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Walze für die Druckbehandlung von Warenbahnen
Die Erfindung bezieht sich auf eine Walze für die Druckbehandlung von Warenbahnen, so zum Glätten und Prägen von Papier und andern Werkstoffen, zum Abquetschen der Feuchtigkeit von Textilien, zum Kalandrieren, zum Ausziehen von Kunststoff- uad Gummifolien u. dgl. sowie für andere Prèssvorgänge und zum Abwalzen von Materialien auf eine bestimmte Stärke. wobei die Walze aus einem trommel-oder rohr- förmigen, zum Umlauf-bestimmten sowie den Walzenumfang bildenden Hohlkörper und einem in diesem befindlichen, stillstehenden, starren Kern zur Belastungsaufnahme besteht, und bezweckt die Schaffung einer Walze, mit welcher eine auf die ganze Länge der Walze gleichmässige Druckausübung möglich ist, wobei auf Sondervorkehrungen, z.
B. in Form von Tragrollen, Stützrollen od. dgl. für die Walze auf ihrer derWirkstelle abgewandten Scheitelseite verzichtet werden kann.
Bekanntlich erleiden die Walzen für die Druckbehandlung von Warenbahnen bei der Arbeitsverrichtung eine Durchbiegung nach der der Wirkstelle der Walze abgewandtes Seite, die die gleichmässige Druckausübung auf der ganzen Walzenlänge nachteilig beeinflusst, wenn die Walze über ihre Zapfen gegen eine Gegenwalze oder eine Unterlage angepresst wird.
Es sind schon verschiedene Vorschläge bekannt geworden, um diesen Nachteil zu beheben. So ist dazu übergegangen worden, die Walze zu bombieren. Hier besteht bereits der Übelstand, dass jede Bombie-
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Walze erforderlich ist. Werden zum Anpressen der Walze und damit zur Druckausübung durch die Walze Stützrollen verwendet, die auf der der Wirkstelle der Walze abgewandten Seite auf die ganze Länge der Walze verteilt angeordnet sind und gesondert eine Druckbelastung erfahren, dann lässt sich zwar eine gleichmässige Druckausübung auf die ganze Länge der Walze erzielen und eine Durchbiegung der Walze erzielen und eine Durchbiegung der Walze vermeiden, jedoch ist es neben dem verhältnismässig grossen Aufwand an Bauteilen ungünstig, dass beispielswiese bei der Verwendung der Anordnung zum Abquetschen der Feuchtigkeit aus Textilien, namentlich,
wenn die Textilien aus dem Färbvorgang kommen, die Stützrollen verschmutzen sowie Schmutz- und Flusenfänger bilden, was ein Reinigen der Vorrichtung in verhältnismässig kurzfristigen Zeitabständen erforderlich macht und die Arbeitsgeschwindigkeit beeinträchtigt.
Bekannt ist eine Messerwalze für Querschneider, die aus einem das Messer tragenden Mantel und einem in diesem befindlichen stabilen Kern besteht. Der Mantel stützt sich hiebei entweder unmittelbar oder über Rollen auf dem Kern ab und kann sich gegenüber dem Kern drehen, welcher seinerseits auch gegenüber dem Mantel verdrehbar sein kann.
Durch diese Anordnung soll die während eines Walzenum- laufes zu beschleunigende und zu verzögernde Masse verringert werden und trotzdem die Walze im Querschnitt so bemessen sein, dass sie sich unter den auftretenden Drücken nicht verbiegt, indem der Kern unabhängig von den Beschleunigungen und Verzögerungen im Umlauf der Messer ist und sich die Walze aber sonst hinsichtlich der Durchbiegefestigkeit wie eine Walze verhält, die aus einem Stück besteht und deren Umfang mit den Messern bestückt ist, wodurch auch die gleichen vorerwähnten Nachteile wie bei diesen Walzen bestehen,
Die Erfindung beruht auf dem Gedanken, den arbeitenden oder wirkenden Walzenumfang so mit einem von ihm getrennten die Druckbelastungen aufnehmenden Element zu kombinieren,
dass etwaige Durchbiegungen des die Druckbelastung aufnehmenden Elements den wirkenden Walzenumfang nicht be-
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einflussen.
