DE8329109U1

DE8329109U1 - Abstreifmesser oder Schaber

Info

Publication number: DE8329109U1
Application number: DE19838329109
Authority: DE
Original assignee: Inventing Sa Lausanne Ch
Current assignee: Inventing Sa Lausanne Ch
Priority date: 1982-10-13
Filing date: 1983-10-08
Publication date: 1988-09-01
Also published as: GB8327136D0; GB2128551A; JPS5988996A; SE437683B; FR2534608A1; GB2128551B; DE3336705A1; FR2534608B1; SE8205807L; SE8205807D0

Description

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Andrejewski, Honke & Partner, Patentanwälte in Essen

Die Erfindung betrifft ein Abstreifmesser oder einen Schaber beispielsweise zum Säubern von Druckwalzen und Auftragwalzen oder zum Kreppen, wobei das Abstreifmesser oder der Schaber mit einem metallischen Träger in direktem Kontakt sein soll.

Für derartige Zwecke verwendete herkömmliche Abstreifmesser oder Schaber haben den Nachteil, daß sie einem relativ schnellen und manchmal äußerst ungleichmäßigem Verschleiß unterworfen sind, sodaß sie nach nur kurzer Betriebszeit ausgetauscht werden müssen.

Es wurde bereits viel Mühe aufgewendet, um die Standzeit herkömmlicher Rakel und Glättschaber zu verlängern, und die Eigenschaften herkömmlicher Rakel oder Glättschaber wurden durch geeignete Wahl der Stahlzusammensetzung und andere Behandlungen wie beispielsweise Vergüten optimiert.

Man könnte die Standzeit der in Frage kommenden Rakel od<*r Glättschaber auch dadurch verlängern, daß man ein Klingenmaterial verwendet, welches an sich verschleißfester ist als der herkömmliche Federstahl, der für die meisten Zwecke relativ flexibel sein muß. Hierfür geeignete Werkstoffe wie beispielsweise Hartmetalle und Kerametalle sind jedoch nicht immer ausreichend flexibel. Sie sind äußerst brüchig und können daher infolge der normalerweise Von Zeit zu Zeit im Material einer Rakel oder eines Schabers auftretenden Spannungen leicht brechen.

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Es wurden bereits Versuche unternommen, um das Verschleiß« problem zu lösen, indem auf einem flexiblen Schaber aus Stahl oder dgl· Stücke oder Streifen aus verschleißfesterem Material angebracht wurden. In Betracht gezogen wurde auch die Verwendung von Hartohromplattierungen oder anderen PIatiö^ungen, um an sich weichem Trägermaterial eine bessere Versohleißob'erfläche zu geben. Diese bekannten Lösungen sind jedoch insbesondere bei dünnem Sohabermaterial schwierig durchzuführen. So wurde beispielsweise festgestellt, daß die ursprünglichen Eigenschaften des dünnen Schabermaterials wie die Flexibilität des Materials, welche für gute Besohlehtungsresultate erforderlich sind, beträchtlich verschlechtert wurden.

Sie Erfindung hat sich daher die Aufgabe gestellt, ein Abstreifmesser oder einen Schaber der eingangs genannten Art zu schaffen, welches bezw. welcher gegenüber uen herkömmlichen Abstreifmessern oder Schabern nicht nur eine, längere Standzeit besitzt, sondern auch beim Säubern oder Kreppen noch ein unbedingt zufriedenstellendes Resultat liefert.

Gekennzeichnet ist ein erfindungsgemäßes Abstreifmesser bezw. ein Schaber der eingangs genannten Art im wesentlichen dadurch, daß es bezw. er aus einer flexiblen Stahlkoinge besteht, deren wirksame Arbeitsfläche zumindest an der Auflaufkante mit einem dünnen Überzug aus keramischem Material, Metalloxiden oder Metallkarbiden versehen ist, dessen Ver-Schleißfestigkeit höher ist als die der Stahlklinge.

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Von besonderer und selbstständiger Bedeutung ist eine Ausführung, bei welcher der Überzug auf den betreffenden
Flächenseiten des Abstreifmessers oder Schabers aus mehreren
dünnen Teilschichten des verschleißfesten Materials besteht,
; welche übereinander im Metallspritzverfahren aufgetragen
• &iacgr; sind.

