Hohlwalze mit einem rohrartigen Walzenmantel und einem vom Mantel umschlossenen Walzenkern
Bei bisher bekannten Hohlwalzen mit einem rohrartigen Walzenmantel und einem vom Mantel umschlossenen Walzenkern, der starr mit dem Mantel verbundene scheiben- oder rad- oder sternförmige Stützkörper trägt, sind diese letzteren gewöhnlich symmetrisch zur Walzenmitte angeordnet. Je grösser die Anzahl dieser Stützkörper ist, um so mehr geht die Hohlwalze in eine Massivwalze über und büsst den Vorteil des geringeren Gewichtes und der Materialersparnis gegenüber den Massivwalzen ein. Sind nur zwei Stützkörper vorhanden, bilden diese bei den bekannten Bauarten in ähnlicher Weise wie die Stirnflächen einer Trommel den Abschluss des rohrförmigen Mantels nach den Seiten hin und sitzen auf dem durchgehenden sowie beidseitig aus dem Rohrmantel vorstehenden achsen artigen Walzenkern.
Bei solchen verhältnismässig billig herzustellenden und nur aus wenigen Teilen bestehenden Hohlwalzen wird der Vorteil der verhältnismässig grossen Materialund Gewichtsersparnis gegenüber den Massivwalzen mit einer ungleich grösseren Durchbiegung der Walze bei Druckbelastung erkauft, wobei das Biegungsmaximum in der Walzenmitte liegt.
Vorschläge zur Schaffung einer Hohlwalze, die bei einer vorgegebenen Druckbelastung keine oder keine wesentlich höhere Durchbiegung erleidet als eine Massivwalze gleicher Abmessungen, aber im Vergleich zur Massivwalze eine erhebliche Materialund Gewichtsersparnis hat, bestehen in der Regel darin, dass man entweder unter Verzicht auf die einfachen Stützkörper sehr komplizierte und kostspielige mechanische Versteifungen zwischen Walzenkern und -mantel vorsieht oder aber bei trommelartiger Ausführung des Walzenmantels dessen Hohlraum mit einem hydraulischen Druckmittel füllt.
Bei der letztgenannten Ausführung der Hohlwalzen, die gewöhnlich als sogenannte schwimmende Walzen bezeichnet werden, bereitet die Abdichtung des unter Überdruck stehenden Walzenhohlraumes gegen die äussere Atmosphäre insbesondere bei höheren Druckbelastungen der Walze im Betriebe erhebliche Schwierigkeiten, die sich nur durch komplizierte und entsprechend kostspielige Konstruktionen einigermassen beheben lassen.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist nun eine Hohlwalze mit einem rohrartigen Walzenmantel und einem vom Mantel umschlossenen Walzenkern, der starr mit dem Mantel verbundene scheiben- oder rad- oder sternförmige Stützkörper trägt, die sich von den oben genannten bekannten Ausführungsformen dadurch unterscheidet, dass auf dem zweiteiligen Walzenkern zwei in gleichen Abständen von der Walzenmitte angeordnete Stützkörper sitzen und die freie Länge jedes über die Aussenkante des zugehörigen Stützkörpers nach aussen vorkragenden Mantelendes mindestens angenähert der freien Länge des Mantelstückes zwischen der Innenkante dieses Stützkörpers und der Walzenmitte entspricht.
In der Zeichnung ist ein nicht massstäblich gezeichnetes Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes im Längsschnitt dargestellt.
Ein in bekannter Weise nahtlos gewalztes oder gezogenes und auf passende Länge abgeschnittenes sowie gegebenenfalls auf seiner Aussenseite nachgearbeitetes Zylinderrohr 1 dient als Mantel der Hohlwalze. Dieser Mantel ist starr mit dem Walzenkern verbunden, der aus zwei in gleichen Abständen von der Walzenmitte 2 angeordneten, scheibenartigen Stützkörpern 3 gebildet ist, von denen jeder nach aussen in einen Achsstummel 4 übergeht. Der Walzenkern ist somit aus zwei Teilstücken gebildet, wobei jedes dieser Teilstücke ein einheitliches, als Guss oder Schmiedekörper ausgebildetes Werkstück bilden kann. Jeder Achsstummel 4 steht nach aussen über das zugehörige Mantelende 5 vor und bildet mit dem sich anschliessenden Stützkörper ein Teilstück des zweiteiligen Walzenkerns. Gegebenenfalls können aber auch die Achsstummel 4 zu einer durch- gehenden Achse vereinigt sein.
Die freie Länge jedes über die Aussenkante 3a des zugehörigen Stützkörpers 3 nach aussen vorkragenden Mantelendes 5 entspricht mindestens angenähert der freien Länge des Mantelstückes zwischen der Innenkante 3b dieses Stützkörpers und der Walzenmitte 2.
Die Hohlwalze weist bei Druckbelastung an Stelle eines einzigen, in der Walzenmitte liegenden Durchbiegungsmaximums, wie dies bei bekannten Hohlwalzen der Fall ist, drei Biegungsmaxima von entsprechend wesentlich kleineren Absolutwerten auf.
