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Die Erfindung betrifft ein Stützelement zur Druckbehandlung von Materialbahnen, insbesondere Papierbahnen, welches zwischen einem stationären Träger und einem um diesen rotierbar angeordneten Walzenmantel, um den Walzenmantel abzustützen vorgesehen ist, indem es zur Aufnahme einer in Richtung radial vom Träger zum Walzenmantel hin wirkenden Kraft ausgelegt ist, um diese Kraft über einen den Walzenmantel zugewandten Kopfteil des Stützelements und einen zwischen dem Kopfteil und dem Walzenmantel vorhandenen Flüssigkeitsfilm auf den Mantel zu übertragen.
Solche Stützelemente werden in den sogenannten Durchbiegungsausgleich-, bzw. Druckausgleich-, bzw. Druckeinstellwalzen benutzt und wurden beispielsweise in der US-PS Nr. 3, 802, 044 beschrieben. Der Kopfteil des Stützelements weist einen runden oder rechteckigen Grundriss auf und seine dem Walzenmantel zugewandte Fläche weist, im Querschnitt zur Walzenachse gesehen, einen annähernd gleichen Radius auf wie die Innenwand des Walzenmantels.
Es wurde festgestellt, dass besonders bei Anwendung einer grossen auf die Innenwand des Walzenmantels wirkende Kraft und insbesondere wenn der Walzenmantel elastisch ist, sich der Walzenmantel verformt und weist dann im Bereich des Kopfteiles des Stützelements einen im Mittel grösseren Radius auf als der Kopfteil. Dementsprechend ist auch der Spalt zwischen diesen beiden Flächen verändert, welcher Spalt für den hydrodynamischen bzw. hydrostatisch aufgebauten Flüssigkeitsfilm vorgesehen ist. Durch die Veränderung des Spaltes wird der Flüssigkeitsfilm und seine vorgesehene Wirkung negativ beeinflusst und es kann örtlich zu einer unerwünschten Reibung zwischen dem Kopfteil des Stützelements und der Innenwand des Walzenmantels kommen, wodurch das Stützelement und/oder der Walzenmantel beschädigt werden können.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen wirksamen Flüssigkeitsfilm zwischen dem Kopfteil des Stützelements und der Innenwand aufrechtzuerhalten, auch wenn der Walzenmantel beim Betrieb von der ursprünglichen zylindrischen Form der Innenwand nach Massgabe der aufgebrachten Kraft abweicht.
Diese Aufgabe wird bei einem Stützelement der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass im Stützelement unterhalb des Kopfteiles ein freier Raum vorgesehen ist, welcher von dem Kopfteil überbrückt ist, so dass ein Kraftfluss der zu übertragenden Kraft zu dem Kopfteil ausserhalb der Wirkungslinie der Kraft, um den freien Raum herum geführt ist.
Bei dieser Kraftführung wirkt die Kraft an den Auflagestellen des brückenartigen Kopfteiles, welcher dadurch elastisch verformt, d. h. durchgebogen wird, da er an den Auflagestellen in Richtung zur Innenwand des Walzmantels hingedrückt ist, so dass die dem Walzenmantel zugewandte Fläche des Kopfteiles einen der momentanen Form des Walzenmantels weiterhin zugepasste Form aufweist. Der Flüssigkeitsfilm bleibt in dem Spalt zwischen dem Kopfteil des Stützelements und der Innenwand des Walzenmantels in gewünschter Schichtdicke wirksam verteilt erhalten.
In Weiterbildung der Erfindung ist bei einem hydrostatischen Stützelement mit mindestens einer hydrostatischen Tasche im Kopfteil, welche durch eine Zufuhrleitung durch das Stützelement hinweg mit einem zur Betätigung des Stützelements dienenden hydrostatischen Druckraum im Träger verbunden ist, ist die Zufuhrleitung durch oder um den freien Raum zu dem Druckraum geführt und den Durchbiegungen des Kopfteiles formschlüssig folgend ausgebildet.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Zufuhrleitung in einem Rohrstück untergebracht ist, welches im Kopfteil befestigt ist, durch den freien Raum weiter zum Druckraum führt, wobei für das Rohrstück im Stützelement eine vom Druckraum zum freien Raum reichende Bohrung vorgesehen ist, in welcher das Rohrstück verschiebbar geführt und abgedichtet ist, so dass ein Durchfluss vom Druckraum in den freien Raum verhindert ist.
Im weiteren wird der Erfindungsgenstand an Hand einiger in den Zeichnungen dargestellter Ausführungsbeispiele näher beschrieben und erklärt. Es zeigen : Die Fig. 1 bis 4 jeweils ein Ausführungsbeispiel im teilweisen axialen Querschnitt durch eine Walze.