Hiezu ist nach der Erfindung der den Walzenumfang bildende Hohlkörper schwebend um den Kern angeordnet und in dem zwischen dem Kernumfang und dem Innenumfang des Hohlkörpers bestehenden Zwischenraum auf der der Wirkstelle der Walze zugewandten Seite eine Druckflüssigkeit oder ein gasförmiges, Druck ausübendes Medium unter Vorsehung einer Absperrung gegenüber dem auf der der Wirkstelle abgewandten Seite liegenden Teil des Zwischenraumes vorgesehen. Die Folge hievon ist, dass der den Druck auf die Warenbahn ausübende Walzenmantel in Form des Hohlkörpers auf der Druck ausübenden Seite gewissermassen auf einer Flüssigkeit schwimmt.
Der rohrförmige Körper kann aus jedem geeigneten Werkstoff, so aus Stahl, nachgiebigem, gegebenenfalls auch elastischem Werkstoff, Kunststoff mit oder ohne nachgiebigen oder elastischen Eigenschaften, insbesondere auf der Basis der Polyamide und Superpolyamide bestehen. Für den Kern wird in der Regel Stahl als Werkstoff gewählt. Hiebei kann der Kern jeden geeigneten Querschnitt haben.
Die durch die Erfindung geschaffene Walze übt auf ihrer ganzen Länge einen gleichmässigen Druck auf eine Gegenwalze oder eine andere Unterlage aus, da der Flüssigkeitsdruck sich allseitig gleichmässig fortpflanzt, ohne dass es besonderer äusserer Zusatzvorkehrungen bedarf, um die gleichmässige Druckaus- übung zu gewährleisten. Etwaige Durchbiegungen des stillstehenden Kernes haben keinen Einfluss auf die satte Anlage des Rohrkörpers an seiner Gegenfläche. Auch wenn die Gegenflache, die z. B. durch eine starre Gegenwalze gebildet ist, selbst Durchbiegungen erleidet, wird weder die gleichmässige Druckaus- übung auf die ganze Länge der Walze noch die satte Anlage an der Gegenfläche gestört, da der rohrförmige Körper den Durchbiegungen folgt.
. Es empfiehlt sich, dem rohrförmigen Körper ein geringeres Widerstandsmoment als das Widerstandsmoment einer starren Gegenwalze zu geben. Hiedurch ist gewährleistet, dass der rohrförmige Körper auch stets den Durchbiegungen der Gegenwalze folgt.
Ein besonderer Vorteil der erfindungsgemässen Walze besteht auch darin, dass durch einen verhältnismässig geringen Flüssigkeitsdruck ein grosser spezifischer Druck an dem auf die Warenbahn wirkenden Walzenscheitel erzeugt wird, da die Grösse des von der Druckflüssigkeit beaufschlagten Innenumfangs des rohrförmigen Körpers die Grösse des spezifischen Druckes auf die zu behandelnde Warenbahn bestimmt.
Beim Walzen von Gut, z. B. von Blechen, sei es Warmwalzen oder sei es Kaltwalzen, handelt es sich darum, dass die Walzen keinen grösseren Abstand voneinander einnehmen, als es dem sogenannten Stichmass entspricht, d. h. dem Mass, welches gleich der Stärke ist, auf welche gewalzt werden soll.
Die in die Walze geleitete Flüssigkeit kann auch Heiz- oder Kühlzwecken dienen.
