DE1900882U - COVERING FOR SUCTION BOXES IN PAPER MACHINES. - Google Patents

Description

Belag für Saugkasten in PapiermaschinenCover for suction boxes in paper machines

Die Neuerung betrifft den Belag von Saugkasten im Näßteil. von Papiermaschinen.The innovation concerns the lining of the suction box in the wet part. of paper machines.

Bekanntlich wird durch die zunehmende Verfilzung der Papierbahn auf dem Langsieb die weitere Entwässerung immer mehr erschwert, so daß die Saugerwirkung der Registerwalze nicht mehr ausreicht. Die weitere Entwässerung erfolgt deshalb durch Sauger, die unter Unterdruck stehen. Bedingt durch den Sauger-ZLig wird das Sieb der. Papiermaschine sehr stark an die Saugkasten herangezogen/ so daß sowohl der Belag der Saugkasten als auch besonders das Sieb sehr großen Verschleißerscheinungen unterworfen ist. Dabei beeinflussen sich Sieb und Saugkastenbelag gegenseitig, so daß eine durch ein bestimmtes Material des Belages erzielte längere Lebensdauer durchaus einen rascheren Verschleiß des Siebes zur Folge haben kann und umgekehrt. Diese Problematik ist infolge der immer höher werdenden Arbeitsgeschwindigkeiten moderner Papiermaschinen nach stärker in den Vordergrund getreten, weil die Gefahr besteht, daß die durch die höheren Arbeitsgeschwindigkeiten bedingte größere Produktion durch den rascheren Verschleiß dieser Maschinenteile und die dadurch bedingten Arbeitsunterbrechungen zumindest teilweise wieder aufgehoben wird.As is well known, the further dewatering becomes more and more due to the increasing felting of the paper web on the Fourdrinier wire difficult, so that the suction effect of the register roller is no longer sufficient. The further drainage is therefore carried out through Suction cups that are under negative pressure. Due to the suction device ZLig becomes the sieve of. Paper machine very strongly drawn to the suction box / so that both the lining of the suction box and especially the sieve is subject to very large signs of wear. The sieve and suction box lining influence each other mutually, so that a longer service life achieved by a certain material of the covering is definitely a faster one Wear of the sieve can result and vice versa. This problem is due to the ever increasing working speeds of modern paper machines after Has come to the fore because there is a risk that the greater production caused by the higher working speeds as a result of the more rapid wear and tear of these machine parts and the resulting work interruptions, at least in part is canceled again.

Lange Zeit bestand das Vorurteil-,, daß der Verschleiß umso geringer sei., je weicher das Material ist, über das das Papiermaschinensieb hinweggeführt wird, und. man hat deshalb meist Holz für Saugkastenbeläge eingesetzt. Dieses Material hat zudem noch den Vorteil für sich, billig zu sein. Die Erkenntnis, daß diese weichen Materialien in starkem Ausmaß härtere Bestandteile wie Sand und Schleifmittelreste von der Schleiferei her festhalten und diese harten Einschlüsse evtl. für den raschen Siebverschleiß verantwortlich sein können, führte dazu, daß man im Laufe der Zeit zu immer härteren Materialien überging. So sind für solche Saugkastenbeläge bereits Glas, Marmor, Granit, Stahl, auch solcher mit Emailleüberzügen, eingesetzt worden. Auch die ihrer großen Verschleißfestigkeit wegen bekannten Sinterwerkstoffe aus sehr harten Materialien wie Carbiden, Boriden und Suiziden und metalloxidhaltigen Massen-wurden mit dem Ziel einer Erhöhung der Lebensdauer bereits vorgeschlagen.For a long time there was a prejudice- ,, that the wear and tear is all the more the softer the material is over which the Paper machine screen is carried away, and. one therefore has mostly wood is used for suction box coverings. This material also has the advantage of being cheap. the Realization that these soft materials to a great extent Hold harder components such as sand and abrasive residues from the grinding shop and possibly remove these hard inclusions. can be responsible for the rapid wear of the screen, led to the fact that in the course of time ever harder materials were used. So are already for such suction box coverings Glass, marble, granite, steel, including those with enamel coatings, been used. Also those made of very hard sintered materials known because of their high wear resistance Materials such as carbides, borides and suicides and containing metal oxides Masses have already been proposed with the aim of increasing the service life.

Dabei ist man von der Vorstellung ausgegangen, daß neben großer Härte eine möglichst glatte und polierte Oberfläche vorteilhaft für einen geringen Reibungskoeffizienten sei und damit eine optimale Lebensdauer des Saugkastenbelages- sowie des darüber hinweggleitenden Siebes bedingt.It was based on the idea that, in addition to great hardness, a surface that is as smooth and polished as possible is advantageous for a low coefficient of friction and thus an optimal service life of the suction box lining and of the sieve sliding over it.

