DE10023291A1 - Beheizbare oder kühlbare Walze zur Temperaturbehandlung von Materialbahnen, insbesondere zur Verwendung für Wellpappemaschinen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine beheizbare oder kühlbare Walze zur Temperaturbehandlung von Materialbahnen, insbesondere zur Verwendung für Wellpappenmaschinen, mit einer feststehenden Achse (5) und einer um die feststehende Achse (5) rotierbar gelagerten Hohlwalze (7), in welcher ein oder mehrere Kanäle (47) für ein Heiz- und/oder Kühlmedium vorgesehen sind, wobei der oder die Kanäle (47) mit wenigstens einer Zuführöffnung (49) und wenigstens einer Abführöffnung (51) für das Heiz- und/oder Kühlmedium verbunden sind. Die Hohlwalze umgibt an einem Ende das betreffende Ende der feststehenden Achse und nimmt dieses in sich auf. Dieses Ende der Hohlwalze ist auf der feststehenden Achse mittels eines zwischen dem Außenumfang der feststehenden Achse (5) und dem Innenumfang der Hohlwalze (7) angeordneten ersten Lagers (17) rotierbar gelagert. Die Hohlwalze ist weiterhin mittels eines zwischen dem Außenumfang der Hohlwalze und einem Aufnahmeteil (21) angeordneten zweiten Lagers (19) rotierbar lagerbar. Die wenigstens eine Zuführöffnung (49) und die wenigstens eine Abführöffnung (51) sind am stirnseitigen Ende bzw. im stirnseitigen Bereich der Hohlwalze (7) vorgesehen, in welchem das Ende der feststehenden Achse (5) aufgenommen ist. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Temperaturbehandlung von Materialbahnen mit einer derartigen Walze (7).

Description

Die Erfindung betrifft eine beheizbare oder kühlbare Walze zur Temperaturbe­ handlung von Materialbahnen, insbesondere zur Verwendung für Wellpappen­ maschinen, mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1, sowie eine entsprechende gesamte Vorrichtung zur Temperaturbehandlung von Mate­ rialbahnen mit einer derartigen Walze.

Bei Wellpappenmaschinen finden häufig beheizbare Walzen Verwendung, bei­ spielsweise um einer Papierbahn für einen späteren Verklebevorgang ausrei­ chend Wärmeenergie zuzuführen. In den verschiedensten Wellpappenmaschinen arbeiten darüber hinaus häufig zwei Walzen zusammen, um gleichzeitig zum Zuführen von Wärmeenergie auf die zu bearbeitende Bahn Druck auszuüben. Als Beispiel hierfür sei der Vorgang des Riffelns einer Papierbahn in einer einseiti­ gen Wellpappenmaschine genannt.

Da entsprechende Walzen länger sein müssen als die Gesamtbreite der zu bear­ beitenden Papierbahn, stellt sich bei zwei zusammenwirkenden Walzen das Pro­ blem, dass über die Gesamtlänge der Walzen ein konstanter Druck auf die Bah­ nen ausgeübt werden muss bzw. der Abstand zwischen den Umfängen der beiden Walzen über die gesamte Länge möglichst konstant sein muss.

Hierzu wurden Walzen entwickelt, die aus einer feststehenden Achse bestehen, auf welcher eine Hohlwalze rotierbar gelagert ist. Zwischen dem Außenumfang der feststehenden Achse und dem Innenumfang der Hohlwalze werden Einstellmittel vorgesehen, welche die Innenwandung der Hohlwalze im Wesentlichen im Bereich der Linienberührung der Walze mit der zu bearbeitenden Papierbahn mit einer Druckkraft beaufschlagen, so dass die Bombage bzw. die Biegelinie der Hohlwalze und/oder die auf die Papierbahn ausgeübte Druckkraft entsprechend einstellbar ist.

