CH620277A5

CH620277A5 -

Info

Publication number: CH620277A5
Application number: CH649377A
Authority: CH
Inventors: Peter Hold; John Crossley Hinchcliffe
Original assignee: Usm Corp
Priority date: 1976-05-26
Filing date: 1977-05-26
Publication date: 1980-11-14
Also published as: JPS52144562A; GB1578885A; JPS6024328B2; CA1055285A; FR2352598A1; IT1084353B; DE2722912C2; DE2722912A1; BR7703401A; US4007522A; FR2352598B1

Description

Die Erfindung betrifft eine Walze mit steuerbarer Auslenkung, mit einer Welle, die nahe ihrer Enden eine Traganordnung aufweist, mit einer um die Welle drehbar gelagerten Mantelwalze, wobei zwischen Mantelwalze und Welle sich ein radialer Zwischenraum befindet, und wenigstens einem Kolben, der in einem sich in Längsrichtung in der Welle erstreckenden Schlitz angeordnet ist, wobei der Schlitz eine Radialbewegung des Kolbens in Richtung auf die innere Oberfläche der Mantelwalze zulässt.

Nach dem Stand derTechnik ist eine Anordnung zum Auslenken der inneren, sich nicht drehenden Welle einer Walze bekannt, wobei Auslenkfühler die Grösse der Biegung steuern und die innere Welle sich so biegt, dass jeder Auslenkung des Walzenmantels entgegengewirkt wird. Es sind auch ringförmig oder toroidal geformte flexible Membranteile bekannt, die am radial äusseren Ende von den Mantel tragenden Teilen angebracht sind, die selbst in der inneren, sich nicht drehenden Welle angeordnet sind, um die Membran gegen den äusseren Mantel zu pressen. Die wulstförmig oder ringförmig ausgebildete Membran erzeugt ein anpassbares hydrostatisches Lager, das gegen die innere Oberfläche des äusseren Mantels wirkt, um den äusseren Mantel gleichförmig abzustützen und Auslenkungen, die durch äussere Belastungen verursacht werden, zu verringern oder aufzuheben oder den Mantel auf vorbestimmte Weise auszulenken.

Ferner ist eine Walze mit steuerbarer Auslenkung bekannt, die einen oder mehrere radial wirkende Druckabgabekolben aufweist. Jeder Kolben weist dabei an seinem radial äusseren Ende einen Lagerpuffer mit einer gekrümmten Oberfläche auf, welche die Innenfläche des Walzenmantels trägt, wobei ein Druckfluid als hydrostatisches Lager dazwischen erzeugt wird.

Eine andere bekannte Walze besitzt eine Anordnung aus Kolben und einem hydrostatischen Lagerschuh für den Walzenmantel. Der Schuh ist drehbar am äusseren Ende des Kolbens befestigt, und der Kolben wird radial gleitend in der sich nicht drehenden inneren Welle gehalten.

In noch einer weiteren Vorveröffentlichung ist eine Walze für eine Walzenmühle beschrieben, bei der getrennte Reihen von hydrostatischen Lagern im mittleren Teil des Walzenmantels eine grössere Lagerkraft aufnehmen können. Ein weiteres Beispiel für den Stand der Technik besitzt einen Kolben, der eine hydrostatische Lagerfläche für einen Walzenmantel besitzt, wobei das Lager in einem geringen Mass neigbar ist und mit einem Druckfluid von einem Servomotor versorgt wird. Der Kolben ist innerhalb der sich nicht drehenden Welle schwimmfähig.

Der Stand der Technik umfasst also eine Anzahl von Lösungen des Problems, eine Lagerabstützung für einen Walzenmantel zu schaffen. Dabei weisen viele der bekannten Vorrichtungen eine unnötig komplizierte Geometrie ihrer Kolben auf, und einige haben den potentiellen Nachteil, dass sie unter Betriebsbedingungen instabil sind, insbesondere dann, wenn grossen Auslenkungen des Walzenmantels zu begegnen ist, die ein Teil der bekannten Vorrichtungen nicht korrigieren kann. Durch keine der bisher bekannten Vorrichtungen wird das Konzept gelehrt, radial innerhalb von radial bewegbaren Kolben mit Druck beaufschlagbare Membranen anzubringen, wobei die Kolben selbst eine Schwenkbewegung in Längsrichtung in einer mit Schlitz versehenen, sich nicht drehenden Welle ausführen können.

