CH657396A5

CH657396A5 - Walzenaggregat fuer papier- und andere materialbahnen.

Info

Publication number: CH657396A5
Application number: CH4343/82A
Authority: CH
Inventors: Josef Dr Pav; Reinhard Wenzel; Wimmar Schmitz
Original assignee: Kleinewefers Gmbh
Priority date: 1981-08-12
Filing date: 1982-07-16
Publication date: 1986-08-29
Also published as: US4498383A; SE447664B; DE3131799C2; IT1155902B; IT8268010A0; CA1181621A; IT8253622V0; JPS622079B2; FI822689L; GB2105497B; FI822689A0; DE3131799A1; GB2105497A; SE8204609D0; FI69667B; SE8204609L; JPS5854095A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Walzenaggregat für Papier- und andere Materialbahnen mit wenigstens einer elastischen Walze, die zumindest an ihrer Oberfläche aus viskoelastischem oder gummielastischem Material besteht und mit einer Gegenwalze einen Spalt bildet, wobei die eine Walze einen Walzenmantel aufweist, der von einem drehfest gehaltenen Träger durchsetzt und von einer am Träger angeordneten Mantelstützvorrichtung mit änderbaren Lagerkräften abstützbar ist. Die Erfindung ist insbesondere für Kalander interessant, kann aber auch für Druckwerke, Walzwerke und andere Anwendungszwecke benutzt werden.

Bei einem bekannten Walzenaggregat dieser Art in der Form eines Kalanders (DE-OS 2 737 346) werden jeweils zwei elastische Walzen symmetrisch von beiden Seiten gegen eine harte Walze gedrückt. Zum Zweck der Durchbiegungs-Kompensation in einer durch die Achsen der zusammenwirkenden Walzen bestimmten Ebene ist zwischen Träger, Walzenmantel und zwei vom Träger gehaltenen Längsleisten ein sich über die gesamte Walzenlänge erstreckender Druckraum vorgesehen, der von einem ersten hydraulischen Druck beaufschlagbar ist. Ausserdem ist zur Durchbiegungs-Kompensation in Schwerkraftrichtung an der Oberseite des Trägers ein sich über die gesamte Walzenlänge erstreckender Gleitschuh vorgesehen, der durch einen zweiten hydraulischen Druck gegen den Innenumfang des Walzenmantels drückbar ist.

Der Walzenmantel besteht aus einer Hohlachse und einem

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viskoelastischen Bezug aus einem Fasermaterial, wie Papier. Es ist aber auch bekannt, solche Bezüge aus mit Kunststoff getränktem Traggewebe herzustellen, gegossene oder extru-dierte Kunststoffe als Bezugsmaterial einzusetzen oder einen gummielastischen Kunststoff zu verwenden.

Die Oberflächentemperatur solcher elastischer Walzen weist über deren Länge erhebliche Unterschiede auf, die zwischen 8 und 30° liegen. Die dabei auftretenden Temperaturspitzen können zu einer Zerstörung der Oberflächenschicht führen. Ausserdem ergibt sich über die Walzenlänge ein Temperaturprofil, das zu einer unterschiedlichen Beeinflussung der Materialbahn führt. Diese Temperaturunterschiede findet man unabhängig davon, ob die elastische Walze mit einer Durchbiegungsausgleichsvorrichtung versehen ist oder nicht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Walzenaggregat der eingangs beschriebenen Art anzugeben, mit dem an der Oberfläche der elastischen Walze ein Temperaturprofil erzielbar ist, das in gewünschter Weise auf vorbestimmte Bahndaten Einfluss nimmt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass eine Temperaturmessvorrichtung vorgesehen ist, die über die axiale Walzenlänge Ist-Temperaturen feststellt, welche der Oberflächentemperatur der elastischen Walze entsprechen, dass die Mantelstützvorrichtung mehrere über die Länge des Trägers verteilte Lagerelemente aufweist, dass eine Regel Vorrichtung vorgesehen ist, die die mit Hilfe der Lagerelemente erzeugten Lagerkräfte so ändert, dass die Ist-Temperaturen einem durch eine Temperatur-Führungsgrösse vorgegebenen Temperaturprofil entsprechen, und dass weitere Fühler zur Messung von Daten der Materialbahn vorgesehen sind und diese Daten der Regelvorrichtung als Hilfsgrösse zur Festlegung des Temperaturprofils zugeführt werden.