In allen vier Figuren ist ein Stützelement --1--, teilweise im Schnitt dargestellt, welches zwischen einem stationären Träger --2-- und einem Walzenmantel --3-- angeordnet ist. Der Walzenmantel ist rotierbar um den Träger angeordnet. Es handelt sich um eine Walze, welche mit einer Gegenwalze einen
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B.Stützelement-l-ist zum Stützen des Walzenmantels --3-- vorgesehen, bekannterweise dem Spalt zwischen den kooperierenden Walzen entlang.
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Das Stützelement ist zur Aufnahme einer in Richtung radial vom Träger --2-- zum Walzenmantel wirkenden Kraft ausgelegt. Die Wirkungslinie dieser Kraft ist in der Fig. 1 mit einem Pfeil --4-veranschaulicht. Diese Kraft wird über einen dem Walzenmantel --3-- zugewandten Kopfteil --5-- des Stützelements über einen Druck in einem nicht dargestellten, zwischen dem Kopfteil und dem Walzenmantel vorhandenen Flüssigkeitsfilm auf den Walzenmantel übertragen. Bei allen Ausführungen wurde ein hydraulisch betätigtes Stützelement als Beispiel gewählt. Im Träger --2-- ist ein Druckraum --6-vorgesehen, welcher über eine Druckleitung --7-- mit einer Druckflüssigkeit beaufschlagt wird. Zur Aufnahme der zu übertragenden Kraft ist das Stützelement kolbenartig zum Druckraum --6-- ausgeführt.
Unterhalb des dem Walzenmantel zugewandten Kopfteiles --5-- ist im Stützelement ein Raum--8-freigelassen, welcher vom Kopfteil --5-- überbrückt ist. Der Kraftfluss der zu übertragenden Kraft führt zum Kopfteil ausserhalb der Wirkungslinie --4-- der Kraft um den freigelassenen Raum --8-- herum zu den Auflagestellen --9-- des brückenartigen Kopfteiles--5--. Dieser biegt sich unter Wirkung der Kraft durch und wird so ständig der auch sich während des Betriebes nach Massgabe der angewandten Drücke
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Der freigelassene Raum --8-- ist bei den gezeigten Ausführungsbeispielen tunnelförmig. Es verläuft unterhalb des Kopfteiles durch das Stützelement parallel zur Achse des Trägers--2--, bzw. der Achse
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--3-- undWirkungslinie der zu übertragenden Kraft ausgeführt und gegen die Umgebung geschlossen sein könnte.
Die Fig. 2 und 4 zeigen jeweils ein Stützelement, welches geteilt ist. Dabei bildet einen ersten Teil der Kopfteil--5--, welcher brückenartig ausgeführt und quer zur Längsachse des Trägers --2-- gewölbt angeordnet ist. Ein zweiter Teil --11-- des Stützelements --1-- ist einerseits zur Aufnahme der vom Träger ausgehenden Kraft dem Druckraum--6--kolbenartig zugeordnet und anderseits ist er zum Tragen des ersten Teiles, nämlich des brückenförmigen Kopfteiles --5-- ausgelegt. Vorzugsweise, wie auch in den Fig. 2 und 4 gezeigt, ist der Kopfteil --5-- an dem zweiten tragenden Teil --11-- an den Auflagestellen --9-- seines brückenartigen Profils beweglich abgestützt.
Der im Stützelement --1-- freigelassene Raum --8-- ist vom ersten Teil, dem Kopfteil --5-- und dem zweiten Teil --11--, zwischen diesen beiden begrenzt.
Bei einem hydrostatischen Stützelement, so wie solches in Fig. 2 und 4 gezeigt ist, weist der Kopfteil - mindestens eine hydrostatische Tasche --12-- auf. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel sind vier hydrostatische Taschen --12--, gestrichelt angedeutet, im Kopfteil vorgesehen. Zum Speisen der Taschen - mit der Druckflüssigkeit ist eine Zufuhrleitung --13-- vorgesehen, welche von der jeweiligen Tasche --12-- durch den Stützelement hinweg zu dem zur Betätigung des Stützelements dienenden Druckraum --6-- führt. Die Zufuhrleitung --13-- ist durch den freigelassenen Raum --8-- geführt und ist den Durchbiegungen des Kopfteiles --5-- formschlüssig folgend ausgeführt.
Vorzugsweise ist die Zufuhrleitung --13-- in einem Rohrstück --14-- untergebracht, welches zum Kopfteil --5-- befestigt ist, z. B. mit diesem zusammengeschraubt. Das Rohrstück --14-- führt durch den freigelassenen Raum--8-weiter zum Druckraum --6-- durch eine im Stützelement vorgesehene Bohrung --15--, welche vom Druckraum --6-- bis zu dem freigelassenen Raum --8-- führt. In dieser Bohrung --15-- ist das Rohrstück - verschiebbar geführt und abgedichtet, so dass ein Durchfluss der Druckflüssigkeit vom Druckraum --6-- in den freigelassenen Raum --8-- verhindert ist. Es ist vorstellbar, eine Zufuhrleitung um den freigelassenen Raum herumzuführen. Beispielsweise unter Anwendung elastischer Druckschläuche.
