DE202009012345U1 - Roller for a fiber web machine - Google Patents
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Abstract
Kühlbare und/oder aufheizbare Walze (1) für eine Faserbahnmaschine, welche einen Körper (2) und an dessen beiden Enden angebrachte Endstücke (3, 3') oder Entsprechendes sowie Strömungskanäle (5, 5a) für ein Wärmeübertragungsmittel umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die Walze (1) einen durch Verschweißen von mindestens drei planförmigen, länglichen Plattenteilen (6) miteinander hergestellten und durch Bearbeitung zylinderförmig gebildeten Körper (2) umfasst, und dass das Material der Plattenteile (6) aus Konstruktionsstahl besteht, und jeweils zwei sich nebeneinander befindliche, längliche Plattenteile (6) zwischen sich eine Schweißfuge (7) in Längsrichtung aufweisen und die Wandstärke des richtung aufweisen und die Wandstärke des Körpers (2) 150 bis 200 mm beträgt.Coolable and / or heatable roll (1) for a fiber web machine, comprising a body (2) and end pieces (3, 3 ') attached at both ends or equivalent, and flow channels (5, 5a) for a heat transfer medium, characterized in that the roll (1) comprises a body (2) formed by welding together at least three plano-shaped elongated plate members (6) and cylindrically formed by machining, and that the material of the plate members (6) is made of structural steel, and two each adjacent to each other , Elongated plate parts (6) between them have a weld joint (7) in the longitudinal direction and have the wall thickness of the direction and the wall thickness of the body (2) is 150 to 200 mm.
Description
BEREICH DER ERFINDUNGFIELD OF THE INVENTION
Die Erfindung ist mit einer in Faserbahnmaschinen, wie zum Beispiel in Papier-, Karton-, Tissue-, Zellulose- und Nachbehandlungsmaschinen, zu verwendenden Walze zur Behandlung eines bahnartigen Materials verbunden, wie zum Beispiel zum Aufheizen, Kalandrieren, Nasspressen und/oder Kühlen.The Invention is with a fiber web machines, such as in paper, board, tissue, cellulose and aftertreatment machines, too roller used to treat a web-like material, such as for heating, calendering, wet pressing and / or cooling.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine aufheizbare und/oder kühlbare Walze, das heißt eine Thermowalze für eine Faserbahnmaschine.object The present invention is a heatable and / or coolable Roller, that is a thermo roll for a fiber web machine.
HINTERGRUND DER ERFINDUNGBACKGROUND OF THE INVENTION
Die bei der Kalandrierung von Papier und Karton benötigte Wärmeleistung wird heutzutage mit aufheizbaren Walzen, sogenannten Thermowalzen, erzeugt. Während der letzten Jahre haben die Betriebsgeschwindigkeiten von Kalandern stark zugenommen. Die Oberflächentemperatur von Thermowalzen muss auf eine Temperatur von 200°C bis 250°C oder sogar darüber angehoben werden, damit eine erforderliche Kalandrierungswirkung erreicht wird. Eine hohe Betriebsgeschwindigkeit mit einer hohen Oberflächentemperatur der Thermowalze verbunden bedeutet, dass die von der Thermowalze abzuführende Wärmeleistung sehr hoch sein muss, bei neuen Prozessen typischerweise 200 kW/m oder sogar höher.The Thermal power required for calendering paper and board is nowadays produced with heatable rollers, so-called thermo rolls. During the last years the operating speeds have of calanders increased greatly. The surface temperature of thermo rolls must be at a temperature of 200 ° C to 250 ° C or even raised above it, thus a required Calendering effect is achieved. A high operating speed associated with a high surface temperature of the thermo roll means that the dissipated by the thermo roll heat output must be very high, with new processes typically 200 kW / m or even higher.
Bekanntlich wird die Wärme einer Thermowalze durch Zuführung einer als Wärmeübertragungsmedium dienenden Flüssigkeit oder von Gas in das Innere der Thermowalze und insbesondere in Kanäle, die sich im Mantel befinden, geleitet, wie zum Beispiel in Bohrungen, aus denen die Wärme in den Mantel übertragen und weiter an die Oberfläche der Walze geleitet wird. Auch ein externes Aufheizen der Thermowalze, zum Beispiel mittels Induktion, ist bekannt.generally known gets the heat of a thermo roll by feeding a liquid serving as a heat transfer medium or gas in the interior of the thermo roll and in particular in channels, which are located in the jacket, routed, such as in holes, from which the heat is transferred to the mantle and is passed on to the surface of the roller. Also an external heating of the thermo roll, for example by means of induction, is known.