Die Erfindung geht von der Überlegung aus, dass das vis-koelastische oder gummielastische Material der elastischen Walze während des Betriebs fortwährend verformt und die hierbei auftretende Formänderungsenergie zum grossen Teil in Wärme umgesetzt wird. Diese Verformung ist über die Länge der Walze nicht gleichmässig. Sie hängt unter anderem von dem Dicken- und Feuchtigkeits-Profil, also der Massenverteilung, der Materialbahn und von der Verformung der Walze durch an ihr angreifende Kräfte ab, wie den am Umfang angreifenden Antriebskräften, dem Eigengewicht und den durch Walzenzapfen und Lager gebildeten überhängenden Gewichten. Ausserdem verschiebt sich bei viskoelastischen Materialien das Stoffverhalten durch Erhöhung ihrer Temperatur und Feuchtigkeit in Richtung viskos.

Dadurch, dass die in Längsrichtung nebeneinander angeordneten Lagerelemente den Walzenmantel in Abhängigkeit von der Oberflächentemperatur der elastischen Walze belasten, kann die Verformung des Bezuges so geregelt werden, dass ein gewünschtes Temperaturprofil entsteht. Hierbei kann die Temperatur-Führungsgrösse konstant sein oder sich über die Länge der Walze ändern ; sie kann zeitlich variabel sein oder gleich bleiben. Sie wird durch zusätzliche Grössen, nämlich gemessene Eigenschaften der Materialbahn, beeinflusst. Das Profil der Ist-Temperatur wird daher in Abhängigkeit von vorbestimmten Daten der Materialbahn geregelt. Solche Daten sind beispielsweise das Dicken- oder Feuchtigkeitsprofil, also die Massenverteilung, der Materialbahn oder die Härte des Materialbahnwickels. Insbesondere kann die Regelvorrichtung einen Rechner enthalten, der das Temperaturprofil unter Berücksichtigung der Hilfs-Grösse berechnet.

Die Regelung kann zusätzlich so ausgelegt v/erden, dass Temperaturspitzen fortfallen, die bisher häufig zu Verbrennung und damit zu einer Zerstörung des Bezuges führten ; hierdurch steigt die Lebensdauer der elastischen Walze. Ausserdem ist es möglich, die Linienkraft zwischen der elastischen Walze und der Gegenwalze und/oder die Umfangsgeschwindigkeit der elastischen Walze ganz wesentlich zu erhöhen, ohne dass Beschädigungen am Bezug zu erwarten s sind. Daher kann eine so geregelte elastische Walze auch innerhalb eines Anlagenaggregats, z.B. einer Papiermaschine, im sogenannten «inline»-Betrieb, eingesetzt werden.

Die Temperaturmessvorrichtung kann mehrere über die Länge der elastischen Walze verteilte Fühler aufweisen. Es io besteht aber auch die Möglichkeit, mindestens einen längs der elastischen Walze axial verschiebbaren Fühler vorzusehen. Es können aber auch andere Temperaturen als Ist-Temperaturen gemessen werden, wenn diese der Oberflächentemperatur der elastischen Walze unter den gegebenen is Betriebsverhältnissen eindeutig entsprechen. So kann beispielsweise die Temperaturmessvorrichtung auch Ist-Tempe-raturen der Materialbahn über deren Breite messen.

Die Lagerkräfte können auf die verschiedenste Art erzeugt werden. Bekannt sind insbesondere elektromagnetisch oder 20 hydrostatisch wirkende Lagerelemente. Bei Verwendung elektromagnetisch wirkender Lagerelemente sollte die Regel-vorrichtung die Erregerströme beeinflussende Stellglieder steuern. Bei Verwendung hydrostatisch wirkender Lagerelemente sollte die Regelvorrichtung die hydraulischen Drücke 25 beeinflussende Stellglieder steuern.

