CN102203441A - 用于可旋转的并且通过振动激励可沿其旋转轴线的方向移动的辊子，尤其是机架辊的轴承结构及用于控制这种辊子的运行方式的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种轴承结构(5)，其用于一个可旋转的、通过振动激励可沿其旋转轴线(R)移动的并且在两侧分别借助一个包括至少一个向心滑动轴承的轴承装置(5.1、5.2)支承在机架(3)上的辊子(2)，尤其是在制造料幅的机器(40)中的机架辊(2`)。按本发明，所述轴承装置(5.1、5.2)的向心滑动轴承设计为液力向心滑动轴承(6.1、6.2)。此外，本发明还涉及一种用于运行这样支承的辊子(2、2`)的方法。

Description

用于可旋转的并且通过振动激励可沿其旋转轴线的方向移动的辊子,尤其是机架辊的轴承结构及用于控制这种辊子的运行方式的方法

本发明涉及一种轴承结构，其用于可旋转的并且通过振动激励可沿其旋转轴线的方向移动的并且在两侧分别借助一个包括至少一个向心滑动轴承的轴承装置支承在机架上的辊子，尤其是在制造料幅的机器中的机架辊。

在制造料幅，尤其是纸幅、纸板幅或薄纸幅形式的纤维幅面的机器中，使用径向轴承来支承可旋转的辊子，其导引环绕的网毯和/或料幅。对于制造纤维幅面的机器中的机架辊，即一般是机器内部的第一个支承筛网的辊子，为了改善成型效果，借助振动机构使该辊子进行横向于机器纵向的来回运动，尤其是振动。然而，需要在实施和设计辊子轴承装置时考虑到这种附加的运动可能性，并且可以按照不同的方式方法确保该运动可能性。在最简单的情况下，为此选择机械的方法，即，辊子的轴颈支承或悬挂在板式弹簧单元上。然而，偏转的弹簧交变的回复力同样会激励轴承周围的功能元件，尤其是流浆箱和网部使其振动，由此干扰成型过程并且不利地影响料幅的特性。另一个缺点在于，除了真正要振动的辊子之外，其配属的轴承装置，尤其是轴承壳以及支承轴承的元件，例如机架或桁架也会共同振动，从而在此形成了一个需要很高驱动功率的、很大的振动质量。此外，这些部件所需的共同振动导致不会产生调谐的振动，因为不对称布置的部件也一同振动，尤其在振动频率超过450冲程/分钟时。因此在已知的实施方案中，使用特别的圆柱滚子轴承。通过固定在旋转辊颈上的圆柱形内圈在圆柱滚子上滚压并且同时轴向滑移，由圆柱滚子承接了轴向移动。圆柱滚子在固定的轴承外圈中轴向地导引。然而因为轴承外圈包括圆柱滚子、轴承壳和轴承支承架沿轴向不运动，所以待振动的质量相对弹簧支承的机架辊减小。所有的轴向可移动的零件相对与辊子中轴线重合的辊子旋转轴线对称地布置。然而，内圈和圆柱滚子之间的摩擦力会引发流浆箱和网部振动，这对纸的质量产生不利的影响。该摩擦力随着辊子转速的降低而增大，因此在可以激活振动之前，需要根据真正的振动负载设置滚子的最小转速。这种解决方案维护成本高并且轴承的可用性差。

此外，应用使用静压轴承元件的轴承结构。这种轴承元件具有至少一个用于支承一个轴，尤其是轴颈的至少一个二级滑移面的一级滑移面和至少一个用于本身支承在轴承二级支承面上的一级支承面，其中，在一级滑移面的区域内设有至少两个润滑穴(Schmiertasche)并且在一级支承面的区域内设有至少两个轴承油室(Lagertasche)，其在运行中可以这样加入流体，使得可以分别在各滑移面和各支承面之间形成静压间隙。这种轴承元件由专利申请公开说明书EP 0535137B1在先公开。这种静压轴承元件与所使用的流体的工作压力相应地产生一个对辊子的反作用力。缺点是，在这种轴承中给各滑移面和各支承面之间的间隙等量地供应流体并且在缺乏供给时会降低滑移面之间和支承面之间的间隙高度。当油循环润滑中断时还会使轴承锁闭。另一个缺点在于，流体动力在运行状态中使得间隙扩大。

因此，本发明所要解决的技术问题是，这样改进用于辊子，尤其是用于开头所述类型的可振动的机架辊的轴承装置，以避免所述缺点。按本发明的解决方案应当以较少的构造耗费在允许辊子轴向运动，即沿辊子的旋转轴线运动的同时实现最佳地支承径向负载。

按本发明的解决方案通过权利要求1的特征部分表示出。有利的设计方案在各从属权利要求中说明。在权利要求26中记载了一种按本发明的用于控制这样支承的辊子的运行方式的方法。

一种轴承装置，其用于可旋转的并且通过振动激励可沿其旋转轴线移动的并且在两侧分别借助一个包括至少一个向心滑动轴承的轴承装置支承在机架上的辊子，尤其是用于在制造料幅的机器中的可振动的机架辊，按照本发明，轴承装置的向心滑动轴承设计为液力向心滑动轴承。

设置液力向心滑动轴承的优点是，通过该轴承仅承载由包绕辊子的网毯的拉力和辊重量引起的径向负载，其中，同时保证辊子仅在基于液体摩擦形成的很小的摩擦中就能相对向心滑动轴承自由地轴向移动。为此，液力向心滑动轴承包括至少一个至少间接地位置固定地布置在机架上的轴套，辊子的轴颈在形成沿围绕该轴颈的圆周方向横截面可变的轴承间隙的情况下偏心地设置在所述轴套中。此处轴套是指一个具备轴承壳功能或直接支承在轴承壳中的元件。轴颈是支承在轴套中的元件。在辊子中，轴颈一般指轴的端部。这个轴的端部可以为实心型材或空心型材构件。此外，轴颈也可以指抗扭地与辊子耦连的、通过轴承装置支承在轴套中的元件。