Die Neuerung beruht auf der Erkenntnis, daß bei reibender Beanspruchung in Gegenwart von Wasser Kriterien wie große Härte und geringer Reibungskoeffizient nicht allein ausschlaggebend sein können. So zeigt die nachfolgende Tabelle, in der die Verschleißgeschwindigkeit eines Bronzesiebes in Berührung mit Saugkestenbelägen aus verschiedenen Stiffen unter diesen Bedingungen verglichen wird, daß beispielsweise gegenüber so verschieden harten Stoffen wie Keramik und Weichgummi die gleiche VersohMßgeschwindigkeit gegeben ist und daß andererseits demThe innovation is based on the knowledge that with frictional stress in the presence of water, criteria such as high hardness and low coefficient of friction are not the only decisive factors could be. The following table shows the wear rate of a bronze screen in contact with Absorbent box coverings from different grades under these conditions is compared that, for example, are so different from one another hard materials such as ceramics and soft rubber are given the same speed of measurement and that, on the other hand, the

gleichen Reibungskoeffizienten des Saugkastenbelages noch lange nicht ein gleicher Siebverschleiß entspricht. Dabei ist die Verschleißgeschwindigkeit in Beziehung gesetzt zu der von Holz.same coefficient of friction of the suction box lining a long time does not correspond to the same screen wear. The rate of wear is related to that of Wood.

Materialmaterial

Reibungskoeffizient bei 0.2 kg/cm² Auflagedruck Friction coefficient at 0.2 kg / cm ² contact pressure

Verschleißgeschwindigkeit des Siebes im Verhältnis zu HolzThe rate of wear of the screen in relation to wood

Oxidkeramisches
Sinterprodukt im
Sinne der NeuerungOxide ceramic
Sintered product in
Sense of innovation 0,140.14 VulkollanVulkollan 0.210.21 WeichgummiSoft rubber 0,270.27 TeflonTeflon 0,110.11 Holzwood Φ.19Φ.19 Bronzebronze 0,420.42 Polyesterpolyester 0.250.25 V2A-StahlV2A steel 0,520.52 Epoxydharz mit
GlasfaserEpoxy resin with
glass fiber 0,250.25 HartgummiHard rubber 0.320.32

etwaapproximately 1/101/10 etwaapproximately 1/101/10 etwaapproximately 1/101/10 1,01.0 1,01.0 1,21.2 55 55

Außerdem wurde beobachtet, daß harte, dichte Sinterprodukte zwar eine wesentlich längere Lebensdauer haben, aber ihre Zerstörung dann sehr rasch fortschreitet, wenn einmal einzelne Körner aus dem Kristallverband ausgebrochen sind. Dieser Vorgang wirkt sich wiederum nachteilig auf das Sieb aus und führt auch bei diesem~zxreiner rascheren Zerstörung.It has also been observed that hard, dense sintered products have a much longer life, but theirs Destruction then progresses very rapidly once individual grains have broken out of the crystal association. This The process, in turn, has a disadvantageous effect on the sieve and, even with this one, leads to faster destruction.

Alle diese Nachteile werden bei dem neuen Gebrauchsgegenstand dadurch vermieden und die Lebensdauer sowohl von dem Saugkastenbelag als auch dem darüber hinweggeführten Sieb weiter beträchtlich erhöht, wenn der Belag für die Saugkasten in Papiermaschinen aus einem oxidkeramischen Sinterprodukt mit mindestens 95 i° Aluminiumoxid besteht und seine Oberfläche einen von derAll these disadvantages are avoided with the new commodity and the service life of both the suction box covering and the screen passed over it is further increased considerably if the covering for the suction box in paper machines consists of an oxide-ceramic sintered product with at least 95 i ° aluminum oxide and its surface is one of the

ο » β β Π" ο »β β Π"

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Meßrichtung unabhängigen Traganteil von höchstens 75 f° hat - gemessen bei einer Meßtiefe von 0,5 /Um von der HUllinie.The contact area is independent of the direction of measurement and has a maximum of 75 f ° - measured at a measurement depth of 0.5 / µm from the envelope line.