Aufgabe der Erfindung ist daher die Schaffung einer Walze mit steuerbarer Auslenkung, die unter Vermeidung, der vorste

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hend aufgezeichneten Nachteile besonders sicher arbeiten kann und dennoch relativ einfach aufgebaut sein kann.

Die erfindungsgemässe Walze der eingangs genannten Art ist gekennzeichnet durch ein ausdehnbares Bauteil in der Welle im Bereich des inneren Endes des Kolbens und einen hydrosta- <-tischen Lagerschuh, der auf dem äusseren Ende des Kolbens angeordnet ist und sich in den Zwischenraum erstreckt und die innere Oberfläche der Mantelwalze beaufschlagt, wobei der Schlitz ein Schwenken des Kolbens zulässt, während dieser sich in radialer Richtung bewegt, während er eine Bewegung des m Kolbens in Umfangsrichtung der Welle verhindert.

Der Walzenmantel ist also drehbar um eine sich vorzugsweise nicht drehende Welle angebracht. Die Welle enthält eine Kolbenanordnung, wobei das radial äussere Ende des bzw.

jedes Kolbens einen hydrostatischen Lagerschuh aufweist, der den Walzenmantel von innen trägt. Das radial innere Ende des bzw. jedes Kolbens kann auf einer aufblasbaren Blase angeordnet sein, die Druckfluid von einer Quelle erhalten kann und eine Menge des Druckfluids in der Blase enthalten kann. Ein Teil des Druckfluids kann dabei durch eine Leitung in der Blase und im "" Kolben fHessen, um den Lagerschuh zu schmieren und/oder ein hydrostatisches Lager zu bilden. Die Kolben und ihre jeweiligen aufblasbaren Blasen können im Abstand in einem in Längsrichtung verlaufenden Kanal angeordnet sein, der in einen Teil der Welle geschnitten sein kann, der dem Bereich des abzustützenden Mantels gegenüberligt. In dem Kanal können zwischen benachbarten Kolben-Blasen-Anordnungen Blöcke gleitend im Abstand zueinander angebracht sein, die die Kolben-Blasen-Anordnungen eingrenzen und eine Schwenkung der Kolben-Blasen-Anordnungen innerhalb des Kanals in der Welle zulassen, die aufgrund einer Auslenkung in der Welle auftritt, die durch Belastung des Walzenmantels hervorgerufen wird.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend anhand der Zeichnung näher erhäutert. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine Längsschnittansicht eines Walzenmantels, der von innen mit Kolben abgestützt wird,

Fig. 2 eine Schnittansicht nach der Linie II-II in Fig. 1 und

Fig. 3 ist eine Ansicht ähnlich Fig. 2, die den in seinem Zylinder aufgrund der Ausdehnung seiner unter Druck gesetzten Blase ausgefahrenen Kolben zeigt.

In Fig. 1 ist eine Walze 10 mit gesteuerter Auslenkung mit einer Vielzahl von hydrostatischen Kolbenanordnungen 12 dargestellt. Diese hydrostatischen Kolbenanordnungen 12 sind zur radialen Bewegung in einer sich nicht drehenden inneren Welle 14 angeordnet. Die Welle 14 kann von im allgemeinen kreisförmigem Querschnitt sein und wird an beiden Enden von Traglagern 16 gelagert. Jedes Lager 16 kann von einem Walzgerüst 18 oder einem Gerüstabschnitt, wie dargestellt, gehalten werden oder kann in einem beweglichen Bauteil getragen werden.

Ein äusserer Walzenmantel 20 ist um die sich nicht drehende innere Welle 14 drehbar gelagert. Die Lagerung erfolgt in Traglagern 22, die an jedem Ende des Mantels 20 zwischen dem Mantel und der inneren Welle 14 angeordnet sind. Im Bereich jedes Traglagers 22 für den Aussenmantel sind mehrere Ringdichtungen 24 vorgesehen, die von einer Dichtungshalte-rung 26 gehalten werden.

