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Die Erfindung betrifft eine Walzvorrichtung zur Druckbehandlung von Materialbahnen, insbesondere Papierbahnen, mit zwei in einer im wesentlichen vertikalen Pressebene gegeneinander- wirkenden Walzen, deren auf eine Gegenwalze wirkende zylindrische drehbare Teile im wesentlichen entlang ihrer ganzen Länge auf je mindestens einem in der Pressrichtung wirkenden Stützelement mit einstellbarer Druckkraft abgestützt sind, wobei die Stützelemente beider Walzen zur Bildung der Presskraft gegeneinanderwirken, und zumindest die zylindrischen drehbaren Teile der Walzen in der Pressebene beweglich sind.
Walzvorrichtungen dieser Art sind z. B. aus den US-PS Nr. 4, 041, 752, Nr. 4, 059, 976, der
AT-PS Nr. 357484, der DE-AS 1026609, der DE-PS Nr. 1411327 oder der DE-PS Nr. 1460632 bekannt.
Obwohl sich derartige Walzvorrichtungen im allgemeinen in der Praxis gut bewähren, bestehen bei ihnen Schwierigkeiten mit einem störenden Einfluss der Durchbiegung der Walzen als Folge von Eigengewicht. Dadurch werden Krafteinflüsse in den Walzspalt gebracht, welche örtliche Abweichungen der Presskraft vom gewünschten Wert zur Folge haben können.
Die Erfindung hat die Schaffung einer Walzvorrichtung der erwähnten Art zum Ziel, bei welcher der Einfluss der Gewichte der beweglichen Teile auf die Verteilung der Walzkraft entlang des Walzspaltes mit minimalem Aufwand selbsttätig ausgeschieden wird, so dass je nach Konstruk- tion der Walzen ein vollständig gleichmässiger Kraftverlauf entlang des Pressspaltes oder bei
Walzen mit sogenannter Zonensteuerung mit grosser Genauigkeit die gewünschten Kräfte im Pressspalt erreicht werden.
Dieses Ziel wird bei der eingangs näher bezeichneten Walzvorrichtung erfindungsgemäss dadurch erreicht, dass die an den beiden Walzen gegeneinander wirkenden Stützelementpaare an eine gemeinsame Betätigungsleitung zur Beeinflussung der Druckkraft derselben angeschlossen sind, und dass der drehbare Teil einer der Walzen mit mindestens einem Lagefühler zur Feststel- lung der Lage des drehbaren Teiles gegenüber einem festen Teil der Walzvorrichtung versehen ist, welcher auf eine in der Betätigungsleitung angeordnete Steuer- bzw.
Regeleinrichtung einwirkt, die zur Beeinflussung einer Kraftdifferenz zwischen einer grösseren Druckkraft des Stützelementes der unteren Walze gegenüber einer niedrigeren Druckkraft des Stützelementes der oberen Walze in Abhängigkeit von ihrer Lage dient, wobei der Überschuss der Druckkraft des Stützelementes der unteren Walze mit zunehmender Höhe der Lage des drehbaren Teiles bis zur Gleichgewichtslage abnimmt, so dass im Betrieb im Gleichgewichtszustand die nach oben gerichtete Kraft des unteren Stützelementes gleich ist der Summe der nach unten gerichteten Druckkraft des oberen Stützelementes und der Gewichte aller zwischen diesen befindlichen beweglichen Teile.
Durch diese Massnahme wird eine Walzvorrichtung erhalten, bei welcher die Gewichte aller beweglichen Teile, sogar der Stützelemente, ausgeglichen sind, so dass praktisch jede Durchbiegung der Walzen ausgeschlossen wird. Dadurch entfallen auch die störenden Einflüsse verschiedener Biegesteifigkeiten der Presswalzen wie auch eventueller zwischen ihnen befindlichen Zwischenwalzen, so dass mit grosser Genauigkeit die Presskraft im Walzenspalt durch die Druckkräfte der Stützelemente bestimmt wird.
Dabei können, wie sich bereits aus dem aufgezählten Stand der Technik ergibt, die Walzen in verschiedenster Weise ausgebildet sein. Es kann sich dabei um Walzen handeln, die einen feststehenden Träger und einen um diesen Träger drehbaren Walzenmantel haben, wobei sich mindestens ein Stützelement zwischen dem Träger und dem Walzenmantel befindet, wie sie z. B. aus der US-PS Nr. 3, 802, 044 bekannt sind.
