AT513736B1 - ROLLER - Google Patents
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- AT513736B1 AT513736B1 AT90102010A AT90102010A AT513736B1 AT 513736 B1 AT513736 B1 AT 513736B1 AT 90102010 A AT90102010 A AT 90102010A AT 90102010 A AT90102010 A AT 90102010A AT 513736 B1 AT513736 B1 AT 513736B1
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Walze mit einem drehbarenWalzenmantel und einer Reihe Stützelemente, die stationär undbiegesteif innerhalb des Walzenmantels angebracht sind. DieStützelemente sind einzeln oder gruppenweise gesteuert mittelshydraulischem Arbeitsdruck gegen den Walzenmantel vorspannbar,um dessen Form örtlich zu beeinflussen. Weiterhin sindVentileinrichtungen zur Steuerung des hydraulischen Drucks inden Stützelementen sowohl in der Walze als auch benachbart zuoder an dem jeweils zu steuernden Stützelement oder der Gruppeder jeweils zu steuernden Stützelemente angebracht.The invention relates to a roll having a rotatable roll shell and a series of support elements fixedly and rigidly mounted within the roll shell. The support elements are individually or group controlled by means of hydraulic working pressure against the roll shell biased to locally influence the shape. Further, valve means for controlling the hydraulic pressure in the support members are mounted both in the roller and adjacent to or on the support member to be controlled or the group of support members to be controlled respectively.
Description
österreichisches Patentamt AT513 736B1 2014-09-15Austrian Patent Office AT513 736B1 2014-09-15
Beschreibung [0001] Die Erfindung betrifft eine Walze mit einem drehbaren Walzenmantel gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.Description: The invention relates to a roll having a rotatable roll shell according to the preamble of patent claim 1.
[0002] Diese Walzenart wird verbreitet eingesetzt und häufig auch als Biegeausgleichswalze bezeichnet. Bei dieser Walze ist in der Regel eine Reihe von Stützelementen an einem biegesteifen Balken angebracht, den ein elastisch verformbarer Walzenmantel umgibt. Der Walzenmantel ist relativ zu dem Balken drehbar.This type of roller is widely used and often referred to as a bending compensating roller. In this roller, a series of support elements is usually attached to a rigid beam, which surrounds an elastically deformable roll shell. The roll shell is rotatable relative to the beam.
[0003] Die Stützelemente, die in Gegenüberlage zu dem Walzenspalt oder Nip auf der Walzenmantelinnenseite angeordnet sind, gleiten an dem drehenden Walzenmantel auf der Innenseite ab und stellen die Anpresskraft der Walze zur Verfügung. Dadurch, dass die Stützelemente einzeln oder in Gruppen steuerbar sind, kann der Druckverlauf im Nip in Maschinenquerrichtung (üblicherweise als CD-Richtung bezeichnet) gesteuert werden. Auf diese Weise können insbesondere bei der Behandlung bahnförmiger Materialien, wie beispielsweise in Kalandern, gezielt Dickeunterschiede der Bahn ausgeglichen, ein Überpressen der Bahn oder andere nachteilige Effekte vermieden werden.The support elements, which are arranged opposite to the nip or nip on the roll shell inner side, slide on the rotating roll shell on the inside and provide the contact pressure of the roller available. Because the support elements can be controlled individually or in groups, the pressure profile in the nip in the cross-machine direction (usually referred to as the CD direction) can be controlled. In this way, in particular in the treatment of sheet-like materials, such as in calenders, targeted compensated thickness differences of the web, overpressing of the web or other adverse effects can be avoided.
[0004] In einer herkömmlichen Konstruktion, wie sie beispielsweise in der gattungsgemäßen DE 102 39 097 A1 beschrieben ist, werden die Stützelemente jeweils von außen mit einem Arbeitsmedium unter geeignetem Druck versorgt. Als Arbeitsmedium kommt in der Regel Öl zur Anwendung, das durch Leitungen mit entsprechender Hochdruckausrüstung zu den individuellen Kolbenzylinderanordnungen der einzelnen Stützelemente geleitet wird. Um nun den Druck im Walzenspalt entsprechend einstellen zu können, muss der jeweils individuell geregelte Druck dem jeweiligen Stützelement separat zugeführt werden. Dies bedeutet, dass beachtliche Rohrleitungsbündel in das Walzeninnere führen, wodurch beispielsweise ein Walzenwechsel sehr aufwändig wird, denn die umfangreiche Regelungseinrichtung mit dem Rohrbündel muss von der Walze getrennt werden, da sie in der Regel außerhalb der Walze verbaut ist. Zudem ist, um die Leitungslänge gering zu halten, die Regeleinrichtung in der Nähe wenigstens eines der Axialenden der Walze angebracht. Dies vergrößert die Baugröße (Breite) der Maschine.In a conventional construction, as described for example in the generic DE 102 39 097 A1, the support elements are each supplied from the outside with a working fluid under a suitable pressure. As a working medium oil is usually used, which is passed through lines with appropriate high-pressure equipment to the individual piston cylinder arrangements of the individual support elements. In order to be able to adjust the pressure in the nip accordingly, the individually regulated pressure must be supplied separately to the respective support element. This means that considerable pipe bundles lead into the interior of the roll, which makes, for example, a roll change very complicated, because the extensive control device with the tube bundle must be separated from the roll, since it is usually installed outside of the roll. In addition, in order to keep the line length small, the control device is mounted in the vicinity of at least one of the axial ends of the roller. This increases the size (width) of the machine.