Zur Heizung der Hohlwalze werden in dieser ein oder mehrere Kanäle vorgese­ hen, welche von einem Wärmeträgermedium durchströmbar sind. Als Wärmeträ­ germedium wird häufig Thermo-Öl verwendet, da sich hierbei der Vorteil ergibt, dass die das Öl führenden Kanäle nur unter einem relativ geringen Druck stehen. Die Temperatur des Thermo-Öls beträgt üblicherweise bis zu 350°C. Diese ho­ hen Temperaturen sind erforderlich, da die spezifische Wärmekapazität von Thermo-Öl, beispielsweise gegenüber Wasser bzw. Wasserdampf relativ gering ist. Es wäre daher wünschenswert, an Stelle von Thermo-Öl als Heizmedium Wasserdampf zu verwenden. Dies trifft jedoch bei bisher bekannten Vorrichtun­ gen auf große Schwierigkeiten, insbesondere im Hinblick auf die erforderliche Abdichtung zwischen der rotierenden Hohlwalze und der das Wärmeträgermedi­ um zuführenden Einrichtung.

Das Zuführen des Wärmeträgermediums erfolgt bei bisher bekannten Einrich­ tungen üblicherweise derart, dass an der Innenwandung der Hohlwalze die Zu­ führöffnungen bzw. Abführöffnungen für das Wärmemedium vorgesehen sind. Die Zuführ- bzw. Abführöffnungen sind jeweils mit einem Ringraum verbunden, der zwischen dem Außenumfang der feststehenden Achse und dem Innenumfang der Hohlwalze gebildet ist. Zur Abdichtung dieses Ringraums sind entsprechende Dichtmittel vorgesehen. Die Ringräume sind ihrerseits mit Zuführ- bzw. Abführ­ kanälen verbunden, die innerhalb der feststehenden Achse vorgesehen sind. Auf diese Weise ist es möglich, das Wärmeträgermedium an den Stirnseiten der in der jeweiligen Maschine bzw. dem Maschinengestell festgelagerten, feststehen­ den Achse zuzuführen bzw. abzuführen. Derartige Walzen sind beispielsweise in der EP-A-0 411 427, der EP-A-0 369 172 oder der EP-A-0 597 814 näher be­ schrieben.

Problematisch, wie bereits erwähnt, ist bei all diesen Vorrichtungen das Abdich­ ten der an der Innenwandung der Hohlwalze vorgesehenen Zuführ- bzw. Abführ­ öffnungen gegenüber den jeweiligen Zuführ- bzw. Abführöffnungen im Außen­ umfang der feststehenden Walze. Es ist kaum bzw. kaum mit vertretbarem Auf­ wand möglich, die Abdichtungen so auszubilden, dass als Wärmeträgermedium Heißdampf mit ausreichend hohem Druck verwendet werden kann. Aus diesem Grund arbeiten derartige Vorrichtungen meist mit Thermo-Öl, wobei das Öl in einigen bekannten Vorrichtungen auch gleichzeitig für das Schmieren von La­ gern verwendet wird (z. B. die Walze gemäß EP-A-0 411 427).

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, eine heizbare oder kühlbare Walze zur Temperaturbehandlung an Mate­ rialbahnen, insbesondere zur Verwendung für Wellpappenmaschinen zu schaf­ fen, welche eine feststehende Achse mit einer hierauf gelagerten Hohlwalze um­ fasst, und bei welcher das Zuführen des Wärmeträgermediums auf einfache Wei­ se möglich ist, wobei das Wärmeträgermedium auch unter hohem Druck stehen kann. Des Weiteren liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, eine Vorrichtung zur Temperaturbehandlung von Materialbahnen mit einer derartigen Walze zu schaffen.

Die Erfindung löst diese Aufgabe mit den Merkmalen der Patentansprüche 1 bzw. 5.

Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, dass ein vereinfachtes Zuführen bzw. Abführen des Wärmeträgermediums an der Stirnseite der Hohlwalze erfolgen kann, wenn die gesamte Walze an dem betreffenden Ende mittels einer Doppel­ lagerung in einem Lagerteil, beispielsweise einer Wellpappenmaschine, gehalten wird. Auf diese Weise ist es möglich, die Hohlwalze an diesem Ende der Walze länger auszubilden, als die feststehende Walze, wobei im Bereich der Lagerung aus Gründen der Vereinfachung eine Reduzierung des Durchmessers der Hohl­ walze und der feststehenden Achse erfolgen kann. Die Kanäle für das Wärmeträ­ germedium sind mit wenigstens einer Zuführöffnung und einer Abführöffnung an der Stirnseite der Hohlwalze verbunden. An die Stirnseite der Hohlwalze kann dann beispielsweise ein üblicher Dichtkopf angekoppelt werden, wie er bereits für das Beheizen von herkömmlichen Walzen (die keine feststehende Achse aufweisen) bekannt ist.

Bei der erfindungsgemäßen Walze wird somit eine problematische Abdichtung zwischen dem Außenumfang der feststehenden Achse und dem Innenumfang der Hohlwalze vermieden.

Zudem kann, wie bereits erwähnt, das Zuführen unter Verwendung eines be­ kannten und erprobten Dichtkopfs erfolgen, der an die Stirnseite der Hohlwalze angeflanscht wird. Der Dichtkopf selbst umfasst den an der Hohlwalze an­ geflanschten, zusammen mit dieser rotierenden Teil und einen feststehenden Teil, wobei zwischen diesen beiden Teilen des Dichtkopfs eine ausreichend druckfeste Dichtung vorgesehen ist, um auch das Zuführen von unter hohem Druck stehen­ dem Wasserdampf als Wärmeträgermedium zu ermöglichen.

Dasjenige Ende der Walze, an welchem das Zuführen des Wärmeträgermediums erfolgt, ist vorzugsweise so ausgebildet, dass das erste Lager für das Lagern der Hohlwalze auf der feststehenden Walzenachse in der selben Ebene vorgesehen ist, wie ein zweites Lager für das Lagern der Hohlwalze (bzw. der gesamten Walze) in einem Aufnahmeteil einer entsprechenden Maschine. Die Hohlwalze kann im Lieferzustand so ausgebildet sein, dass das zweite Lager bereits auf dem Umfang des betreffenden Endes der Hohlwalze montiert ist. Selbstverständlich kann dieses Ende der Hohlwalze jedoch auch für die Aufnahme eines entspre­ chenden Lagers vorbereitet sein.

Durch das Vorsehen der beiden Lager in der selben Ebene ergibt sich der Vorteil, dass allenfalls minimale Belastungen von den Lagern aufgenommen werden müssen. Das Kippmoment der Hohlwalze (Hohlwalzenzapfen) in der Lagerebene wird dabei gleich Null.

Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung können die beiden, die Walze am Zuführende lagernden Lager als Pendellager ausgebildet sein. Hier­ durch wird ein Verkippen zumindest der Hohlwalze ermöglicht.

Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass der Abstand des Außenumfangs der Wal­ ze relativ zu einer zweiten Walze eingestellt werden kann.

Hierzu kann das freie Ende der feststehenden Achse in einem weiteren Aufnah­ meteil der gesamten Vorrichtung gelagert sein, wobei das Aufnahmeteil seiner­ seits im Wesentlichen senkrecht zur Längsachse der feststehenden Achse beweg­ bar ausgebildet werden kann, um die gewünschte Kippbewegung der gesamten Walze zu ermöglichen. Das Lager ist hierzu vorzugsweise als Pendellager auszu­ bilden. Selbstverständlich besteht jedoch auch die Möglichkeit, die feststehende Achse fest in dem weiteren Aufnahmeteil zu halten, wenn das Aufnahmeteil entlang des betreffenden Radius der Schwenkbewegung bewegt wird, oder wenn das Aufnahmeteil seinerseits die erforderlichen geringfügigen Verformungen darstellen kann.