Besonders günstig ist es, wenn die in Axialrichtung verteilten Lagerelemente je mindestens zwei in Umfangsrichtung versetzte Lagerabschnitte aufweisen, die in Abhängigkeit von der Regelvorrichtung mit unterschiedlichen Lager-30 kräften arbeiten. Mit solchen in Umfangsrichtung versetzten Lagerabschnitten ist es möglich, Querverformungen der elastischen Walze, wie sie insbesondere aufgrund der am Umfang angreifenden Antriebskräfte auftreten, zu kompensieren und allein schon durch die bessere Ausrichtung der 35 den Spalt begrenzenden Flächen die Verformung des

Bezuges über die Länge der elastischen Walzen zu vergleich-mässigen.

Mit Vorteil ist dafür gesorgt, dass jedes Lagerelement einen Lagerschuh aufweist, der in seiner der Innenfläche des 40 Walzenmantels zugewandten Lagerfläche mindestens zwei in Umfangsrichtung versetzte, mit unterschiedlichen Drücken beaufschlagbare taschenartige Lagerabschnitte aufweist und durch mindestens zwei in Umfangsrichtung versetzte, zwischen Träger und Lagerschuh geschaltete Kolben-45 Zylinder-Einheiten gegen den Walzenmantel gedrückt wird. Mit einem solchen Lagerschuh können Kräfte auf den Walzenmantel aufgebracht werden, die sowohl eine Komponente in der die Achsen der benachbarten Walzen durchsetzenden Ebene als auch eine Komponente senkrecht hierzu haben, so Insbesondere sollten die Seitenwände der Lagerschuhe parallel zueinander verlaufen und dicht benachbart sein. Der Abstand dieser Lagerschuhe kann insbesondere weniger als 20 oder gar 10% der Breite eines Schuhes betragen. Entsprechend gross können die taschenartigen Lagerabschnitte sein. 55 Der Walzenmantel ist daher über den überwiegenden Teil seiner Länge abgestützt. Es genügen verhältnismässig kleine hydraulische Drücke, um die geforderten Lagerkräfte aufzubringen.

Des weiteren kann der Walzenmantel an den Enden auf so Lagern gehalten sein, die in der durch die Achsen von elastischer Walze und Gegenwalze bestimmten Ebene radial auf dem Träger geführt sind. Das bedeutet, dass auch an den Walzenenden eine wählbare Zusammendrückung des Walzenbezuges möglich ist.

65 Mit Vorteil ist dafür gesorgt, dass die Mantelstützvorrichtung den Walzenmantel der elastischen Walze abstützt. Obwohl es auch möglich ist, die Lagerelemente im Inneren einer harten Gegenwalze anzuordnen, ist es doch zu bevor

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zugen, die Mantelstützeinrichtung der elastischen Walze zuzuordnen, weil ihr Walzenmantel in der Regel mit geringeren Kräften verformt werden kann.

Günstig ist es auch, wenn weitere Fühler zur Messung von Daten über die Querdeformation der elastischen Walze vorgesehen sind und diese Daten zur Festlegung der Aufteilung der Lagerkräfte bei den in Umfangsrichtung versetzten Lagerabschnitten der Regelvorrichtung zugeführt werden. Mit Hilfe dieser Fühler wird erreicht, dass die Querdeformation der elastischen Walze kompensiert wird und in dem dann genau ausgerichteten Spalt eine definierte Zusammendrückung des Bezuges erfolgt. Insbesondere kann die Regelvorrichtung einen Rechner enthalten, der die Aufteilung der Lagerkräfte anhand der zugeführten Daten berechnet.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist dafür gesorgt, dass die Gegenwalze eine der elastischen Walze entsprechende zweite elastische Walze ist. Da in beiden elastischen Bezügen durch Walkarbeit Wärme erzeugt wird, ist eine kontrollierte Wärmebehandlung der Materialbahn von beiden Seiten möglich.

Zweckmässigerweise steuert die Regelvorrichtung die Lagerelemente der beiden elastischen Walzen so an, dass die Lagerkräfte in jeder Querschnittsebene einander entgegengesetzt gleich sind. Dies führt zu einer gleichmässigen Verformung der beiden elastischen Bezüge. Wenn die Walzen im übrigen gleich aufgebaut sind, kann man die einander gegenüberliegenden Lagerelemente mit dem gleichen Signal ansteuern.