[0005] Wie eingangs erwähnt, gleitet der Walzenmantel auf den Stützelementen ab. Üblicherweise haben die Stützelemente an ihren Gleitabschnitten zur Anlage mit dem Walzenmantel Taschen für Hydraulikflüssigkeit oder Öl, das unter Druck in die Taschen gepumpt wird und einen Gleitfilm zwischen dem Walzenmantel und dem Stützelement ausbildet. Dieses Gleitlager arbeitet einerseits hydrostatisch, d.h. wenn der Walzenmantel nicht dreht und Hydrauliköl in die Taschen der Stützelemente gepumpt wird, hebt der entstehende Druck in den Taschen den Walzenmantel aus dem Reibeingriff mit dem Stützelement weitestgehend ab. Dies ist wichtig, damit beim Anfahren der Walze hier kein übermäßiger Verschleiß auftritt. Ferner können die Stützelemente an ihrer Anlagefläche mit dem Walzenmantel eine stärker gekrümmte Form haben, als der Krümmung des Walzenmantels entspricht. Auf diese Weise bildet sich ein Strömungskeil aufgestauten Öls, d.h. das Lager wirkt dann andererseits hydrodynamisch. Es sind auch Walzen bekannt, bei denen die Schmierung und das Abgleiten durch andere Mittel hervorgerufen wird, so ist beispielsweise ein Vorschlag bekannt, Kunststoffe einzusetzen, um die Gleitreibung zu vermindern. Es können auch wälzende Elemente verwendet werden, die sind jedoch bei den hohen Walzengeschwindigkeiten in Papiermaschinen und Kalandern von eher untergeordneter Bedeutung.As mentioned above, the roll shell slides on the support elements. Usually, the support elements at their sliding portions for engaging with the roll shell pockets for hydraulic fluid or oil, which is pumped under pressure into the pockets and forms a sliding film between the roll shell and the support member. This plain bearing works on the one hand hydrostatically, i. If the roll mantle does not rotate and hydraulic oil is pumped into the pockets of the support members, the resulting pressure in the pockets largely lifts the roll mantle out of frictional engagement with the support member. This is important so that no excessive wear occurs when starting the roller here. Further, the support elements may have a more curved shape at its contact surface with the roll shell, as corresponds to the curvature of the roll shell. In this way, a flow wedge of accumulated oil, i. the bearing then acts hydrodynamically on the other hand. Rollers are also known in which lubrication and slipping are caused by other means, for example, a proposal is made to use plastics to reduce the sliding friction. It is also possible to use rolling elements, but these are of secondary importance at the high roll speeds in paper machines and calenders.
[0006] In der DE 102006037465 A1 ist eine Walze mit einem drehbaren Walzenmantel und einer Reihe von Stützelementen beschrieben, die stationär und biegesteif innerhalb des Walzenmantels angebracht sind. Diese Stützelemente sind einzeln oder gruppenweise gesteuert mittels hydraulischem Arbeitsdruck gegen den Walzenmantel vorspannbar, um die Form des Walzenmantels örtlich zu beeinflussen. Der Walzenmantel kann aus Metall oder aus einem Verbundmaterial, wie beispielsweise faser- oder gewebeverstärktem Kunststoff, bestehen. Steuerventile zur Steuerung des hydraulischen Drucks in den Stützelementen sind innerhalb der Walze und benachbart zu oder an dem jeweils zu steuernden Stützelement bzw. der Grup- 1 /10 österreichisches Patentamt AT 513 736 B1 2014-09-15 pe der zu steuernden Stützelemente angebracht. Dabei ist vorgesehen, Ventileinrichtungen, die den tatsächlich in den Stützelementen erforderlichen Arbeitsdruck einstellen, unmittelbar in der Nähe der Stützelemente, also im Walzeninneren, anzubringen.In DE 102006037465 A1 a roller with a rotatable roll shell and a series of support elements is described, which are mounted stationary and rigid within the roll shell. These support elements are controlled individually or in groups controlled by hydraulic working pressure against the roll shell to influence the shape of the roll shell locally. The roll shell may be made of metal or of a composite material, such as fiber or fabric reinforced plastic. Control valves for controlling the hydraulic pressure in the support elements are mounted inside the roller and adjacent to or on the respectively to be controlled support element or the group of support elements to be controlled. It is provided, valve devices that adjust the actual required in the support elements working pressure, directly in the vicinity of the support elements, so in the roll inside to install.