Nach einer anderen Ausführungsform der Erfindung kann die Schwenkbewegung dadurch erzeugt werden, dass die feststehende Achse hierbei ortsfest im weiteren Aufnahmeteil gehalten ist und die Hohlwalze gegenüber der feststehenden Ach­ se in eine verkippte Lage überführt wird. Hierdurch ergibt sich der Vorteil eines weitaus geringeren mechanischen Aufwands für das Einstellen des gewünschten Kippwinkels. Insbesondere muss gegenüber dem Verkippen der gesamten Walze eine weitaus geringere Masse, nämlich im Wesentlichen nur die Hohlwalze, be­ wegt werden.

Die Verstellmechanik für das Verkippen der Hohlwalze kann so ausgebildet sein, dass am freien Ende der feststehenden Achse ein Element vorgesehen ist, wel­ ches ein viertes Lager zur Lagerung der Hohlwalze auf dem freien Ende der fest­ stehenden Achse trägt. Das Ringelement weist einen Durchbruch für das freie Ende der feststehenden Achse auf, der so ausgebildet ist, dass ein vorbestimmter Verschiebeweg des Rings in der gewünschten Richtung im Wesentlichen senk­ recht zur Längsachse der feststehenden Achse ermöglicht wird.

Im oder am freien Ende der feststehenden Achse kann eine Stellvorrichtung vor­ gesehen sein, welche das Ringelement, vorzugsweise dessen Innenwandung beaufschlagt und auf diese Weise ein Verkippen der Hohlwalze bewirkt.

Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Temperaturbehandlung von Material­ bahnen kann eine zweite Walze aufweisen, welche eine zweite feststehende Ach­ se und eine zweite Hohlwalze umfasst, wobei die zweite Walze für das Zusam­ menwirken mit der ersten Walze vorgesehen ist. Hinsichtlich der vorstehend erläuterten Verkippung der Hohlwalzen sind die beiden Walzen so angeordnet, dass die Kippachse der beiden Walzen jeweils im Bereich der gegenüber liegen­ den Aufnahmeelemente der gesamten Vorrichtung liegen. Auf diese Weise kann ein in Längsrichtung der Walzen gesehen konstanter Abstand zwischen den Au­ ßenumfängen der Hohlwalzen innerhalb eines vorbestimmten Stellbereichs ein­ gestellt werden.

Die zweite Walze muss hierbei nicht, kann jedoch selbstverständlich im Hinblick auf die Beheizung so ausgebildet sein wie die erste Walze.

Weitere Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprü­ chen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. In der Zeichnung zeigen

Fig. 1 einen Längsschnitt einer ersten Ausführungsform einer beheizbaren oder kühlbaren Walze nach der Erfindung;

Fig. 2 einen Längsschnitt einer zweiten Ausführungsform einer erfindungs­ gemäßen Walze mit einer gegenüber der feststehenden Achse ver­ kippbaren Hohlwalze;

Fig. 3 einen Schnitt längs der Linie III-III in Fig. 2 zur Erläuterung der Stellmechanik für die Kippbewegung;

Fig. 4 einen Längsschnitt durch eine Vorrichtung zur Temperaturbehandlung einer Materialbahn mit zwei zusammenwirkenden Walzen;

Fig. 5 eine Stirnansicht entlang der Linie V-V in Fig. 4 und

Fig. 6 einen Längsschnitt durch eine weitere Ausführungsform einer Vor­ richtung zur Temperaturbehandlung einer Materialbahn.

Fig. 1 zeigt eine Walze 1 nach der Erfindung als Bestandteil einer nicht näher dargestellten Vorrichtung 3 zur Temperaturbehandlung einer Materialbahn. Hierbei kann es sich beispielsweise um die in Fig. 5 dargestellte Vorrichtung zur Riffelung einer Papierbahn mittels zweier Riffelwalzen handeln. Die in Fig. 1 dargestellte Walze nach der Erfindung umfasst eine feststehende Achse 5 und eine auf der feststehenden Achse 5 rotierbar gelagerte Hohlwalze 7.