Ausserdem empfiehlt es sich, dass die beiden elastischen Walzen den gleichen Durchmesser haben. Hiermit wird erreicht, dass die Materialbahn auf beiden Seiten über gleich grosse Flächen mit den elastischen Walzen in Berührung steht.

Bei einer anderen Ausführungsform ist eine harte Walze als Gegenwalze für mindestens zwei elastische Walzen ausgebildet. Da jede elastische Walze für sich regelbar ist, kann eine Materialbahn auf kleinstem Raum mit unterschiedlichen Temperaturen behandelt werden. Es ist vorteilhaft, die harte Gegenwalze mit einer Temperierungsvorrichtung auszurüsten.

Mit Vorteil liegen die Achsen der harten Walze und zweier elastischer Walzen in einer Ebene. Da die Lagerkräfte der elastischen Walzen einander entgegengerichtet sind, ergibt sich eine sehr einfache Führung der beweglich gelagerten Walzen. Die Durchbiegung der harten Walze ist in der Regel so gering, das eine Kompensation überflüssig ist.

Die Erfindung wird nachstehend anhand in der Zeichnung dargestellter, bevorzugter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Ansicht, teilweise im Schnitt, einer elastischen und einer harten Gegenwalze eines Kalanders mit zugehöriger Regeleinrichtung

Fig. 2 einen Querschnitt durch die Walzen der Fig. 1,

Fig. 3 eine der Fig. 2 entsprechende Darstellung mit den dort auftretenden Kräften,

Fig. 4 eine noch stärker vereinfachte Ansicht, teilweise im Schnitt, zweier elastischer Walzen eines Kalanders mit zugehöriger Regeleinrichtung,

Fig. 5 einen Querschnitt durch eine weitere Ausführungsform mit zwei elastischen Walzen und

Fig. 6 einen Querschnitt durch zwei elastische Walzen und eine gemeinsame harte Gegenwalze.

In Fig. 1 ist eine harte Gegenwalze 1 und eine elastische Walze 2 veranschaulicht, die zusammen einen Spalt 3 zur Behandlung einer Materialbahn bilden. Die Gegenwalze 1 besteht aus Hartguss und ist mit ihren Lagerzapfen 4 und 5 in entsprechenden Lagern 6 bzw. 7 drehbar gehalten, die in nicht veranschaulichten Kalanderständern fest oder verschiebbar angeordnet sind.

Die elastische Walze 2 besitzt einen Walzenmantel 8, der aus einer Hohlachse 8a und einem viskoelastischen Bezug 9 besteht. Der Bezug verhält sich teilweise wie ein elastischer Körper und teilweise wie ein viskoser Körper. Er kann in üblicher Weise aus aufeinandergeschichteten und gepressten Blättern oder Bändern aus Papier oder ähnlichen Faserstoffen, aber auch aus mit Kunststoff getränktem Traggewebe, einem Kunststoffguss oder einem Kunststoff-Extru-sionskörper oder einem gummielastischen Material bestehen. Den Walzenmantel 8 durchsetzt ein Träger 10, dessen Zapfen 11 über einen Kugelkopf 12 drehfest in einem Lager 13 des Kalanderständers und dessen Zapfen 14 über einen Kugelkopf 15 drehfest in einem Lager 16 des Kalanderständers gehalten ist. Der Walzenmantel ruht mit seinen Enden über Rollenlagern 17 bzw. 18 auf Lagerringen 19 bzw. 20, die auf Führungsflächen 21 bzw. 22 geführt sind. Diese Führungsflächen verlaufen parallel zu der die Achsen der Walzen 1 und 2 durchsetzenden Ebene. Der Walzenmantel 8 ist daher relativ zum Träger 10 in der durch Achsen der Walzen 1 und 2 bestimmten Ebene verstellbar. Ausserdem ist zwischen Träger 10 und Walzenmantel 8 eine Mantelstützvorrichtung 23 vorgesehen, die aus einer Vielzahl von über die Länge der Walze 2 verteilten Lagerelementen 24 besteht, mit deren Hilfe Lagerkräfte auf den Walzenmantel 8 aufgebracht werden.