[0007] Auf diese Weise kann erreicht werden, dass mit einer oder wenigen Versorgungsleitungen, die in das Walzeninnere führen, ein Betrieb der Walze möglich ist. Wird diese Walze ausgewechselt, genügt es, die Versorgungsleitung oder Versorgungsleitungen zu trennen, deren Anzahl erheblich geringer sein kann als die Anzahl der Stützelemente.In this way it can be achieved that with one or a few supply lines leading into the roll interior, an operation of the roller is possible. If this roller is replaced, it is sufficient to separate the supply line or supply lines, the number of which can be considerably less than the number of support elements.
[0008] Vorzugsweise sind Steuerleitungen zu den jeweiligen Ventileinrichtungen in das Walzeninnere eingebaut. Die Steuerleitungen sind aber in der Regel keine hochleistungsübertragenden Leitungen, sondern übertragen Steuersignale mit geringer Leistung, so dass die mechanischen Anforderungen an diese Leitungen und deren Anschlussmimik eher gering sind. Wird beispielsweise eine pneumatische Steuerung der Ventile verwendet, so kann eine Art Druckluftstecker mit einer Vielzahl von Anschlüssen verwendet werden, um die Steuerleitungen im Walzeninneren mit den Steuereinrichtungen außerhalb der Walze zu verbinden bzw. davon zu trennen. Werden elektrische Steuersignale über Kabel an die entsprechenden Ventileinrichtungen übertragen, so genügt ein Kabelstrang, der gegebenenfalls mit einem Stecker oder wenigen Steckern trennbar ist. Auf diese Weise lässt sich der Walzenwechsel deutlich vereinfachen.Preferably, control lines are incorporated to the respective valve means in the roll interior. But the control lines are usually not high-power transmission lines, but transmit control signals with low power, so that the mechanical requirements of these lines and their connection mimic are rather low. For example, if a pneumatic control of the valves is used, a type of compressed air connector with a plurality of terminals can be used to connect or disconnect the control lines in the roll interior with the control means outside the roll. If electrical control signals are transmitted via cables to the corresponding valve devices, then it is sufficient to have a cable harness which can optionally be separated with a plug or a few plugs. In this way, the roll change can be significantly simplified.
[0009] In Verbindung mit den individuellen steuernden Ventileinrichtungen an den Stützelementen kann es also genügen, in einer zentralen Versorgungsleitung der Zentralleitung, einen Solldruck einzustellen. Diese Zentralleitung versorgt alle steuernden Ventileinrichtungen mit einem Versorgungsdruck, von dem ausgehend der tatsächlich in den Stützelementen einzustellende Druck von den individuellen Ventileinrichtungen eingestellt wird. Aufgabe der Erfindung ist es, eine Walze gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1 dahingehend weiterzubilden, dass eine vereinfachte Bauweise erreicht wird, die dennoch einen einfachen Walzenwechsel ermöglicht.In conjunction with the individual controlling valve means on the support elements, it may therefore be sufficient to set a target pressure in a central supply line of the central line. This central line supplies all the controlling valve devices with a supply pressure, starting from which the actual pressure to be set in the support elements is set by the individual valve devices. The object of the invention is to develop a roller according to the preamble of claim 1 to the effect that a simplified construction is achieved, yet allows a simple roll change.
[0010] Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 gelöst.This object is achieved with the features in the characterizing part of patent claim 1.
[0011] Erfindungsgemäß sind die Ventileinrichtungen einfache on/off Ventile, d.h. Absperr- oder Abschaltventile, die einen Durchlass zu dem zugeordneten Stützelementzylinder freigeben oder unterbrechen. Diese Ventile sind vorzugsweise elektrisch angetrieben. Bei dieser Anordnung kann eine einzige gemeinsame Versorgungsleitung oder Zentralleitung in der Walze verlegt sein, wobei ausgehend von dieser Versorgungsleitung zu jedem Stützelementzylinder eine Leitung führt, die mit einem solchen Abschaltventil ausgerüstet ist. Die Zentralleitung ist mit einem digitalhydraulischen Druckregler verbunden, der mit sehr kurzer Ansprechzeit den Druck in der Zentralleitung einstellen kann.According to the invention, the valve means are simple on / off valves, i. Shut-off or shut-off valves that enable or interrupt a passage to the associated support cylinder. These valves are preferably electrically driven. In this arrangement, a single common supply line or central line may be laid in the roller, starting from this supply line to each support element cylinder leads a line which is equipped with such a shut-off valve. The central line is connected to a digital hydraulic pressure regulator, which can set the pressure in the central line with a very short response time.
