DE102005002637A1 - scraper blade - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Schaberklinge für eine Maschine zur Herstellung und/oder Weiterverarbeitung einer Materialbahn, insbesondere einer Faserstoffbahn, die zumindest abschnittsweise eine Metall-Kunststoff-Hybridstruktur umfasst.The invention relates to a doctor blade for a machine for producing and / or further processing a material web, in particular a fibrous web, which comprises a metal-plastic hybrid structure at least in sections.
Description
Die Erfindung betrifft eine Schaberklinge zur Beschaberung eine Walze in einer Maschine zur Herstellung und/oder Weiterverarbeitung einer Materialbahn, insbesondere eine Faserstoffbahn wie Papier, Karton oder Tissue.The The invention relates to a doctor blade for Beschaberung a roller in a machine for the production and / or further processing of a Material web, in particular a fibrous web such as paper, cardboard or tissue.
Aus dem Stand der Technik sind Schaberklingen aus metallischen Werkstoffen bekannt. Solche Schaberklingen zeichnen sich insbesondere durch gute Schaberleistungen aus, haben jedoch den Nachteil, dass der mit ihnen beschaberte Walzenmantel einem hohen Verschleiß unterworfen wird.Out In the state of the art scraper blades made of metallic materials known. Such doctor blades are characterized in particular good scraper, but have the disadvantage that the With them beschaberte roll shell subject to high wear becomes.
Des weiteren sind Schaberklingen aus Kunststoffen bekannt. Schaberklingen aus Kunststoff bestehen bspw. aus Laminaten aus mit Kunstharz vorimprägnierten Geweben, die durch einen Pressvorgang miteinander verbunden werden. Solche Schaberklingen beschabern Walzen bedeutend schonender als o.g. Metallschaberklingen, haben jedoch den Nachteil einer bedeutend schlechteren Schaberleistung als o.g. Metallschaberklingen.Of further scraper blades made of plastics are known. scraper blades Made of plastic, for example. Pre-impregnated with laminates of resin Tissues that are joined together by a pressing process. Such doctor blades scrape rollers much gentler than above-mentioned Metal scraper blades, however, have the disadvantage of a significant worse scraper performance than o.g. Metal scraper blades.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Schaberklinge vorzuschlagen, bei der die Vorteile der o.g. Schaberklingenarten miteinander kombiniert sind und deren Nachteile eliminiert sind.It the object of the present invention is to propose a scraper blade, where the benefits of the o.g. Schaberklingenarten combined are and their disadvantages are eliminated.
Die Aufgabe wird mit den Merkmalen der Patentanspruchs 1 gelöst.The The problem is solved with the features of claim 1.
Gemäß der Erfindung umfasst die Schaberklinge zumindest abschnittweise eine Metall-Kunststoff-Hybridstruktur.According to the invention the doctor blade comprises at least in sections a metal-plastic hybrid structure.
Die Idee der Erfindung basiert auf der Erkenntnis, dass eine Schaberklinge, die eine Kombination aus metallischem Werkstoff und Kunststoff umfasst, für eine Vielzahl von Anwendungen ein Optimum an Schaberleistung mit einem Minimum an Verschleiß der beschaberten Walze verbindet.The Idea of the invention is based on the recognition that a doctor blade, which comprises a combination of metallic material and plastic, for one Variety of applications with an optimum of scraper performance Minimum wear of the shabby roller connects.
Vorzugsweise umfasst die erfindungsgemäße Metall-Kunststoff-Hybridstruktur zumindest eine Kunststoffschicht und zumindest eine mit der Kunststoffschicht verbundene metallische Schicht. Durch die Bereitstellung von schichtartig aufgebautem Material ist es für die Herstellung einer erfindungsgemäßen Schaberklinge möglich, auf eine Vielzahl von in Großserie vorgefertigten Halbzeugen zurückzugreifen. Hierdurch wird die Herstellung der erfindungsgemäßen Schaberklinge kostengünstig.Preferably comprises the metal-plastic hybrid structure according to the invention at least one plastic layer and at least one with the plastic layer connected metallic layer. By providing layered It is built-up material for the production of a scraper blade according to the invention possible, on a variety of mass production to access prefabricated semi-finished products. As a result, the production of the doctor blade according to the invention is inexpensive.
Es sind verschiedene Möglichkeiten die unterschiedlichen Schichten miteinander zu verbinden. Nach einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung werden die Schichten miteinander laminiert und/oder miteinander verpresst. Laminieren und Verpressen stellen jeweils einfache Verfahren zur Schaffung einer dauerhaften Verbindung zwischen einer metallischen Schicht und einer Kunststoffschicht dar.It are different possibilities to connect the different layers together. After a preferred embodiment of the invention, the layers are interconnected laminated and / or pressed together. Laminate and press each simple procedure to create a permanent connection between a metallic layer and a plastic layer represents.