这种液力向心滑动轴承的工作方式基于所谓的液力润滑油楔(hydrodynamischer Schmierkeil)的原理，该液力润滑油楔在给轴承间隙加入相应的工作介质，尤其是润滑剂时以变窄的横截面由偏心地布置在轴承壳中的轴颈构成。为此，通过一条或多条通向轴承间隙的输送通道给轴承间隙输送润滑剂，尤其是润滑油。这种输送可以直接地尤其是通过轴套或间接地通过容纳轴套的轴承壳进行。这种通过轴套的输送由于位置固定的布置而具有易实现的优点。为此，可以包括一个或多个润滑孔、润滑穴、环形槽或圆周槽。理论上也可以考虑备选的、通过轴颈的导引。

润滑剂的输送以尤其有利的方式在轴承装置的未承载区域，即在轴承装置与重力方向相反的区域内进行，该区域一般相当于在安装位置中旋转轴线上方的区域。在此，可以将沿圆周方向不超过180度的整个区域并因此将两个上部的象限用于布置。在辊子旋转时，旋转中的轴颈致使润滑油被输入到收缩的轴承间隙中。然后在负载区域形成油压，其适于将轴颈从轴套上抬起而支承在润滑膜上。在此，除了初始状态中的固体摩擦状态外，还会经过混合摩擦的状态，直到实现轴颈与轴套表面不接触的完全浮动摩擦。在这种功能状态中，轴承装置无磨损地工作并且因为此处是液体摩擦所以轴向作用力较小。

每个液力向心滑动轴承配有一个润滑剂输送系统和/或导引系统。该润滑剂输送系统和/或导引系统有利地指循环系统，其包括一个用作润滑剂源的润滑剂存储器和一个回路，该回路带有一条可与轴承间隙连接的入行线路和一条至少间接连接轴承间隙与润滑剂存储器的回行线路以及一个用于在回路中输送润滑剂的装置，其中，回路可以设计成开式或闭式的。

按第一种实施方案，每个液力向心滑动轴承在此配有一个带有用于保持润滑剂循环的器件的润滑剂输送系统和/或导引系统。那么，两个系统要么自给自足，即可以被独立地控制或驱动，要么在尤其有利的实施方案中通过控制技术相互强制耦连。在最后所述的情况下，优选以相似的方式控制两个系统，以保证辊子两侧具有相同的情况。两种可能性的优点是，可以在辊子两侧根据具体要求以最佳的方式承接轴承力。

在一种有利的实施方案中，各液力向心滑动轴承共同配有用于在轴承装置的润滑剂输送系统和/导引系统中保持润滑剂循环的器件。在这种情况下，可以功能集中地将大量通道、导管连接装置和回路的功能元件分别同时用于各液力向心滑动轴承。

在一种尤其有利的改进方案中，各轴承装置配有一个公共的润滑剂输送系统和/或导引系统。润滑剂导引的耗费可以由此再次减至最少。只需要在该回路内部设置用于根据各种要求将润滑剂输送给各轴承的器件。

为了尽可能与各种要求相应地满足液力轴承的润滑剂需求(这种需求根据工作参数，如轴承负载、辊子转速、温度和润滑剂粘稠度会有很大变化)，用恒定的压力驱动循环装置。这按本发明通过压力调节器件实现。该器件一般布置在润滑剂输送系统和/或导引系统的、导引至液力向心滑动轴承的入行线路中，尤其布置在轴承间隙之前，并且可以根据导引线路设计得不同。

在第一种实施方案中，压力调节器件包括一个用于在导引至轴承间隙的入行线路中测量压力的装置，其中，测得的压力值在传输装置中被处理并且转换成用于控制一个布置在润滑剂输送系统和/或导引系统中的、用于保持循环的供油装置的调节信号。在第一种实施方案中，传输装置在此可以包括一个将一个确定的压力值转化为相应的调节信号的简单传输件但也可以包括一个控制和/或调节装置，其中，所述任务可以由整个润滑剂输送系统和/或导引系统的控制和/或调节装置承担。

在一种改进方案中，用于压力调节的器件包括位于入行线路中的限压阀。由此确保输入压力不会超过允许压力。通过将润滑剂导引至回行线路来降低压力。在另一种实施方案中，用于压力调节的器件包括至少一个位于入行线路中的减压阀或带有出口的调压阀。

各调压阀优选通过外界控制进行操纵。

按有利的方式，在润滑剂输送系统和/或导引系统中集成至少一个用于维持应急运行的溢流容器。该溢流容器布置在轴承装置水平面的上方并且在一种尤其有利的实施方案中具有一个用于监测液位水平的装置，以便尤其识别出润滑剂输送的停止。在最简单的情况下，该器件包括一个用于至少间接测出液位高度、尤其是带有两个开关点的浮子开关形式的装置，其中第一开关点配属于溢流容器的最小液位值，而第二开关点略低于溢流液平面(亦即最大液位)。若在接通润滑剂输送之后到达第二开关点，则确认了润滑剂被输送给向心滑动轴承。滤网驱动器可以启动。然而若液面降低至溢流液平面的下方，则滤网驱动器在一段固定的时间间隔后或在事先达到第一开关点时断开。

为了在润滑剂输送停止时也能保证应急运行直到关闭整个机器，溢流容器优选布置在轴承装置的水平面上方，优选在辊子旋转轴线的上方，并且因此在溢流容器中的润滑剂平面的特点是明显比在轴承间隙中的润滑剂平面高。在润滑剂输送停止时，润滑剂从溢流容器中流出经由溢流容器与轴承间隙的连接装置要么直接地要么经由优选设置的冷却回路的冷却通道返回到液力向心轴承，因此轴承间隙继续由润滑剂填充并且保持了液压动力。

以尤其有利的方式，各润滑剂输送系统和/或导引系统还包括至少一条集成的冷却回路，其在利用给轴承间隙输送润滑剂的导管连接的情况下在轴承间隙的旁路中导引体积支流经过溢流容器。体积支流通过向心滑动轴承，尤其是轴套或抗扭地与其耦连的元件之上和/或之中相应的冷却通道、导管或槽进行导引并且一方面用于直接冷却这些部件，另一方面还用于更换润滑剂。唯一的冷却通道或各条冷却通道与润滑剂输送系统和/或导引系统的入行线路耦连。此外，分别在该冷却通道的端部区域设置一个与溢流容器连接的连接装置，以便多余的介质被导出或可以在一条回路中被导引用于冷却。保持润滑剂循环的泵装置和冷却槽的横截面设计成，在每个运行状态中达到期望的、用于液力轴承间隙的润滑剂输送压力。这种输送压力优选在1至3bar的范围内。