[0012] Die hier verwendete Technik der Abschaltventile gestattet ein Multiplexen, d.h. Durchschalten der Stützelemente, um den Druck in den individuellen Stützelementzylindern passend einzustellen. Dabei wird so vorgegangen, dass das Abschaltventil zu einem Zylinder, dessen Druck einzustellen ist, geöffnet wird, während der digitalhydraulische Regler den Druck in der Zentralleitung passend einstellt. Dann wird das Abschaltventil des Zylinders geschlossen und dort der Druck auf dem gewünschten Wert gehalten, denn im Unterschied zu üblichen beweglichen Regelventilen kann ein solches Abschaltventil die Kolbenzylinderanordnung des zugeordneten Stützelements dicht abschließen.The technique of shut-off valves used herein allows multiplexing, i. Switching through the support elements to adjust the pressure in the individual support element cylinders suitable. The procedure is such that the shut-off valve is opened to a cylinder whose pressure is to be adjusted, while the digital-hydraulic regulator adjusts the pressure in the central line appropriately. Then the shut-off valve of the cylinder is closed and held there the pressure at the desired value, because in contrast to conventional movable control valves, such a shut-off valve can close the piston cylinder assembly of the associated support member tight.
[0013] Nun wird zum nächsten Stützelementzylinder geschaltet, d.h. der in diesem Zylinder einzustellende Druck wird von dem digitalhydraulischen Druckregler in der Zentralleitung eingestellt und aus der Zentralleitung und durch das nun geöffnete Abschaltventil in den entsprechenden nächsten Stützelementzylinder eingeführt. Dann wird der Zylinder durch das Abschaltventil verschlossen. Auf diese Weise kann man mit Hilfe des schnellen digitalhydraulischen Druckreglers und der Reihe von Abschaltventilen die einzelnen Stützelemente durchschalten, d.h. multiplexen, um so auf eine Art Abtastvorgehensweise die gewünschten Drücke in allen Stützelementen einzustellen.Now, switching to the next support member cylinder, i. the pressure to be set in this cylinder is adjusted by the digital hydraulic pressure regulator in the central line and introduced from the central line and through the now open shut-off valve into the corresponding next support element cylinder. Then the cylinder is closed by the shut-off valve. In this way one can switch through the individual support elements with the aid of the fast digital hydraulic pressure regulator and the series of shut-off valves, i. multiplex, so as to set the desired pressures in all the support elements in a kind of scanning procedure.
[0014] Der zuvor als digitalhydraulischer Druckregler beschriebene Apparat lässt sich kurz zusammengefasst wie folgt beschreiben. Dieser Druckregler umfasst eine Reihe parallel ange- 2/10 österreichisches Patentamt AT513 736B1 2014-09-15 ordneter Abschaltventile, die jeweils einen voneinander verschiedenen Volumenstrom durchlassen, wenn sie auf Freigabe geschaltet sind. Die parallel angeordneten Ventile haben eine aufsteigende Durchflusscharakteristik, d.h. innerhalb der Reihe der parallel angeordneten Ventile nimmt der Durchfluss von einem Ventil zum nächsten hin zu; vorzugsweise stets um den Faktor 2, so dass schon mit acht Ventilen beispielsweise eine sehr große Regelbreite erreicht werden kann. Ein diesen Ventilen zugeordneter Rechner stellt eine analoge Regelkurve oder Durchflusskurve eines Reglers nun durch entsprechende kurze digitale Durchflussbalken nach, so dass durch Ein- und Ausschalten einzelner Ventile in der Ventilreihe ein quasi analoges Verhalten dieses Reglers erreicht werden kann. Geeignete Modellbildung in dem Rechner vorausgesetzt, lässt sich mit einem solchen digitalhydraulischen Regler ein gewünschter Druck sehr schnell und nahezu überschwingungsfrei anfahren. Diese Erkenntnis nutzend, ist das Multiple-xen der Reihe von Stützelementen, wie dies zuvor beschrieben wurde, möglich, wodurch der Aufbau des Walzeninneren erheblich vereinfacht ist.The apparatus previously described as a digital hydraulic pressure regulator can be briefly summarized as follows. This pressure regulator comprises a series of parallel shut-off valves, each passing a different volume flow when switched to release. The parallel valves have an ascending flow characteristic, i. within the series of parallel valves, the flow increases from one valve to the next; preferably always by a factor of 2, so that even with eight valves, for example, a very wide control range can be achieved. A computer associated with these valves now adjusts an analog control curve or flow curve of a controller by means of corresponding short digital flow bars, so that a quasi-analogue behavior of this controller can be achieved by switching individual valves in the valve series on and off. Assuming suitable model formation in the computer, a desired pressure can be approached very quickly and with almost no overshoot with such a digital hydraulic controller. Making use of this finding, the multiple-xen the series of support elements, as described above, is possible, whereby the structure of the roll interior is considerably simplified.
[0015] Zudem wird durch diese digitalhydraulischen Regler vorzugsweise in Verbindung mit der Multiplex Vorgehensweise eine ganz erhebliche Energieeinsparung erzielt, weil so gut wie keine Leckraten an irgendwelchen Regelventilen auftreten, die bei herkömmlichen Steuerventilen schon allein durch die geforderte Beweglichkeit von Steuerkörpern etc. zwingend auftreten.In addition, a very significant energy saving is achieved by these digital hydraulic controller preferably in conjunction with the multiplex approach, because virtually no leakage rates occur on any control valves that occur in conventional control valves already by the required mobility of control bodies, etc. mandatory.
