AT502585B1

AT502585B1 - BENDING ROLLER FOR PAPER / CARTON MACHINES OR EQUIPMENT MACHINES

Info

Publication number: AT502585B1
Application number: AT15652006A
Authority: AT
Inventors: Pekka Korpelainen; Kari Holopainen; Juha Isometsae; Juha Kuismin; Juha Koriseva; Pauli Kytoenen; Eero Suomi; Arto Kumpulainen
Original assignee: Metso Paper Inc
Priority date: 2005-10-06
Filing date: 2006-09-19
Publication date: 2010-04-15
Also published as: FI118861B; AT502585A3; FI20055538A; AT502585A2; FI20055538A0; DE102006045473A1

Abstract

Gegenstand der Erfindung ist eine Durchbiegungseinstellwalze für Papier-/Karton-maschinen der Ausrüstungsmaschinen, die ein feststehendes Querhaupt (1) und einen daran drehbar gelagerten, durch hydrostatische Stützelemente (5) am Querhaupt abgestützten Walzenmantel (2) umfasst, wobei die Walze mit der Gegenwalze einen Nip bildet, bei welcher vorgesehen ist, dass der Walzenmantel (2) aus flexiblem Werkstoff gefertigt ist, der den Einfluss der Lagerzonen und der Stirnseiten auf die im Nip wirkende Linienkraft im Wesentlichen eliminiert, und dass die Stützelemente (5) mit gleichgroßem Belastungsdruck beaufschlagt werden, wobei jedoch die Beaufschlagung der im Randbereich der zu behandelnden Materialbahn befindlichen Stützelemente (5) mit Belastungsdruck wahlfrei separat regelbar ist und dass im Querhaupt der Walze eine gemeinsame Bohrung vorhanden ist, von der aus das Druckmedium über Drosselelemente mit gleichgroßem Druck auf die zwischen den Randbereichen befindlichen Stützelemente verteilt wird.The invention relates to a deflection adjustment for paper / board machines of equipment machines, comprising a fixed crosshead (1) and a rotatably mounted thereto by hydrostatic support elements (5) supported on the crosshead roll shell (2), wherein the roller with the counter roll forming a nip, which is provided that the roll shell (2) is made of flexible material, which substantially eliminates the influence of the bearing zones and the end faces on the line force acting in the nip, and that the support elements (5) applied with equal load pressure However, with the loading of the located in the edge region of the material web to be treated support elements (5) with load pressure is optionally separately controllable and that in the crosshead of the roller a common bore is present, from which the pressure medium via throttle elements with equal pressure on the between the Peripheral Stützele located distributed.

Description

österreichisches Patentamt AT502 585B1 2010-04-15Austrian Patent Office AT502 585B1 2010-04-15

Beschreibung [0001] Gegenstand dieser Erfindung ist eine für Papier-/Kartonmaschinen oder Ausrüstungsmaschinen bestimmte Durchbiegungseinstellwalze, die ein feststehendes Querhaupt und einen daran drehbar gelagerten, durch hydrostatische Stützelemente am Querhaupt abgestützten Walzenmantel umfasst, und welche Walze mit der Gegenwalze einen Nip bildet. Gegenstand der Erfindung ist auch ein Kalander, in dem die besagte Walze eingesetzt wird.This invention relates to a deflection control roll intended for paper / board machines or finishing machines, comprising a fixed crosshead and a roll shell rotatably supported by hydrostatic support elements on the crosshead, and which roll forms a nip with the counter roll. The invention also relates to a calender in which said roller is used.

[0002] Die DE 103 49 341 A1 zeigt eine einzonige Durchbiegungswalze mit einer Druckeinstellung im Randbereich.DE 103 49 341 A1 shows a mononuclear deflection roll with a pressure setting in the edge region.

