專利名稱：制造用于機械加工含水的造紙原料的用具的方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及一種如權(quán)利要求1的前序部分所述的制造一種造紙加工用具的方法。
這樣制造的加工用具主要用于研磨紙纖維，使造紙纖維原料中的雜質(zhì)彌散化或消除板塊，亦即使紙纖維凝聚結(jié)塊散開。因此，它們被用在研磨機(精煉機)、去板塊機(Entstippem)或解膠機(Dispergem)中。這些機械具有至少一個轉(zhuǎn)子和至少一個帶有圓盤狀或圓錐形表面的定子。在這樣的圓盤狀或圓錐形表面上設有所述加工用具，并在它們之間留有間隙。許多用具在其工作表面上具有開槽和槽間隔板，因此人們也稱之為“刀具”。其他用具，例如在解膠機中的加工用具則具有齒圈形狀。在德國專利申請說明書DE195 23 704 A1中表示和描述了這樣的解膠用具。業(yè)已公知，除了隔板、開槽和齒形形狀之外，它們的制造材料對于加工纖維材料也有影響。
在借助這樣的加工用具來機械加工時，紙纖維處于一種可泵送的懸浮液亦即固體物質(zhì)含量在大約2％-8％之間的懸浮液中，或者作為固體物質(zhì)含量更高的粘滯材料。解膠機通常在15％-25％的固體物質(zhì)含量狀況下工作。
所述用具遭受磨損并因此必須在一定的使用時間之后予以更換。但磨損也可能導致所述加工效果變差。這是因為，所述用具的形狀，尤其是其邊緣形狀以及表面對加工效果有明顯的影響。這樣帶來的缺點是，從一定的時刻開始，該機械就不再能最佳地工作。
因此，不言而喻的是，對于開發(fā)改進所述用具需要投入更多成本，這主要反映在構(gòu)造設計它們的形狀以及選擇它們的制造材料方面。業(yè)已表明，特別適用于制造所述加工元件的材料具有這樣的特性，即，若采用這樣的材料，則對于所述用具的基體來說可能構(gòu)成很大的麻煩。尤其是那種特別堅硬和易碎的材料不具有為基體來說所必需的韌性。此外，這樣的材料也比較昂貴而且在制造過程中浪費也比較大，與常規(guī)金屬材料相比，還必須以更大的成本來加工制造。
一個加工工具的基體將所述加工元件與其他構(gòu)件，例如一研磨機的其他構(gòu)件連接起來。由于在這樣一種研磨機中會產(chǎn)生較高的力，因此對所述基體提出了高的強度要求。同時也必須能夠?qū)⒃摶w可靠地與所述研磨機固定在一起，為此需要例如高度擰緊的螺栓?；谶@些要求需要一種特別堅固和韌性的材料。
德國專利申請公開說明書DE19603548A1中已經(jīng)公開了一種制造加工用具的方法，其中這些用具由各個單獨制出的部件組成。按照該公開文獻，為此可采用真空下的高溫釬焊方法。但這些本身具有良好適應性的方法在實施過程中卻十分麻煩，并且會造成并非始終足夠的強度。
在WO 99/37402 A1中記載了一種用于制造精煉用具的方法。該方法雖然允許選擇不同于基板材料的另一種材料來制造刀具，但因為有太多單個部件需要精確地相互組合而十分麻煩和復雜。
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于改進所述用于制造用具的方法，使制造過程明顯簡化，并因此能采用特別適合的硬材料來制造承受高負荷的加工元件。
上述技術(shù)問題通過權(quán)利要求1的特征部分中的特征來解決。
所述用于該方法中的罩蓋可由一塊均勻厚度的金屬板構(gòu)成。在該金屬板上通過激光切割在其上開設有一些開孔。在此，可以視具體需要，輕易地為具有不同研磨效果的用具切割出不同的開孔。由于各加工元件首先被分別單獨制出，因此可以采用最佳的材料來制造它并比較簡單地形成所述加工用具的形狀。這是因為借助所述罩蓋，可以精確和可靠地將各加工元件定位在基體的正確位置上，并在隨后的加工過程中保持在那兒。由于通常對于一套用具需要大量的加工元件，比較有意義的是，借助一自動化工作裝置將各加工元件插入所述罩蓋中。該方法不僅具有可快速實施的優(yōu)點和可良好自動化地實施的優(yōu)點，而且也能制造出具有特別高強度的加工用具。這是因為所述各加工元件既能與所述基體又能與所述罩蓋連接在一起。為此特別適合采用的是一種高溫釬焊方法，利用該方法可以順利地將所有屬于一個加工單元的連接關(guān)系同時建立起來。這樣的方法大多在非常高的溫度下進行，例如在1000℃以上，優(yōu)選在大約1050℃進行。在此比較有利地可采用一種保護氣體，例如氬氣。當然也可考慮在真空下進行，但這樣做成本會更高些。