Jedes Lagerelement 24 weist einen Lagerschuh 25 auf, der mit einer Lagerfläche 26 am Innenumfang 27 des Walzenmantels 8 anliegt. In der Lagerfläche sind zwei in Umfangsrichtung versetzte taschenartige Lagerabschnitte 28 und 29 vorgesehen. Zwischen Träger 10 und Lagerschuh 25 befinden sich zwei in Umfangsrichtung versetzte Kolben-Zylinder-Einheiten 30 und 31, die je einen am Träger befestigten Kolben 32 bzw. 33 und einen im Lagerschuh vorgesehenen Zylinder 34 bzw. 35 aufweisen. Letztere sind über Drosselkanäle 36 bzw. 37 mit den zugehörigen Lagerabschnitten 29 bzw. 28 verbunden. Ausserdem stehen sie über Kanäle 38 bzw. 39 mit entsprechenden axialen Zuleitungskanälen 40 bzw. 41 im Träger 10 in Verbindung. Die Seitenwände 42 und 43 jedes Lagerschuhs 25 sind parallel zueinander angeordnet. Zwischen benachbarten Lagerschuhen 25 ist ein sehr kleiner Zwischenraum 44 vorgesehen.

Eine TemperaturmessVorrichtung 45 weist mehrere fest angeordnete Temperaturfühler 46 auf, die an der Oberfläche des Bezuges 9 anliegen oder einen sehr kleinen Abstand hiervon haben. Über Leitungen 48 wird ein die Ist-Temperatur darstellendes Signal, also die Regelgrösse, einer Regelvorrichtung 49 zugeführt und dort mit einem Temperaturprofil verglichen, das durch eine Temperatur-Führungsgrösse vorgegeben ist. Diese Temperatur-Führungsgrösse kann beispielsweise durch am Eingang 52 eingestellte Werte bestimmt sein. Weitere Fühler 50 dienen der Messung der Dicke der Materialbahn; ihre Daten werden als Hilfsgrössen an Eingänge 51 der Regelvorrichtung 49 geleitet, um gegebenenfalls die Temperatur-Führungsgrösse und damit das Temperaturprofil zu beeinflussen. Ein Eingang 53 erlaubt die Eingabe weiterer, das gewünschte Temperaturprofil beeinflussender Hilfsgrössen, beispielsweise die Massenverteilung der Materialbahnen und/oder die Härte des Wickels. Ein Fühler 54 vermag die Querdeformation der elastischen Walze 2 festzustellen und gibt über die Leitung 55 ein entsprechendes Signal an die Regeleinrichtung 49. Diese weist einen Rechner auf, der aus der Differenz von Temperatur-Führungsgrösse und Regelgrösse Stellsignale zur Abgabe über Leitungen 56 berechnet. Er kann auch aus der Grösse am Eingang 52 und/oder den Hilfsgrössen an den Eingängen s

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51 und/oder 53 eine Temperatur-Führungsgrösse für gewünschtes Temperaturprofil berechnen. Er kann ferner die Aufteilung der Lagerkräfte in Umfangsrichtung in Abhängigkeit vom Dateneingang 55 ermitteln. Die Leitungen 56 führen zu Stellgliedern 57, die Druckeinstellvorrichtungen aufweisen. Von diesen Stellgliedern geht eine Vielzahl von hydraulischen Druckleitungen 40,41 aus,

welche gruppenweise zu den Kolben-Zylinder-Einheiten 30, 31 und den nachgeschalteten taschenartigen Lagerabschnitten 28, 29 führen.

Die Hohlachse 8a kann aus Metall oder aus Kunststoff bestehen. Sie ist so dimensioniert, dass einerseits keine plastische Verformung durch äussere Kräfte auftritt, die während der Herstellungsverfahren und während des Betriebes auf sie wirken, dass sie aber andererseits leicht partiell durch die Lagerelemente elastisch verformt werden kann. Damit vollkommen rotationssymmetrische Verhältnisse auftreten, sind keine mechanischen Hilfen, wie Passfeder o. dgl., zur Verdrehsicherung des Bezuges 9 vorgesehen. Die Mantelstützvorrichtung kann im übrigen eine Form haben, wie sie bei Durchbiegungsausgleichsvorrichtungen bereits bekannt oder vorgeschlagen ist, beispielsweise aus DE-OS 2 942 002 oder aus der deutschen Patentanmeldung P 3 022 491.