Es kann vorkommen, dass man die Durchbiegsamkeit des brückenförmigen Kopf teiles --5-- an gewissen Abschnitten dem Spalt zwischen den kooperierenden Walzen entlang beschränken will. Das kann durch zweckmässige Formgestaltung des brückenförmigen Kopfteiles geschehen, oder man kann vorsehen, einen Teil des Kraftflusses der zu übertragenden Kraft in Richtung der Wirkungslinie --4-- der Kraft durch den freigelassenen Raum --8-- hindurch zu führen zum Stützen des brückenförmigen Kopfteiles--5--, bzw. zur Begrenzung des Durchbiegens des Kopfteiles. Zum Ausführen dieses Gedankens ist eine hydrostatisch gegenüber dem Druckraum --6-- wirksame Fläche des Rohrstückes --14-- in den Stützelementen in Fig. 2 und 4 verschieden gross gestaltet.
So weist das Rohrstück --14-- in Fig. 2 eine relativ kleinere hydrostatisch wirksame Fläche --16-- auf als das Rohrstück --14-- in Fig. 4. Im Falle der Ausführung gemäss Fig. 4 wird also die Durchbiegsamkeit des Kopf teiles --5-- mehr begrenzt als im Falle
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der Ausführung gemäss Fig. 2. Im Falle der Ausführung gemäss Fig. 3, wo der Kopf teil --5-- ein sogenannter Gleitschuh ist, der über einen hydrodynamisch aufgebauten Flüssigkeitsfilm den Walzenmantel stützt, wird der Kopf teil --5-- zusätzlich durch einen kolbenartigen Teil --17-- unterstützt, bzw. in seiner Durchbiegsamkeit begrenzt.
Dieser ist in einer Bohrung --18-- angeordnet, wobei eine Stange - wie Kolbenstange zum Kopfteil --5-- reicht und auf diesen den von dem kolbenartigen Teil --17-aufgenommenen Teil des im Druckraum --6-- herrschenden Druckes überträgt. In Fig. 3 ist auch gezeigt, dass man mit verschieden grossen Futtern --20-- die Bohrung --19-- verschieden gross gestalten kann. Dem jeweiligen Durchmesser der Bohrung --19-- ist dann der Durchmesser des Teiles --17-- anzupassen.
Es wäre auch denkbar die Begrenzung der Durchbiegsamkeit des Kopfteiles --5-- anders auszuführen. Beispielsweise durch Anordnen elastischer Stützen im freigelassenen Raum selbst. Es wird da an Feder oder elastomere Elemente gedacht. Es wäre auch bei einem gegen die Umgebung abgeschlossenen freigelassenen Raum --8-- denkbar, einen Teil der Druckflüssigkeit vom Druckraum --6-- in den freigelassenen Raum --8-- mittels einer einstellbaren Drosselleitung zu führen, um durch einen gewissen Druckaufbau im freigelassenen Raum die Durchbiegsamkeit des Kopfteiles zu begrenzen.
Die Erfindung ist bei allen Stützelementen anwendbar. Bei einzelnen dem Spalt zwischen den kooperierenden Walzen entlang angeordneten Stützelementen ohne Unterschied, ob der Kopf teil --5-- im Grundriss gesehen, eine runde oder rechteckige Form hat. Ebenso bei den sogenannten Stützleisten, welche als einziges Stützelement über die ganze Länge des Spaltes, dem Walzenmantel entlang angeordnet sind.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Stützelement zur Druckbehandlung von Materialbahnen, insbesondere Papierbahnen, welches zwischen einem stationären Träger und einem um diesen rotierbar angeordneten Walzenmantel, um den Walzenmantel abzustützen vorgesehen ist, indem es zur Aufnahme einer in Richtung radial vom Träger zum Walzenmantel hin wirkenden Kraft ausgelegt ist, um diese Kraft über einen dem Walzenmantel zugewandten Kopfteil des Stützelements und einen zwischen dem Kopfteil und dem Walzenmantel vorhandenen Flüssigkeitsfilm auf den Walzenmantel zu übertragen, dadurch gekennzeichnet, dass im Stützelement (1) unterhalb des Kopfteiles (5) ein freier Raum (8) vorgesehen ist, welcher von dem Kopfteil überbrückt ist, so dass ein Kraftfluss der zu übertragenden Kraft zu dem Kopfteil ausserhalb der Wirkungslinie (4)
der Kraft, um den freien Raum (8) herum geführt ist.