所述罩蓋的外圍輪廓可制作得比與之配屬的基體略小一些。也可以為一個唯一的基體配置多個較小的罩蓋，此時，這些罩蓋沿基體的環(huán)周方向劃分成扇形段。這可簡化在研磨技術(shù)方面對于斜刀具的構(gòu)造設計因為在這種加工用具的某一扇形分段上的各刀具相互平行，所以在每個基體有更多的扇形分段罩蓋時，可保持刀具角與所期望的刀具角度值之間有較小的偏差。特別經(jīng)濟的是，將所述基體構(gòu)造成支撐框架，并在其支撐區(qū)域上開設一些用于固定螺栓的螺栓穿孔，以便將基體安設在所述研磨機中。這樣一種支撐框架可由上下疊置的金屬薄板構(gòu)成(三明治結(jié)構(gòu))，這些金屬薄板上早就開設有固定螺栓穿孔。所述三明治結(jié)構(gòu)的基體，所述罩蓋和所述加工元件可在一道工序中相互釬焊連接起來。
所述罩蓋在其他應用場合中可在插入所述加工元件前例如通過熔焊接縫方便地與所述基體連接起來。
由于這樣制造的用具的精度比例如用傳統(tǒng)方法(亦即整體澆鑄)制造的用具的精度更高，因此常常可取消對于堅硬結(jié)構(gòu)的加工元件的費力加工。
下面借助附圖對于本發(fā)明予以詳細說明，附圖中

圖1示出處于本發(fā)明的制造過程中的一研磨用具的局部；圖2示出在完成本發(fā)明的制造過程后的一研磨用具的局部；圖3示出所述加工元件的一種特殊形狀；圖4示出用于盤式精煉機的一研磨用具的90°扇形段；圖5示出具有特殊基體的研磨用具的斷面；圖6示出一個配備有研磨用具的錐形精煉機的局部；圖7示出一個按照本發(fā)明方法制造的解膠用具或去板塊用具的局部；圖8示出圖7所示用具的變型結(jié)構(gòu)。
圖1示出一個覆蓋有一罩蓋3的基體1的局部。在此，所述罩蓋3與基體1的連接通過熔焊接縫7或熔焊點建立。該罩蓋3上開設有大量的通孔4。在圖中最左邊的那個通孔4中已經(jīng)插入了一個加工元件5。該加工元件5為板條狀并可例如由軋制型鋼制成。這些加工元件5沿其高度具有恒定不變的橫斷面，該橫斷面與所屬根部6的斷面相一致。這些通孔4與所述根部6的形狀相互一致，使得所述加工元件5可無間隙地插入這些通孔4中。在實施高溫釬焊的典型情況下，在將加工元件5插入通孔4中之前，可將焊料涂敷在相應的表面上。此時，可有利地在有待焊接的構(gòu)件上附加設置較小的凹穴或槽形式的焊料堆放凹坑(圖中未示出)。
所述罩蓋3也可放入亦即埋入一相應成型的基體中。
圖2示出一個加工制作完畢的用具2的立體斷面。圖中示出所述釬焊表面9(圖中以粗體黑線示出)將所述加工元件5與所述基體1以及所述罩蓋3連接。由于所述用具在工作時會承受比較高的負荷，因此特別有利的是建立大面積的連接關(guān)系。所述釬焊表面9′在此還在所述罩蓋3和基體1之間的接觸面上延伸，但這并非始終需要，它會提高加工成本。所述罩蓋3的厚度c通常在2至10毫米之間。在圖2中局部示出的用具2例如可理解成是用于一個圓盤式精煉機的研磨用扇形段(參見圖4)。該研磨用扇形段如公知的那樣包括許多板條狀的加工元件5。這樣的用具也稱為刀具，其上帶有螺紋孔10并可被螺旋擰固在一個圓盤式精煉機的轉(zhuǎn)子或定子上。業(yè)已公知，這類用具作為受磨損元件在一定的使用時間之后必須重新更換。
圖3示出可通過本發(fā)明的方法容易地將所述加工元件5′構(gòu)造成具有特殊形狀。所述在例如轉(zhuǎn)子上的沿運動方向18位于前方的刀刃在上側(cè)相對于所述平行于運動方向的平面有一個在0至10°的夾角α，在前側(cè)相對于所述與該運動方向垂直的平面有一個同樣在0至10°的夾角γ。這些設計都預防刀刃發(fā)生所不期望的卷邊。
在圖5中以斷面圖形式示出一個按照本發(fā)明制造的用具的特殊實施形式的結(jié)構(gòu)。從該圖中可看到，在圖示實施例中所述基體1″由三個上下疊置的金屬薄板19，19′，19″組成，它們可具有相同的層厚例如6毫米。位于最上面的金屬薄板19例如通過高溫釬焊與一塊底板20連接，該底板20又與所述罩蓋3連接。該罩蓋如業(yè)已描述的那樣配備有加工元件5。所述基體1″不是實心構(gòu)造，而是構(gòu)造成帶有支撐區(qū)域的支撐框架，在這些支撐區(qū)域中還開設有一些螺栓穿孔10。在各支撐區(qū)域之間在所述金屬薄板19，19′，19″中留有空隙21，這樣可減輕重量并節(jié)約材料成本。所述底板20根據(jù)具體的強度要求來設計尺寸(也可能與所述金屬薄板19，19′，19″一樣厚)并可承受因研磨引起的通過空隙21作用的壓力。通過將所述加工元件5插立在所述罩蓋3中，所述金屬薄板19，19′，19″可在一道工序中相互釬焊連接并與所述底板20也釬焊連接。所述基體1″的層狀結(jié)構(gòu)尤其具有這樣的優(yōu)點，即，它的制造更廉價并更容易。所述外部輪廓，所述空隙21和所述螺栓穿孔10可有利地通過激光切割來產(chǎn)生。