[0003] Die Stützelemente von Durchbiegungseinstellwalzen haben Gleitschuhe, die zur Regelung der Druckverteilung in dem mit der Gegenwalze gebildeten Nip gegen die Walzenmantelinnenfläche belastet, d.h. gedrückt werden können. Die Stützelemente sind zonenweise regelbar, wobei die Walze entweder einzonig ohne jegliche Profilsteuerung oder mehrzonig konzipiert sein kann.The support elements of deflection adjustment rollers have sliding shoes, which load against the roll shell inner surface to regulate the pressure distribution in the formed with the counter roll nip, i. can be pressed. The support elements are adjustable zone by zone, wherein the roller can be designed either einoneon without any profile control or mehrzonig.

[0004] Eine mehrzonige Walze kann zum Beispiel acht oder mehr Zonen aufweisen. Im Extremfall hat jedes einzelne Stützelement eine eigene Druckölversorgung und ein eigenes Regelventil, wobei also jedes Stützelement eine eigene Zone bildet und die Anzahl der Zonen dann bis zu mehr als 60 betragen kann. Solche Walzen, bei denen das einzelne Stützelemente jeweils eine eigene Zone bildet, werden als CD-Walzen bezeichnet. Solche Walzen haben ein ausgezeichnetes Profiliervermögen.For example, a multizone roll may have eight or more zones. In extreme cases, each support element has its own pressure oil supply and its own control valve, so each support element forms its own zone and the number of zones can then be up to more than 60. Such rolls, in which the individual support elements each form a separate zone, are referred to as CD rolls. Such rolls have excellent profiling ability.

[0005] Die Durchbiegungseinstellwalzen können in solche mit beweglichem Mantel und solche mit feststehendem Mantel eingeteilt werden. Bei den Durchbiegungseinstellwalzen mit beweglichem Mantel können die im Stirnseitenbereich befindlichen Lager radial, also normalerweise in der Nipebene, relativ zur Tragkonstruktion verlagert werden, wobei der Mantel zusammen mit den besagten stirnseitigen Lagern relativ zum Querhaupt verlagert wird. Erfolgen kann die Verlagerung der im Stirnseitenbereich befindlichen Lager zum Beispiel durch Einsatz eines zwischen Querhaupt und Lagerung angeordneten Stützrings, zwischen den und das Querhaupt hydraulische Kraftvorrichtungen eingefügt sind, mit denen der Mantel zum Schließen und Öffnen des Nips relativ zum Querhaupt verlagert werden kann. Eine solche Lösung ist zum Beispiel in dem früheren Patent Fl 79177 der Anmelderin beschrieben. Mit den hydraulischen Kraftvorrichtungen lässt sich auch die Teilbelastung bzw. die Entlastung der Durchbiegungseinstellwalze gegenüber der Gegenwalze bewerkstelligen.The deflection adjustment rollers can be classified into those with a movable shell and those with a fixed shell. In the case of the flexible-jacket deflection-adjusting rolls, the bearings located in the front-end region can be displaced radially relative to the support structure, ie normally in the nip plane, the shell being displaced relative to the crosshead together with the said end-face bearings. Successes may be the displacement of the bearing located in the end face area, for example, by using a arranged between the crosshead and bearing support ring between the crosshead and hydraulic power devices are inserted, with which the jacket can be displaced to close and open the nip relative to the crosshead. Such a solution is described, for example, in Applicant's earlier patent Fl 79177. With the hydraulic power devices can also accomplish the partial load or the discharge of the deflection adjustment against the counter roll.

[0006] Unter Durchbiegungseinstellwalzen mit feststehendem Mantel wiederum sind Walzen zu verstehen, bei denen der Mantel zumindest nicht in beträchtlichem Maße relativ zu den Tragkonstruktionen radial verlagert werden kann. Bei solchen Walzen dienen zum Öffnen und Schließen des Nips und zum Be- bzw. Entlasten der Walze gegenüber der Gegenwalze hydraulisch belastete Belastungsarme.By deflection adjustment rollers with a fixed sheath turn rolls are to be understood, in which the jacket can not be displaced radially, at least not to a considerable extent relative to the supporting structures. In such rollers are used to open and close the nip and for loading and unloading the roller against the counter-roll hydraulically loaded load arms.