Das erfindungsgeir.äße Abstreifmesser oder der Schaber mit

dem verschleißfestem Überzug besitzt im wesentlichen die i

gleichen mechanischen Eigenschaften einschließlich der i

Flexibilität wie die ursprüngliche, unbeschichtete Stahl- j

klinge, wodurch ein unbedingt zufriedenstellendes Resultat '■

beim Schaben garantiert wird. Sine gute Flexibilität und '

eine sehr geringe Brüchigkeit im Überzug selbst werden durch i

den vorgeschlagenen stufenweisen Aufbau des sehr dünnen über-j zuges erreicht. Der Ausdruck "Metallspritzverfahren" ist als j Thermal-Spritzverfahren zu verstehen, bei welchem ein ge- j schmolzenes Überzugsmaterial auf die zu überziehende oder zu : beschichtende Oberfläche gespritzt wird. Im vorliegenden i Pail eignen sich Plasma- oder Flammspritzverfahren. Beim
Plasma-Spritzverfahren, welches in vielen Fällen vorzuziehen
ist, wird ein Gas durch einen Lichtbogen derart intensiv j erhitzt, daß es Plasmazustand annimmt. In diesem Plasma- i zustand wird das Gas aus einer Düse in einem Strhl verspritzt, welchem das für den Überzug Verwendete Material in Pulver- ! form durch ein Trägergas zugeführt wird. Das Pulver schmilzt
dabei sofort und wird durch den Strahl in geschmolzenem
Zustand auf die zu beschichtende Oberfläche geschleudert.
Um Hitzeschäden auf der oftmals äußerst dünnen au beschichtenden Stahlklinge zu vermeiden, wird der an sich sehr dünne
Überzug stufenweise aufgebaut.

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Das Material des Überzuges besteht erfindungsgemäß aus Aluminiumoxid eventuell mit einer geringen Menge an zugesetztem Titanoxid.

Die Vorteile der Erfindung siqd offenkundig. Das Aufbringen eines relativ dünnen haltbaren Überzuges auf nur einem kleinen Teil des Trägermaterials ermöglicht es, daß das Trägermaterial die erforderliche Flexibilität und weitere ursprüngliche Eigenschaften behält. Dadurch, daß der überzug äußerst dünn ist, wird die Gefahr von Rissen auf ein Mindestmaß herabgesetzt. Ebenso wie das bereits erwähnte Merkmal, daß das erfindungsgemäße Abstreifmesser oder der Schaber die gleichen mechanischen Eigenschaften, z.B. Flexibilität, wie ein herkömmliches Abstreifmesser oder Schaber besitzt, bedeutet dies, daß das erfindungsgemäße Abstreifmesser oder der Schaber in herkömmlichen Einspann- und Druckhaltern verwendet werden kann, wie sie bereits in vorhandenen Einrichtungen vorgesehen sind.

Weitere Merkmale und Besonderheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung anhand der beiliegenden Zeichnungen; es zeigen

Fig.l bis 6 einige AusfUhrungsbeispiele erfindungsgemäßer Schaber oder Abstreifmesser.

Die in den Figuren dargestellten Schaber oder Abstreifmesser können beispielsweise verwendet werden, um Druckwalzen oder Auftragwalzen, Trockenzylinder für Papier oder Gewebe und dgl. zu säubern oder beispielsweise als Schaber zum Kreppen von Papier.

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Das in Fig.l dargestellte Abstreifmesser besitzt ein Oberteil 1 mit einander gegenüberliegenden, in diesem Fall parallelen, Seiten 2 bezw. 3 ^und eine Arbeitsfläche oder Schrägfläche 4. Schematisch angedeutet ist außerdem eine-Walze 6, wie beispielsweise eine Gravurdruckwalze für das Tiefdruckverfahren, welche sich in Richtung des Pfeiles 7 dreht. Der _: Teil der Flachseite 2 des Abstreifmessers, welcher der Walze i 6 zugekehrt ist, trägt einen dünnen überzug 5 aus einem Material mit höherer Verschleißfestigket als das Material des Hauptteiles 1 des Abstreifmesser, welches bei diesem Beispiel aus einem Stahlband in einer Stärke von 0,05 bis 0,15 mm und einer Breite von 15 nan bestehen kann. Die Zusammensetzung des Überzuges 5 und sein Aufbau sollen nachstehend erläutert werden. Die Schrägfläche des Abstreifmessers 1 soll daher an dem Mantel der Druckwalze anliegen, _: um überschüssige Farbe abzustreifen. Der Überzug 5 ist direkt auf die Flachseite 2 des Abstreifir.essers i aufgebracht. Diese Flachseite 2 wird auch als Auflaufseite des Abstreifmesser angesehen und der Überzug 5 ist in einem Überzugsbereich 5a angeordnet, dessen Breite längs der Auflaufseite 2 vorzugsweise in Bezug auf die Spannweite des Abstreifmessers gering ist. In diesem Fall beträgt er maximal 5 run.

