahl oder Bronze, oder aus einer Legierung. Der Grundkörper wird dann auf einer der beiden Außenseiten oder auf beiden mit einem bekannten Beschichtungsverfahren beschichtet. Als Beschichtungsmaterialien eignen sich z.B. Cermetbeschichtungen, bei denen keramische Hartstoffkörner, beispielsweise aus Chromcarbid und/oder Wolframcarbid, in einer metallischen Matrix, üblicherweise Kobalt, Nickel oder Eisen, eingebettet sind. Bei alternativen Verfahren wird die Außenseite des Grundkörpers mittels Oberflächenhärteverfahren, z.B. durch thermische Härtung, Nitrierung oder Carborierung, gehärtet. In diesem Fall ergeben sich keine diskreten Außenseitenschichten, sondern Schichten mit einem kontinuierlichen Übergang in den Grundkörper.

Zur genauen Anpassung an die Geometrie des zu beschabenden Rotationskörpers wie auch zur Ausbildung von Geometrien zur Aufnahme in einem Halter, kann die Klinge in einem nachfolgenden Verfahrensschritt noch mechanisch bearbeitet werden. Die abschließende Ausbildung der Stirnfläche kann z.B. mittels Schleifen und oder Honen erfolgen.

Claims

Patentansprüche

1 . Schaberkl inge zum Beschaben der Mantelfläche (21 ) eines rotierbaren Körpers (20), wobei die Schaberklinge (30, 30') umfasst:

- einen Grundkörper (31 ), der eine Stirnfläche (34) zum Kontaktieren der Mantelfläche (21 ) und an die Längskanten der Stirnfläche angrenzende Seitenflächen (35, 36) aufweist, von denen jede mit der Stirnfläche (34) einen Winkel von weniger als 1 80 Grad einschließt, und

- eine erste Schicht (32), die auf einer ersten (35) der beiden Seitenflächen (35, 36) angeordnet ist,

wobei die erste Schicht (32) aus einem Material gebildet ist, das eine gegenüber dem Material des Grundkörpers höhere Abriebbeständigkeit aufweist.

2. Schaberklinge nach Anspruch 1 , worin das Material der ersten Schicht eine Abriebbeständigkeit aufweist, die aus dem Bereich des Doppelten bis Fünffachen der Abriebfestigkeit des Grundkörpermaterials ausgewählt ist.

3. Schaberklinge nach Anspruch 1 oder 2, worin die erste Schicht (32) eine Dicke aufweist, die wenigstens 1 % und maximal 30 % der Gesamtdicke der Schaberkl inge (30, 30') an der Stirnfläche (1 1 ) beträgt.

4. Schaberklinge nach Anspruch 1 , 2 oder 3, die ferner eine zweite Schicht (33) umfasst, die auf der zweiten (36) der beiden Seitenflächen (35, 36) angeordnet ist und eine gegenüber dem Material des Grundkörpers (31 ) höhere Abriebbeständigkeit aufweist.

5. Schaberklinge nach Anspruch 4, worin die Abriebbeständigkeit des Materials der zweiten Schicht (33) der Abriebbeständigkeit des Materials der ersten Schicht (32) innerhalb einer Genauigkeit von 50 %, vorzugsweise innerhalb einer Genauigkeit von 30 % und besonders bevorzugt innerhalb einer Genauigkeit von 1 0 % entspricht.

6. Schaberklinge nach Anspruch 4 oder 5, worin die zweite Schicht (33) eine Dicke aufweist, die wenigstens 2 % und maximal 20 % der Gesamtdicke der Schaberklinge (30') an der Stirnfläche (1 1 ) beträgt.

7. Schaberkl inge nach einem der Ansprüche 4 bis 6, worin die Dicke der zweiten Schicht (33) kleiner oder gleich der Dicke (d) der ersten Schicht (32) ist.

8. Schaberklinge nach Anspruch 7, worin das Verhältnis zwischen der Dicke (d) der ersten (32) und der Dicke der zweiten Schicht (33) aus dem Bereich von 2 bis 3 gewählt ist.

9. Schaberklinge nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Material des Grundkörpers (31 ) ein Compositematerial ist.

1 0. Schaberklinge nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Material des Grundkörpers (31 ) ein Metall ist.

1 1 . Schaberklinge nach Anspruch 1 0, dadurch gekennzeichnet, dass das Metall gehärtet und/oder beschichtet ist.