Die feststehende Achse 5 ist mit ihrem rechten Ende mittels eines Lagers 9 in einem Aufnahmeteil 11 der nicht näher dargestellten Vorrichtung 3 gelagert. Bei dem Lager 9 handelt es sich um ein Pendellager, welches zumindest geringe Kippbewegungen der feststehenden Achse zulässt.

An dieser Stelle sei bemerkt, dass der Begriff "feststehend" für die feststehende Achse 5 im Sinne von nicht rotierbar verwendet wird. Kippbewegungen oder transversale Bewegungen der feststehenden Achse 5 sind daher, abhängig von der Lagerung der feststehenden Achse 5 ohne Weiteres möglich.

Die Hohlwalze 7 ist mit ihrem rechten Ende auf der feststehenden Achse 5 mit­ tels eines Lagers 13 rotierbar gelagert. Der linke Endbereich der Hohlwalze 7 weist einen gegenüber dem übrigen Bearbeitungsbereich für die Materialbahn reduzierten Durchmesser auf. In gleicher Weise weist die feststehende Achse 5 an ihrem linken Ende einen Lagerzapfen 15 auf, auf welchem ein weiteres Lager 17 vorgesehen ist. Mit dem Lager 17, welches zwischen dem Außenumfang des Lagerzapfens 15 und der Innenwandung der Hohlwalze 7 angeordnet ist, wird die Hohlwalze 7 in ihrem linken Endbereich auf der feststehenden Achse 5 rotierbar gelagert.

Zur Abstützung des linken Endes der gesamten Walze ist zusätzlich ein weiteres Lager 19 vorgesehen, das zwischen dem Außenumfang des im Durchmesser reduzierten Endes der Hohlwalze 7 und einem weiteren Aufnahmeteil 21 der Vorrichtung 3 zur Temperaturbehandlung angeordnet ist.

Die beiden Lager 17 und 19, die zur rotierbaren Lagerung der Hohlwalze 7 bzw. zur Abstützung des linken Endes der feststehenden Achse 5 dienen, sind vor­ zugsweise als Pendellager ausgeführt, so dass die Längsachse der Walze A in einem Winkel ungleich 90° zu den Ebenen, in welchen die Lager 17 und 19 bzw. auch das Lager 9 für den rechten Lagerzapfen 23 liegen, verlaufen muss. Die Ausbildung dieser Lager als Pendellager ermöglicht es vielmehr, die Aufnahme­ teile 11 bzw. 21 relativ zueinander zu bewegen, ohne dass hierdurch eine Ver­ biegung der feststehenden Achse 5 bewirkt wird.

Bei der Verwendung der in Fig. 1 dargestellten Walze in einer Vorrichtung, wie sie in den Fig. 4 und 5 dargestellt ist, können die Aufnahmeteile 11 bzw. 21 mit­ tels jeweils eines ansteuerbaren Pneumatik- oder Hydraulikzylinders 25 um eine Achse 27 verschwenkt werden. Durch das Verschwenken der Aufnahmeteile 11 bzw. 21 kann der Abstand zwischen den Außenumfängen der Walze 1 und der damit zusammenwirkenden Walze 29 (Gegenwalze) in Richtung der im Wesent­ lichen parallelen Längsachsen der Walzen konstant gehalten oder aber die Druckkraft entlang einer Linienberührung der Walzen konstant gehalten werden. Selbstverständlich kann auch eine entlang der Linienberührung sich ändernde Druckkraft bzw. ein sich ändernder Abstand eingestellt werden, wenn durch eine nicht synchrone Bewegung der Aufnahmeteile 11 bzw. 21 eine leichte Schieflage der Längsachsen der beiden Walzen 1 bzw. 29 zueinander eingestellt wird.