按第一种实施方案，从入行线路中流出的待输送给冷却通道和轴承间隙的润滑剂通过轴套内部相应的导引线路和导引通道，例如通过一根带有至少两条分支的中央输送导管进行分流，所述至少两条分支分别至少与一条冷却通道和轴承间隙耦连。

在一种备选的实施方案中规定，为了填充溢流容器，体积流的分离在轴套外部进行。这样的优点是明显简化了润滑剂至轴承间隙的导引。

此外，液力向心滑动轴承优选包括一个壳体并且通过轴承盖在两侧封闭。该两侧的轴承盖相对于轴颈密封地设置，其中，可以设置接触式或非接触式的密封装置。优选使用至少在一个方向上密封的密封装置，其中，这个在一个方向上密封的密封装置进行密封从而防止润滑剂从液力轴承中流出。在一种有利的改进方案中规定，使用其它密封装置或组合的密封装置，其额外地也允许杂质从外部进入轴承间隙或与之耦连的空间中。

在尤其有利的实施方案中，在至少一个推力轴承处支承轴向力。该推力轴承配属于辊子的端侧并且可以与向心滑动轴承一起构成一个结构单元。推力轴承可以设计成不同类型。该推力轴承可以是滚动轴承或滑动轴承。它在尤其有利的实施方案中配属于辊子的指向用于振动激励的驱动机器的端侧。

按本发明的轴承结构以尤其有利的方式适用于所谓的振动机架辊中。在此，按本发明在第一方法步骤中，当接通，尤其是激活机器时，确保了尤其通过供油装置的驱动在润滑剂输送系统和/或导引系统中循环地输送润滑油。根据转速和在润滑剂输送系统和/或导引系统中润滑剂的特性分别调节形成适当的、致使轴颈抬升离开轴承壳的动液压。当达到分离转速(即大于该转速时轴颈和轴承壳的接触就肯定消除)时，可以附加地按本领域技术人员已知的所谓斯特里贝克曲线(Stribeck曲线)实现沿水平方向，即平行于辊子的旋转轴线的振动激励。

输送至轴承间隙的体积流优选在该轴承间隙之前分流，其中，第一体积支流输送给轴承间隙，而第二体积支流用于冷却。通过溢流容器实现从冷却通道到润滑剂存储器的回行线路。在此，当辊子运行时需要进行调整，使得除了原本的支承功能还额外地保证冷却功能，以避免轴承过度磨损和腐蚀。与之相应地至少监测润滑剂输送系统和/或导引系统在润滑剂方面的状态。在润滑剂输送中断或停止的情况下，阻止辊子可能的振动。可以通过为此配有判定液位高度的装置的溢流容器识别该停止。随即根据润滑剂输送系统和/或导引系统内部的状态阻止或允许振动激励。

按本发明的解决方案不限于所示的实施方案。这尤其涉及液力向心滑动轴承的结构。它在最简单的情况下仅由轴承壳和轴颈构成，其中，这些部件可以由相应的、形式为壳体或轴端部的构件构成。同样可以考虑并因此不排除其它的可能。因此，轴颈和轴承壳这个概念基本上在其功能方面理解并且不受具体结构的实施方案的约束。

此外，这还涉及向心滑动轴承相对轴颈或辊子密封的密封装置的具体结构设计方案，其中，在沿平行于辊子旋转轴线和与其垂直的方向上均可以进行这种密封。在一种尤其有利的实施方案中，优选采用非接触式的密封装置，其特点是磨损很小并且因此它的生产和制造的要求也较低。通过该密封装置可以有针对性地防止杂质从外部进入轴承装置，尤其是进入液力向心滑动轴承中。

以下参照附图阐述按本发明的解决方案。在附图中：

图1a以前视图示出可旋转的、受到振动激励的辊子的布置和支承；

图1b以轴向截面示出按图1a的装置的局部；

图2表示按图1b的细节；

图3a至3c示出压力调节器件的不同可能性；

图4a至4d表示将润滑剂体积流分配到轴承间隙和溢流容器的可能的实施方案；

图5示出向心滑动轴承的密封装置的备选实施方案；以及

图6a和6b用信号流程图示出控制方法。

图1参照制造料幅，尤其是纸幅、纸板幅或薄纸幅形式的纤维料幅的机器1的局部以示意性的极其简化的图在机器1的前视图中示出布置在机器1的未进一步示出的成型装置40中的所谓机架辊2`形式的辊子2的支承结构和驱动装置。为了表示位置和各方向，在机器1的局部视图上设置了一个坐标系。X方向表示也称作机器方向MD并且与待制造的料幅运行方向一致的纵向，Y方向是垂直于X方向的方向，尤其是宽度方向CD。Z方向表示竖直方向上的延伸。机器1的局部在YZ平面上示出。

辊子2支承在机架3上，机架3分别由沿宽度方向相互间隔布置的机架件3.1和3.2组成，即布置在导引侧FS上并且沿机器1的纵向延伸的机架件3.1和布置在驱动侧TS上并且沿机器1的纵向延伸的机架件3.2。驱动侧TS相应于机器1的各功能元件的驱动单元所在的一侧。操作人员可以在导引侧FS接触各功能元件。例如可以给辊子2配设用于旋转运动的驱动机器4，此外，还配设一个本身已知的用于平行于旋转轴线R，尤其是沿旋转轴线R的方向导入振动的、使辊子2沿这个方向运动的振动装置39。通过传输器件38，尤其是振动杆与辊子2进行耦连。辊子2为此分别在驱动侧TS和导引侧FS通过轴承装置5.2或5.1支承在设置于该侧上的机架件3.2和3.1上。轴承装置5.1和5.2布置在辊子2两端侧的端部区域。若辊子2设计成所谓的振动机架辊2`，那么形成轴承结构5的轴承装置5.1和5.2必须设置成，使得该轴承装置适合于支承由导引环绕的网毯和/或纤维料幅以及辊重引起的径向负荷并且允许辊子2沿旋转轴线R的方向进行轴向运动。按本发明各轴承装置5.1和5.2分别包括至少一个液力向心滑动轴承6.1、6.2，其用于仅承载径向负载，并且同时使辊子2能够相对它在摩擦很小时自由地轴向运动。沿运动方向交变的振动力按本发明通过至少一个单侧连接在液力向心轴承6.1和/或6.2上的推力轴承7传递到辊子2上。在此，两个轴承装置5.1和5.2相对向心滑动轴承6.1、6.2优选以相似的方式构造，以便允许按最佳的方式沿轴向相应地运动。推力轴承7在此优选分配给驱动侧TS并因此分配给轴承装置5.2。