[0016] In einer vorteilhaften Ausgestaltung kann die Walze zusätzlich einen beweglichen Balken haben, d.h. ein die Stützelemente tragender biegesteifer Balken, der das Walzeninnere in Axialrichtung durchquert, ist an seinen beiden Enden von jeweils einer Kolbenzylinderanordnung bezüglich eines Nips verstellbar angeordnet. Durch separate Ansteuerung dieser beiden Kolbenzylinderanordnungen kann ein Druckverlauf im Nip in Maschinenquerrichtung beeinflusst werden. Vorzugsweise ist jeder dieser Kolbenzylinderanordnungen ein digitalhydraulischer Druckregler zugeordnet, der ein schnelles und präzises Ansprechverhalten zeigt. Ein normal geschlossenes Abschaltventil ist in einer die beiden Zylinderräume dieser beiden Kolbenzylinderanordnungen miteinander verbindenden Leitung angeordnet und dient als eine Sicherungseinrichtung. Dieses Ventil wird geöffnet und gleicht den Druck zwischen beiden Zylindern aus, falls es in den digitalhydraulischen Reglern oder in einem davon zu Unregelmäßigkeiten oder Abweichungen kommt. Auf diese Weise kann verhindert werden, dass gewaltsam eine Schrägstellung der Walze erzwungen wird, die dann zur Beschädigung der Walzen führen kann.In an advantageous embodiment, the roller may additionally have a movable beam, i. a supportive elements bearing rigid arm, which traverses the roll interior in the axial direction, is arranged adjustable at its two ends by a respective piston-cylinder arrangement with respect to a nip. By separate control of these two piston cylinder arrangements, a pressure profile in the nip in the cross-machine direction can be influenced. Preferably, each of these piston-cylinder assemblies is associated with a digital hydraulic pressure regulator that exhibits fast and precise response. A normally closed shut-off valve is arranged in a line interconnecting the two cylinder chambers of these two piston-cylinder arrangements and serves as a safety device. This valve opens and equalizes the pressure between the two cylinders if there are any irregularities or discrepancies in the digital hydraulic controllers or any of them. In this way it can be prevented that an enforced oblique position of the roller is enforced, which can then lead to damage of the rollers.
[0017] Zuvor wurden vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung im Einzelnen erläutert. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen aufgezeigt.Previously, advantageous embodiments of the invention have been explained in detail. Further advantageous embodiments are shown in the subclaims.
[0018] Die Erfindung wird nachfolgend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Figuren näher erläutert. Darin zeigt [0019] Fig. 1 einen schematisierten Abschnitt einer herkömmlichen Walze im Schnitt darge stellt; [0020] Fig. 2 eine Darstellung zur Erläuterung eines zweiten Ausführungsbeispiels mit einer multiplexen Schaltung; und [0021] Fig. 3 eine schematisierte Weiterbildung mit einer Sicherheitsschaltung für eineThe invention will be explained in more detail below with reference to preferred embodiments with reference to the figures. FIG. 1 shows a schematic section of a conventional roller in section; FIG. Fig. 2 is a diagram for explaining a second embodiment with a multiplex circuit; and [0021] FIG. 3 shows a schematized development with a safety circuit for a
Walze, die zusätzlich mit digitalhydraulischen Andruckzylindern versehen ist.Roller additionally equipped with digital hydraulic pressure cylinders.
[0022] Fig. 1 zeigt eine Walze 1 im Schnitt. Die Walze 1 hat einen Walzenmantel 11, der über ein Lager 17 gegenüber einem Balken 16 drehbar gelagert ist. Dieser Walzenmantel 11 ist drehend angetrieben (Antrieb nicht gezeigt) und dreht gegenüber dem feststehenden Balken 16. Stützelemente 12 gleiten auf der Mantelinnenseite des Mantels 11 ab und drücken dabei mit Hilfe hydraulischen Arbeitsdrucks den Walzenmantel 11 örtlich in Fig. 1 nach oben gegen eine hier nicht gezeigte Gegenwalze.Fig. 1 shows a roller 1 in section. The roll 1 has a roll shell 11, which is rotatably supported by a bearing 17 with respect to a beam 16. This roll shell 11 is driven in rotation (drive not shown) and rotates relative to the stationary beam 16. Support elements 12 slide on the inside of the shell of the shell 11 and press with the help of hydraulic working pressure the roll shell 11 locally in Fig. 1 up against one here Counter roll shown.
[0023] Auf diese Weise kann durch individuelle Steuerung der Stützelemente 12 der Walzenmantel 11 örtlich so verformt werden, dass ein bestimmtes Druckprofil in Maschinenquerrichtung im Nip mit der Gegenwalze (nicht gezeigt) erreicht werden kann.In this way, by individual control of the support members 12 of the roll shell 11 are locally deformed so that a certain pressure profile in the cross machine direction in the nip with the counter roll (not shown) can be achieved.