Fig.2 zeigt eine Abwandlung eines erfir.dungsgemäß hergestellten Abstreifmessers zum Säubern ainer Druckwalze, welche gegenüber dem Abstreifmesser umläuft. Dabei ist der ver- ; schleißfeste Überzug 5 auf der Auflaufseite 2 des Abstreif- I messers 1 auf einer Schrägfläche b im Trägermaterial an- ' geordnet.

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Die Figuren 3 bis 6 zeigen vier weitere Ausführungsbeispiele eines erfindungsgemäßen Schabers zum Kreppen einer Papierbahn.

In den Figuren 3 und 4 wird eine Kante 10 des Überzuges 5 : ' als Arbeitsfläche des Schabers verwendet. Bei der Ausführung

■, gemäß Fig.²!· ist der tfcsrzug auch auf der Stirnseite Ii des ; ^v Trägermaterials aufgebracht, um die Haltbarkeit der Kante IO zu erhöhen. Eine noch größere Festigkeit kann dadurch erreicht werden, daß das Trägermaterial mit einer Schrägfläche 12 versehen wird, bevor der Überzug aufgebracht wird, wie dies in Fig.4 angedeutet ist. Wenn beide Seiten des Schabers [■'■ mit einem Überzug versehen werden, ergeben sich zwei gleich-I, wertige Kanten, sodaß der Schaber bei Verschleiß der einen Kante umgedreht und die andere Kante in Arbeitsposition gebracht v/erden kann.

Die mit dem Überzug versehene Langseite 2 des Schabers bildet mit dem Walzenmantel sinen Winkel wie dies in den Figuren ■gj 3 bis 6 darge stellt i3t.

Die Figuren 3a und 4a zeigen ein Ausführungsbeispiel, bei welchem die Arbeitsfläche aus einer schmalen Schrägfläche IJ> besteht. Im übrigen sind die Ausführungsbeispiele gemäß Fig.J und 4a denen in Fig.3 und 4 dargestellten glaich.

Beim Kreppen von Papier wird der Einsatzwinkel als der Winkel zwischen der Oberkante des Schabers und dem Zylindermantel bezeichnet, wobei in Fig.3a diese Oberkante das Bezugszeichen 11 und der Einsatzwinkel das Bezugszeichen trägt.

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Die AusfUhrungsbeispiele gemäß Figo und 6 entsprechen denen der Figuren 3a und 4a mit Ausnahme dessen, daß der Einsatzwinkel in den Figuren 5 und 6 kleiner ist.

Das Trägermaterial für das erfindungsgemäße Abstreifmesser oder den erfindungsgemäßen Schaber besteht vorzugsweise aus einem kaltgewalzten, gehärteten Federstahlband mit einer Stärke von 0,15 bis 2,0 mm und gegebenenfalls sogar nooh darunter. Die Maximalstärke des erfindungsgemäß vorgesehenen Überzuges hängt von der Stärke des Tr&germaterials ab, sollte jedooh unter keinen Umständen mehr als 0,35 nim betragen. Der Überzug ist aus einer Vielzahl von TeilsohiGhten aufgebaut, welche übereinander im Metallspritzverfahren aufgebracht sind, wobei jede Teilsohicht beispielsweise eine Stärke von 0,002 bis 0,045 mm besitzt. Die Gesamtstärke des Überzuges beträgt vorzugsweise nioht mehr als 5C# der Stärke des Trägermaterials bei Materialstärken von bis zu 0,4c Rim, 4o# des Trägermaterials bei ifeterialstärken von 0,40 mm bis 0,90 mm, 30# des Trägermaterials bei Materialstärken von 0,90 bis 1,20 mm und 25# des Trägermaterial bei Materialstärken von 1,20 mm bis 2,0 mm.