Mehrere Druckfluidzuführkanäle 28 und 30 führen unter Druck stehendes Fluid aus einer nicht dargestellten Druckquelle ,,o durch etwa die Mitte der sich nicht drehenden Welle 14 zu einer Reihe von Fluidspeiseleitungen 32, von denen jede zu einer mit Druck beaufschlagbaren Blase 34 führt. Das Fluid, das in die Leitungen 28 und 30 eintritt, kann verschiedene Drücke aufweisen, die entsprechend dem gewünschten Grad der Steuerung „5 irgendeiner Auslenkung, die an einem beliebigen Punkt entlang des Mantels 20 notwendig ist, variabel sind. Jede mit Druck beaufschlagbare Blase 34 ist gegen das radial nach innen gerichtete Ende eines Kolbens 36 angeordnet, den jede hydrostatische Kolbenanordnung 12 aufweist. Jede Blase 34 wird durch Fluid unter Druck gesetzt, das durch die jeweilige Fluidspeiseleitung 32 eintritt und die Blase ausdehnt, um eine radial gerichtete Bewegung des Kolbens 36 hervorzurufen. Hierdurch wird ein hydrostatischer Lagerpuffer 38, der an dem radial äusseren Ende jedes Kolbens 36 angeordnet ist, in Richtung zu der inneren Oberfläche des äusseren Walzenmantels 20 und gegen ihn gepresst. Eine Druckverminderung innerhalb der Blase 34 lässt den Lagerpuffer 38 aus seiner unter Druck stehenden Stellung zurückkehren. Es wurden lediglich die Zuführleitungen 28 und 30 dargestellt, jedoch kann eine beliebige Anzahl von Leitungen vorgesehen sein, was allein von dem gewünschten Ausmass der veränderlichen Steuerung abhängt.

Die Blasen 34 sind unter Druck setzbare, ausdehnbare und zusammenziehbare Teile aus einer elastomeren Substanz, z.B. Polyurethan. Jedoch kann auch anderes dehnbares Material an seiner Stelle verwendet werden. In jeder Blase 34 ist ein Kern 40 dargestellt, der aus irgendeinem geeigneten festen oder durchlässigen Metall oder Kunststoffmaterial hergestellt sein kann und der vorzugsweise so voluminös ist, dass er das Zusammenfallen der Blase 34 in einen flachen Zustand verhindert. Jedoch kann der Kern fortgelassen werden, ohne ernstlich die Wirkungsweise der Blase 34 zu beeinträchtigen. Nur die radial innere Seite jedes Kerns 40 ist mit der entsprechenden Fläche in der Blase 34 verbunden, was erlaubt, dass sich sowohl die Seiten als auch das radial äussere Ende der Blase 34 ausdehnen, wenn die Blase unter Druck gesetzt wird. Eine in Fig. 2 dargestellte Leitung 42 ist durch das radial innere Ende der Blase 34 und in den Blasenkern 40 geschraubt. Das radial innere Ende der Leitung 42 ist jeweils in eine der Fluidspeiseleitungen 32 einge-passt, um unter Druck stehendes Fluid in jede Blase 34 zu leiten. Eine Drossel oder Kapillare 44 ist durch die radial äussere Fläche der Blase 34 bei M geformt, um Druckfluid aus dem Inneren der Blase 34 aufzunehemen, wobei sich die Kappi-lare 44 teilweise durch einen Kanal 46 in dem zugeordneten Kolben 36 erstreckt. Der Kanal 46 erstreckt sich bis zu einer Ausnehmung 48 in dem Lagerpuffer 38, wo das austretende Fluid seine Schmierwirkung entfaltet. Im allgemeinen ist der Lagerpuffer 38 als gewölbtes Zylindersegment geformt, was eine reibungslose Abstützung der Innenseite des Walzenmantels 20, an den er angepasst ist, gestattet.