Auf diese Weise wird eine räumliche, d.h. dreidimensionale Deformationsregelung ereicht und die resultierende Kraft präzise so eingestellt, dass die von den Fühlern 46 gemessenen Ist-Temperaturen einem gewünschten Temperaturprofil entsprechen. Dieser Zustand wird aufrechterhalten, auch wenn sich die Betriebsverhältnisse im einzelnen ändern oder durch Einbau einer neuen Walze andere Parameter eingeführt werden. Da für die gewünschte Temperatureinstellung nur die im Inneren der elastischen Walze vorgesehenen Stützelemente wirksam gemacht werden müssen, ist eine individuelle Regelung unabhängig von den mit der elastischen Walze zusammenwirkenden Walzen möglich. Darüber hinaus kann mit der Mantelstützvorrichtung 23 der gesamte Liniendruck aufgebracht werden, wenn sowohl die Lager 6,7 der harten Walze 1 als auch die Lager 13,16 des Trägers 10 im Betrieb ortsfest fixiert sind.

Über die in einer Querschnittsebene auftretenden Kräfte gibt Fig. 3 Auskunft. Hier ist, genauso wie in Fig. 2, angenommen, dass die elastische Walze 3 nicht senkrecht unter der harten Walze 1, sondern seitlich zur Vertikalebene versetzt angeordnet ist. Das Koordinatensystem ist so angelegt, dass die x-Achse in Tangentialrichtung des Spaltes und die y-Achse in der die Walzenachsen durchsetzenden Ebene verläuft. Im Spalt soll eine radiale Linienkraft Q vorhanden sein, die zu einer definierten Temperatur des Bezuges 9 führt. In Tangentialrichtung ist im Hinblick auf die Drehmomentübertragung eine Tangentialkraft Fr vorhanden, welche versucht, die elastische Walze 2 in x-Richtung zu verformen. Dem taschenartigen Lagerabschnitt 28 wird ein solcher Druck zugeführt, dass der hierdurch gebildete Stützabschnitt eine Lagerkraft Fl hervorruft, während dem taschenartigen Lagerabschnitt 29 ein solcher Druck zugeführt wird, dass in dem durch ihn gebildeten Stützabschnitt die Lagerkraft Fr herrscht. Ausserdem ist das Gewicht G der elastischen Walze 2 zu berücksichtigen. Die genannten Lagerkräfte Fl, Fr und G haben in der x-Richtung die Komponenten Flx, Frx und Gx sowie in y-Richtung die Komponenten FLy, FRy und Gy. Die optimale Regelung erfolgt so, dass die Summe aller sich in x-Richtung erstreckenden Kraftkomponenten gleich Null ist. Hierdurch ist sichergestellt, dass die elastische Walze 2 keine Querdurchbiegung erfährt und er Spalt 3 genau geradlinig ist. Die Kräfte sind ferner so bemessen, dass die Summe aller

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in y-Richtung verlaufenden Kräfte eine resultierende Lagerkraft Ry ergibt, die der Kraft Q entgegengerichtet ist, deren Grösse bestimmt und so eingeregelt wird, dass sich eine für die gewünschte Temperatur passende Zusammendrückung s des Bezuges 9 ergibt.

Die harte Gegenwalze 1 kann ihrerseits mit einer Heizoder Kühlvorrichtung versehen sein, um eine zusätzliche Temperaturbeeinflussung zu erzielen.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 4 werden für dieselben io oder entsprechende Teile um 100 erhöhte Bezugszeichen gegenüber den Fig. 1 bis 3 verwendet. Es sind zwei elastische Walzen 101 und 102 vorgesehen, die den gleichen Aufbau haben. Dementsprechend sind die Bezugszeichen in der Walze 101 jeweils mit einem Apostroph versehen. Bei diesem 15 Walzenaggregat sind elektromagnetische Lagerelemente 124 und 124' vorgesehen, die nur schematisch dargestellt, aber beispielsweise aus DE-OS 2 851 747 bekannt sind. Sie erzeugen jeweils eine Lagerkraft F bzw. F'. Dementsprechend sind die Stellglieder 157 als Stromeinstellvorrichtung 20 ausgebildet. Sie können so arbeiten, dass die Erregerströme für einander zugeordnete Lagerelemente 124,124' mit gleichgrossen Erregerströmen beschickt werden.