Das erfindungsgemäß für den überzug verwendete verschleißfeste Material besteht zweckrnäßigerweise aus Kerametallen, Metalioxiden oder Metallkarbiden. Das für jeden speziellen Zweck am besten geeignete Überzugsmaterial sollte jedoch unter Berücksichtigung des jeweiligen Anwendungsgebietes ausgewählt werden. Wenn auch bestimmte Überzugsstoffe v/ie beispielsweise Chromoxid eine gute Verschleißfestigkeit

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liefern, so wurde doah festgestellt, daß ein derartiger überzug bei einigen Anwendungsarten Naohteile ergeben kann·

überraschenderweise haben sich Überzüge, welche hauptsächlich aus Aluminiumoxid bestehen, als besonders geeignet erwiesen, und besonders gute Resultate wurden bei Verwendung von überzügen erreicht, welohe aus Aluminiumoxid (Al₂CU) und einer geringen Menge einej anderen Metalloxides wie beispielsweise Titanoxid (TiO₂) bestehen.

Die nachfolgenden Versuche mit erfindungsgemäß hergestellten Abstreifmessern oder Schabern bestätigen.die erfindungsgemäß erzielte gewünschte Verbesserung gegenüber herkömmlichen Abstreifmessern oder Schabern.

Versuch 1

Ein Abstreifmesser mit einer Stärke von 0,150 mm und einem versehleißfesten Überzug aus Aluminiumoxid und Titanoxid mit einer Stärke von 0,050 mm wurde zum Säubern einer Gravurdruckwalze verwendet, die in einer Tiefdruckmaschine eingesetzt war.

Es ergab sich, daß das erfindungsgemäß entsprechend Fig.l herge stellte Abstreifmesser im Vergleich zu herkömmlichen Abstreifmessern für diesen Zweck bei vollkommen gleichem Reinigungsresultat eine mehr als 3 mal so lange Standzeit besaß.

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Versuch 2

Ein entsprechend Pig.6 erfindungsgemäß hergestellter Krepp-Sohaber mit einem verschleißfesten Überzug aus Aluminiumoxid wurde zur Herstellung von Kreppseidenpapier in einer Yankee-Maschine eingesetzt. Der Schaber aus Federstahl war 1,2 mm stark und hatte einen Überzug von 10 mm Breite und 0,200 mm Stärke. Die Spannweite des Schabers betrug 3 m und die Durchlauf geschwindigkeit 900 m/min. Der im Sohaberhalter der Papiermaschine eingesetzte Schaber lieferte ein äußerst zufriedenstellendes Krepprenultat bei einer Standzeit von mehr als 10 h.

Beim Kreppen mit herkömmlichen Kreppschabern aus dem gleichen Material und in der gleichen Stärke, jedoch ohne verschleißfesten Überzug mußten diese herkömmlichen Schaber nach weniger als einer Stunde ausgetauscht werden, da die Schrägfläche derart verschlissen war, daß die Kreppung grob und ungleichmäßig war. Die zum Austausch eines herkömmlichen Schabers benötigte Zeit betrug j5 min, was einen Produktionsverlust von 5# ergab. Dieser läßt sich durch Verwendung des erfindungsgemäßen Schabers beinahe auffangen. Der Produktionsverlust entspricht bÖÖ to Papier/Jahr oder ca. 2,5 Millionen SEK/Jahr.

Beim Aufbau des Überzuges sollte vor dem Auftragen der ersten •Teilschicht das Trägermaterial im äußeren zu beschichtenden Bereich einer geeigneten vorbereitenden Oberflächenbehandlung unterworfen werden, wie beispielsweise sorgfältig mit Karbo-

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rund beblasen werdenj und zwar vorzugsweise unmittelbar vor dem Auftragen der ersten Teilsehioht. Xn einigen Fällen kann eine Binderschicht aus einer Nickellegierung oder dgl. zwisehen der vorbehandelten Oberfläche des Trägermaterial und der ersten Teilsohiöht ratsam sein.

Die verschiedenen Teilschichten werden dann übereinander derart aufgetragen, daß die ursprüngliche Flexibilität und Gleichförmigkeit des Trägermaterials nicht merkbar beeinträchtigt werden.

Die Breite 5a des (Jberzugsbereioh.es sollte maximal 20 mm betragen, vorzugsweise jedoch weniger als 10 mm.