Eine Schalenwalze ist eine Gusseisenwalze, die in einer abgekühlten Metallform gegossen wurde. An der beim Schalenguss rasch abkühlenden Oberschicht entsteht eine harte, verschleißfeste, aber spröde Schicht aus weißem Gusseisen. Die Herstellung von Strömungskanälen in Längsrichtung am Walzenmantel ist sehr schwierig, da die in der Schalenwalze vorhandene, beim Guss entstandene Materialverteilung das Durchführen von Bohrungen nahe der Oberfläche verhindert.A Peel roller is a cast iron roller that is cooled in a Metal mold was poured. At the rapidly cooling of the mold casting Upper layer creates a hard, wear-resistant, but brittle Layer of white cast iron. The production of flow channels in the longitudinal direction of the roll shell is very difficult since the existing in the shell roller, resulting during casting material distribution drilling holes near the surface prevented.
Bei der Herstellung des Körpers einer Thermowalze ist eine Verwendung von geschmiedeten Walzenrohlingen bekannt. Die Erhältlichkeit von geschmiedeten großen Stücken ist schwierig und solche Stücke sind teuer, insbesondere mit Bohrungen am Umfang.at The production of the body of a thermo roll is one Use of forged roller blanks known. The availability Forged big pieces is difficult and such pieces are expensive, especially with holes on the Scope.
Konstruktionsstahl ist allerdings nicht mit großen Wandstärken fertig in Form eines Rohrs erhältlich. Das Biegen einer dicken Konstruktionsstahlplatte zu einem Rohr mit kleinem Durchmesser ist schwierig, denn die Materialdehnungen eines dicken Materials nehmen zu stark zu.Structural steel However, it is not finished with large wall thicknesses available in the form of a tube. The bending of a thick Construction steel plate to a small diameter pipe is difficult because the material expansions of a thick material take too much to.
ZUSAMMENFASSUNGSUMMARY
Nach der Erfindung wird eine kühlbare und/oder aufheizbare Walze für eine Faserbahnmaschine angeordnet, die einen Körper und an dessen beiden Enden befestigte Endstücke oder Entsprechendes sowie Strömungskanäle für ein Wärmeübertragungsmittel umfasst. Die kühlbare und/oder aufheizbare Walze bzw. Thermowalze für die Faserbahnmaschine umfasst einen durch Verschweißen von mindestens drei planförmigen länglichen Plattenteilen miteinander hergestellten und dann durch Bearbeitung zylinderförmig gebildeten Körper, und das Material der Plattenteile besteht aus Konstruktionsstahl, und jeweils zwei nebeneinander befindliche längliche Plattenteile weisen zwischen sich eine Schweißfuge in Längsrichtung auf und die Wandstärke des Körpers beträgt 150 bis 200 mm.To The invention is a coolable and / or heatable roller arranged for a fiber web machine, which is a body and at its two ends attached tails or equivalent and flow channels for a heat transfer medium includes. The coolable and / or heatable roller or thermo roll for the fiber web machine comprises a by welding of at least three plan-shaped elongated plate parts with each other manufactured and then cylindrical by machining formed body, and the material of the plate parts consists made of structural steel, and two adjacent elongate ones Plate parts have between them a welding joint in the longitudinal direction on and the wall thickness of the body is 150 to 200 mm.
Das Material der Plattenteile ist vorteilhafterweise ein schweißbarer unlegierter Konstruktionsstahl und die Schweißfugen sind vorteilhafterweise mit einem Schmalfug-Verfahren oder WIG-Verfahren ausgeführt.The Material of the plate parts is advantageously a weldable unalloyed structural steel and the welds are advantageously carried out with a Schmalfug method or TIG method.
Die Außenfläche des Körpers ist vorteilhafterweise gehärtet, vorteilhafterweise mit einem Nitrierungs-, Carbonitrierungs-, Flämm-, Laser- oder Induktionshärteverfahren. Weiterhin ist die Außenfläche des Körpers vorteilhafterweise mit einem metallenen Hartbelag bzw. einem Karbid- oder Keramikbelag hartbeschichtet. Vorteilhafterweise kann auf der Außenfläche des Körpers auch eine verschleißfeste Schicht durch Aufschweißen von höherlegiertem Stahl auf den Körper aufgebracht werden.The The outer surface of the body is advantageously hardened, advantageously with a nitration, carbonitriding, Flame, laser or induction hardening process. Furthermore, the outer surface of the body advantageously with a metal hard covering or a carbide or ceramic coating hard coated. Advantageously, on the outer surface the body also a wear-resistant coating by welding on high-alloy steel to be applied to the body.