Bei derartigen Walzen kann der Walzenmantel nach der erwähnten US-Patentschrift am Träger drehbar gelagert sein, wobei der Träger die Pressbewegungen zusammen mit dem Walzenmantel ausführt, und die Walze mit an den Enden ihrer Zapfen angreifenden äusseren Anpresszylindern versehen ist.
Der Walzenmantel kann jedoch auch nach der US-PS Nr. 3, 885, 283 gegenüber dem Träger in der Pressebene zur Bildung der Pressbewegung beweglich sein, wobei der Träger auf einer Stuhlung abgestützt ist.
Schliesslich kann der drehbare Teil auch der Körper einer vollen Walze sein, die auf mindestens einem äusseren Stützelement abgestützt ist, welches auf ihre Oberfläche einwirkt, wie dies aus der bereits erwähnten US-PS Nr. 4, 041, 752 bekannt ist. In den einfachsten Fällen kann der Lagefühler direkt ein Steuerorgan zur Beeinflussung der Kraftdifferenz der Stützelemente
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betätigen, gemäss einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung kann jedoch der Lagefühler ein Signalgeber zur Bildung eines Sollwertsignals für einen Differenzregler zur Beeinflussung der Kraftdifferenz der Stützelemente sein.
Dadurch wird eine wesentliche Vereinfachung der
Konstruktion der Walzvorrichtung, insbesondere bei Vorrichtungen mit einer grösseren Anzahl von Stützelementen erreicht, da der Lagefühler von den zu den Stützelementen führenden Energie- leitungen, z. B. hydraulischen Druckleitungen, entfernt sein kann.
Dabei kann gemäss einer weiteren erfindungsgemässen Ausgestaltung der Differenzregler in einer Steuersignalleitung angeordnet sein, welche zu die Presskraft bestimmenden Presskraft- reglern der Stützelemente führt, die in den Energieleitungen der Stützelemente angeordnet sind.
Auch das ist eine Massnahme, welche die Konstruktion der Walzvorrichtung wesentlich vereinfacht.
Es versteht sich jedoch, dass die Differenzregler auch direkt in den Energieleitungen der Stützelemente angeordnet sein können. Dadurch kann anderseits im wesentlichen die halbe
Anzahl der Presskraftregler eingespart werden, da der Differenzregler jeweils einen davon ersetzt.
Wie bereits aus dem Vorangehenden hervorgeht, bildet der Lagefühler ein Signal das mit zunehmender Höhe des drehbaren Teiles, mit welchem der Lagefühler verbunden ist, einer kleineren
Kraftdifferenz entspricht. In der Regel wird das Signal entsprechend auch kleiner. Es kann jedoch auch ein grösser werdendes Signal zu einer kleineren Kraftdifferenz führen, je nach der
Schaltung der Regler.
Jede der Walzen kann in an sich bekannter Weise mit mehreren Stützelementen bzw. Gruppen von Stützelementen versehen sein, wobei die an beiden Walzen gegeneinander wirkenden Stütz- elemente bzw. Gruppen von Stützelementen jeweils an eine gemeinsame Energieleitung mit mindestens einem Presskraftregler angeschlossen sind, dem der Differenzregler zugeordnet ist.
Bei einer ungeraden Anzahl von Stützelementen bzw. Gruppen von Stützelementen kann das mittlere Stützelement bzw. die mittlere Gruppe von beiden Lagefühlern mit je der halben
Einflussgrösse beeinflusst werden.
Es ist jedoch auch möglich, die Sollwertsignale der Lagefühler an beiden Enden der Walze mit abnehmender Einflussgrösse von der Entfernung vom Ende, an welchem sich der betreffende
Lagefühler befindet, auf die Differenzregler einwirken zu lassen, wobei die Summe der Einflussgrössen der Sollwertsignale der beiden Lagefühler bei allen Differenzreglern konstant ist.
Es ist schliesslich auch möglich, die Differenzregler der Stützelemente an Stellen der Walzen der Walzvorrichtung, an welchen Abweichungen von der gleichmässigen Verteilung des Gewichtes bestehen, mit zusätzlichen Sollwertsignalen zum Ausgleich der Abweichungen zu versehen. Durch diese Massnahme können z. B. Übergewichte an den Enden der Walzen, wie z. B. Führungsteile, Antriebsköpfe, Heizungsanschlüsse, eventuell mit der Hilfe eines Reglers ausgeglichen werden.