Jede hydrostatische Kolbenanordnung 12 weist im allgemeinen rechteckigen Querschnitt auf und ist in einem Kanal 50 aufgenommen, der sich in Längsrichtung entlang der inneren, sich nicht drehenden Welle 14 erstreckt. Je ein Abstandsblock 52 ist gleitend innerhalb des Kanals 50 zwischen benachbarten Kolbenanordnungen 12 angebracht. Zwischen jedem Abstandsblock 52 und den ihm benachbarten hydrostatischen Kolbenanordnungen 12 ist ein kleines seitliches Spiel oder freier Raum vorgesehen. Die Seiten 53 des Abstandsbloeks 52 nächst der Kolbenanordnung 12 können auch zueinander nicht parallel oder nach innen abgeschrägt ausgebildet sein, um eine leichte Schwenk- oder Kippbewegung der Kolbenanordnung 12 zuzulassen. Der Block 52 kann auch aus einem elastischen Material hergestellt sein, das ein leichtes Nachgeben erlaubt, wenn eine benachbart angebrachte hydrostatische Kolbenanordnung 12 aufgrund einer Auslenkung in dem äusseren Walzenmantel 20 einen seitlichen Druck darauf ausübt.

Eine Ablaufleitung 54 mit einem Fluidaufnahmekanal 56 führt, wie in Fig. 2 dargestellt, das Fluid von den Puffern 38 zur Druckquelle zurück, um das Fluid wieder zu den hydrostatischen Kolbenanordnungen 12 führen zu können. Im Betrieb der Walze tritt das Fluid in die Blasen 34 ein und lässt sie gemäss dem Druck, der durch das Fluid ausgeübt wird, sich ausdehnen. Dadurch vergrössern sich die Blasen, wie in Fig. 3 dargestellt. Die Querschnittsfläche der Blase 34 ist geringer als die Oberflä

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che des hydrostatischen Lagerpuffers 38. Die auf den Lagerpuffer 38 durch die Blase 34 ausgeübte resultierende Kraft ist so angepasst, dass sie entgegengesetzt gleich der resultierenden Kraft ist, die auf das radial äussere Ende des Kolbens 36 wirkt, um Gleichgewicht zu erhalten. Dieses Gleichgewicht wird deshalb erreicht, weil das unter Druck stehende Fluid aus dem Inneren der Blase 34 durch die Drossel 44 fliesst, wo der Druck auf einen Wert erniedrigt wird, der ein Gleichgewicht ermöglicht. Bei diesem Wert ist die Strömung des unter Druck stehenden Fluids, vorzugsweise öl, durch die Drossel 44 gleich der Strömung des Fluids über die Oberfläche des hydrostatischen Lagerpuffers.

Da Druckfluid in der elastichen Blase 34 enthalten ist, kann die hin- und hergehend angeordnete hydrostatische Kolbenanordnung 12 in der Längsebene, die den Kanal 50 umfasst, kippen oder schwenken und sich an die Innenseite des sich drehenden Walzenmantels 20, unabhängig von irgendeiner Auslenkung der inneren, sich nicht drehenden Welle 14, in der sich die hydrostatische Kolbenanordnung 12 bewegt, anpassen. Die Auslenkung der Welle kann durch das Gewicht des Walzenmantels 20 selbst oder durch irgendein Material, das darauf drückt, wie auch durch Belastungen aufgrund von Druckwalzen 58 hervorgerufen werden, die gegen den Walzenmantel 20 wirken, wie in Fig. 2 dargestellt.

Die Zeichnung zeigt somit einen Mechanismus zum Entge-s genwirken von Auslenkungen in Walzenmänteln, wobei Kolben von im allgemeinen rechteckiger Querschnittsform, die auf aufblasbaren Blasen angeordnet sind, in einem Längskanal in einer sich nicht drehenden Welle kippen können, um eine der Auslenkung entgegenwirkende Kraft auf einen im Betrieb belasteten m äusseren Walzenmantel, der nach Möglichkeit im nicht ausgelenkten Zustand arbeiten sollte, ausüben zu können. In diesem Mechanismus ist allgemein wenigstens ein druckausübendes Bauteil in einem Schlitz, der sich in Längsrichtung entlang einer stationären Welle erstreckt, um die ein äusserer Walzenmantel li drehbar gelagert ist, angeordnet. Ebenfalls in diesem Schlitz angeordnete, gleitbare Abstandsblöcke legen jedes druckausübende Bauteil entlang dem Schlitz fest und lassen ein radiales Gleiten des Bauteiles im Schlitz zu, damit sich dieses genau an die innere Oberfläche des Walzenmantels anpassen kann und .'n ein genau steuerbares Ansprechen der druckausübenden Bauteile auf jede Auslenkung der Welle möglich ist.