图1b借助YZ平面上的轴向截面在简化的示意图中表示分别在辊子2，尤其是按图1a的可振动机架辊2`两侧的轴承装置5.1和5.2的实施形式。轴承装置5.1、5.2以及辊子2彼此同轴地设置。辊子2以其轴颈8.1和8.2分别通过轴承装置5.1和5.2支承在机架3，尤其是机架件3.1和3.2中。液力向心滑动轴承6.1或6.2的特点在于，轴颈8.1或8.2或配有相应轴套的轴颈偏心地布置在一个位置固定地设置在机架件3.1、3.2中的轴套9.1或9.2中。在此，液力向心滑动轴承6.1、6.2的工作方式以收缩的轴承间隙10.1、10.2为基础，当添加润滑剂形式的工作介质，尤其是润滑油时，在这些轴承间隙中形成一个支承轴颈8.1、8.2的润滑油楔。该轴承间隙10.1、10.2自身在轴套9.1或9.2和偏心地布置在其中的轴颈8.1或8.2之间形成。当轴颈8.1或8.2旋转时，由于润滑剂中的剪应力将相应的体积流输送到轴承间隙10.1、10.2中。由于该体积流与轴承间隙10.1、10.2变窄的横截面的共同作用和由此形成的动液压压力分布而在轴颈8.1或8.2上施加了一个力。若该力足够大，它就致使轴套9.1或9.2和轴颈8.1或8.2分离，即，轴颈8.1或8.2在没有直接与轴套9.1或9.2接触的情况下在该轴套9.1或9.2中滑动。为此，各液力向心滑动轴承6.1或6.2与润滑剂输送系统和/或导引系统11.1或11.2耦连，其中，两个润滑剂输送系统和/或导引系统11.1、11.2优选使用共同的润滑剂储存容器30。各润滑剂输送系统和/或导引系统11.1或11.2具有各自用于保持润滑剂循环的器件，尤其是供油装置或泵装置、过滤装置、冷却装置。优选各润滑剂输送系统和/或导引系统11.1或11.2也可以与此处未详细示出的另一个回路，尤其是循环系统12耦连，其中，在该循环系统12中，润滑剂借助循环供油装置，尤其是泵P导引经过冷却装置，尤其是热交换器和其它功能构件，如过滤器。那么，润滑剂储存器30以打开或封闭的油箱的形式集成到循环系统12中。为了保证同样的运行条件，两个润滑剂输送系统和/或导引系统11.1或11.2优选相同地设计并且在其操纵方面强制耦合。

通过设置在循环系统12中的公共泵装置P或分别配给每个润滑剂输送系统和/或导引系统11.1或11.2的泵装置可以在各润滑剂输送系统和/或导引系统11.1或11.2中进行循环。在第一种情况下，需要根据两个润滑剂输送系统和/或导引系统11.1或11.2的需求设置输送功率并且使用一个泵装置就足够了。

为将润滑剂输送到轴承间隙10.1、10.2，各润滑剂输送系统和/或导引系统11.1或11.2分别包括一个导引润滑介质的导管或通道形式的入行路线13.1、13.2。用14.1、14.2表示在轴承间隙10.1、10.2和循环系统12之间的导引润滑介质的导管或通道形式的各回行线路。如所示的情况，可以直接地优选通过入行线路13.1、13.2相应的接口15.1、15.2或间接地通过其它功能单元与轴承间隙10.1、10.2，尤其是轴套9.1、9.2耦连。为冷却向心滑动轴承6.1、6.2，各冷却回路16.1、16.2优选集成到润滑剂输送系统和/或导引系统11.1、11.2中。

为维持应急运行并且容纳多余的润滑剂设置有溢流容器20.1、20.2。该溢流容器20.1、20.2与润滑剂输送系统和/或导引系统11.1或11.2的回行路线14.1、14.2耦连。轴承间隙10.1、10.2在此间接地通过设计用于冷却的通道与溢流容器20.1、20.2耦连。为此，在轴套9.1或9.2的外圆周上和/或其壁的内部设置有相互耦连的冷却通道17.1、17.2。用于冷却回路16.1、16.2的入行线路18.1、18.2由用于给轴承间隙10.1、10.2输送润滑剂的入行线路13.1、13.2构成。冷却回路16.1、16.2的回行线路19.1、19.2与各润滑剂输送系统和/或导引系统11.1或11.2的回行线路14.1、14.2耦合或部分地由其构成。因此，在冷却回路16.1、16.2中导引的润滑剂在润滑剂输送系统和/或导引系统11.1或11.2中的一条通往轴承间隙10.1、10.2的旁路中导引。为监测填充度，设有用于监测液平面的器件44.1、44.2。各溢流容器20.1、20.2布置在轴承间隙10.1、10.2的上方，优选沿垂直方向布置在旋转轴线R的上方，尤其优选布置在整个轴承装置5.1、5.2的上方。由此，在润滑剂输送停止的情况下，润滑剂可以从溢流容器20.1、20.2中流回至轴承装置5.1、5.2，尤其通过回行线路19.1、19.2流至冷却通道17.1、17.2并且通过该冷却通道17.1、17.2流至轴承间隙10.1、10.2，因此，向心滑动轴承6.1、6.2在这种状态下保持填满润滑剂并且可以至少暂时地继续保持其功能。

按本发明，液力向心滑动轴承6.1或6.2的润滑剂输送系统和/或导引系统11.1或11.2作为循环系统运行。然而，因为液力向心滑动轴承6.1或6.2的润滑剂需求与辊子2的运行参数，如轴承负载、转速、温度和润滑剂的粘稠度有关地剧烈变化，所以并不通过润滑剂量调节，而是按本发明通过压力调节驱动循环润滑。为此，在润滑剂输送系统和/或导引系统11.1或11.2内部设有用于调节压力的器件21.1、21.2，以保持液力向心滑动轴承6.1、6.2之前的压力不变，其中，可以改变轴承间隙中压力的分布。由此可以避免轴承结构在冷状态下在辊子2，尤其是机架辊2`低转速和负载时润滑剂溢流或在满载时向心滑动轴承6.1、6.2的润滑剂供给不足。为此，按本发明可以考虑不同的措施。在最简单的情况下，为此按图1b使用带有压力调节装置的压力调节阀。压力调节装置的其它变型方案示例性地在图3a至3c中示出。