Beiden elastischen Walzen ist je ein ihre Oberflächentemperatur abtastender Messfühler 146 bzw. 146' zugeordnet. Diese Messfühler sind auf durch Pfeile angedeuteten Bahnen 158 bzw. 158' über die gesamte Länge der Walzen 102 bzw. 101 hin und her verfahrbar und geben die dabei aufgenommenen Temperatursignale über die Leitungen 147 bzw. 147' 3# an dieTemperaturmessvorrichtung 145 weiter. Die Betriebsweise dieser Anordnung ist ähnlich derjenigen in Fig. 1, mit dem Unterschied, dass die elastischen Beläge 109 und 109' beider Walzen durch kontrollierte Walzarbeit eine gewünschte Temperatur annehmen.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 5 werden um 200 J gegenüber den Fig. 1 bis 3 erhöhte Bezugszeichen verwendet, die für die Walze 201 zusätzlich einen Apostroph erhalten. Aus dieser Fig. ist ersichtlich, dass man die Anordnung der Fig. 2 auch bei Verwendung zweier elastischer Walzen 201 und 202 verwenden kann, wobei dann je ein Walzenmantel 40 208 bzw. 208' mit zugehörigem Träger 210 bzw. 210' und Lagerelementen 224 bzw. 224' vorgesehen sind.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 6 werden um 300 gegenüber den Fig. 1 bis 3 erhöhte Bezugszeichen benutzt, 45 wobei diejenigen für die rechte Walze zusätzlich einen Apostroph erhalten. Bei diesem Ausführungsbeispiel wirkt eine harte Walze 301 als gemeinsame Gegenwalze für zwei elastische Walzen 302 und 302'. Beide weisen einen Walzenmantel 308 bzw. 308' auf, der einen elastischen Bezug 309 so bzw. 309' besitzt und von einem Träger 310 bzw. 310' durchsetzt wird. Wiederum sind lediglich Lagerkräfte F bzw. F' angedeutet, um zu zeigen, wie der Walzenmantel 308 bzw. 308' gegen die harte Gegenwalze 301 gedrückt wird. Die Achsen Mi, M2 und M3 der drei Walzen liegen in einer 55 gemeinsamen Ebene. Im Betrieb können mehrere solcher Walzenaggregate nebeneinander oder übereinander angeordnet werden, so dass die Materialbahn nacheinander unterschiedlich beeinflusst werden kann.

Es ist auch möglich, den Walzenmantel in Form eines 60 selbsttragenden Bezuges herzustellen, also auf eine Hohlachse zu verzichten. Solche selbsttragenden Mäntel sind besonders für niedrigere Steckenlast geeignet. Bei Verwendung einer elektromagnetischen Lagerung muss allerdings eine magnetisierbare bzw. leitfähige Schicht eingearbeitet 65 sein.

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6 Blatt Zeichnungen

Claims

657396 PATENTANSPRÜCHE

1. Walzenaggregat für Papier- und andere Materialbahnen mit wenigstens einer elastischen Walze, die zumindest an ihrer Oberfläche aus viskoelastischem oder gummielastischem Material besteht und mit einer Gegenwalze einen Spalt bildet, wobei die eine Walze einen Walzenmantel aufweist, der von einem drehfest gehaltenen Träger durchsetzt und von einer am Träger angeordneten Mantelstützvorrichtung mit änderbaren Lagerkräften abstützbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine Temperaturmessvorrichtung (45, 145) vorgesehen ist, die über die axiale Walzenlänge Ist-Temperaturen feststellt, welche der Oberflächentemperatur der elastischen Walze (2; 101,102; 201,202; 302,302') entsprechen, dass die Mantelstützvorrichtung (23, 123,123') mehrere über die Länge des Trägers (10; 110, 110' ; 210,210' ; 310,310') verteilte Lagerelemente (24,224,224') aufweist, dass eine Regelvorrichtung (49,149) vorgesehen ist, die die mit Hilfe der Lagerelemente erzeugten Lagerkräfte so ändert, dass die Ist-Temperaturen einem durch eineTempe-ratur-Führungsgrösse vorgegebenen Temperaturprofil entsprechen, und dass weitere Fühler (50) zur Messung von Daten der Materialbahn vorgesehen sind und diese Daten der Regelvorrichtung (49) als zusätzliche Grösse zur Festlegung des Temperaturprofils zugeführt werden.

2. Walzenaggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperaturmessvorrichtung (45) mehrere über die Länge der elastischen Walze verteilte Fühler (46) aufweist.

3. Walzenaggregat nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die TemperaturmessVorrichtung (145) mindestens einen längs der elastischen Walze (2,101,102) axial verschiebbaren Fühler (146,146') aufweist.

4. Walzenaggregat nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelvorrichtung (149) bei Verwendung elektromagnetisch wirkender Lagerelemente die Erreger-Ströme beeinflussende Stellglieder (157) steuert.

5. Walzenaggregat nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelvorrichtung (49) bei Verwendung hydrostatisch wirkender Lagerelemente die hydraulischen Drücke beeinflussende Stellglieder (57) steuert.

6. Walzenaggregat nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die in Axialrichtung verteilten Lagerelemente (24; 224,224') je mindestens zwei in Umfangsrichtung versetzte Lagerabschnitte (28,29 ; 228, 228', 229,229') aufweisen, die in Abhängigkeit von der Regelvorrichtung (49; 149) mit unterschiedlichen Lagerkräften arbeiten.

7. Walzenaggregat nach Anspruch 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Lagerelement (24) einen Lagerschuh (25) aufweist, der in seiner der Innenfläche (27) des Walzenmantels (8) zugewandten Lagerfläche (26) mindestens zwei in Umfangsrichtung versetzte, mit unterschiedlichen Drücken beaufschlagbare taschenartige Lagerabschnitte (28,29) aufweist und durch mindestens zwei in Umfangsrichtung versetzte, zwischen Träger (10) und Lagerschuh geschaltete Kolben-Zylinder-Einheiten (30,31) gegen den Walzenmantel gedrückt wird.

8. Walzenaggregat nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenwände (42,43) der Lagerschuhe (25) parallel zueinander verlaufen und dicht benachbart sind.

9. Walzenaggregat nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Walzenmantel (8) an den Enden auf Lagerringen ( 19,20) gehalten ist, die in der durch die Achsen von elastischer Walze und Gegenwalze (1,2) bestimmten Ebene radial auf dem Träger (10) geführt sind.

10. Walzenaggregat nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Mantelstützvorrichtung

(23; 123,123') den Walzenmantel (8a, 108a, 108a') der elastischen Walze (8 ; 101,108) abstützt.

11. Walzenaggregat nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelvorrichtung (49; 149) einen Rechner enthält, der das Temperaturprofil unter Berücksichtigung der zusätzlichen Grösse berechnet.

12. Walzenaggregat nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet. dass weitere Fühler (54) zur Messung von Daten über die Querdeformation der elastischen Walze (2) vorgesehen sind und diese Daten zur Festlegung der Aufteilung der Lagerkräfte bei den in Umfangsrichtung versetzten Lagerabschnitten (28,29) der Regelvorrichtung (49) zugeführt werden.

13. Walzenaggregat nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Regel Vorrichtung (49; 149) einen Rechner enthält, der die Aufteilung der Lagerkäfte anhand der zugeführten Daten berechnet.

14. Walzenaggregat nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Gegen walze (101) eine der elastischen Walze (102) entsprechende zweite elastische Walze ist.

15. Walzenaggregat nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Regel Vorrichtung (149) die Lagerelemente (124,124') der beiden elastischen Walzen (101,102)so ansteuert, dass die Lagerkräfte (F, F') in jeder Querschnittsebene einander entgegengesetzt gleich sind.

16. Walzenaggregat nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden elastischen Walzen (101,

102 ; 201,202) den gleichen Durchmesser haben.

17. Walzenaggregat nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass eine harte Walze (301) die Gegenwalze für mindestens zwei elastische Walzen (302, 302') ist.

18. Walzenaggregat nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Achsen (Mi, M2, M3) der harten Walze (301) und zweier elastischer Walzen (302,302') in einer Ebene liegen.