Schliesslich kann gemäss einer Weiterbildung der Erfindung ein Lageregler vorgesehen sein, welcher mit den Lagefühlern durch Signalleitungen verbunden ist, und bei Abweichungen des betreffenden drehbaren Teiles von der horizontalen Lage über Ausgangssignalleitungen die zusätzlichen Sollwertsignale beeinflusst.
Die Erfindung wird nun an Hand der Zeichnungen schematisch dargestellter Ausführungsbeispiele erläutert. Es zeigen :
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Walzvorrichtung mit zwei Walzen nach der erwähnten US-PS Nr. 3, 885, 283 sowie mit einer Zonensteuerung, welche eine beliebige Einstellung der Presskraft an verschiedenen Stellen des Pressspaltes ermöglicht, Fig. 2 den Schnitt II-II aus Fig. 3, Fig. 3 einen Schnitt eines Endes der Walze zur Erläuterung der Parallelführung des Walzenmantels gegenüber dem Träger, Fig. 4, 5 eine Möglichkeit der Beeinflussung der Kraftdifferenzregler bei der Vorrichtung nach Fig. 1 durch die an beiden Enden des Walzenmantels der unteren Walze angeordneten Lagefühler, Fig. 6, 7 eine andere Möglichkeit der Beeinflussung der Differenzregler durch die Signale der Lagefühler, Fig.
8 eine andere Schaltung der Differenzregler der Vorrichtung nach Fig. 1, Fig. 9 eine Anwendung der erfindungsgemässen Idee bei einer Walzvorrichtung mit Walzen, die z. B. nach der US-PS Nr. 3, 802, 044 auf dem Träger gelagert sind, Fig. 10 ein Schema einer Walzvorrichtung zur Erläuterung der Anwendung des Erfindungsgedankens bei einer Walze mit einem einzigen über ihre Länge sich erstreckenden Druckelement und äusseren Anpresskolben, Fig. 11 den Schnitt XI-XI aus Fig. 10, Fig. 12 einen der Fig. 11 entsprechenden
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Schnitt einer weiteren möglichen Ausführungsform der Walze, Fig. 13 eine Walzvorrichtung mit vollen Walzen und mit äusseren Stützelementen und Fig.
14 die Anwendung des Erfindungsgedankens bei einer Walzvorrichtung mit Walzen mit zwei zwischen einem feststehenden Träger und einem um diesen drehbaren Walzenmantel, welcher entsprechend der Darstellung in Fig. 2 und
3 gegenüber dem Träger beweglich ist.
Die in Fig. 1 dargestellte Walzvorrichtung enthält zwei Walzen --1--, die nach der US-PS
Nr. 3, 885, 283 ausgebildet sind. Die Walzen --1-- enthalten feststehende Träger --2--, um welche zylindrische Teile (Walzenmäntel) --3-- drehbar sind. In den Trägern sind zylindrische Bohrungen für kolbenförmige Stützelemente --4-- ausgebildet, von welchen jeweils zwei eine Gruppe bilden, welche an eine Energieleitung, in diesem Fall an eine hydraulische Betätigungsleitung --5-- angeschlossen sind. Es versteht sich, dass in Wirklichkeit jede Gruppe eine wesentlich grössere Anzahl von Stützelementen enthält.
Wegen der Funktion der Stützkolben, die nicht zum Gegenstand der Erfindung gehört, sei ausdrücklich auf die ebenfalls bereits erwähnte US-PS Nr. 3, 802, 044 hingewiesen.
Die Enden der Träger --2-- sind in Seitenteilen --6-- einer schematisch angedeuteten Stuhlung abgestützt. Zwischen den Walzen --1-- befinden sich Zwischenwalzen --7--, die in der Stuhlung in geeigneten Führungen beweglich ist, wie es durch die Pfeile --8-- angedeutet ist.
Wie ebenfalls durch Pfeile --8-- angedeutet ist, sind auch die Walzenmäntel --3-- in der vertikalen Pressebene, in welcher sich die Achsen der Mäntel und der Zwischenwalzen --7-befinden, beweglich.