图1b在此示出器件21.1、21.2的第一实施方案。器件21.1、21.2在图1b示出的实施方案中在入行线路13.1、13.2中并且因此也在用于冷却回路16.1、16.2的入行线路18.1、18.2中示例性地包括一个外界控制的、不会卸减出口压力的限压阀22.1、22.2，其中，当入行路线中的压力pvor小于P许可时该压力总是施加给液力向心滑动轴承6.1或6.2。更大的压力会被限制在压力p许可。

向心滑动轴承6.1、6.2具有形成轴套9.1、9.2或沿圆周方向包绕该轴套9.1、9.2的壳体24.1、24.2，并且该壳体沿轴向在相对旋转轴线R走向的两侧分别借助轴承盖23.11、23.12、23.21、23.22封闭。该轴承盖相对轴颈8.1、8.2密封地导引，其中，所使用的密封装置可以设计为接触式或非接触式密封装置。侧面流出的润滑剂，尤其是润滑油随即被收集到轴承盖23.11、23.12、23.21、23.22上并且经由回行线路14.1、14.2以一定压差优选无压力地导出。轴承盖23.11、23.12、23.21、23.22的密封分别通过密封装置25.11至25.22进行以至少防止润滑剂流出，优选也防止杂质进入。

为了密封以防止杂质进入，在向心滑动轴承6.1、6.2和可沿轴向移动并且旋转的辊子2，尤其是机架辊2`之间设有一沿轴向作用的迷宫式密封装置26.1、26.2。该迷宫式密封装置26.1、26.2可以至少以部分集成的构造方式与分别布置在辊子2该侧上的轴承盖23.11、23.21一体设计或集成为单独的结构单元。

此外，在图1b中可见配属于布置在驱动侧上的轴承装置5.2的推力轴承7。

图2是图1b中轴承装置5.1局部放大的示意性简化图。此处可见液力向心滑动轴承6.1、轴承壳24.1以及布置在其中的轴套9.1。在轴套9.1的外圆周27.1上布置有一个沿绕轴套9.1外圆周的圆周方向延伸的并且形成冷却通道17.1的槽。该槽与润滑剂输送系统和导引系统11.1的入行线路13.1耦连并且在另一端与冷却回路16.1的形成通向溢流容器20.1的回行线路19.1耦连。通过入行线路13.1为轴承间隙10.1和冷却回路16.1输送润滑剂。为此，通过入行线路13.1引入的体积流分流，并且第一体积支流V1输送给轴承间隙10.1，第二体积支流V2输送给冷却通道17.1。此处这种分流在轴承壳24.1的内部进行。在此，入行线路13.1和轴承间隙10.1、10.2之间可以通过一个或多个开口，尤其是轴套9.1中的润滑钻孔、润滑袋、环形槽或圆周槽耦连。在所示的情况下，在轴承壳24.1中设有一个从外圆周29经过它延伸到接口15.1和冷却通道17.1的连接通道28。该连接通道在轴承壳24.1的外圆周29上与入行线路13.1或18.1耦连并且分别分支地通入轴承壳24.1内圆周上的轴套9.1的接口15.1和冷却通道17.1。入行线路13.1优选通过润滑穴在未承载区域进行耦连，然而也可以(沿圆周方向看)相对于该未承载区域不超过±90度错位地进行耦连。该未承载区域在垂直方向上一般通过一个沿圆周方向的子区域表示，其设置在旋转轴线R的上方并且位于相对于旋转轴线R垂直定向的垂直线区域内。在辊子2，尤其是机架辊2`旋转时，旋转中的轴颈8.1将润滑剂，尤其是润滑油输送到收缩的轴承间隙10.1中。然后在承载区域中，即在旋转轴线R的下方形成现在使轴颈抬升离开轴套9.1并且支承该轴颈的油压。在这种状态中仍然存在混合摩擦状态。当高于所谓的分离转速nA(是指轴颈8.1与轴套9.1不产生接触的转速)时，通过支承的油膜实现轴颈8.1的外圆周31和轴套9.1的内圆周32的相对指向的表面之间的完全分离。在这种状态中存在纯液体摩擦或浮动摩擦。在高于该分离转速nA(即超过该转速时由动液压压力产生的力大到使得不再存在接触)的转速范围内，辊子2可以进行振动。向心滑动轴承6.1无磨损地工作，并且由轴颈8.1在轴套9.1内部的轴向相对运动产生的轴向作用力因为液体摩擦而相对较小。

通过轴承盖23.11和23.12防止润滑剂从向心滑动轴承6.1的侧面流出。为了相互耦连轴套9.1和轴承盖23.11、23.12之间的侧面空隙34.11、34.12，设有至少一条延伸经过轴承壳24.1或轴套9.1的连接通道33。作为连接通道33的备选，也可以按未示出的方式通过两个回行线路接口工作。形成向心滑动轴承6.1自由内腔的空隙34.11、34.12与回行线路14.1通过一个设置在轴承盖23.12中的、通向回行线路14.1上接口的连接孔35进行耦连。该连接孔沿径向和/或垂直方向在轴承盖23.11的在安装位置中位于旋转轴线R下方的区域内以一定落差延伸经过轴承盖23.11。回行线路14.1可与该连接孔连接。

冷却回路16.1的回行线路19.1通过溢流容器20.1实现。为此，回行线路19.1可通过至少一条沿径向经过轴承壳24.1延伸至外圆周29的连接通道36与冷却通道17.1耦连。