也可以順利地采用本發(fā)明的方法來制造一套用于一圓錐形精煉機的用具。此時，所述基體1′如圖6所示具有一截錐頭的形狀或一截錐段的形狀。該基體1′也帶有一罩蓋3，可按照業(yè)已公知的方式將所述加工元件5插入該罩蓋3中并予以固定。從圖6中可看出，按照本發(fā)明方法制造的用具既可屬于轉(zhuǎn)子11也可屬于定子12。已知在大多數(shù)的精煉機或精磨機中，所述轉(zhuǎn)子和定子均配備有磨刀具。有待研磨的懸浮液14在刀具之間流過所述精煉機或精磨機。所述轉(zhuǎn)子11由一根軸13來驅(qū)動。
在利用配備有可承受高負荷的齒型加工元件的用具使紙纖維原料彌散和消除板結(jié)塊的技術(shù)領域中有許多應用情形。此時也可采用按照本發(fā)明的方法。如圖7和圖8所示，各基體1上覆蓋有一罩蓋3，一些加工元件插入該罩蓋3中。圖中示例性地示出一些不同的齒型，例如簡單的立方形的齒15或帶有倒角的齒16，它們都作為本發(fā)明的加工元件?？梢哉弭紤]是采用大量具有簡單形狀并容易加工制造的單個齒還是將多個齒事先組合成或大或小的齒組17，17′，然后再將它們插入所述罩蓋3中。這樣一種用具的制造與前面已經(jīng)描述的類似，也就是說，所述加工元件5′亦即所述齒或齒組的根部與所述罩蓋3上的開孔具有大致相同的形狀，這樣，就可插入所述加工元件5′，并隨后將這些加工元件與所述罩蓋3以及所述基體1最終固定在一起。
作為用于制造所述加工元件的材料可采用堅硬且脆性的金屬合金，它對于加工纖維來說是最佳的。這樣的材料也可在高溫釬焊之后或在高溫釬焊期間硬化。例如在高溫釬焊之后可對其實施快速冷卻，使得用碳鋼制成的加工元件熱硬化。
所述基體可由比較韌性的鉻鎳鋼制成。由于它朝向纖維原料懸浮液方向被所述罩蓋和加工元件覆蓋，因此它也可由不耐腐蝕的鋼制成，這可進一步降低制造成本。另外也可以在所述基體上敷設用耐腐蝕材料制成的涂層。
所述罩蓋可有利地用比較韌性的鉻鎳鋼板制成，在該鋼板上通過激光切割開設有開孔。
權(quán)利要求
1.一種制造用于機械加工、尤其是磨碎含水的紙纖維原料的用具(2)的方法，該用具(2)由至少一個基體(1，1′，1″)和至少一個在采用該用具(2)機械加工時與紙纖維原料接觸的加工單元組成，該加工單元具有許多由加工元件(5，5′)構(gòu)成的突起，其特征在于，分別制造出各加工元件(5，5′)，并制造出帶有一些開口(4)的一罩蓋(3)，這些開口(4)的形狀與所述各加工元件(5，5′)的根部(6)的形狀一致，然后將所述各加工元件(5，5′)插入所述罩蓋(3)的各開口(4)中，使所述各加工元件(5，5′)與所述罩蓋(3)相互固定連接，并使所述罩蓋(3)與所述基體(1，1′，1″)相連接。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述開口(4)是通孔。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述各加工元件(5，5′)與所述罩蓋(3)的固定連接通過這樣一個方法步驟來完成，即，在該方法步驟中，所述各加工元件(5，5′)也與所述基體(1，1′，1″)相連接。
4.如權(quán)利要求1，2或3所述的方法，其特征在于，所述各加工元件(5，5′)與所述罩蓋(3)的固定連接通過一種高溫釬焊方法來完成。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，在高于1000℃的溫度進行所述高溫釬焊。
6.如權(quán)利要求4或5所述的方法，其特征在于，在真空或保護氣體中進行所述高溫釬焊。
7.如權(quán)利要求1至6中任一項所述的方法，其特征在于，通過所述將各加工元件(5，5′)與罩蓋(3)固定連接起來的加工工序，同時將所述罩蓋(3)與所述基體(1，1′，1″)在它們的接觸面上連接起來。