Wie aus Fig. 2 und 3 folgt ergibt sich diese Beweglichkeit dadurch, dass in den Walzenmänteln - an beiden Enden Büchsen --10-- drehbar gelagert sind, die mit inneren Parallelführungen - versehen sind. Die Träger --2-- sind an der Stelle der Büchsen --10-- mit parallelen Flächen --12-- versehen, welche mit den Parallelführungen-l-zusammenwirken. Diese Ausführungsform ist an sich aus der US-PS Nr. 3, 885, 283, Fig. 2 bekannt.
Wie weiter aus Fig. 1 hervorgeht, werden die Druckleitungen --5--, welche zu den Gruppen von Stützkolben-4-führen, durch eine Pumpanlage --13-- mit dem hydraulischen Druckmedium versorgt. In den Ästen der Druckleitungen --5--, welche von einer gemeinsamen Verteilleitung - abzweigen, sind Presskraftregler --14-- geschaltet, welche ihre Sollwertsignale über Steuerleitungen --15-- von einem Steuergerät --16-- erhalten, welches die Presskraft zwischen jeweils einer oben und einer unten befindlichen Gruppe von Druckelementen --4-- bestimmt.
Dabei wirkt der durch die Presskraftregler --14-- eingestellte hydraulische Druck auf die Druckelemente --4-- der unteren Walze --1-- direkt, während in der zu den entsprechenden oberen Druckelementen --4-- führenden Leitung --5-- jeweils ein Differenzregler --17-- angeordnet ist.
Die Differenzregler --17-- der Paare von oben und unten angeordneten zusammenwirkenden
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--4--,leitungen --20-- zugeführt werden. Der Signalverlauf der Lagefühler --18-- ist schematisch durch Diagramme --A-- angedeutet. Mit zunehmendem Hub des Walzenmantels --3-- der unteren Walze gegenüber dem Gehäuse --18'-- des Lagerfühlers, das am Seitenteil --6-- befestigt ist, vermindert sich entsprechend dem Diagramm --A-- die Grösse des Sollwertsignals, was wieder eine kleinere, durch den Differenzregler --17-- verursachte Druckdifferenz zwischen den unteren Druckelementen --4-- und den oberen Druckelementen --4-- zur Folge hat. Die Bewegungen des Walzenmantels --3-- werden durch einen Teil --21-- gegenüber dem Gehäuse --18'-- festge- stellt.
Der Teil --21-- ist gemäss der Darstellung mit der Büchse --10-- aus Fig.3 verbunden und somit zusammen mit dem Mantel --3-- beweglich.
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drei Gruppen. Es sei dabei angenommen, dass das von jedem Lagefühler --18-- gebildete Steuersignal mit gleicher Einflussgrösse auf die Druckdifferenzregler --17-- einwirkt.
Im Betrieb stellt sich dann ein Gleichgewichtszustand ein, bei welchem die Differenz zwischen der grösseren Kraft
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der unteren Stützelemente --4-- und der kleineren Kraft der oberen Stützelemente --4-- genau gleich gross ist, wie das Gewicht der beweglichen Teile, die sich zwischen dem oberen Träger--2-- und dem unteren Träger --2-- befinden. Es sind dies die Gewichte der Walzenmäntel der Zwischenwalzen mit ihren Lagerungen sowie die Gewichte der Kolben der Stützelemente --4--.
Dabei kann die Presskraft zwischen beliebigen zwei Gruppen von gegeneinander wirkenden Stützelementen --4-- unabhängig durch die Presskraftregler --14--, z.B. an Hand von Signalen des Steuerungsgerätes --16--, eingestellt werden.
Da der ganze Walzenstapel, der aus den Walzen --1 und 7-- besteht, entlang der ganzen Walzenlänge auf den Stützelementen der unteren Walze-l-abgestützt ist, entfällt praktisch jegliche Durchbiegung der Walzenmäntel und der Zwischenwalzen, so dass die dadurch verursachten Probleme entfallen.
Zur Beseitigung des eventuell störenden Einflusses des Gewichtes von an den Enden der Walzenmäntel --3-- oder der Walzen --7-- befindlichen Teilen können die Differenzregler --17--, die den an den Enden befindlichen Gruppen von Stützelementen --4-- zugeordnet sind, zusätzliche Sollwertsignale --22-- erhalten, mit deren Hilfe z. B. die Druckkraft dieser Stützelemente um einen konstanten Wert vermindert werden kann. Zum Ausgleich von Biegemomenten kann auch eine konstante Erhöhung der Druckkraft an einer andern Stelle erfolgen.