Die Zeichnung veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel der Erfindung an einer Vorrichtung, die zum Abquetscben der Feuchtigkeit von Textilien bestimmt ist, ohne die Erfindung auf diesen Verwendungzweck zu beschränken. Fig. l zeigt die Vorrichtung teilweise in Stirnansicht mit längsgeschnittener Oberwalze ; Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie H-II der Fig. 1, Fig. 2a einen Querschnitt durch eine Oberwalze mit Dichtungselementen anderer Ausführungsform ; Fig. 3 zeigt eine andere Walzenzusammenstellung in einem der Fig. 2 entsprechenden Schnitt ; die Fig. 4 und 5 zeigen weitere Möglichkeiten von Walzenanordnungen im Querschnitt ;
Fig. 6 zeigt einender Fig. 1 entsprechenden Längsschnitt durch eine Walze mit in anderer Weise ausgebildeter Luftpufferung, Fig. 7 an einem Längsschnitt durch die Walze die Sicherung gegen eine zu grosse Durchbiegung des Kernes, Fig. 8 einen Schnitt durch das Ventil nach der Linie VDI-VIII der Fig. 7 und Fig. 9 einen Längsschnitt durch die Walze ohne zusätzliche Luftpufferung sowie die zusätzliche Anordnung eines Flüssigkeitsakkumulators.
Bei der in Fig. 1 und 2 gezeigten Vorrichtung bestehen die Oberwalze und die Unterwalze aus einem rohrförmigen Hohlkörper, welcher eine nur verhältnismässig geringe Wandstärke aufzuweisen braucht und aus geeignetem Werkstoff, so Stahl, nachgiebigem oder auch elastischem Werkstoff, Kunststoff auf einer geeigneten Basis, wie z. B. auf der Basis der Polyamide und Superpolyamide bestehen kann. Der rohrförmige Körper 1 ist auf einem stillstehend im Ständer 2 der Vorrichtung gelagerten starren Kern 3, beispielsweise aus Stahl, angeordnet und belässt gegenüber diesem Kern allseitig einen Zwischenraum bzw.
Umfangsabstand 4, welcher den Bedarfsverhältnissen entsprechend gross zu wählen ist. Gegenüber dem starren Kern 3 ist der rohrförmige Körper 1 drehbar.
Auf der der Wirkstelle 5, d. h. der auf die zu behandelnde Warenbahn Druck ausübenden Stelle zugewandten Seite ist der Abstandsraum des rohrförmigen Körpers vom Kern 3 mit Druckflüssigkeit gefüllt, welche von einer geeigneten Quelle, z. B. einer Pumpe 21, stammen kann. Gegenüber dem der Wirkstelle der Walze abgewandten Abstandsraum des rohrförmigen Körpers l von dem Kern 3 ist der der Wirkstelle zugewandte Abstandsraum durch eine geeignete Dichtung abgesperrt, die durch Dichtungsstreifen 7, welche aus Metall oder anderem Werkstoff bestehen können, gebildet ist. Die Dichtungsstreifen 7 sind an
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dem Kern 3 angebracht und liegen mit ihren freien Enden an dem Innenumfang des rohrförmigen Körpers 1 an.
Naturgemäss kann die Dichtung auch in anderer Weise, so z. B. durch Kunststoff- oder Lederstreifen, deren am Innenumfang des rohrförmigen Körpers anliegende Enden nach Art einer Manschette umgelegt sind, gebildet sein. Eine vollkommen dichte Absperrung ist nicht unbedingt erforderlich, da etwa überströmende Flüssigkeit die Wirkungsweise der Walze nicht beeinträchtigt.
Gemäss Fig. 2a bestehen die Dichtungen aus Scheiben 7', die sich diametral gegenüberliegend im Kern 3 angeordnet sind und von Federn r gegen die innere Umfangsfläche des Hohlkörpers angedrückt werden.
Der rohrförmige Körper l hat ein geringeres Widerstandsmoment als die mit ihm zusammenarbeitende Vollwalze 17.
In dem Kern 3 der Oberwalze sind bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 Sackbohrungen 8 gleichmässig auf die Länge des Kernes verteilt vorgesehen, die von dem der Wirkstelle 5 der Walze zugewandten Scheitel des Kernes 3 ausgehen und quer zur Längsachse der Walze gerichtet sind. Die Sackbohrungen füllen sich zum Teil mit Flüssigkeit, welche die oberhalb des Flüssigkeitsspiegels befindliche Luft zusammendrücken. Es ist möglich, für das so gebildete Luftpolster eine Nachlademöglichkeit vorzusehen.