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2 Blatt Zeichnungen

Claims

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PATENTANSPRÜCHE

1. Walze mit steuerbarer Auslenkung, mit einer Welle ( 14), die nahe ihrer Enden eine Traganordnung (16) aufweist, einer um die Welle drehbar gelagerten Mantelwalze (20), wobei sich zwischen Mantelwalze und Welle ein radialer Zwischenraum s befindet, und wenigstens einem Kolben (36), der in einem sich in Längsrichtung in der Welle erstreckenden Schlitz (50) angeordnet ist, wobei der Schlitz (50) eine Radialbewegung des Kolbens (36) in Richtung auf die innere Oberfläche der Mantelwalze (20) zulässt, gekennzeichnet durch ein ausdehnbares Teil ui (34) in der Welle ( 14) im Bereich des inneren Endes des Kolbens (36) und einen hydrostatischen Lagerschuh (38), der auf dem äusseren Ende des Kolbens (36) angeordnet ist und sich in den Zwischenraum erstreckt und die innere Oberfläche der Mantelwalze (20) beaufschlagt, wobei der Schlitz (50) ein Schwenken des Kolbens (36) zulässt, während dieser sich in radialer Richtung bewegt, während er eine Bewegung des Kolbens (36) in Umfangsrichtung der Welle ( 14) verhindert.
2. Walze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das ausdehnbare Teil eine aufblasbare Blase (34) zur Aufnahme von Druckfluid aufweist.
3. Walze nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der bzw. jeder radial bewegliche Kolben (36) und sein ausdehnbares Teil (34) an eine eigene Druckfluidleitung (32) angeschlossen sind. :>
4. Walze nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass Abstandsblöcke (52) in dem längs ausgerichteten Schlitz (50) zwischen benachbarten radial beweglichen Kolben (36) angeordnet sind, welche Abstandsblöcke (52) in dem Schlitz (50) gleitbar sind. ™
5. Walze nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Blase (34) wenigstens teilweise mit einem Kern (40) gefüllt ist, um eine Mindestgrösse der Blase (34) aufrechtzuerhalten.
6. Walze nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstandsblöcke (52) aus einem elastischen Material beste-hen, das ihre Kontraktion aufgrund des Drucks, der durch Bewegungen der Kolben (36) in axialer Richtung der Welle (14) hervorgerufen wird, zulässt.
7. Walze nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass 4() der sich in Längsrichtung erstreckende Schlitz (50) nur in einem Teil der Länge der Welle (14) angeordnet ist und an seinen Enden Schultern aufweist.
8. Walze nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Kolben (36) einen hydrostatischen Lagerpuffer (38) an 45 seinem äusseren Ende aufweist, auf die Einwirkung von Druckfluid auf sein inneres Ende anspricht und einen durchgehenden Kanal (46) mit einer Drossel (44) für die Fluidströmung in der Nähe seines radial äusseren Endes aufweist, um ein Entweichen einer geringen Menge an Druckfluid zu ermöglichen, während 50 das Druckfluid den beweglichen Kolben (36) radial bewegt, und dass jeder Abstandsblock (52) freien Raum an seinen Seiten (53) hat, um ein Schwenken des Kolbens (36) in dem Schlitz (50) zuzulassen, um zu ermöglichen, dass sich der hydrostatische Lagerpuffer (38) an jede Auslenkung der Welle ( 14) in der " Mantelwalze (20) anpasst.
9. Walze nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckfluid, das auf das innere Ende des Kolbens (36)

einwirkt, in einer aufblasbaren Blase (34) enthalten ist.
10. Walze nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die aufblasbare Blase (34) in Fluidverbindung mit der Drossel (44) steht.
11. Walze nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein regulierbares Druckfluid jedem Kolben (36) zugeführt ist.
12. Walze nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die aufrechtstehenden Wände der Abstandsblöcke (52) gegeneinander abgeschrägt sind und ein Spiel geben, das eine

Schwenkung des Kolbens (36) während der Auslenkung der Welle ( 14) zulässt.