Aus Fig. 4 und 5 geht die Möglichkeit einer andern Art der Beeinflussung der Differenzregler - durch die Steuersignale der Lagefühler-18-hervor. Danach werden nicht, wie vorher erwähnt, die Differenzregler der zugewendeten Hälfte der Walze alle mit gleicher Einflussgrösse beeinflusst, sondern entsprechend Fig. 5 mit zunehmender Entfernung vom entsprechenden Walzenende mit kleinerer Einflussgrösse. Die am Walzenende befindlichen Druckelemente --4-- werden somit voll beeinflusst, die am entfernten Walzenende befindlichen Druckelemente überhaupt nicht. Das gleiche gilt auch für den Lagefühler auf der andern Seite der Walze. Gemäss Fig. 5 sind
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und E'-derFig. 6 und 7 zeigen eine mögliche Kombination der beiden erwähnten Verläufe der Einflussgrössen, welche insbesondere bei Walzen mit einer ungeraden Anzahl von Zonen vorteilhaft ist.
Gemäss Fig. 7 werden jeweils die Differenzregler --17-- der äusseren Gruppen bzw. Zonen mit voller Einflussgrösse beeinflusst, während der Differenzregler --17-- der mittleren Zone von den beiden Lagefühlern-18-mit je halber Einflussgrösse beeinflusst wird.
Fig. 8 zeigt ein abgeändertes Schaltschema einer Walzvorrichtung nach Fig. 1 in gegenüber dieser vereinfachter Form. So wurde jede Gruppe von Stützelementen nur durch ein einziges Stützelement dargestellt. Im übrigen entsprechen die verwendeten Bezugszeichen den Bezugszeichen der Vorrichtung nach Fig. l.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 8 hat jede Gruppe von Stützelementen --4-- ihren eigenen Presskraftregler --14--, welcher an die Druckleitung --5-- angeschlossen ist. Die Presskraftregler - zusammenwirkender Stützelemente sind jeweils an eine gemeinsame Steuerleitung --15-des Steuergerätes --16-- angeschlossen. Die Differenzregler --17-- befinden sich in diesem Fall nicht in der Energieleitung, d. h. in einem Ast der Druckleitung --5--, sondern in der Steuerleitung --15--. Auch hier können die zusätzlichen Sollwertsignale --2-- vorgesehen sein.
Die Beeinflussung der Differenzregler --17-- nach Fig.5 oder 7 in gleicher Weise wie bei der Vorrichtung nach Fig. 1 ist auch hier möglich.
Die Walzvorrichtung nach Fig. 9 unterscheidet sich von der nach Fig. 1 im wesentlichen dadurch, dass hier Walzen nach der US-PS Nr. 3, 802, 044 verwendet werden, bei welchen der Walzenmantel an seinen Enden am Träger --2-- auf Wälzlagern --30-- gelagert ist. Die Träger --2-- sind in diesem Fall zwar nicht drehbar in den Seitenteilen --6-- geführt, jedoch zur Ausführung der Pressbewegungen zusammen mit den Walzenmänteln --3-- verschiebbar. Zur Bildung der Presskraft sind an den Enden der Träger --2-- Anpresszylinder --31-- vorgesehen, deren Kolben --32-- mit den Trägern-2-- verbunden sind.
Die Schaltung der Druckelemente --4--, der Presskraftregler --14-- und der Differenzregler - ist in diesem Fall gleich wie bei der Walzvorrichtung nach Fig. 8, wobei auch die Wirkung gleich ist.
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In Abweichung von der Ausführungsform nach Fig. 8 sind bei der Walzvorrichtung nach
Fig. 9 auch die Zylinder --31-- über Presskraftregler --33-- an die Druckleitung --5-- ange- schlossen.