[0007] Bei den heutigen einzonigen Durchbiegungseinstellwalzen mit Stahlgussmantel gestaltet sich das Bewirken einer gleichmäßigen Linienkraft in der Praxis schwierig. Bedingt sind diese Schwierigkeiten durch die Steifigkeit des Walzenmantels und dadurch, inwieweit der Mantel gebogen der Mantelform der gegenüber befindlichen Thermowalze zu folgen vermag. Zum Biegen des Mantels sind große Lagerkräfte erforderlich, so dass die dadurch bedingten Verlagerungen im Randbereich des Nips groß und auch schärfer als an den Zonengleitschuhen sind und deshalb die Linienkraft im Randbereich ein scharfes, wellenartiges Profil zeigt. Fehler verursachen auch die Stirnwände der Durchbiegungseinstellwalze, die eine beträchtliche Aussteifung des Stirnseitenbereichs bewirken. Um ein gleichmäßigeres Profil zu erzielen sind CD-Walzen erforderlich, deren zulässiger Stellbereich jedoch nicht immer zur Behebung dieser Situation ausreicht.[0007] In today's single-ended deflection-adjusting rolls with a cast steel shell, it is difficult to effect uniform line force in practice. These difficulties are due to the rigidity of the roll shell and thus to what extent the shell bent to follow the shell shape of the opposite thermo roll. To bend the shell large bearing forces are required, so that the consequent displacements in the edge region of the nip are large and sharper than the zone sliding shoes and therefore the line force in the edge shows a sharp, wave-like profile. Errors also cause the end walls of the deflection adjustment roller, which cause a considerable stiffening of the front side area. For a smoother profile, CD rollers are required, but their allowable range is not always sufficient to remedy this situation.

[0008] Mit der vorliegenden Erfindung soll nun eine Lösung geschaffen werden, mit der mit der Durchbiegungseinstellwalze eine möglichst gleichmäßige Linienkraft erzeugt wird. Erreicht wird dieses Ziel mit den im kennzeichnenden Teil von Patentanspruch 1 aufgeführten Merkmalen. 1/5 österreichisches Patentamt AT502 585B1 2010-04-15 [0009] Gelingt es, den Mantel der Einzonenwalze so flexibel zu gestalten, dass der Einfluss der Lagerzonen und der Stirnwände im Nip nicht sichtbar wird, so kann man einfach durch gleichstarke Druckbeaufschlagung aller Stützelemente im Nip eine wesentlich gleichmäßige Linienkraft bewirken. Dabei ist nur ein einziges Ventil zur Regelung des Druckes für die Walze erforderlich, so dass sich die Konstruktion deutlich vereinfachen lässt. An der Walze braucht nur eine einzige große Bohrung durch das Querhaupt geführt zu werden, von der aus das Öl über Drosselungen den Stützelementen zugeteilt wird. Die Ableitung des Öls kann zum Beispiel in der gleichen Bohrung durch ein separates Rohr entweder aus dem einen Ende oder aus beiden Enden (des Querhaupts) erfolgen. Erforderlich ist dafür nur eine ausreichende Anzahl Kanäle von der Ölauffangrinne zu dem besagten Rohr. Wahlweise kann für die Ölableitung im Querhaupt auch eine eigene Bohrung angebracht werden.With the present invention, a solution is now to be created, with the deflection deflection roller as uniform as possible line force is generated. This object is achieved with the features listed in the characterizing part of patent claim 1. If it is possible to design the jacket of the single-roller so flexibly that the influence of the storage zones and the end walls in the nip is not visible, then it can be achieved simply by applying equal pressure to all supporting elements effect a substantially uniform line force in the nip. In this case, only a single valve for regulating the pressure for the roller is required, so that the construction can be significantly simplified. On the roller needs only a single large bore to be guided by the crosshead, from which the oil is allocated to the support elements via throttling. The discharge of the oil may, for example, take place in the same bore through a separate tube either from one end or from both ends (of the crosshead). This requires only a sufficient number of channels from the oil sluice to the said pipe. Alternatively, a separate hole can be made for the oil discharge in the crosshead.