[0024] Hier ist vorgesehen, dass eine Zentralleitung 14 ein Arbeitsfluid unter einem vorgegebe- 3/10 österreichisches Patentamt AT513 736B1 2014-09-15 nen Druck liefert. In Fig. 1 ist jedem Stützelement 12 ein individuelles Regelventil 13 zugeordnet, das innerhalb der Walze 1 und an oder in der Nähe von dem Stützelement 12 angebracht ist. Steuerleitungen 15 geben Steuersignale an die einzelnen Regelventile 13 ab.[0024] Here it is provided that a central line 14 supplies a working fluid under a predetermined pressure. In Fig. 1, each support member 12 is associated with an individual control valve 13 which is mounted within the roller 1 and at or in the vicinity of the support member 12. Control lines 15 output control signals to the individual control valves 13.
[0025] Die Steuerleitungen 15, die hier nur schematisch dargestellt sind, können auch mehrfache Leitungen, insbesondere elektrische Leitungen sein, die mit einem an dem individuellen Stützelement 12 vorgesehenen Druckaufnehmer (nicht gezeigt) verbunden sind, um den Zylinderdruck des jeweiligen Stützelements 12 zu erfassen und an einen nicht gezeigten Regler, der das entsprechende Steuersignal an das Regelventil 13 herausgibt, weiterzuleiten. Auf die hier gezeigte Weise lässt sich die Anzahl tatsächlich druckführender Arbeitsfluidleitungen deutlich vermindern, d.h. hier genügt in der Regel eine bzw. zwei Leitungen, wenn ein Rückfluss vorgesehen ist.The control lines 15, which are shown here only schematically, can also be multiple lines, in particular electrical lines, which are connected to a provided on the individual support member 12 pressure sensor (not shown) to detect the cylinder pressure of the respective support member 12 and to a controller, not shown, which outputs the corresponding control signal to the control valve 13, forward. In the manner shown here, the number of actual pressurized working fluid lines can be significantly reduced, i. usually one or two lines are sufficient if backflow is provided.
[0026] Die in Fig. 1 gezeigten Stützelemente 12 haben an ihren Stirnseiten, mit denen sie am Walzenmantel 11 anliegen, Hydrauliktaschen (nicht gezeigt) ausgebildet, in die ein Teil des durch die Versorgungsleitung 14 geförderten Arbeitsfluids aus dem individuellen Zylinder entweichen kann, um ein hydrostatisches/hydrodynamisches Lager an jedem Stützelement 12 bzgl. des Walzenmantels 11 auszubilden. Es ist möglich, ohne zusätzlichen Regler lediglich über eine kapillare Öffnung Öl aus dem Zylinder unmittelbar in die Hydrauliktaschen zu fördern, so dass sich hier ein selbstregelndes hydrodynamisches/hydrostatisches Lager einstellt, das, wenn der Anpressdruck der Walze erhöht werden soll, auch gleichzeitig mehr Arbeitsfluid enthält. Die in Fig. 1 gezeigten Regelventile 13 können herkömmlicher Art sein, wobei die Steuerleitungen 15 elektrische oder auch pneumatische Signale übertragen können, um damit die Regelventile 13 zu steuern.The support elements 12 shown in Fig. 1 have at their end faces with which they rest on the roll shell 11, hydraulic pockets (not shown) formed in which a part of the funded through the supply line 14 working fluid from the individual cylinder can escape to to form a hydrostatic / hydrodynamic bearing on each support element 12 with respect to the roll mantle 11. It is possible to promote oil from the cylinder directly into the hydraulic pockets without additional regulator merely via a capillary opening, so that here adjusts a self-regulating hydrodynamic / hydrostatic bearing, which, if the contact pressure of the roller is to be increased, at the same time more working fluid contains. The control valves 13 shown in Fig. 1 may be conventional in nature, wherein the control lines 15 can transmit electrical or pneumatic signals in order to control the control valves 13.
[0027] Fig. 2 zeigt stark schematisiert eine Anordnung der Stützelemente und ihrer Ventile in einer erfindungsgemäßen Walze, die ähnlich der Walze 1 aufgebaut ist. Hier sind lediglich die Stützelemente 22, die Zuleitungen 24, die Ventile 23 sowie eine Leitung 21 und ein Digitaldruckregler 3 gezeigt.Fig. 2 shows a highly schematic arrangement of the support elements and their valves in a roll according to the invention, which is constructed similar to the roll 1. Here, only the support elements 22, the leads 24, the valves 23 and a line 21 and a digital pressure regulator 3 are shown.