Vorzugsweise umfasst die Metall-Kunststoff-Hybridstruktur mehrere Kunststoffschichten und/oder mehrere metallische Schichten.Preferably For example, the metal-plastic hybrid structure comprises a plurality of plastic layers and / or several metallic layers.
Es hat sich gezeigt, dass durch die Reihenfolge der verschiedenen metallischen Schichten und/oder Kunststoffschichten relativ zueinander die späteren Eigenschaften der erfindungsgemäßen Schaberklinge beeinflusst und diese dadurch gezielt eingestellt werden können. So ist es bspw. möglich eine Schaberklinge aus alternierend wechselnden metallischen Schichten und Kunststoffschichten aufzubauen.It has been shown by the order of the different metallic Layers and / or plastic layers relative to each other the later properties the scraper blade according to the invention influenced and this can be targeted. So is it, for example, possible one Scraper blade made of alternating alternating metallic layers and build plastic layers.
Eine derart aufgebaute Schaberklinge weist gegenüber einer reinen Faserkunststoffverbund (FKV) Klinge eine wesentlich höhere thermische und/oder elektrische Leitfähigkeit auf. Die in der Kontaktzone entstehende Wärme wird somit bevorzugt über die Metalllagen aus der Kontaktzone abgeführt und die thermische Belastung der Schaberklinge reduziert. Durch die alternierende Schichtfolge wird insbesondere die entstandene Wärme immer am Ort der Entstehung durch die metallischen Schichten weggeführt.A thus constructed scraper blade has compared to a pure fiber plastic composite (FKV) Blade a much higher thermal and / or electrical conductivity. The in the contact zone resulting heat is thus preferred over the metal layers removed from the contact zone and the thermal stress reduced the scraper blade. Due to the alternating layer sequence In particular, the resulting heat is always at the place of origin led away through the metallic layers.
Des Weiteren ist eine Gestaltung des E-Moduls möglich, der sich auf Durchbiegung, Steifigkeit und Dämpfungsverhalten auswirkt.Of Furthermore, a design of the E-module is possible, which is based on deflection, Stiffness and damping behavior effect.
Zuzüglich zur Gestaltung der mechanischen Eigenschaften kann auch die Abrasivwirkung der Klinge gestaltet werden. Die Klinge wird durch die Einlage von z.B. Bronze oder Alufolien weniger stark abrasiv. Die Reinigungswirkung der Klinge gemäß der Erfindung ist derart gestaltet, dass in einer Klinge zwei Funktionen eingebracht werden, beispielhaft kann hier bei einer Zentralwalze durch solch eine Klinge der Doppelschaber mit 2 Schaberklingen durch einen Einfachschaber mit einer Klinge ersetzt werden.In addition to the Design of the mechanical properties can also be the abrasive effect the blade are designed. The blade is replaced by the insert of e.g. Bronze or aluminum foils less abrasive. The cleaning effect the blade according to the invention is designed so that in a blade introduced two functions can be exemplified here at a central roller by such one blade of the double scraper with 2 scraper blades by a single scraper be replaced with a blade.
Alternativ ist es denkbar eine Schaberklinge bereitzustellen, bei der mehrere metallische Schichten, vorzugsweise unterschiedlicher Art und/oder Eigenschaft, aufeinander laminiert sind und/oder bei der mehrere Kunststoffschichten, vorzugsweise unterschiedlicher Art und/oder Eigenschaft, aufeinander laminiert sind. Solcherart gestaltete Schaberklingen verbinden die guten und gewünschten Eigenschaften von Stahl und FKV Klingen, indem die thermische Leitfähigkeit der Metallanteile zum Wärmetransport dient und somit die Schaberklinge nicht überhitzt werden kann. Auch ist neben der guten thermischen Leitfähigkeit eine homogene Temperaturverteilung der Schaberklinge gegeben, die sich günstig auf die Schaberarbeit auswirkt. Weiters ist die homogene Struktur der isotropen Metalle ein Vorteil, da ein gleichmäßigerer Abtrag der Schaberklinge gegeben ist. Die FKV-Anteile der erfindungsgemäßen Schaberklinge ermöglichen jedoch eine verbesserte Reinigungswirkung der Schaberklinge und, durch die Gestaltungsmöglichkeiten der FKV- Werkstoffe (Faser, Füllstoff und Matrixvariationen) eine bessere Abstimmung der Reinigungswirkung als eine Metallklinge alleine. Insbesondere kann durch den FKV-Metall Hybridaufbau eine Vielzahl von Materialien (metallisch & nichtmetallisch) zur Anwendung kommen, die in monolithischer Form (z.B. Hartchrom mit 2 mm Dicke) keine Verwendung finden würden.Alternatively, it is conceivable to provide a doctor blade in which a plurality of metallic layers, preferably of different types and / or properties, are laminated on one another and / or in which a plurality of plastic layers, preferably of different types and / or properties, are laminated on one another. Shaving blades of this type combine the good and desired properties of steel and FKV blades, adding heat to the thermal conductivity of the metal parts transport serves and thus the doctor blade can not be overheated. Also, in addition to the good thermal conductivity, a homogeneous temperature distribution of the doctor blade is given, which has a favorable effect on the scraper work. Furthermore, the homogeneous structure of the isotropic metals is an advantage, since a more uniform removal of the doctor blade is given. However, the FKV portions of the scraper blade according to the invention allow an improved cleaning effect of the scraper blade and, by the design possibilities of the FKV materials (fiber, filler and matrix variations) a better coordination of the cleaning effect as a metal blade alone. In particular, by the FKV-metal hybrid construction a variety of materials (metallic & non-metallic) are used, which would not be used in monolithic form (eg hard chrome with 2 mm thickness).