各轴承盖23.11和23.22的密封此处分别通过至少一个单侧作用的密封装置25.11、25.12实现。该密封装置25.11、25.12在所示情况下优选设计为接触式的密封装置，尤其是径向轴密封圈的形式。同样可以考虑其它实施方案，例如非接触式密封装置。此外可以看出，沿轴向在轴承盖23.12和辊子2，尤其是机架辊2`的端面2.1之间具有一个防止杂质进入向心滑动轴承6.1的非接触式作用的、迷宫式密封装置26.1形式的密封装置。该迷宫式密封装置在所示的情况下由两个迷宫轴环41和42构成。它们是布置在盘上的或与该盘一起构成一体式结构单元的各自呈环形的、并且沿轴向延伸的、直径不同的突起，其在形成沿轴向延伸的环形径向间隙的情况下彼此共轴地布置。在此，各环形突起这样布置并且定向，使得这些突起分别不与其环形突起接触地伸入另一个迷宫轴环42或41上的间隙中。在尤其有利的实施方案中，轴承侧的迷宫轴环42由轴承盖23.11一同构成。与该轴承侧的迷宫轴环42共同作用的迷宫轴环41与辊子2抗扭地连接。环形间隙沿轴向的延伸与辊子2沿旋转轴线R的方向的运动匹配，以便当辊子2的轴向偏转最大时迷宫轴环41和42不会发生接触。此外示出壳体37。

图3a至3c示例性地表示用于对向心滑动轴承6.1进行压力调节的器件21.1的其它实施方案。图3a示出具有设置在入行线路13.1中的压力变送器43的实施方案。该压力变送器用于测量一个至少间接表示在入行线路13.1中液力向心滑动轴承6.1之前的压力值pvor实际值的参数，优选直接测量该压力值pvor。根据所测得的压力值P_vor的实际值相应地控制保持润滑剂输送系统和/或导引系统11.1中循环的泵装置P的转速。该压力变送器43为此通过至少一个优选形式为控制/调节泵装置运行方式的器件46的传输件45耦连。那么器件46例如包括与泵装置P的执行装置，尤其是驱动器M耦连的控制装置。

冷却回路16.1的回行线路14.1和19.1与溢流容器20.1和液力轴承6.1以与图1b相似的方式耦连。

图3b表示一种具有在入行线路13.1中的调压阀47的实施方案。该调压阀47并不卸减出口压力，即没有出口并因此用作减压阀。只要有体积流在流动，则该减压阀使出口压力，即该阀后方的压力与调压阀47和循环系统12之间的连接区域内的入口压力无关地保持恒定，。因此，当流经压力阀47后存在压力p_vor或减小压力的p_vorsoll。由此，入行线路13.1可以直接与轴承间隙10.1耦连，其中，减压阀47集成在该入行线路13.1中。

器件21.1的一个备选实施方案在图3c中示出。它示出了具有与回行线路14.1耦连的出口49的调压阀48。

为了确保给液力向心滑动轴承6.1或6.2连续地输送润滑剂，给该液力向心滑动轴承6.1或6.2，尤其是轴承间隙10.1、10.2输送的体积流V，如图1b和2所述，划分成第一体积支流V1和第二体积支流V2。第一体积支流V1流入轴承间隙10.1、10.2中以确保液力润滑。第二体积支流V2流入布置在轴承水平面上方的溢流容器20.1、20.2中。该第二体积支流V2在正常运行中用于冷却轴套9.1、9.2和轴承壳24.1、24.2。共同的循环系统12的泵装置或润滑剂输送系统和/或导引系统11.1、11.2各自的泵装置和冷却通道17.1、17.2的横截面在此这样相互匹配，使得在各种运行状态中达到用于液力轴承间隙10.1、10.2的期望的润滑剂输送压力。在此，通常的输送压力处于1至3bar的范围内。在按图1b和2的实施方案中，当输送停止时，润滑剂从溢流容器20.1、20.2中流出经由冷却通道17.1、17.2返回至向心滑动轴承6.1、6.2，因此间隙10.1、10.2继续保持填充有润滑油并且保持了液压动力。由此，避免在轴颈8.1、8.2和轴套9.1、9.2之间出现固定摩擦或混合摩擦状态。输油压力降低到由于溢流容器和液力轴承6.1、6.2之间的测地学高度而形成的压力。然而在这种功能状态中，由于通常缺乏冷却而不能长时间运行。但具有足够的时间来检查并且关掉机器。

与图1b和2的实施方案相对地也可以考虑，在轴承装置5.1、5.2外部进行分流。例如为轴承装置5.1分流的可能性在图4a至4d中给出。轴承间隙10.1与入行线路13.1耦连。体积流V在向心滑动轴承6.1之前进行分支。第一体积支流导引至轴承间隙10.1，第二体积支流V2直接导引至溢流容器20.1。为此，回行导管19.1直接与入行线路13.1耦连。入行线路13.1与轴承间隙10.1通过一条在图4d中例示出的连接通道50进行连接，其延伸经过轴承壳24.1和轴套9.1直至轴承间隙10.1。然后，在入行线路13.1和溢流容器20.1之间的连接中设有相应的用于实现所需压力损失的器件51。在图4a中器件51包括至少一个固定的节流阀52。与此相对图4b表示带有可调节的节流阀53的实施方案。在图4c中示出一种按图4a的在溢流容器20.1和入行线路13.1之间通往器件51的旁路中有一个附加的止回阀54的实施方案。图4d表示一种将按图4b的实施方案与旁路中附加的止回阀54组合的实施方案。

图5示例性地表示改进按图1b和2的实施方案的密封装置25.11和25.12的另一种实施方案。该另一种实施方案设计为带有至少一个防止润滑油流出的密封圈D2和至少一个防止杂质进入的密封圈D1和这两个密封圈之间的油脂腔55的组合密封装置，对该油脂腔55的供油通过延伸经过轴承盖23.11和23.22的连接通道56、57实现。

图6a和6b根据信号流程图示例性示出通过按本发明的具有润滑剂循环的轴承实施方案控制辊子2，尤其是机架辊2`的运行方式。

图6a示出辊子2的运行，该运行与辊子2的转速和由此决定的轴承装置5.1、5.2与润滑剂特性相关联的特性有关。在此，在方法步骤A中辊子2、2`被旋转地驱动并且首先激活单独的润滑剂输送系统和/或导引系统11.1、11.2。若溢流容器装满，则允许滤网驱动器，即辊子2的旋转的驱动器启动。在方法步骤B中测定并且监控辊子2的转速或至少间接描述该转速的参数以及润滑剂特性，如温度、粘稠度。当达到根据这些润滑剂特性所需的分离转速nA时，可以在方法步骤C中激活振动机构并且将沿旋转轴线R方向的振动附加于旋转运动引入辊子2、2`。为保证运行方式的安全性，需要在步骤D中额外地检查润滑剂输送系统和/或导引系统11.1、11.2的液位。该方法步骤D前置于方法步骤C并且在图6B中举例阐述。