[0010] Eine solche Walze mit flexiblem Mantel ist bahnbreitenempfindlich, weshalb es sich empfiehlt, die in den Randbereichen befindlichen Stützelemente mit separater Regelung auszurüsten. Mit einer solchen getrennten Regelung lässt sich, ist die Gegenwalze eine Thermowal-ze, zum Beispiel ein Überhitzen des Walzenbelags oder, trifft der Papierrand in die Mitte eines Gleitschuhs, ein zu dünnes Pressen des Papierrandes vermeiden.Such a roll with a flexible jacket is web-width-sensitive, which is why it is advisable to equip the support elements located in the edge regions with separate control. With such a separate control can be, if the counter roll is a Thermowal ze, for example, an overheating of the roll cover or, the paper edge hits in the middle of a shoe, avoid too thin pressing of the paper edge.

[0011] Die erfindungsgemäße Lösung eignet sich für sämtliche Kalander mit schwimmenden Einzonenwalzen oder mit herkömmlichen Ein- oder Mehrzonenwalzen mit Stahlgussmantel. Die schwimmende Walze ist eine mit feststehendem Mantel versehene, in ölgefülltem Zustand rotierende Walze, bei der der Nipdruck mit einer sich über den gesamten Nipbereich erstreckenden Druckkammer erzeugt wird. Mit der erfindungsgemäßen Lösung erhält man im Randbereich geradere Profile. Weitere Vorteile sind geringere Walzen- und Hydraulikkosten, da sich die Ventilkosten erheblich verringern und auch die mechanischen Lösungen billiger zu stehen kommen. Als Beispiel eines Anwendungsobjekts sei die in Unterposition befindliche Durchbiegungseinstellwalze des Mehrwalzenkalanders genannt, weil dort durch Profilierung die Bahneigenschaften nicht mehr wesentlich beeinflusst werden können.The solution according to the invention is suitable for all calenders with floating single-zone rollers or with conventional single or multi-zone rollers with cast steel jacket. The floating roller is a fixed-shell, oil-filled rotating roller in which the nip pressure is generated with a pressure chamber extending over the entire nip area. With the solution according to the invention, straighter profiles are obtained in the edge region. Further advantages are lower rolling and hydraulic costs, since the valve costs are considerably reduced and the mechanical solutions are also cheaper. As an example of an application object, the deflection roll of the multi-roll calender located in sub-position may be mentioned, because there the profiled web properties can no longer be significantly influenced.

[0012] Im Folgenden wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen im Einzelnen beschrieben. Es zeigen: [0013] Fig. 1 in schematischer Darstellung eine dem Stand der Technik entsprechende Durch biegungseinstellwalze seitlich betrachtet; [0014] Fig. 2 in schematischer Darstellung das Linienkraftprofil bei den heutigen Walzenlösun gen und das mit der Erfindung erzielbare Linienkraftprofil.In the following the invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the drawings: Fig. 1 is a schematic representation of a prior art bending deflection roller viewed laterally; Fig. 2 shows a schematic representation of the line force profile in today's Walzenlösun gene and achievable with the invention line force profile.