Vorteilhafterweise umfasst der Körper eine um diesen herum aufgebrachte Außenschicht aus unlegiertem Konstruktionsstahl, die vorteilhafterweise gehärtet ist, zum Beispiel mit einem Nitrierungs-, Carbonitrierungs-, Flämm-, Laser- oder Induktionshärteverfahren. Wei terhin ist die Außenschicht der Körperaußenfläche vorteilhafterweise mit einem metallenen Hartbelag bzw. einem Karbid- oder Keramikbelag hartbeschichtet. Vorteilhafterweise kann auf der Außenschicht der Außenfläche auch eine verschleißfeste Schicht durch Aufschweißen von höherlegiertem Stahl auf den Körper aufgebracht werden.advantageously, the body comprises an outer layer applied around it made of unalloyed construction steel, which is advantageously hardened is, for example, with a nitration, carbonitriding, scouring, Laser or induction hardening process. Weiherhin is the Outer layer of the body outer surface advantageously with a metal hard covering or a carbide or ceramic coating hard coated. Advantageously, on the Outer layer of the outer surface also one Wear-resistant layer by welding on higher alloy steel applied to the body become.
Vorteilhafterweise beträgt der Walzendurchmesser 500 bis 1.600 mm.Advantageously, the roller passes through knives 500 to 1,600 mm.
Vorteilhafterweise beträgt das Verhältnis der Wandstärke des Körpers zum Walzendurchmesser 1:3 bis 1:10, noch vorteilhafter 1:4 bis 1:8.advantageously, is the ratio of the wall thickness of the body to roll diameter 1: 3 to 1:10, even more advantageous 1: 4 to 1: 8.
Der Körper einer Thermowalze nach der Erfindung kann aus einem belastbaren, leicht schweißbaren und bearbeitbaren und leicht erhältlichen Metallmaterial hergestellt werden.Of the Body of a thermo roll according to the invention may consist of a durable, easily weldable and workable and readily available metal material.
Konstruktionsstahl ist kostengünstiger als ein schmiedbares Material und leicht als Plattenmaterial erhältlich. Die Lieferzeit von Walzenrohlingen, die durch Verschweißen von Konstruktionsstahl zusammengefügt wurden, ist im Vergleich zu der Lieferzeit von entsprechenden Gieß- und Schmiedestücken kurz.Structural steel is cheaper than a malleable material and lightweight available as plate material. The delivery time of roller blanks, the assembled by welding structural steel compared to the delivery time of corresponding casting and forgings short.
Auf dem Körper kann ein Belag oder eine Oberschicht aus einem beliebigen Material aufgebracht werden, die sich entsprechend den von der Oberschicht geforderten Eigenschaften optimieren lässt, welche zum Beispiel eine gute Verschleißfestigkeit und Härte sind. Die bei der Herstellung einer Thermowalze erforderlichen Bearbeitungen sind einfach. Gegebenenfalls können an der Körperoberfläche oder einer optionalen Oberschicht Wärmebehandlungen durchgeführt werden, wie zum Beispiel eine Oberflächenhärtung und/oder Oberflächenbehandlungen und/oder Belagbeschichtungen, um die gewünschten Eigenschaften zu erzielen. Sonstige Vorteile gehen aus der nachfolgenden Beschreibung und den Patentansprüchen hervor.On The body can be a topping or a topcoat of one Any material can be applied, according to the can optimize properties required by the upper class, which, for example, good wear resistance and Hardness are. The necessary in the manufacture of a thermo roll Edits are easy. Optionally, at the Body surface or an optional upper layer Heat treatments are performed, such as For example, surface hardening and / or surface treatments and / or topcoats to the desired properties to achieve. Other advantages will be apparent from the following description and the claims.
Die verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nur in Verbindung mit einem oder einigen Aspekten der Erfindung beschrieben. Für den Fachmann ist es klar, dass sich jede beliebige Ausführungsform irgendeines Aspekts der Erfindung nach dem gleichen Aspekt der Erfindung und bei anderen Aspekten alleine oder in Kombination mit anderen Ausführungsformen verwirklichen lässt.The various embodiments of the present invention are only in connection with one or some aspects of the invention described. For the expert it is clear that each any embodiment of any aspect of the invention according to the same aspect of the invention and in other aspects alone or in combination with other embodiments can be realized.
KURZDARSTELLUNG DER FIGURENBRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES
Die Erfindung wird hier beispielhaft unter Verweis auf die beigefügten Skizzen beschrieben, wobeiThe The invention will be described here by way of example with reference to the appended drawings Sketches are described, where
DETAILLIERTE ERKLÄRUNGDETAILED EXPLANATION
In der nachfolgenden Erklärung sind gleichartige Teile mit gleichen Bezugsbezeichnungen bezeichnet. Es ist darauf hinzuweisen, dass die darzustellenden Figuren nicht in ihrer Gesamtheit maßstabsgetreu sind und dass diese in erster Linie nur dem Zweck einer Veranschaulichung von Ausführungsformen der Erfindung dienen.In the following explanation are similar parts with denoted by the same reference designations. It should be noted that the figures to be displayed are not true to scale in their entirety and that these are primarily for the purpose of illustration only serve embodiments of the invention.