在方法步骤E中，借助确定液平面的器件44测量溢流容器20.1、20.2的液位高度h。若该液位高度h按步骤F比较，大于最大液位高度hmax，则可以在步骤C中激活滤网驱动器。若该液位高度h小于最大液位高度hmax，则要么在步骤I中在经过按步骤H的一段时间deltat之后随时间的变化切断滤网驱动器，要么在低于最小液位高度hmin时立即切断。

附图标记清单

1 用于制造料幅的机器

2 辊

2` 机架辊

3 机架

3.1、3.2 机架部件

4 驱动机器

5 轴承结构

5.1、5.2 轴承装置

6.1、6.2 液力向心滑动轴承

7 推力轴承

8.1、8.2 轴颈

9.1、9.2 轴套

10.1、10.2 轴承间隙

11.1、11.2 润滑剂输送系统和/或导引系统

12.1、12.2 循环系统

13.1、13.2 入行线路

14.1、14.2 回行线路

15.1、15.2 接头

16.1、16.2 冷却回路

17.1、17.2 冷却通道

18.1、18.2 冷却回路的入行线路

19.1、19.2 冷却回路的回行线路

20.1、20.2 溢流容器

21.1、21.2 调压器

22.1、22.2 限压阀

23.11、23.12 轴承盖

23.21、23.22 轴承盖

24.1、24.2 轴承壳

25.11、25.12 密封装置

25.21、25.22 密封装置

26.1、26.2 迷宫式密封装置

27.1 外圆周

28 连接通道

29 外圆周

30 润滑剂储存容器

31 轴颈外圆周

32 轴套内圆周

33 连接通道

34.11、34.12 空隙

35 连接通道

36 连接通道

37 壳体

38 传输器件

39 散料装置

40 成型装置

41 迷宫轴环

42 迷宫轴环

43 压力变送器

44 液面监测器

45 传输件

46 用于控制和调节泵装置工作方式的器件

47 压力调节阀

48 压力调节阀

49 出口

50 连接通道

51 用于引起压力损失的器件

52 节流阀

53 可调节的节流阀

54 止回阀

55 润滑油囊

56 连接通道

57 连接通道

A-1 方法步骤

D1 密封件

D2 密封件

deltat 持续时间

FS 导引侧

hmax 最大液面高度

hmin 最小液面高度

M 驱动器

n_A 分离转速

P 泵装置

P_vor、P_vorsoll 入行路线中的压力

R 旋转轴线

RS 止回阀

TS 驱动侧

V1 体积支流

V2 体积支流

X 坐标

Y 坐标

Z 坐标

Claims (29)

1.一种轴承结构(5)，其用于一个可旋转的、通过振动激励可沿其旋转轴线(R)移动的并且在两侧分别借助一个包括至少一个向心滑动轴承的轴承装置(5.1、5.2)支承在机架(3)上的辊子(2)，尤其是在制造料幅的机器(40)中的机架辊(2`)，其特征在于，所述轴承装置(5.1、5.2)的向心滑动轴承设计为液力向心滑动轴承(6.1、6.2)。

2.按权利要求1所述的轴承结构(5)，其特征在于，所述各液力向心滑动轴承(6.1、6.2)包括至少一个位置固定地布置在所述机架(3)上的轴套(9.1、9.2)，所述辊子(2、2`)的轴颈(8.1、8.2)在形成沿围绕该轴颈(8.1、8.2)的圆周方向横截面可变的轴承间隙(10.1、10.2)的情况下偏心地设置在所述轴套(9.1、9.2)中。

3.按权利要求1或2所述的轴承结构(5)，其特征在于，所述各液力向心滑动轴承(6.1、6.2)配有润滑剂输送系统和/或导引系统(11.1、11.2)，其具有一个润滑剂存储器(30)、一条可将所述润滑剂存储器(30)与所述轴承间隙(10.1、10.2)相连的入行线路(13.1、13.2)和一条回行线路(14.1、14.2)以及一些包括至少一个供油装置(P)的、用于保持润滑剂在入行线路(13.1、13.2)和回行线路(14.1、14.2)之间循环的器件。

4.按权利要求3所述的轴承结构(5)，其特征在于，所述各液力向心滑动轴承(6.1、6.2)的各润滑剂输送系统和/或导引系统(11.1、11.2)的用于保持润滑剂在入行线路(13.1、13.2)和回行线路(14.1、14.2)之间循环的器件布置在一个可供两个润滑剂输送系统和/或导引系统(11.1、11.2)共同使用的循环系统(12)中。

5.按权利要求3所述的轴承结构(5)，其特征在于，所述各润滑剂输送系统和/或导引系统(11.1、11.2)具有一共同的润滑剂存储器(30)，并且所述各液力向心滑动轴承(6.1、6.2)的各润滑剂输送系统和/或导引系统(11.1、11.2)的用于保持润滑剂在入行线路(13.1、13.2)和回行线路(14.1、14.2)之间循环的器件分别布置在所述入行线路(13.1、13.2)或回行线路(14.1、14.2)中。

6.按权利要求3至5之一所述的轴承结构(5)，其特征在于，在所述各向心滑动轴承(6.1、6.2)和所属润滑剂输送系统和/或导引系统(11.1、11.2)的回行线路(14.1、14.2)之间在所述向心滑动轴承(6.1、6.2)的水平面上方设有一溢流容器(20.1、20.2)。

7.按权利要求3至6之一所述的轴承结构(5)，其特征在于，在所述各润滑剂输送系统和/或导引系统(11.1、11.2)中设有用于在通往所述轴承间隙(10.1、10.2)的入行线路(13.1、13.2)中调节压力的器件(21.1、21.2)。

8.按权利要求7所述的轴承结构(5)，其特征在于，所述用于调节压力的器件(21.1、21.2)包括一个用于至少间接测量通往所述向心滑动轴承(6.1、6.2)的入行线路(13.1、13.2)中的压力的装置(43)和一个尤其是控制和/或调节装置(46)形式的传输件(45)，该控制和/或调节装置(46)用于根据压力控制所述用于保持润滑剂循环的器件的供油装置(P)的执行装置。