[0015] Fig. 1 zeigt eine dem Stand der Technik entsprechende mehrzonige Durchbiegungseinstellwalze mit einem feststehenden Querhaupt 1, das über die Lagerböcke 3, 4 und über Gelenklager an der Stuhlung abgestützt ist. An dem Querhaupt 1 ist mit den Lagern 6 der um das Querhaupt drehbare Walzenmantel 2 gelagert. Die stirnseitige Wand trägt die Bezugszahl 7. Der Walzenmantel ist am Querhaupt durch die Stützelementen 5 abgestützt, die mit Hilfe der Ölkanäle FrFn in die Zonen ZrZn gegliedert sind. Die Nipdruckverteilung wird durch zonenweises Regulieren des auf die Stützelemente wirkenden Öldrucks geregelt. Die Stützelemente sind in einer Reihe nebeneinander angeordnet, wobei zum Beispiel 4 bis 10 Elemente auf den Meter Walzenlänge kommen.Fig. 1 shows a prior art multizone deflection control roll having a fixed crosshead 1 which is supported by the bearing blocks 3, 4 and via pivot bearings on the frame. On the crosshead 1 is mounted with the bearings 6 rotatable about the crosshead roll shell 2. The front wall carries the reference numeral 7. The roll shell is supported on the crosshead by the support elements 5, which are divided by means of the oil channels FrFn in the zones ZrZn. The nip pressure distribution is controlled by zonal regulation of the oil pressure acting on the support members. The support elements are arranged in a row next to each other, wherein for example 4 to 10 elements come on the meter roll length.

[0016] Bei der erfindungsgemäßen Lösung ist die Durchbiegungseinstellwalze als Walze mit flexiblem Mantel und als Einzonenwalze verwirklicht, wobei in allen zwischen den Randbereichen befindlichen Stützelementen der gleiche Druck herrscht. Die randseitigen, d.h. äußeren Stützelemente haben vorteilhaft getrennte Regelung. Je nach Breite der Papierbahn sind in jedem stirnseitigen Bereich ein oder mehrere - z.B. 1 bis 5 - solche getrennt zu regelnde Stützelemente vorhanden.In the solution according to the invention, the deflection adjustment roller is realized as a roll with a flexible jacket and as a single-zone roller, wherein the same pressure prevails in all support elements located between the edge regions. The marginal, i. outer support elements advantageously have separate control. Depending on the width of the paper web, one or more - e.g. 1 to 5 - such separately controlled to support elements.

[0017] Der Walzenmantel ist bevorzugt aus Verbundstoff gefertigt. Unter Verbundstoff ist eine Konstruktion zu verstehen, die sich aus Verstärkungsfasern, z.B. Kohlenstoff-, Bor- oder Glasfasern oder einem Gemisch derselben, die sich in Mantellängsrichtung und/oder in Umfangsrichtung erstrecken können, und einem Matrixmaterial polymerer, keramischer oder metallischer 2/5The roll shell is preferably made of composite material. By composite is meant a construction composed of reinforcing fibers, e.g. Carbon, boron or glass fibers or a mixture thereof, which can extend in the longitudinal direction and / or in the circumferential direction, and a matrix material polymeric, ceramic or metallic 2/5