Bei der Walze 29 in Fig. 4 handelt es sich um eine übliche rotierende Walze, die in den Seitenwangen der Vorrichtung 3 gelagert ist. Die Walze 29 ist beheizbar ausgebildet, wobei in der Wandung der rotierenden Walze 29 Kanäle ausgebildet sind, die von einem Wärmeträgermedium durchströmbar sind. Das Zuführen des Wärmeträgermediums erfolgt bei der Walze 29 üblicher Bauart über die Stirn­ seite des (Hohl-)Walzenzapfens 35. An diesen ist ein an sich bekannter Dicht­ kopf 33 angeflanscht. Der Dichtkopf 33 besteht aus einem mit der Walze 29 mitrotierendem Teil und einem nicht rotierendem Teil, an welchem eine Zuführ­ leitung 39 und eine Abführleitung 41 für das Zu- und Abführen des Wärmeträ­ germediums vorgesehen sind. Als Wärmeträgermedium kann bevorzugt Heiß­ dampf, jedoch auch jedes beliebige andere Wärmeträgermedium eingesetzt wer­ den. Der rotierende Teil des Dichtkopfs 33 ist mit dem nicht rotierenden Teil drehbar verbunden. Der Dichtkopf 33 weist zwischen dem feststehenden Teil und dem rotierenden Teil Dichtungsmittel auf, die den Einsatz von unter hohem Druck stehendem Heißdampf als Wärmeträgermedium zulassen. Bei Einsatz von Wasserdampf als Wärmeträgermedium erfolgt das Abführen in der Praxis größ­ tenteils als Kondensat, so dass im Abführweg ein geringerer Druck auftritt als im Zuführweg. Entsprechend werden an die Dichtungsmittel im Abführweg geringe­ re Anforderungen gestellt.

Die Walze 29 bei der Ausführungsform der Vorrichtung in den Fig. 4 und 5 ist mittels eines Antriebs 43 rotierbar antreibbar. Hierzu ist der Antrieb 43 mit dem Lagerzapfen 45 der Walze 29 drehfest oder über eine nicht näher dargestellte Kupplung verbunden. Die Walze 1 wird bei der Ausführungsform nach Fig. 4 von der Walze 29 geschleppt.

Wie aus den Fig. 1 bis 4 ersichtlich, sind in der Hohlwalze 7 ein oder mehrere Kanäle 47 vorgesehen, welche von einem Wärmeträgermedium durchströmt werden können. Hierdurch wird eine Beheizung der Hohlwalze 7 erreicht. Die Kanäle 47 können so ausgebildet sein, dass jedem Kanal 47 über eine Zuführöff­ nung 49, welche im stirnseitigen Bereich der Hohlwalze 7 bzw. im Walzenzapfen 35 ausgebildet ist, das Wärmeträgermedium zuführbar ist. Ein erster Teil des Kanals 47 verläuft im Wesentlichen parallel zur Walzenachse bis an deren ge­ genüber liegendes Ende. Hier ist der erste Teil des Kanals 47 über einen Verbin­ dungskanal 47a, welcher in der Stirnseite des betreffenden Endes der Hohlwalze 7 ausgebildet ist, mit einem zweiten Teil des Kanals 47 verbunden, der wiederum im Wesentlichen parallel zur Walzenachse verläuft und in welchem das Wärme­ trägermedium in Richtung des Walzenzapfens 35 zurückgeführt wird. Hier mün­ det der Kanal 47 in eine Abführöffnung 51, welche im stirnseitigen Bereich der Hohlwalze 7 bzw. im Walzenzapfen 35 ausgebildet ist. Vorzugsweise sind meh­ rere derartige Kanäle 47 mit einer entsprechenden Anzahl von Zuführ- und Ab­ führöffnungen vorgesehen. Selbstverständlich kann der Verlauf der Kanäle auch anders verlaufen und es können für mehrere Kanäle gemeinsame Zuführ- und/oder Abführöffnungen vorgesehen sein.