Für manche Anwendungen ist es sinnvoll, wenn bspw. die Schaberklinge an der – in Bezug zur drehenden Walze gebildeten Einlaufkante – mit einer metallischen Schicht beginnt und an der – in Bezug zur drehenden Walze gebildeten Auslaufkante- mit einer Kunststoffschicht abschließt.For some Applications, it makes sense if, for example, the doctor blade on the - in relation to the rotating roller formed inlet edge - with a metallic layer starts and at the - in With respect to the rotating roller formed Auslaufkante- with a plastic layer concludes.
Nach bevorzugten Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Schaberklinge umfasst zumindest eine metallische Schicht eine Metallfolie und/oder ein Metallgewebe. Das Material aus dem die Metallfolie und/oder das Metallgewebe hergestellt sind umfasst allein oder in Kombination ein reines Metall, eine Metalllegierung oder ein Metalloxid. Beispielhaft sind als Materialien, aus denen das reine Metall gebildet wird oder die die Legierungen oder die Metalloxide beinhalten Stahl, Aluminium, Messing, Bronze, Zinn oder Zink zu nennen.To preferred developments of the doctor blade according to the invention comprises at least one Metallic layer, a metal foil and / or a metal fabric. The material from which the metal foil and / or the metal fabric is made are alone or in combination a pure metal, a Metal alloy or a metal oxide. By way of example, as materials, from which the pure metal is formed or which the alloys or the metal oxides include steel, aluminum, brass, bronze, To name tin or zinc.
Zur gezielten Anpassung der Kunststoffschicht an spezifische Anforderungen der jeweiligen Anwendung, wie bspw. Einstellen der Abrasivität oder Einstellen von Elastizitätseigenschaften in einer Richtung oder ungerichtet, ist es sinnvoll, wenn zumindest eine Kunststoffschicht einen partikelförmigen und/oder faserförmigen Füllstoff umfasst.to targeted adaptation of the plastic layer to specific requirements the particular application, such as adjusting the abrasiveness or setting of elasticity properties in one direction or undirected, it makes sense, if at least a plastic layer is a particulate and / or fibrous filler includes.
Faser-Kunststoffverbundwerkstoffe zeichnen sich insbesondere dadurch aus, dass in solchen Werkstoffen die Vorteile von Faserwerkstoffen mit den Vorteilen von Kunststoffen kombiniert werden. Vorzugsweise umfasst deshalb zumindest eine Kunststoffschicht einen Faser-Kunststoffverbund, wobei die Fasern des Faser-Kunststoffverbundes bspw. aus Glas, Carbon, Bor, Keramik oder einer Kombination dieser Materialien hergestellt sind oder diese Materialien beinhalten. Durch die Bereitstellung von Fasern im Matrixmaterial wird die verschleißbeständig und die Bruchfestigkeit wesentlich erhöht.Fiber-plastic composites are characterized in particular by the fact that in such materials the advantages of fiber materials with the advantages of plastics be combined. Preferably therefore comprises at least one plastic layer a fiber-plastic composite, wherein the fibers of the fiber-plastic composite, for example. made of glass, carbon, boron, ceramic or a combination of these materials are manufactured or contain these materials. By providing of fibers in the matrix material, the wear resistance and the breaking strength significantly increased.