Ausserdem ist jede Walze --1-- mit einer Regelvorrichtung --34-- versehen, welcher durch
Signalleitungen --35-- die Signale der einzelnen Steuerleitungen --15-- der Presskraftregler - zugeführt werden. Die Regelvorrichtung bildet an Hand dieser Signale Ausgangssignale, welche durch Steuerleitungen --36-- den einzelnen Reglern --33-- zugeführt werden. Diese
Steuersignale sind so gebildet, dass sie jeweils den Resultierenden der Kräfte der Stützelemente - -4-- entsprechen, d. h. mit andern Worten, dass die Kräfte der Stützelemente --4-- und der
Kolben --32-- jeweils derart im Gleichgewicht sind, dass die Lager --30-- entlastet sind.
Eine derartige für diesen Zweck geeignete Regelvorrichtung ist aus der US-PS Nr. 4, 023, 480 (DE-PS Nr. 2510410) bekannt. Es handel sich dabei um eine pneumatisch-mechanische Ausführungsform, es sind jedoch wie später erwähnt, nach diesem Prinzip auch andere Ausführungsformen, wie z. B. elektrischer oder elektronischer Art denkbar.
Fig. 10 zeigt eine Walzvorrichtung mit Walzen, die in ähnlicher Weise wie nach Fig. 9 auf dem Träger gelagerte Walzenmäntel und äussere Anpresszylinder, jedoch nur ein einziges Stützelement zwischen Walzenträger und Walzenmantel aufweisen. Derartige Walzen, die im schematischen Schnitt in Fig. 11 dargestellt sind, sind z. B. aus der DE-OS 1461066 bekannt. In gleicher Weise sind jedoch bei dieser Walzvorrichtung auch in Fig. 12 schematisch dargestellte Walzen verwendbar, welche z. B. aus der DE-PS Nr. 1411327 bekannt sind.
So enthält die Walze nach Fig. 10 und 11 einen im Träger --2-- ausgebildeten Schlitz --40--, in welchem dichtend eine Leiste --41-- geführt ist, auf welcher schwenkbar ein Gleitschuh - 42-- abgestützt ist. Dem Schlitz --40--, der eine Art Zylinder bildet, wird das hydraulische Druckmedium durch eine Bohrung --43-- im Träger --2-- zugeführt, welche einen Teil der Druckmittelleitung --5-- bildet, die in Fig. 10 schematisch dargestellt ist.
Bei der Walze nach Fig. 12 ist zwischen dem Walzenträger --2-- und dem Walzenmantel --3-ein Druckraum --45-- vorgesehen, welcher durch Dichtungen --44-- abgeschlossen ist. Dem Druckraum wird ebenfalls durch eine Bohrung --43-- das Drucköl zugeführt.
Bei der Ausführungsform der Walzvorrichtung nach Fig. 10 werden die Signale der Lagefühler - durch die Steuersignalleitungen --20-- jeweils dem Presskraftregler --33-- des auf der gleichen Seite befindlichen Anpresszylinders mit voller Einflussgrösse, dem Differenzregler --17-mit je halber Grösse von beiden Lagefühlern-18-- zugeführt. Dies gilt allerdings unter der Voraussetzung, dass die wirksamen Flächen der Kolben --32-- so gewählt sind, dass jeder von ihnen die halbe Druckkraft des durch die Leiste --41-- gebildeten Druckelementes entwickelt. Bei andern Grössenverhältnissen müssten in an sich bekannter Weise Verhältnisregler eingesetzt werden, welche z.
B. den Druck des dem Schlitz --40-- zugeführten Druckmittels gegenüber den Zylindern --31-- in einem konstanten Verhältnis vermindern oder vergrössern.
Die Walzvorrichtung nach Fig. 13 unterscheidet sich von der Vorrichtung nach Fig. 8 nur dadurch, dass die Walzen --1-- volle massive Walzen sind. Die Druckelemente --4-- wirken auf die Walzen --1-- von aussen, wie es aus der erwähnten US-PS Nr. 4, 041, 752 bekannt ist. Die äusseren Stützelemente --4-- stützen sich auf die Seitenteile --6-- verbindenden Querträgern - ab.
Fig. 14 zeigt schliesslich eine besonders einfache Ausführungsform der Regelung der Walzvorrichtung. Die Walzen --1-- dieser Vorrichtung nach Fig. 14 haben gleich wie die Walzen nach Fig. 1 einen um den Träger --2-- drehbaren Mantel --3--, welcher gleichzeitig nach Fig. 2 und 3 gegenüber dem Träger zur Ausführung von Pressbewegungen verschiebbar ist.