9.按权利要求7所述的轴承结构(5)，其特征在于，所述用于调节压力的器件(21.1、21.2)包括在所述各润滑剂输送系统和/或导引系统(11.1、11.2)的入行线路(13.1、13.2)中的限压阀(22)。

10.按权利要求7所述的轴承结构(5)，其特征在于，所述用于调节压力的器件(21.1、21.2)包括在所述各润滑剂输送系统和/或导引系统(11.1、11.2)的入行线路(13.1、13.2)中的减压阀(47)。

11.按权利要求7所述的轴承结构(5)，其特征在于，所述用于调节压力的器件(21.1、21.2)包括在所述各润滑剂输送系统和/或导引系统(11.1、11.2)的入行线路(13.1、13.2)中的调压阀(48)，其带有与所述回行线路(14.1、14.2)耦连的出口(49)，其中出口压力被卸减。

12.按权利要求6至11之一所述的轴承结构(5)，其特征在于，所述入行线路(13.1、13.2)在将能在该入行线路(13.1、13.2)中导引的体积流(V)分支的情况下直接与所述轴承间隙(10.1、10.2)和所述溢流容器(20.1、20.2)相连。

13.按权利要求12所述的轴承结构(5)，其特征在于，所述体积流(V)在所述液力向心滑动轴承(6.1、6.2)中分支。

14.按权利要求12或13所述的轴承结构(5)，其特征在于，所述各润滑剂输送系统和/或导引系统(11.1、11.2)包括一条位于通向轴承间隙(10.1、10.2)的旁路中的冷却回路(16.1、16.2)，并且所述冷却回路(16.1、16.2)的回行路线(19.1、19.2)与所述溢流容器(20.1、20.2)相连。

15.按权利要求14所述的轴承结构(5)，其特征在于，所述冷却回路(16.1、16.2)包括至少一条或多条相互耦连的冷却通道(17.1、17.2)，其被加工到所述轴套(9.1、9.2)的外圆周或容纳所述轴套(9.1、9.2)的轴承壳(24.1、24.2)之中和/或之上，其中，第一端部区域与形成通往所述冷却回路(16.1、16.2)的入行线路(18.1、18.2)的入行线路(13.1、13.2)耦连并且另一端部区域与所述溢流容器(20.1、20.2)连接。

16.按权利要求12所述的轴承结构(5)，其特征在于，所述体积流(V)的分支在所述液力向心滑动轴承(6.1、6.2)的外部进行。

17.按权利要求16所述的轴承结构(5)，其特征在于，在入行线路(13.1、13.2)和溢流容器(20.1、20.2)之间的连接装置中设有用于产生压力损失的器件(51)。

18.按权利要求17所述的轴承结构(5)，其特征在于，所述用于产生压力损失的器件(51)包括一个恒定的节流阀(52)或可调节的节流阀(53)，并且可选地在通向它们的旁路中设置一个止回阀(54)。

19.按权利要求1至18之一所述的轴承结构(5)，其特征在于，所述液力向心滑动轴承(6.1、6.2)包括一个通过轴承盖(23.11、23.12、23.21、23.22)在两侧封闭的轴承壳(24.1、24.2)，并且在轴承壳(24.1、24.2)和/或轴承盖(23.11、23.12、23.21、23.22)之间分别至少设置一个密封装置(25.11、25.12、25.21、25.22)。

20.按权利要求19所述的轴承结构(5)，其特征在于，所述各密封装置(25.11、25.12、25.21、25.22)包括至少一个在至少一侧密封接触的或非接触的密封件。

21.按权利要求19至20之一所述的轴承结构(5)，其特征在于，所述各密封装置(25.11、25.12、25.21、25.22)具有一个防止杂质进入所述向心滑动轴承(6.1、6.2)的第一密封件(D1)和另一个防止润滑剂在中间设置了可填充油脂的润滑穴的情况下从所述向心滑动轴承(6.1、6.2)中流出的第二密封件(D2)。

22.按权利要求1至21之一所述的轴承结构(5)，其特征在于，在所述向心滑动轴承(6.1、6.2)和所述辊子(2、2`)之间沿轴向设有迷宫式密封装置(26.1、26.2)。

23.按权利要求22所述的轴承结构(5)，其特征在于，所述迷宫式密封装置(26.1、26.2)包括一个抗扭地与所述辊子(2、2`)连接的迷宫轴环(41)，该迷宫轴环(41)与和所述向心滑动轴承(6.1、6.2)连接的迷宫轴环(42)共同作用，其中，所述各迷宫轴环(41、42)分别具有沿轴向延伸的并且直径不等的环形突起，该环形突起非接触式地相互嵌接，并且它们的轴向长度作为所述辊子(2、2`)的最大轴向位移的函数予以确定。

24.按权利要求6至23之一所述的轴承结构(5)，其特征在于，所述各溢流容器(20.1、20.2)配有用于测量液平面的器件(44.1、44.2)。

25.按权利要求1至24之所述的轴承结构(5)，其特征在于，所述轴承装置(5.1、5.2)的至少一个具有设计为滚动轴承或滑动轴承的推力轴承(7)。

26.一种用于控制辊子(2)的运行方式的方法，该辊子(2)，尤其是制造料幅的机器(1)的成型装置(40)的机架辊(2`)通过按权利要求1至25之一所述的轴承结构(5)支承在机架(3)上，其特征在于，旋转地驱动所述辊子(2、2`)；激活所述各润滑剂输送系统和/或导引系统(11.1、11.2)；监测所述辊子(2、2`)的转速和所述润滑剂的特性并且在达到根据润滑剂特性所需的分离转速时附加地将振动沿旋转轴线(R)的方向引入所述辊子(2、2`)中。

27.按权利要求26所述的用于控制运行方式的方法，其特征在于，监测所述溢流容器(20.1、20.2)的液位高度(h)(步骤E)并且根据该液位高度在低于最大液位高度(hmax)时去激活沿旋转轴线(R)方向将振动导入所述辊子(2、2`)(步骤I)。

28.按权利要求27所述的用于控制运行方式的方法，其特征在于，在经过一段预定义的时间(H)后进行所述去激活(步骤I)。

29.按权利要求26至28之一所述的用于控制运行方式的方法，其特征在于，所述各润滑剂输送系统和/或导引系统(11.1、11.2)由循环润滑装置驱动并且所述轴承间隙(10.1、10.2)中的压力保持不变。

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