Wie in der Zeichnung stark übertrieben dargestellt ist, ergeben sich bei einer durch die eingezeichneten Pfeile angedeuteten, gleichmässig auf die ganze Länge des Walzenmantels 1 verteilten Druckbelastung Q an den beiden Mantelenden 5 und in der Walzenmitte 2 Durchbiegungsmaxima fl von mindestens angenähert gleicher Grösse. Diese Durchbiegungsmaxima sind bei einigermassen stabiler Ausführung des Walzenmantels 1 in Wirklichkeit so klein, dass dieser Mantel mit hinreichender Genauigkeit seine Zylinderform beibehält, die in unbelastetem Zustand eine Scheitellinie X-X ergibt.
Die Hohlwalze eignet sich für alle Zwecke, für welche Hohlwalzen in Betracht kommen, insbesondere für Walzmaschinen aller Art zum Quetschen, Glätten, Satinieren, Bedrucken oder Prägen von durchlaufenden Warenbahnen oder plattenartigen Gebilden, wie Blech- oder Holztafeln, Metall- oder Kunststoffolien, Textil- oder Papierbahnen oder dergleichen.
Hollow roll with a tubular roll shell and a roll core enclosed by the shell
In previously known hollow rolls with a tubular roll shell and a roll core enclosed by the shell and carrying disk-shaped, wheel-shaped or star-shaped support bodies rigidly connected to the shell, these latter are usually arranged symmetrically to the roll center. The greater the number of these support bodies, the more the hollow roller changes into a solid roller and loses the advantage of lower weight and material savings compared to solid rollers. If only two support bodies are present, they form the end of the tubular casing towards the sides in a manner similar to the end faces of a drum and sit on the continuous shaft-like roller core protruding from the pipe casing on both sides.
With such hollow rollers, which are relatively cheap to manufacture and consist of only a few parts, the advantage of the relatively large savings in material and weight compared to solid rollers is bought at the cost of a much greater deflection of the roller under pressure, with the maximum bending being in the middle of the roller.
Proposals for creating a hollow roller that does not undergo any deflection or not significantly higher deflection than a solid roller of the same dimensions at a given pressure load, but which saves considerable material and weight compared to the solid roller, usually consist in doing without the simple support bodies provides very complicated and expensive mechanical stiffening between the roll core and shell or, in the case of the drum-like design of the roll shell, fills its cavity with a hydraulic pressure medium.
In the last-mentioned version of the hollow rollers, which are usually referred to as so-called floating rollers, the sealing of the pressurized roller cavity from the outside atmosphere causes considerable difficulties, especially when the roller is subjected to higher pressure loads in the company, which can only be remedied to some extent by complicated and correspondingly expensive designs to let.
The subject of the present invention is a hollow roll with a tubular roll shell and a roll core enclosed by the shell, which carries disk-shaped, wheel-shaped or star-shaped support body rigidly connected to the shell, which differs from the above-mentioned known embodiments in that on the two-part Roll core two support bodies arranged at equal distances from the roller center sit and the free length of each shell end protruding outward over the outer edge of the associated support body corresponds at least approximately to the free length of the shell piece between the inner edge of this support body and the roller center.
The drawing shows an exemplary embodiment of the subject of the invention, which is not drawn to scale, in longitudinal section.
A cylinder tube 1, rolled or drawn seamlessly in a known manner and cut to the appropriate length and optionally reworked on its outside, serves as the jacket of the hollow roll. This jacket is rigidly connected to the roller core, which is formed from two disk-like support bodies 3 which are arranged at equal distances from the roller center 2 and each of which merges outwardly into a stub axle 4. The roller core is thus formed from two sections, each of these sections being able to form a uniform workpiece designed as a cast or forged body. Each stub axle 4 protrudes outwards beyond the associated casing end 5 and, together with the adjoining support body, forms a section of the two-part roller core. If necessary, however, the stub axles 4 can also be combined to form a continuous axle.
The free length of each jacket end 5 protruding outward over the outer edge 3a of the associated support body 3 corresponds at least approximately to the free length of the jacket piece between the inner edge 3b of this support body and the roll center 2.
When under pressure, the hollow roller has three bending maxima of correspondingly much smaller absolute values instead of a single deflection maximum located in the middle of the roller, as is the case with known hollow rollers.
As shown in the drawing, greatly exaggerated, with a pressure load Q, indicated by the arrows drawn and evenly distributed over the entire length of the roll shell 1, deflection maxima fl of at least approximately the same size result at the two shell ends 5 and in the middle of the roll 2. In the case of a somewhat stable design of the roller jacket 1, these deflection maxima are actually so small that this jacket retains its cylindrical shape with sufficient accuracy, which in the unloaded state results in an apex line X-X.
The hollow roller is suitable for all purposes for which hollow rollers come into consideration, in particular for all types of rolling machines for squeezing, smoothing, satin finishing, printing or embossing of continuous material webs or plate-like structures, such as sheet metal or wooden panels, metal or plastic foils, textile or paper webs or the like.