8.如權(quán)利要求1至7中任一項所述的方法，其特征在于，制造一個被構(gòu)造成支撐框架的基體(1″)，在其支撐區(qū)域上開設有一些用于固定螺栓的螺栓穿孔(10)。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述基體(1″)由一些相互疊置并相互連接的層，尤其是金屬薄板(19，19′，19″)構(gòu)成。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述各層，尤其是各金屬薄板(19，19′，19″)相互釬焊并且同時將各加工元件(5，5′)與罩蓋(3)釬焊連接。
11.如權(quán)利要求1，2或3所述的方法，其特征在于，所述各加工元件(5，5′)與所述罩蓋(3)的固定連接通過熔焊來完成。
12.如權(quán)利要求4至10中任一項所述的方法，其特征在于，在所述高溫釬焊之后，所述加工元件(5，5′)通過冷卻而硬化。
13.如權(quán)利要求4至10中任一項所述的方法，其特征在于，在采用所述用具(2)機械加工時與紙纖維原料接觸的各加工元件(5，5′)的表面在高溫釬焊時或者在高溫釬焊之后隨即受到表面處理。
14.如權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，所述表面處理提高所述加工元件(5，5′)的硬度和/或耐磨強度。
15.如權(quán)利要求13或14所述的方法，其特征在于，所述高溫釬焊和表面處理在同一個爐子中進行。
16.如權(quán)利要求1至15中任一項所述的方法，其特征在于，所述加工元件(5，5′)與所述基體(1，1′，1″)由不同的材料制成。
17.如權(quán)利要求1至16中任一項所述的方法，其特征在于，所述基體(1，1′，1″)與所述罩蓋(3)由熱膨脹系數(shù)差值在-10％與+10％之間的材料制成。
18.如權(quán)利要求1至17中任一項所述的方法，其特征在于，所述罩蓋(3)由一金屬板制成，通過激光切割在其上開設所述開口(4)。
19.如權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于，將所述金屬板的外輪廓選擇成基本上與所述基體(1，1′，1″)的外輪廓相一致。
20.如權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于，所述罩蓋(3)被嵌埋在所述基體(1，1′，1″)中。
21.如權(quán)利要求1至20中任一項所述的方法，其特征在于，所述罩蓋(3)由一種鉻鎳鋼合金制成。
22.如權(quán)利要求1至21中任一項所述的方法，其特征在于，所述加工元件(5，5′)是垂直于所述基體(1，1′，1″)延伸的板條狀突起，在這些板條狀突起之間留有槽(8)。
23.如權(quán)利要求22所述的方法，其特征在于，所述板條狀突起超出所述罩蓋(3)的高度在2毫米至20毫米之間。
24.如權(quán)利要求22或23所述的方法，其特征在于，所述板條狀突起的寬度在2毫米至30毫米之間，優(yōu)選在2毫米至10毫米之間。
25.如權(quán)利要求1至22中任一項所述的方法，其特征在于，所述加工元件是垂直于所述基體(1，1′，1″)延伸的齒(15，16)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種制造例如用在磨碎紙纖維原料的精煉機中的用具(2)的方法。按照本發(fā)明制造的用具(2)由至少一個基體(1，1′，1″)和至少一個放置其上的罩蓋(3)以及一些真正用于加工的加工元件(5，5′)組成。這些加工元件(5，5′)例如是板條狀的刀具，它們可插入所述帶有相應開口(4)的罩蓋(3)中，并隨后例如通過高溫釬焊被制成一固定的復合體。本發(fā)明方法的優(yōu)點在于能夠用最佳的材料來制造所述加工元件，并且所述制造方法很靈活，而且就所制造的用具的質(zhì)量方面看也特別經(jīng)濟。
文檔編號D21D1/30GK1726314SQ200380105806
公開日2006年1月25日 申請日期2003年11月19日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月13日
發(fā)明者沃納·蘭格 申請人:沃依特制紙專利有限責任公司