[0028] Anhand der Fig. 2 soll ein Multiplexverfahren erläutert werden, mit dem mit geringem Aufwand der Druck in den individuellen Stützelementen 22a, 22b, usw. eingestellt werden kann, indem mit den Ventilen 23a, 23b bis 23m gearbeitet wird. Bei dieser Vorgehensweise wird beispielsweise zunächst der Druck im Stützelement 22a eingestellt. Dazu wird die Leitung 24a mit der Leitung 21 verbunden, indem Ventil 23a öffnet. Der Digitaldruckregler 3 stellt den Solldruck für das Stützelement 22a in der Leitung 21 ein. Nachdem die Ventile 23a bis 23m lediglich Abschaltventile sind, die einen Durchlass freigeben oder verschließen, stellt sich der in der Leitung 21 vorliegende Druck auch im Zylinder des Stützelements 22a ein, wenn Ventil 23a offen ist. Daraufhin wird das Ventil 23a geschlossen und die Leitung 24a ist von der Leitung 21 getrennt. Im nächsten Schritt wird der Druck im Stützelement 22b eingestellt, indem das Ventil 23b öffnet und die Leitung 24b mit der Leitung 21 verbunden wird. Der Digitaldruckregler 3 stellt nun den für das Stützelement 22b festgelegten Zylinderdruck in der Leitung 21 ein, und von dieser ausgehend wird der Druck im Zylinder des Stützelements 22b entsprechend angepasst. Dann wird das Ventil 23b wieder geschlossen und der Vorgang wird für das nächste Stützelement wiederholt, bis die ganze Reihe durchgetaktet ist. Dann beginnt der Abtast- oder Multi-plexvorgang erneut mit Stützelement 22a.A multiplex method is to be explained with reference to FIG. 2, with which the pressure in the individual support elements 22a, 22b, etc. can be set with little effort by working with the valves 23a, 23b to 23m. In this procedure, for example, first the pressure in the support element 22a is set. For this purpose, the line 24a is connected to the line 21 by valve 23a opens. The digital pressure regulator 3 adjusts the target pressure for the support member 22a in the conduit 21. Since the valves 23a to 23m are merely shut-off valves which open or close a passage, the pressure present in the passage 21 is also established in the cylinder of the support member 22a when the valve 23a is open. Thereafter, the valve 23 a is closed and the line 24 a is disconnected from the line 21. In the next step, the pressure in the support member 22b is adjusted by opening the valve 23b and connecting the pipe 24b to the pipe 21. The digital pressure regulator 3 now sets the cylinder pressure set in the line 21 for the support element 22b, and from this, the pressure in the cylinder of the support element 22b is adjusted accordingly. Then, the valve 23b is closed again and the process is repeated for the next support member until the whole row is clocked through. Then, the scanning or multi-plexing process starts again with support member 22a.
[0029] Diese multiplexe Vorgehensweise, d.h. das einzelne schrittweise Abgehen der Stützelemente 22a, 22b bis 22m, um dort den gewünschten Andruck einzustellen, vereinfacht den Aufbau der Walze ganz erheblich. Nachdem der Digitalhydraulikregler 3 ein sehr schnelles Ansprechverhalten zeigen kann, ist ein rasches Abtasten oder Multiplexen der einzelnen Stützelemente 22 innerhalb kürzester Zeit möglich. Zudem sind oft nur geringfügige Änderungen des Drucks von einem Stützelement zum nächsten erforderlich, die der Digitalhydraulikregler aufgrund seines geringen Überschwingverhaltens punktgenau und rasch einstellen kann.This multiplexed approach, i. the individual stepwise departure of the support elements 22a, 22b to 22m to adjust there the desired pressure, simplifies the construction of the roller quite considerably. After the digital hydraulic controller 3 can show a very fast response, a rapid scanning or multiplexing of the individual support elements 22 within a very short time is possible. In addition, often only minor changes in the pressure from one support element to the next are required, which the digital hydraulic controller can set precisely and quickly due to its low overshoot behavior.
[0030] Im vorliegenden Fall wurde anhand der Fig. 2 ein Multiplexen aller einzelnen Stützelemente 22a bis 22m erläutert. Es ist aber auch genauso gut möglich, einzelne Gruppen zusammenzufassen, und diese gemeinsam zu steuern, indem man die zugehörigen Abschaltventile 4/10 österreichisches Patentamt AT513 736 B1 2014-09-15 23 einer Gruppe gleichzeitig öffnet bzw. schließt. In der Anordnung gemäß Fig. 2 ist es von Vorteil, wenn die Stützelemente 22 über ein fremdgeschmiertes Gleitlager zum Walzenmantel verfügen. Dies kann durch getrenntes Zuführen von Arbeitsfluid/Schmiermittel oder auch durch geeignete tribologische Materialwahl und Permanentschmierung erreicht werden.In the present case, a multiplexing of all individual support elements 22a to 22m has been explained with reference to FIG. 2. However, it is equally possible to group individual groups and to control them together by simultaneously opening or closing the associated shut-off valves of a group. In the arrangement according to FIG. 2, it is advantageous if the support elements 22 have a foreign-lubricated slide bearing to the roll shell. This can be achieved by separate supply of working fluid / lubricant or by suitable tribological material selection and permanent lubrication.