Es war vollkommen, überraschend, daß keielnswegs eine vollkommen glatte und polierte Oberfläche die längste Lebensdauer und den geringsten Verschleiß zeigt, sondern daß ein Belag mit der neuerungsgemäß beanspruchten ganz bestimmten Oberflächencharakteristik sowohl die Lebensdauer des Saugkastenbelages als auch die des darüber hinweggeführten. Siebes erheblich steigert. Wesentlich ist dabei freilich noch,, daß das oxidkeramische Sinterprodukt aus möglichst reinem Aluminiumoxid besteht. Wahrscheinlich beruht die rasch fortschreitende Zerstörung bereits benutzter Sinterprodukte auf der Basis von Siliziumcarbid für Saugkastenbeläge in Papiermaschinen darin,, daß die chemischen Einflüsse des Siebwassers, insbesondere der Gehalt an sauren Bestandteilen, das Material vor allem an den Korngrenzen chemisch angreifen und zu einer Lockerung des Kristallgefüges führen. Diesen Nachteil zeigen auch Sinter-■produkte aus üblichen Aluminiumoxid-haltigen Massen, bei denen die stets vorhandenen Beimengungen^ insbesondere an silikatischen Bestandteilen zu glasartigen Anteilen in der Keramik führen, die gegen chemisch aggressive Substanzen nicht annähernd so widerstandsfest sind wie reines Aluminiumoxid und an denen der Angriff ansetzt und schließlich zu einer immer rascher fortschreitenden Zerstörung des Gesamtgefüges führt-It was perfect, surprising, that no one was perfect smooth and polished surface the longest life and shows the least amount of wear, but that a covering with the very specific surface characteristics claimed according to the innovation both the service life of the suction box covering and that of the one carried over it. Sieves considerably increases. Of course, it is also essential that the oxide-ceramic The sintered product consists of the purest possible aluminum oxide. The rapidly progressing destruction is probably based already used sintered products based on silicon carbide for suction box linings in paper machines that the chemical influences of the white water, in particular the content of acidic components, the material especially on the Chemically attack grain boundaries and loosen the crystal structure. Sintered products also show this disadvantage from common alumina-containing masses, in which the always-present admixtures, especially those of silicate Components lead to glass-like parts in the ceramic, which do not even come close to chemically aggressive substances are as resistant as pure aluminum oxide and on which the attack starts and ultimately faster and faster progressive destruction of the entire structure

Die bessere Eignung von Sinterprodukten aus Aluminiumoxid gegenüber solchen aus Stahl oder Hartmetall erklärt sich also daraus, daß Aluminiumoxid gegenüber dem meist sauren Stoffwasser chemisch widerstandfähiger ist. Hinzu kommt aber nach, daß Aluminiumoxid in Gegenwart von Wasser zusätzliche Vorteile znigt, wahrscheinlich infolge seines chemischen Aufbaues, der gegenüber dem polaren Waseermolekül die Ausbildung von Wasserstoffbrücken begünstigt und auf der Oberfläche des SinterkörpersThis explains the better suitability of sintered products made of aluminum oxide compared to those made of steel or hard metal from the fact that aluminum oxide compared to the mostly acidic substance water is chemically more resistant. In addition, however, aluminum oxide has additional advantages in the presence of water Probably because of its chemical structure, it is less likely to form hydrogen bonds compared to the polar water molecule favored and on the surface of the sintered body

einena

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Wasserfilm erzeugt. Das dadurch bedingte gute Wasserhaltevermögen wird durch die besondere Oberflächenausgestaltung noch wesentlich erhöht, weil durch die Vertiefungen der Wasserfilm wesentlich besser festgehalten wird als von einer polierten und glatten Oberfläche,, so daß das Sieb quasi von einem Wasserfilm getragen wird.Water film generated. The resulting good water holding capacity is significantly increased by the special surface design, because the depressions of the The water film is held much better than by a polished and smooth surface, so that the sieve quasi of a film of water is worn.

Nach einer weiteren Ausgestaltung des neuen Gegenstandes ist dieses Wasserhaltevermögen besonders dann gut., wenn das Sinterprödukt einen Anteil von 5-10 %, vorzugsweise 6 - 8 % Poren enthält. Diese Poren tragen bevorzugt mit zu dem beanspruchten Traganteil bei., indem sie entweder beim Brennvorgang kraterförmige Vertiefungen geben oder aber bei den meist notwendigen Bearbeitungsvorgängen., wie dem Schleifen., angeschnitten werden.According to a further embodiment of the new object, this water holding capacity is particularly good when the sintered product contains a proportion of 5-10 %, preferably 6-8 % pores. These pores preferably contribute to the stressed contact area, in that they either give crater-shaped depressions during the firing process or are cut in the most necessary machining processes, such as grinding.