Im Walzenzapfen 35 ist eine Kammer 53 vorgesehen, welcher das Wärmeträ­ germedium über den angeflanschten Dichtkopf 33 zugeführt wird und in welcher die Zuführöffnungen 49 münden. Die Abfuhr des Wärmeträgermediums erfolgt über eine weitere, im Walzenzapfen 35 ausgebildete Kammer 55, in welche die Abführöffnungen 51 münden. Aus der Kammer 55 wird das Wärmeträgermedi­ um mittels eines Rohrs 57, welches die Kammer 53 durchdringt, abgeführt. Das Rohr 57 kann entweder als Teil des Dichtkopfs 33 oder als Teil der Walze 7 angesehen werden bzw. ausgebildet sein. Des Weiteren kann das Rohr 57 entwe­ der drehbar im Walzenzapfen 35 vorgesehen sein, wobei hier Dichtmittel zur Abdichtung der beiden Kammern 53 und 55 vorgesehen sein können, oder das Rohr 57 kann drehfest mit dem Walzenzapfen 35 verbunden sein.

Wie aus den Fig. 4 bis 6 ersichtlich, ist die Stirnseite des Walzenzapfens 35 der Hohlwalze 7 der Walze 1 mit einem Dichtkopf 33 üblicher Bauart gekoppelt. Auf eine detailliertere Beschreibung des Dichtkopfs 33 kann verzichtet werden, da es sich hierbei um ein bekanntes Bauelement handelt.

Schließlich sei kurz darauf verwiesen, dass zwischen der feststehenden Achse 5 und der Hohlwalze 7 in an sich bekannter Weise mehrere ansteuerbare Drucke­ lemente 59 vorgesehen sein können, die sich auf der feststehenden Achse 5 ab­ stützen und die Innenwandung der Hohlwalze 7 beaufschlagen. Eine geeignete Ansteuerung der Druckelemente 59 kann auf diese Weise die Durchbiegung (Bombage) der Hohlwalze 7 bzw. die Andruckkraft im Bereich der Linienberüh­ rung mit einer zu bearbeitenden Materialbahn oder einer mit der Walze 1 zu­ sammenwirkenden Walze gesteuert werden. Des Weiteren können die Drucke­ lemente 59 so angesteuert werden, dass ggf. zusätzlich zu einer Steuerung der Biegelinie der Hohlwalze 7 eine Verkippung der Hohlwalze 7 gegenüber der feststehenden Walzenachse 5 erreicht wird.

Die in Fig. 2 dargestellte weitere Ausführungsform einer Walze 1 nach der Er­ findung unterscheidet sich von der Walze 1 im Wesentlichen dadurch, dass sich die Hohlwalze 7 nicht zwingend in einer konzentrischen Stellung zur feststehen­ den Achse 5 befinden muss. Vielmehr ist die Hohlwalze 7 gegenüber der feststehenden Achse 5 mittels einer unten näher erläuterten Einstellvorrichtung gegen­ über der feststehenden Achse 5 bewegbar.

Die Einstellvorrichtung 61 umfasst ein Ringelement 63, welches das bereits im Zusammenhang mit der Ausführungsform in Fig. 1 beschriebene Lager 13 trägt. Das Ringelement 63 weist einen Durchbruch 65 auf, in welchem der Lagerzapfen 23 des freien Endes der feststehenden Achse 5 aufgenommen ist.

Der Durchbruch 65 ist so ausgebildet, dass in der Richtung, in welcher eine Ver­ schiebung der Hohlwalze 7 gegenüber der feststehenden Achse 5 gewünscht ist, ein ausreichendes Spiel vorgesehen ist, so dass das Ringelement 63 in der ge­ wünschten Richtung zwischen zwei Endpositionen verschoben werden kann, die durch die als Anschläge dienenden Innenwandungen des Durchbruchs 65 defi­ niert werden.

Wie aus Fig. 3 ersichtlich, kann der Lagerzapfen 23 zwei parallele Flächen auf­ weisen, die mit zwei entsprechenden parallelen Flächen des Durchbruchs 65 zusammenwirken und eine geführte Verschiebebewegung des Ringelements 63 ermöglichen. Selbstverständlich kann der Durchbruch jedoch auch so ausgebildet sein, dass eine zweidimensionale translatorische Bewegung des Ringelements 63 senkrecht zur Längsachse der feststehenden Achse 5 möglich ist. In der Regel wird jedoch eine Verschiebebewegung in einer definierten Richtung ausreichen.