Jede Walze-l-ist mit zwei Stützelementen --4-- versehen, von denen sich jedes bis zur Mitte der Walze erstreckt, und die nach Fig. 11 ausgebildet sind. Die Stützelemente --4-können jedoch auch jeweils durch eine Gruppe von Stützelementen --4-- nach Fig.1 und 3 ersetzt werden, welche allerdings gemeinsam mit gleichem Druck aus der Druckleitung --5-- beaufschlagt werden.
Wie aus Fig. 14 ersichtlich ist, werden die Stützelemente --4-- der unteren Walze-l- direkt mit vollem Druck der Speisevorrichtung --13-- gespeist. In den zu den Stützelementen --4-
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der oberen Walze führenden Teilen der Leitung sind Drosselventile --60-- geschaltet, die über ein Hebelgestänge --61--, das jeweils mit dem betreffenden Ende der Walze --1-- verbunden ist, betätigt werden. Die Betätigung erfolgt dabei in dem Sinn, dass bei einer Aufwärtsbewegung des Walzenmantels --3-- das betreffende Drosselventil --60-- in öffnendem Sinn betätigt wird, so dass sich seine Drosselwirkung vermindert.
Dadurch steigt in gleicher Weise wie bei den vorangehenden Ausführungsformen die Druckkraft der nach unten gerichteten Stützelemente --4-- der oberen Walze so weit, bis sich der erwähnte Gleichgewichtszustand einstellt.
Obwohl die Erfindung an Hand von Walzen mit hydraulisch betätigbaren Stützelementen erläutert wurde, versteht es sich, dass die Erfindung nicht auf eine derartige Ausführungsform der Walzen beschränkt ist, sondern auch bei andern Walzentypen, z. B. elektromagnetischer Art, anwendbar ist.
Auch die Regler können beliebiger Art sein, wie z. B. Druckluftregler, elektrische Regler oder elektronische Regler.
Bei der erfindungsgemässen Walzvorrichtung können die beiden Walzen --1-- entweder direkt oder über Zwischenwalzen auseinanderwirken. Dabei können beliebige Walzen in an sich bekannter Weise als Antriebswalzen ausgebildet sein.
Was die Lagefühler --18-- betrifft, so können diese auch anstatt an der unteren Walze - an der oberen Walze angeordnet sein, ähnlich wie das Regelventil --60-- mit dem Fühl- gestänge --61-- nach Fig. 14.
Die Verwendung zweier Lagefühler --18-- bzw. zweier Regelventile --60-- an den Enden der betreffenden Walze hat die Aufgabe, eine Parallelität der Bewegungen der Walzen, z. B. mit ihrer Achse in der horizontalen Ebene, zu gewährleisten. Im Prinzip wäre auch die Verwendung eines einzigen Lagefühlers bei Walzen mit einer einzigen Zone oder einem einzigen Druckelement denkbar, wenn durch andere Mittel, z. B. mechanisch oder hydraulisch für eine Parallelführung der Walze bzw. des Walzenmantels gesorgt wird.
Obwohl in einigen Figuren der Zeichnungen der Lagefühler Bewegungen des Walzenmantels - gegenüber der Stuhlung dadurch feststellt, dass sein Gehäuse --18'-- direkt am Seitenteil --6-- der Stuhlung befestigt ist, sind auch andere Anordnungsarten des Lagefühlers denkbar.
So ist in Fig. 3 schematisch eine Anordnung angedeutet, bei welcher das Gehäuse --18'-- am Deckel des Walzenmantels befestigt ist, während der Teil --21-- mit dem Träger --2-- verbunden ist. Dieser Träger ist seinerseits mit der Stuhlung --6-- verbunden.
Was die Grösse der Bewegungen betrifft, welche bei der erfindungsgemässen Walzvorrichtung zum Zweck der Steuerung bzw. der Regelung entstehen und durch den Lagefühler --18-- festge- stellt werden, so können diese einige Zentimeter, jedoch auch nur Bruchteile von Millimetern betragen. Der Lagefühler kann ein pneumatisches elektrisches oder elektronisches Gerät sein oder auch auf der Basis von Kristallen ausgebildet sein, die z.