Claims

Austrian Patent Office AT502 585B1 2010-04-15 type. As the ceramic material, various oxides and carbides, e.g. Al, B, Cr, Ti, Si, Sn, W, Zn and Zr oxides and carbides or mixtures thereof and various nitrides, e.g. BN and Si3N4 in question. In order to prevent oil from passing through the shell or delamination of the construction, and possibly also to increase the mechanical resistance of the composite shell, the inside of the composite shell may be coated at least over the axial length determined by the support members. The flexible sheath can also be made of thin, about 15 mm, preferably less than about 10 mm thick metal strip or sheet which is coated on the outside with an elastic or hard coating material. The thin metal shell is preferably made of spiral seam tube. Fig. 2 shows a schematic representation of the line force distribution of the roller in one of the edge regions of the shell 13 in different cases. The line force distribution of the prior art single-cast steel-cast steel roller bears the reference numeral 10. As can be seen, the line force in the edge region assumes a sharp, wavy shape. Reference numeral 11 is assigned to the line force distribution of a cast steel CD roll; Again, the curve in the edge region shows a non-uniform course, which is shorter than in the line force profile 10. The reference numeral 12, in turn, is associated with the linear force distribution achievable with the flexible sheath solution according to the invention, which exhibits a substantially uniform course even in the edge region. 2, two separately controllable edge region support elements are shown by the reference numerals ZR1 and Z2 as an example. The mating roll of the mononuclear flexible sheath deflection roll of the present invention was selected from a group consisting of: a thermo roll, a single or multi-zone deflection roll, a hollow roll, and a floating deflection roll. A preferred application is to equip the roll with composite shell and use in multi-roll calender as the lowermost roll with a thermo roll as a counter roll. The roller solution according to the invention is also suitable, e.g. for the Matt calender, where as counter roll then e.g. a single or multi-zone deflection roll, a hollow roll or a floating roll can be used. 1. deflection roll for paper / board machines or equipment machines comprising a fixed crosshead (1) and a rotatably mounted thereto by hydrostatic support elements (5) supported on the crosshead roll shell (2), wherein the roller forms a nip with the counter roll, wherein the roll shell (2) is made of flexible material, wherein in the crosshead of the roller a common bore is present, from which the pressure medium with jointly controllable, uniform pressure on distributed between the edge regions support elements can be distributed, characterized in that the application of the in the edge region of the material web to be treated support elements (5) with load pressure optionally separately from the uniform pressure prevailing between the edge regions support elements, is adjustable, and that the roller has at least one separately controllable support member at both ends.

2. Roller according to claim 1, characterized in that at each end of the roller in the edge region each 2-5 separately controllable support elements are present.

A roll according to claim 1, characterized in that the roll shell is made of composite material comprising reinforcing fibers, e.g. Carbon, boron or glass fibers or mixtures thereof, which may extend in the longitudinal direction of the shell and / or in the circumferential direction, and polymeric, ceramic or metallic matrix material.

4. Roller according to claim 1, characterized in that the roll shell of thin, about under 15 mm thick, preferably less than about 10 mm thick metal strip or sheet, the outside a flexible Has coating, is made.

5. Roller according to claim 4, characterized in that the roll shell is made of metal band / sheet in the spiral seam process.

A roll according to any one of the preceding claims, characterized in that the backing roll is a roll of the group consisting of: thermo roll, single zone or multizone deflection roll, hollow roll and floating deflection roll.

7. calender comprising at least one roller and its counter-roller, with at least one roller, which is a einonige Bieigungsseinstellwalze, the roll shell (2) is made of flexible material, said support elements of the roller via a common bore with controllable, but equally large load pressure acted upon are, wherein the loading of the located in the edge regions of the material web to be treated support elements with load pressure optionally independent of the uniform pressure prevailing between the edge regions support elements, is separately controllable, wherein the roller has at least one separately controllable support member at both ends, and the counter-roll being one of the group consisting of: thermo roll, single zone or multi-zone deflection roll, hollow roll and floating deflection roll.

A calender according to claim 7, characterized in that the deflection adjusting roller is the sub-position roller of a multi-roller calender.

9. calender according to claim 7 or 8, characterized in that the inside of the composite shell is coated at least on the by the support elements (5) certain axial length.

10. A method for controlling a line force distribution of the edge area in the nip, comprising a single-axis deflection roll comprising a fixed crosshead (1) and a roll shell (2) rotatably supported by hydrostatic support elements (5) and supported on the crosshead, and a counter roll, consisting of a deflection roll or a thermo roll is formed, wherein the roll shell (2) of the single-tone deflection roll is made of flexible material, characterized in that support elements (5) are subjected to equal load pressure, however, the load pressure of at least one each in the The edge region of the material web located support member (5) optionally separately from the uniform pressure, which prevails between the edge regions support elements, can be controlled. 1 sheet of drawings 4/5