Sie haben vorzugsweise einen Durchmesser von nicht mehr als lOyUm. Bei einem größeren Durchmesser werden die Kapillarkräfte., durch die der Wasserfilm gehalten wird., geringer. Außerdem nimmt dann auch die mechanische Festigkeit ₃ insbesondere an der Oberfläche ab ₃ und größere Poren führen leicht dazu., daß Fremdkörper wie kleine Schleifmittelteile festgehalten werden.They are preferably no more than 10 µm in diameter. With a larger diameter, the capillary forces that hold the water film are lower. In addition, the mechanical strength ₃ then also decreases, particularly at the surface _3, and larger pores easily lead to foreign bodies such as small parts of the abrasive being retained.

Die mittlere Kristallgröße in dem oxidkeramischen Sinterprodukt beträgt vorteilhaft nicht mehr als 10,um. Dadurch ist eine große mechanische Festigkeit gegeben. Diese zweckmäßige Kristallgröße und der bevorzugte Porendurchmesser von 5 - 10yum lassen sich nach vorbeifcannten Arbeitsverfahren durch geeignete Wahl und Zerkleinerung der Ausgangsmaterialien und durch Beeinflussung von Temperatur und Dauer der Sinterung erzielen.The mean crystal size in the oxide-ceramic sintered product is advantageously not more than 10 μm. This is a big one mechanical strength given. This suitable crystal size and the preferred pore diameter of 5-10 μm can be changed Scanned working process through suitable choice and size reduction of the starting materials and by influencing the temperature and duration of sintering.

Der Traganteil von nicht mehr als 75 % bei den oxidkeramischen Sinterprodukten wird., wie oben bereits teilweise ausgeführt wurde, erzielt durch die Sinterbedingungen und die Auswahl derThe contact percentage of not more than 75 % in the oxide-ceramic sintered products is, as already partially explained above, achieved by the sintering conditions and the selection of the

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Ausgangsstoffe selbst oder durch Nachbehandlungsschritte, wie beispielsweise das Schleifen auf ein bestimmtes Maß. Wenn der Saugkastenbelag geschliffen wird, ist es zweckmäßig, dadurch entstandene scharfe Spitzen., die den Traganteil zu stark erniedrigen und bevorzugt Angriffspunkte für zerstörende Einflüsse sind, wieder zu brechen. Das kann durch mechanisches Anpolieren, einen zweiten., kurzen Brennvorgang oder das sogenannte Flammpolieren geschehen. Das Ergebnis sind jeweils gerundete Kuppen., die mechanischen Angriffen durch das darüber hinweggeführte Sieb in wesentlich geringerem Maße ausgesetzt sind als scharfe Kanten und andererseits auch weniger zerstörend auf das Sieb einwirken.Starting materials themselves or through post-treatment steps, such as grinding to a certain extent. If the suction box covering is sanded, it is advisable to the resulting sharp points, which increase the contact ratio greatly degrading and preferred points of attack for destructive influences are to break again. That can be done mechanically Polishing, a second, short burning process or the so-called Flame polishing done. The result is rounded peaks, the mechanical attacks from the one above The sieve carried away is exposed to a much lesser extent than sharp edges and, on the other hand, is also less damaging act on the sieve.

Es hat sich gezeigt, daß die Reibung mit abnehmendem Traganteil immer geringer wird, so daß der Tsaganteil zweckmäßig noch erheblich unter dem angegebenen Grenzwert liegt. Nach unten hin ist jedoch dadurch eine Begrenzung gegeben., daß bei zu geringen tragenden Anteilen die Gefahr einer mechanischen Zerstörung größer wird. Aus diesem Grunde sollte der Traganteil mindestens 20 % betragen. Bevorzugt liegt er zwischen J>0 und 65 %. Da das darüber hinweggeführte Sieb zusätzlich häufig auch Bewegungen quer zur Laufrichtung ausübt, ist der Traganteil zweckmäßig Unabhängig von der Meßrichtung in allen Richtungen gleich groß-.-It has been shown that the friction becomes less and less with a decreasing contact portion, so that the tsag portion is expediently still considerably below the specified limit value. At the bottom, however, there is a limitation that if the load-bearing components are too small, the risk of mechanical destruction is greater. For this reason, the contact area should be at least 20 % . It is preferably between J> 0 and 65 %. Since the sieve that is passed over it often also exerts movements transversely to the running direction, the contact ratio is expediently the same in all directions, regardless of the measuring direction.