B. für Druckmessungen verwendet werden.
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die Lagesignale beider Lagefühler --18-- bzw. die Stellung ihrer beweglichen Teile --21-- über Signalleitungen --71-- vergleicht und bei Differenzen, welche Abweichungen von der horizontalen Lage entsprechen, über Ausgangssignalleitungen --72-- die zusätzlichen Sollwertsignale --22-- in entsprechender Weise beeinflusst, um die horizontale Lage zu gewährleisten.
Es sind auch Walzen bekannt, welche eine Kombination der in den Beispielen angeführten Walzen bilden. So ist z. B. aus der US-PS Nr. 3, 879, 827 (DE-PS Nr. 2332861) eine Walze bekannt, bei welcher in einem Druckraum --45-- nach Fig. 12 Druckkolben der Walze nach Fig. 1 eingebaut sind. Nach "Das Papier", Heft 5,1980, S. 168 bis 171 werden die Druckkolben durch "Drucksenken", d. h. Räume mit gesteuertem niedrigeren Druck ersetzt. Bei diesen Walzen ist die Erfindung in analoger Weise anwendbar, indem z. B. die Steuervorrichtungen nach Fig. 9 und 10 miteinander kombiniert werden.
Walzenvorrichtungen nach der Erfindung können für die verschiedenen Zwecke eingesetzt werden. So können sie mit mehreren Zwischenwalzen zum Kalandrieren von Papierbahnen oder von Kunststoffolien dienen. Anderseits sind auch geeignete Ausführungsformen zum Walzen von
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Metallen, insbesondere Metallfolien, geeignet.
Zusammenfassend lässt sich die Erfindung somit wie folgt beschreiben :
Die Walzvorrichtung enthält an beweglichen Walzenmänteln --3-- oder beweglichen vollen Walzen-l-mit z. B. hydraulischen Stützelementen angeordnete Lagefühler-18, 61--, welche auf Regeleinrichtungen --17, 60-- einwirken, die zur Regelung einer Kraftdifferenz zwischen einer grösseren Druckkraft von unteren Stützelementen --4-- gegenüber einer niedrigeren Druckkraft von oberen Stützelementen --4-- dienen, wobei der Überschuss der Druckkraft der unteren Stützelemente --4-- mit zunehmender Höhe der Lage der Walzen --1, 3-- bis zu einer Gleichgewichtslage abnimmt.
Im Betrieb besteht ein Gleichgewichtszustand zwischen der nach oben gerichteten Kraft der unteren Stützelemente --4-- und der Summe der nach unten gerichteten Druckkraft der oberen Stützelemente --4-- sowie der Gewichte aller zwischen ihnen befindlichen Teile.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Walzvorrichtung zur Druckbehandlung von Materialbahnen, insbesondere Papierbahnen, mit zwei in einer im wesentlichen vertikalen Pressebene gegeneinander wirkenden Walzen, deren auf eine Gegenwalze wirkende zylindrische drehbare Teile im wesentlichen entlang ihrer ganzen Länge auf je mindestens einem in der Pressrichtung wirkenden Sützelement mit einstellbarer Druckkraft abgestützt sind, wobei die Stützelemente beider Walzen zur Bildung der Presskraft gegeneinander wirken, und zumindest die zylindrischen drehbaren Teile der Walzen in der Pressebene beweglich sind, dadurch gekennzeichnet, dass die an den beiden Walzen gegeneinander wirkenden Stützelementpaare (4) an eine gemeinsame Betätigungsleitung (5) zur Beeinflussung der Druckkraft derselben angeschlossen sind, und dass der drehbare Teil (3) einer der Walzen (1)
mit mindestens einem Lagefühler (18,61) zur Feststellung der Lage des drehbaren Teiles (3) gegenüber einem festen Teil (2,6) der Walzvorrichtung versehen ist, welcher auf eine in der Betätigungsleitung (5) angeordnete Steuer- bzw. Regeleinrichtung (17,14, 60) einwirkt, die zur Beeinflussung einer Kraftdifferenz zwischen einer grösseren Druckkraft des Stützelementes
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Teiles (3) bis zur Gleichgewichtslage abnimmt, so dass im Betrieb im Gleichgewichtszustand die nach oben gerichtete Kraft des unteren Stützelementes (4) gleich ist der Summe der nach unten gerichteten Druckkraft des oberen Stützelementes (4) und der Gewichte aller zwischen diesen befindlichen beweglichen Teile.