Als Kunststoffmaterial umfasst bzw. beinhaltet die Kunststoffschicht vorzugsweise allein oder in Kombination ein oder mehrere Epoxyde und/oder Duromere und/oder Thermoplaste und/oder Elastomere.When Plastic material includes or includes the plastic layer preferably alone or in combination, one or more epoxides and / or duromers and / or thermoplastics and / or elastomers.
Es sind, abhängig von den speziellen Anforderungen der jeweiligen Anwendung, unterschiedliche Möglichkeiten denkbar, verschiedenen Schichten in der Schaberklinge aufeinander zu stapeln. Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass verschiedenen Schichten zumindest abschnittweise entlang der Höhenerstreckung der Schaberklinge aufeinander gestapelt sind. Somit lassen sich entlang der Höhe der Schaberklinge gezielt Eigenschaften der erfindungsgemäßen Schaberklinge einstellen, wie bspw. dass die Schaberklinge an der – in Bezug zur drehenden Walze gebildeten Einlaufkante – mit einer metallischen Schicht beginnt und an der – in Bezug zur drehenden Walze gebildeten Auslaufkante- mit einer Kunststoffschicht abschließt.It are dependent from the specific requirements of each application, different options conceivable, different layers in the scraper blade on each other to stack. According to a preferred embodiment of the invention provided that different layers at least in sections along the vertical extent the doctor blade are stacked on top of each other. Thus can be along the height the doctor blade targeted properties of the doctor blade according to the invention adjust, such as that the doctor blade on the - in relation to the rotating roller formed inlet edge - starts with a metallic layer and at the - in With respect to the rotating roller formed outlet edge-ends with a plastic layer.
Nach einer anderen Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass verschiedenen Schichten zumindest abschnittweise entlang der Breitenerstreckung der Schaberklinge aufeinander gestapelt sind, d.h. es wird eine Schaberklinge gebildet bei der verschiedene Schichten bspw. in Verschleißrichtung der Schaberklinge aufeinander gestapelt sind, um bspw. dem im Laufe des Betriebs durch Verschleiß bedingten, sich ändernden Anstellwinkel der Schaberklinge relativ zum Walzenmantel Rechnung zu tragen.To another embodiment of the invention can be provided that different layers at least in sections along the width extension the doctor blade are stacked on top of each other, i. it will be one Scraper blade formed in the various layers, for example. In the wear direction the scraper blade are stacked on each other, for example, in the course of operation due to wear, changing Angle of the scraper blade relative to the roll shell bill to wear.
Des weiteren kann es vorgesehen sein, dass entlang der Längserstreckung der Schaberklinge unterschiedliche, bspw. in Höhenerstreckung der Schaberklinge verlaufende, Stapelfolgen der Schichten realisiert werden. So ist bspw. eine Schaberklinge denkbar, bei welcher in den beiden Randbereichen ( in CD-Richtung der Papiermaschine) mehrere metallische Schichten und anschließend mehrere Kunststoffschichten in Höhenerstreckung der Schaberklinge aufeinander gestapelt sind, wohingegen außerhalb der beiden Randbereiche eine alternierende Stapelfolge aus metallischen Schichten und Kunststoffschichten realisiert ist.Of Further, it may be provided that along the longitudinal extent the scraper blade different, eg. In height extension of the doctor blade running, stacking sequences of the layers can be realized. So is For example, a doctor blade conceivable in which in the two edge regions (in the CD direction of the paper machine) several metallic layers and subsequently several plastic layers in height extension the scraper blade are stacked on each other, whereas outside the two edge areas an alternating stacking sequence of metallic Layers and plastic layers is realized.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:following The invention will be explained in more detail with reference to embodiments. It demonstrate:
Die
Die
erfindungsgemäße Schaberklinge
wird durch eine alternierende Folge aus metallischen Schichten
In
der vorliegenden Ausführungsform
werden die metallischen Schichten
Die
Die
Schaberklinge
Hierbei
wird bspw. die metallische Schicht
Die
Die
Schaberklinge
Hierbei
werden bspw. die metallischen Schichten
Die
Wie
aus der
Abhängig von
der konkreten Anwendung der Schaberklinge kann die Stapelfolge
Wie aus den vorangegangenen exemplarischen Ausführungsformen ersichtlich wird, ist die Möglichkeit der Kombination von Metall- und Kunststoffschichten entsprechend den jeweiligen Anforderungen der Konkreten Anwendung für einen Fachmann nahezu unbegrenzt, ohne dass die Idee der Erfindung verlassen wird.As can be seen from the foregoing exemplary embodiments, the possibility of combining metal and plastic layers according to the particular requirements of the concrete application for a person skilled in the art is almost unlimited, without the idea of He is left.
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