Gemäß einem weiteren Ausführungebeispiel der Erfindung kann das Abstreifmesser oder der Schaber mit dem beschriebenen verschleißfesten Überzug auf gegenüberliegenden ebenen Flächen versehen werden, was zu einer Vorderfläche führt, die aus einer oberen härteren Schicht aus diesem verschleißfesten Überzug, einer Zwischenschicht aus dem unbeschichteten Trägermaterial und einer unteren härteren Schicht aus dem verschleißfesten Überzug führt.

Claims

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Andrejewski, Honke & Partner

Patentanwälte

Diplom-Physiker

Dr. Walter Andrejeviski

Diplom-Ingenieur

Dr.-Ing. Manfred Honke

Diplom-Physiker

Dr. Karl Gerhard Masch

Aawahsakle:

60 S51/W-th

Patent- und Gebrauchsmusterhilfsanmeldung Inventing S. A. Chemin du Devin '-^ CH-1012 Lausanne ,* Schweiz

4300 Essen 1,Theoteiplate3, Posff. 100254

26. April 1988

Abstreifmesser oder Schaber.

1. Abstreifmesser oder Schaber zum Säubern von Druckwalzen und Auftragwalzen oder zum Kreppen, wobei das Abstreifmesser oder der Schaber mit einem metallischen Träger in direktem Kontakt sein soll, dadurch gekennzeichnet, daß das Abstreifmesser oder der Schaber (1) aus einer flexiblen Stahlklinge besteht, deren wirksame Arbeitsfläche (4, 1J>) zumindest an der Auflaufkante (10) mit einem dünnen Überzug (5)

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aus keramischem Material, Metalloxiden oder Metallkarbiden versehen ist, dessen Verschleißfestigkeit höher ist als die der Stahlklinge.
2. Abstreifmesser oder Schaber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es eine dünne, flexible Stahlkl ',nge mit einer Stärke von bis ^u 2,&ogr; mm als Trägermaterial besitzt und der verschleißfeste Überzug längs einer Flächenseite des Abstreifmessers oder Schabers (1) bis zu einer Gesamtstärke von maximal 0,35 mm angeordnet ist.
3. Abstreifmesser oder Schaber nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Überzug (5) auf den betreffenden Flächenseiten des Abstreifmessers oder Schabers (1) aus mehreren dünnen Teilschichten aus dem verschleißfesten Material besteht, welche übereinander im Metallspritzverfahren aufgetragen sind.
4. Abstreifmesser oder Schaber nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die gesamte Arbeitsfläche (4) des Abstreifmessers aus dem verschleißfesten Überzug (5) besteht.
5&ldquor; Abstreifmesser oder Schaber nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Überzug (5) auf einer Schrägfläche (6) im Trägermaterial angeordnet ist, welche im wesentlichen der fertigen Arbeitsfläche (4) entspricht.

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6. Abstreichmesser oder Schaber nach Anspruch 1 bis 5« dadurch gekennzeichnet« daß der überzug (5) zumindest einen Teil der kurzen Seite (11) des Trägermaterials neben der Auflaufseite (2) bedeckt.
7· Abstreichmesser oder Schaber nach Anspruch 6« dadurch gekennzeichnet« daß der überzug (5) längs der Auflaufseite (2) dee Trägermaterials und der anschließenden Kurzseite (11) angeordnet ist und die oberfläche des Überzuges im übergang zwischen der Auflaufseite (2) und der Surzseite (11) abgeschrägt ist.
&. Abstreichmesser oder Schaber nach Anspruch 7« dadurch gekennzeichnet« daß der überzug (5) im Übergang zwischen der AuflaufSeite (2) und der Kurzseite (11) auf einer ursprünglich schrägen Fläche im Trägermaterial angeordnet ist.
9. Abstreichmesser oder Schaber nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet« daß der Überzug (5) hauptsächlich aus Aluminiumoxid besteht.
10. Abstreifmesser oder Schaber nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet« daß der Überzug (5) aus Aluminiumoxid und einer geringen Menge eines anderen Metalloxides z.B. Titanoxid (TiOo) besteht.
11. Abstreichmesser oder Schaber nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der überzug (5) ca. 97$ Al₂O, und ca. TiO₂ enthält.

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12. Abstreifmesser oder Schaber naoh einem oder mehreren der AnsprUohe 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Uberzugsbereich eine Breite von maximal So mm, vorzugsweise weniger als 10 mm, aufweist.