Gemäss Fig. 6 sind an Stelle der Sackbohrungen 8 in Fig. 1 Bohrungen 22 vorgesehen, die gleichfalls von dem der Wirkstelle 5 der Walze zugewandten und in die Flüssigkeit 6 eintauchenden Scheitel des Kernes 3 ausgehen und quer zur Längsachse der Walze gerichtet sind. Die Bohrungen 22 verbinden den in die Flüssigkeit 6 eintauchenden Scheitel des Kernes 3 mit dem gegenüberliegenden, von Flüssigkeit freien Scheitel des Kernes & . In den Bohrungen 22 sind auf der in die Flüssigkeit eintauchenden Scheitelseite des Kernes Kolben 24 angeordnet, welche sich in den Bohrungen verschieben können. Ausserdem sind in den Bohrungen Federn in Form von Schraubenfedern 25 angeordnet, welche sich gegen die Kolben und eine durch eine Verengung der Bohrungen gebildete Schulter 26 abstützen.
Die Federn sind bestrebt, die Kolben auszuschieben und haben eine Vorspannung, welche dem grössten durch die Walze auszuübenden Druck entspricht. Gegen Herausschieben aus den Bohrungen sind die Kolben durch die Ringscheiben 27 gesichert.
In Fig. 7 und 8 ist die Sicherung des Kernes 3 gegen zu grosse Durchbiegungen gezeigt. Der Kern 3 ist mit einer Querbohrung 29 versehen, die den in die Flüssigkeit 6 eintauchenden Kernscheitel mit dem gegenüberliegenden von Flüssigkeit freien Kernscheitel verbindet. In die Bohrung ist ein Rückschlagventil eingesetzt, welches aus einem Teller 30 und einem Schaft 31 besteht. Der Schaft führt sich mit Flügeln 32 in der Bohrung. Der Teller 30 sitzt normalerweise unter dem Druck der Flüssigkeit 6 auf dem Sitz 33 eingangs der Bohrung29 an dem in die Flüssigkeit tauchenden Kernscheitel auf und schliesst die Bohrung. Der Schaft 31 steht mit seinem dem Teller 30 abgewandten Ende 34 aus dem Kern in den flüssigkeitsfreien Raum des rohrförmigen Hohlkörpers 1 vor.
Bei einer zu grossen Durchbiegung des Kernes legt sich das Ende 34 des Ventilschaftes an den Innenumfang des Hohlkörpers 1 an, wodurch der Teller 30 von dem Sitz 33 abgehoben und Flüssigkeit durch die Bohrung 29 abströmen kann.
Bei der in Fig. 7 wiedergegebenen Walze ist keine Luftpufferung wie in Fig. 1 und 6 vorgesehen.
Naturgemäss kann auch bei der Anordnung nach Fig. 7 eine solche Luftpufferung angeordnet werden.
An jedem Ende der Walze ist in einer Umfangsnut 9 des Kernes eine Ringscheibe 10 mit Radialspiel als Dichtungsscheibe vorgesehen, deren Aussenumfang an dem Innenumfang des rohrförmigen Körpers 1 anliegt. Im Kern 3 sind in der durch die Wirkstelle 5 bestimmten Querrichtung zur Längsachse der Walze Stifte 11 angeordnet, die in Radialbohrungen 12. der Ringscheiben 10 eingreifen und die radiale Verschieb barkeit der Ringscheiben auf die durch die Wirkstelle 5 bestimmte Querrichtung zur Längsachse der Walze beschränken.
Die Druckflüssigkeit 6 ist beispielsweise über einen Steuerhahn 13 von der der Wirkstelle der Wal ze zugewandten Seite auf die der Wirkstelle abgewandteWalzenseite umsteuerbar, um den Rohrkörper gegenüber der mit ihm zusammen arbeitenden Gegenwalze oder Gegenfläche zu lüften.
In dem Ständer 2 der Vorrichtung kann ein Sammelgefäss 28 für die Leckflüssigkeit angeordnet sein, welche an den Dichtungsscheibenringen 10 vorbei aus den Walzenenden austritt. Aus dem Sammelgefäss oder Sumpf wird die Flüssigkeit von einer Pumpe 21 ständig wieder in die Walze gefördert.