[0031] Fig. 3 zeigt eine Sicherheitseinrichtung, die mit einer Walze 1 der beschriebenen Art zusammen verwendet werden kann. Die Walze 1 ist, wie in Fig. 3 gezeigt ist, mittels zweier Hydraulikzylinder 31 und 32 verschiebbar oder anhebbar angeordnet, und kann auf diese Weise zu einer Gegenwalze (nicht gezeigt) hin oder davon weggefahren werden. Eine solche Anordnung gestattet es, den Walzenspalt zu öffnen.Fig. 3 shows a safety device which can be used together with a roller 1 of the type described. The roller 1 is, as shown in Fig. 3, arranged displaceably or liftably by means of two hydraulic cylinders 31 and 32, and can be moved in this way to a counter-roller (not shown) towards or away. Such an arrangement makes it possible to open the nip.
[0032] Nachdem die Hydraulikzylinder 31 und 32 den Balken 39 der Walze 1 halten, haben diese zwingend ebenfalls einen Einfluss auf das Druckprofil in Maschinenquerrichtung im Walzenspalt. Um hier eine präzise Steuerung von Druck und Lage zu erreichen, sind gemäß Fig. 3 zwei digitalhydraulische Regler 33 und 34 vorgesehen, von denen jeder einem Zylinder 31, 32 zugeordnet ist. Die Verbindung erfolgt mit individuellen Leitungen 36 und 37. Eine Druckversorgung 38 stellt einen hinreichenden Systemdruck zur Verfügung, der dann von den digitalhydraulischen Reglern 33 und 34 in den Zylindern 31 und 32 passend auf den Sollwert eingestellt wird. Ein Sicherheitsventil 35 ist zwischen den beiden ansonsten unabhängig voneinander arbeitenden digitalhydraulischen Reglern 33 und 34 angebracht.After the hydraulic cylinders 31 and 32 hold the bar 39 of the roller 1, these also necessarily have an influence on the pressure profile in the cross-machine direction in the nip. In order to achieve a precise control of pressure and position here, according to FIG. 3, two digital-hydraulic regulators 33 and 34 are provided, each of which is associated with a cylinder 31, 32. The connection is made with individual lines 36 and 37. A pressure supply 38 provides a sufficient system pressure, which is then set by the digital hydraulic controls 33 and 34 in the cylinders 31 and 32 to match the setpoint. A safety valve 35 is mounted between the two otherwise independently operating digital hydraulic controllers 33 and 34.
[0033] Für den Fall, dass einer der digitalhydraulischen Regler 33, 34 Ausfälle oder eine fehlerhafte Arbeitsweise zeigt, ist vorgesehen, das Ventil 35 zu öffnen und dadurch die beiden Zylinder 31 und 32 miteinander kurzzuschließen. Auf diese Weise wird eine gewaltsame Schräglage der Walze, die auch zur Zerstörung des Walzenmantels führen könnte, sicher vermieden. Für die Walze 1 kann sowohl eine Walze nach Fig. 1 als auch eine Walze nach Fig. 2 verwendet werden.In the event that one of the digital hydraulic controller 33, 34 shows failures or incorrect operation, it is provided to open the valve 35 and thereby short-circuit the two cylinders 31 and 32 with each other. In this way, a violent oblique position of the roller, which could also lead to the destruction of the roll shell, safely avoided. For the roll 1, both a roll according to FIG. 1 and a roll according to FIG. 2 can be used.
[0034] Die Erfindung ist auch bei Walzen verwendbar, die an Stelle der Kol-ben/Zylinderanordnungen andere, unter Innendruck verformbare Elemente haben. Diese Elemente können zwischen einem Balken oder Walzenkern angeordnete Kissen, Taschen oder Schläuche sein. Insbesondere können Walzen verwendet werden, die ring- oder schraubenförmige, auf einem Balken angeordnete Blechstreifen haben, die randseitig dicht verschweißt sind. Die so gebildeten ring- oder schraubenförmigen Kammern können durch Anhebung des Innendrucks ausgedehnt werden und drücken radial von innen gegen einen Walzenmantel. Die Kammern bilden die in den Ansprüchen genannten Stützelemente, die entsprechend mit Arbeitsdruck beaufschlagt werden.The invention can also be used in rolls that have other, deformable under internal pressure elements in place of the piston / cylinder arrangements. These elements may be cushions, bags or tubes arranged between a beam or roller core. In particular, rolls may be used which have ring-shaped or helical metal strip arranged on a bar, which are tightly welded at the edge. The thus formed annular or helical chambers can be expanded by increasing the internal pressure and press radially from the inside against a roll shell. The chambers form the support elements mentioned in the claims, which are acted upon accordingly by working pressure.
[0035] Diese Kammern können an ihren radial außenliegenden Flächen mit Gleiteinrichtungen z.B. Lagern etc. versehen sein. 5/10These chambers may be provided on their radially outer surfaces with sliding means e.g. Bearings etc. be provided. 5.10
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