Thermowalzen werden in Faserbahnmaschinen als Walzenspaltwalzen verwendet und sie müssen ihre Form unter Belastung beibehalten. Ein Quetschen der Thermowalze bei der Belastung kann dadurch verhindert werden, dass die Wandung des zylinderförmigen Körpers der Thermowalze ausreichend dick gebildet wird. Typische Maße für Thermowalzen sind Durchmesser im Bereich von 700 bis 1.600 mm. Die Wandstärke der Thermowalze ist in der Weise gebildet, dass sie ausreicht, um einer Walzenspaltbelastung standzuhalten und imstande ist, benötigte Strömungskanäle für ein Wärmeübertragungsmittel aufzunehmen. Die Wandstärke der Thermowalze liegt in einer Größenordnung von 150 bis 200 mm.thermo rolls are used in fiber web machines as nip rolls and they must maintain their shape under stress. A squeezing the thermo roll under load can be prevented that the wall of the cylindrical body the thermo roll is formed sufficiently thick. Typical dimensions for thermo rolls are diameters ranging from 700 to 1,600 mm. The wall thickness of the thermo roll is formed in the way that it is sufficient to withstand a nip load and is capable of needed flow channels for a heat transfer medium. The wall thickness of the thermo roll is of an order of magnitude from 150 to 200 mm.
Nachfolgend wird eine Thermowalze dargestellt, deren belastbarer Körper bzw. Mantel vorteilhafterweise durch Verschweißen von planförmigen und länglichen Plattenteilen zusammengesetzt ist. Längliche Plattenteile bestehen vorteilhafterweise aus einem Plattenmaterial, das mit einem Schneidbrenner geschnitten ist. Als Schweißverfahren kann ein für dickes Material und schwere Stücke geeignetes Schmalfugverfahren verwendet werden. Auch ein WIG-Schweißen ist anwendbar.following a thermo roll is shown, whose loadable body or shell advantageously by welding plan-shaped and elongated plate parts is composed. elongated Plate parts advantageously consist of a plate material, which is cut with a cutting torch. As a welding process can be one for thick material and heavy pieces suitable Schiltfugverfahren be used. Also a TIG welding is applicable.
Die
Die
Thermowalze in
In
der in
Der
Körper
Auch
die optionale Außenschicht
Die
vorteilhafterweise aus Konstruktionsstahl hergestellte gehärtete
Oberflächenschicht
Die
Erhältlichkeit von Konstruktionsmaterial für den
Körper
In
Die
Schweißnähte
Die
länglichen Plattenteile
In
In
Bei der Berechnung beträgt die Wandstärke der Platte s = Ro – L. Bei L = Ri × cos 45° erhält man für eine Walze mit einem Durchmesser von 550 mm: s = 186 mm. Geeignete außenseitige und innenseitige Bearbeitungszuschläge für eine Bearbeitung einer geschweißten Konstruktion berücksichtigend, ist bei diesem Beispiel eine 200 mm dicke Platte ausreichend.at The calculation is the wall thickness of the plate s = Ro - L. If L = Ri × cos 45 ° one for a roller with a diameter of 550 mm: s = 186 mm. Suitable outside and inside processing surcharges for machining a welded construction considering, in this example, a 200 mm thick Plate enough.
Beim
Herstellen einer von der Größenordnung her dem
Beispiel in
Die
Thermowalze
Die vorangegangene Beschreibung bietet nicht eingrenzende Beispiele für einige Ausführungsformen der Erfindung. Dem Fachmann ist klar, dass sich die Erfindung jedoch nicht auf die dargestellten Details beschränkt, sondern dass die Erfindung auch auf eine andere äquivalente Art und Weise umgesetzt werden kann.The The preceding description does not provide any limiting examples for some embodiments of the invention. the It is clear to a person skilled in the art, however, that the invention does not relate to the limited details, but that the invention also implemented in another equivalent way can be.
Einige Merkmale der dargestellten Ausführungsformen lassen sich ohne die Verwendung anderer Merkmale nutzen. Die vorangegangene Beschreibung ist als solche nur als eine das Prinzip der Erfindung beschreibende Erklärung und nicht als die Erfindung beschränkend anzusehen. Somit wird der Schutzbereich der Beschreibung nur auf die beiliegenden Ansprüche beschränkt.Some Features of the illustrated embodiments can be without the use of other features. The previous one Description as such is only one of the principles of the invention descriptive explanation and not as limiting the invention to watch. Thus, the scope of the description is limited to the appended claims are limited.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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