Der rohrförmige Körper 1 kann beispielsweise über das auf ihm angeordnete Kettenrad 14, die Kette 15 und das an einer geeigneten Antriebsvorrichtung befindliche Kettenrad 16 angetrieben werden. Es ist auch möglich, nur die Vollwalze 17 anzutreiben und den rohrförmigen Körper 1 durch Reibung mitzunehmen.
Bei dem in der Fig. 1 und 2 gezeigten Ausführungsbeispiel ist zwischen zwei nach der Erfindung ausgebildeten Walzen eine Vollwalze 17 von verhältnismässig kleinem Durchmesser angeordnet, die starr
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sein kann oder aber auch eine elastische Oberflächenbeschaffenheit aufweist. In diesem Fall ist lediglich die obere Walze mit der durch die Sacklöcher 8 gebildeten Luftpuff erung ausgerüstet, weil die Luft aus etwa im Kern der unteren Walze vorgesehenen Sacklöchern nach oben entweichen könnte. Eine Luftpufferung gemäss Fig. 6 liesse sich gegebenenfalls vorsehen.
Gemäss Fig. 3 arbeiten eine entsprechend Fig. 2 ausgebildete obere Walze und eine gleichfalls entsprechend Fig. 2 ausgebildete untere Walze zusammen.
Wie Fig. 4 erkennen lässt, kann eine erfindungsgemässe Walze auch mit zwei Vollwalzen 18 und 19 zusammen arbeiten, von denen je eine auf je einer Seite des unteren Scheitels der oberen Walze angeordnet ist.
Fig. 5 gibt eine Fig. 4 entsprechende Anordnung wieder, bei welcher zwischen den beiden Walzen 18 und 19 und der oberen Walze noch eine Vollwalze 20 von verhältnismässig kleinem Durchmesser angeordnet ist.
Es ist möglich, für die erfindungsgemässe Walze im Ständer der sie aufnehmenden Vorrichtung eine Gleitabstützung vorzusehen, gegen welche die Enden der Walze anliegen, um in Achsrichtung der Walze wirkende Kräfte aufzunehmen.
Fig. 9 lässt die Anordnung eines Druckakkumulators 35 im Ständer 2 der die Walze aufnehmenden Vorrichtung erkennen. Durch entsprechendes Einstellen des Steuerhahnes 36 fördert die Pumpe 21 in den Akkumulator 35, aus welchem die Walze mit Flüssigkeit gespeist wird.
Wird die Walze zum Abwalzen von Walzgut auf eine bestimmte Stärke verwandt, dann wird der dieser Stärke entsprechende Abstand zwischen den Arbeitswalzen eingestellt und wirkt die Flüssigkeit lediglich als den vom Walzgut herrührenden Druck aufnehmendes und auf den Kern übertragendes Mittel.
Die Erfindung ist nicht auf das gezeigteAusführungsbeispiel oder Einzelheiten für diesesAusführungsbeispiel beschränkt, sondern umfasst auch im Sinne der Erfindung liegende Abwandlungen.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Walze für die Druckbehandlung von Warenbahnen, welche aus einem trommel-oder rohrförmigen, zum Umlauf bestimmten sowie den Walzenumfang bildenden Hohlkörper und einem in diesem befindlichen, stillstehenden, starren Kern zur Belastungsaufnahme besteht, dadurch gekennzeichnet, dass der den Walzenumfang bildenden Hohlkörper schwebend um den Kern angeordnet und in dem zwischen dem Kernumfang und dem Innenumfang des Hohlkörpers (1) bestehenden Zwischenraum (4) auf der der Wirkstelle (5) der Walze zugewandten Seite eine Druckflüssigkeit (6) oder ein Druck ausübendes gasförmiges Medium unter Vorsehung einer Absperrung (7) gegenüber dem auf der der Wirkstelle der Walze abgewandten Seite liegenden Teil des Zwischenraumes vorgesehen ist.