In der beigefügten Skizze ist ein Ausführungsbeispiel eines Saugkastenbelages und seine Anbringung im Saugkasten schematisch im Querschnitt dargestellt. Dabei ist mit (l) der überwiegend aus Aluminiumoxid bestehende Saugkastenbeläg"bezeichnet, über den das Sieb der "Papiermaschine hinweggleitet und. der kreisrunde Aussparungen (6) aufweist, durch die das Wasser abgesaugt wird. Der Saugkasenßelag (l) wird mit Befestigungsmitteln (3,²O, nämlich einer Klemmleiste (4) und Schrauben (3) auf den Rahmen des Saugkastens (2) festgeklemmt. Um eine Beschädigung desIn the attached sketch, an embodiment of a suction box covering and its attachment in the suction box is shown schematically in cross section. The suction box covering, which consists predominantly of aluminum oxide and over which the wire of the paper machine slides, is designated by (l). which has circular recesses (6) through which the water is sucked off. The Saugkasenßelag (1) is ^{clamped to the frame of the suction box (2) with fastening means (3, 2} O, namely a clamping strip (4) and screws (3)

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Keramik-Saugkastenbelages (l) beim Anziehen der Schrauben (j?) zu vermeiden, befindet sich zwischen dem Saugkastenbelag (I) und dem Rahmen (2) bzw. der Klemmleiste (4) eine Zwischenlage (5) aus Gummi oder elastischem Kunststoff.Ceramic suction box covering (l) when tightening the screws (j?) To avoid this, there is an intermediate layer between the suction box covering (I) and the frame (2) or the terminal strip (4) (5) Made of rubber or elastic plastic.

Der in der Zeichnung im Querschnitt dargestellte Oberteil eines Saugkastens erstreckt sich in seiner Längsausdehnung über die gesamte Breite der Papiermaschine. Der Saugkastenbelag (l) ist dabei üblicherweise aus einzelnen Segmenten zusammengesetzt, deren in Laufrichtung des Siebes weisende Kanten zweckmäßig einen ■a Winkel zur Laufrichtung bilden, um Markierungen in der Papierbahn zu vermeiden.The upper part of a shown in the drawing in cross section Suction box extends in its longitudinal extent over the entire width of the paper machine. The suction box covering (l) is usually composed of individual segments, the edges of which pointing in the running direction of the sieve expediently have one ■ Make an angle to the direction of travel to make marks in the Avoid paper web.

Claims (5)

SchutzansprücheProtection claims 1. Belag für Saugkasten in Papiermaschinen aus hartem und dichtem Werkstoff., dadurch gekennzeichnet₃ daß der Belag aus einem oxidkeramischen Sinterprodukt mit mindestens 95 /o Aluminiumoxid besteht., und seine Oberfläche einen Traganteil von höchstens 75 % hat - gemessen bei einer Meßtiefe von Ο,*? pm von der Hüllinie.. 1. pads for suction box in a paper machine of a hard and dense material, characterized gekennzeichne t ₃ that the coating of an oxide-ceramic sintered product having at least 95 / o aluminum oxide, and its surface a contact area ratio exceeding 75% has -. Measured at a measuring depth of Ο, *? pm from the envelope line. 2. Belag für Saugkasten in Papiermaschinen nach Anspruch dadurch gekennzeichnet., daß das oxidkeramische Sinterprodukt 5-10 %₃. vorzugsweise 6 - 8 % Poren aufweist.2. Covering for suction box in paper machines according to claim characterized. That the oxide-ceramic sintered product 5-10 % ₃ . preferably has 6 - 8 % pores. 3. Belag für Saugkasten in Papiermaschinen nach Anspruch 1 oder 2 ₃ dadurch gekennzeichnet ₃ daß die Poren einen Durchmesser von nicht mehr als 10 jam haben.3. pads for suction box in a paper machine according to claim 1 or 2 _{3 3} characterized in that the pores have a diameter of not more than 10 jam. 4. Belag für Saugkasten in Papiermaschinen nach einem der Ansprüche 1 bis 3^ dadurch gekennzeichnet,, daß das- oxidkeramische Sinterprodukt eine mittlere Kristallgröße unter 10jam aufweist.4. Covering for suction boxes in paper machines according to one of the Claims 1 to 3 ^ characterized, that the oxide ceramic Sintered product has an average crystal size of less than 10jam. 5. Belag für Saugkasten in Papiermaschinen nach einem der Ansprüche 1. bis K₃ dadurch gekennzeichnet, daß sich zwischen dem aus dem oxidkeramischen Sinterprodukt bestehenden Belag (l) und seiner Auflage im Rahmen des Saugkastens (g) eine Zwischenlage (5) aus Gummi oder elastischem Kunststoff befindet.5. Covering for suction box in paper machines according to one of claims 1 to K _3, characterized in that there is an intermediate layer (5) made of rubber or between the layer consisting of the oxide-ceramic sintered product (l) and its support in the context of the suction box (g) elastic plastic is located.