Wie in Fig. 3 dargestellt, kann im Lagerzapfen 23 eine Stellvorrichtung 67, bei­ spielsweise in Form eines Pneumatik- oder Hydraulikzylinders mit einem Kolben 69 vorgesehen sein. Der Kolben 69 beaufschlagt eine Innenwandung des Durch­ bruchs 65 des Ringelements 63, so dass auf diese Weise eine Verschiebung des Ringelements und zusammen mit diesem eine Verschiebung des in Fig. 2 rechten Endes der Hohlwalze 7 erreicht wird.

Die Verschiebebewegung des Ringelements 63 kann gegen die Kraft eines Rück­ stellelements erfolgen, welches das Ringelement 63 in eine entsprechende Aus­ gangsposition zu bewegen versucht.

Hierdurch ergibt sich eine Kippbewegung der Hohlwalze 7 gegenüber der fest­ stehenden Achse 5, wobei die Kippachse im Wesentlichen im Schnittpunkt der Längsachse A der feststehenden Achse 5 mit der Ebene E liegt, in welcher die beiden Lager 17 und 19 zur Lagerung der linken Enden der feststehenden Achse 5 bzw. der Hohlwalze 7 im Aufnahmeelement 21 vorgesehen sind.

Wie bereits vorstehend ausgeführt, kann eine Verkippung der Hohlwalze 7 auch durch eine geeignete Ansteuerung der Druckelemente 59 erreicht werden.

Selbstverständlich kann die Kippbewegung auch durch die überlagernde An­ steuerung der Einstellvorrichtung 61 und der Druckelemente 59 erreicht werden. Die Ausführungsform einer Walze nach Fig. 1 (durch Ansteuerung der Drucke­ lemente 59) oder Fig. 2 (durch Ansteuerung der Druckelemente 59 und/oder der Einstellvorrichtung 61) ermöglicht einen Aufbau einer Vorrichtung 3 zur Tempe­ raturbehandlung einer Materialbahn, wie er in Fig. 6 dargestellt ist. Dabei ist es für die nachstehend erläuterte Funktion des Einstellens eines Spalts 5 zwischen den Außenumfängen der beiden Walzen 1 unerheblich, ob diese eine beheizte Hohlwalze 7 oder eine unbeheizte Hohlwalze aufweisen. Die in Fig. 6 darge­ stellte Vorrichtung 3 weist zwei Walzen 1 mit jeweils einer beheizten Hohlwalze 7 auf. Die Walzen 1 sind (bezogen auf eine vertikale Achse) spiegelbildlich an­ geordnet. Die Beheizung der beiden Hohlwalzen 7 erfolgt, wie in Fig. 2 dargestellt, durch das Zuführen eines Wärmeträgermedium über jeweils einen Dicht­ kopf 33.

Die beiden Walzen 1 sind bei der Ausführungsform nach Fig. 6 in zwei Träger­ teilen 71, 73 der Vorrichtung 3 gelagert. Die beiden Hohlwalzen 7 sind jeweils, wie vorstehend erläutert, mittels Einstellvorrichtungen 61 bzw. der Druckele­ mente 59 gegenüber den feststehenden Achsen 5 kippbar. Da die im Wesentli­ chen zu den Längsachsen der feststehenden Achsen 5 senkrechte Verschiebung der betreffenden Enden der Hohlwalzen 7 an den einander gegenüber liegenden Seiten der Walzen 1 erfolgt, ist die Einstellung eines bestimmten Spalts S zwi­ schen den Außenumfängen der Hohlwalzen 7 möglich.

Sind die feststehenden Achsen 5, wie bei der in Fig. 6 dargestellten Ausführungs­ form, parallel zueinander angeordnet, so ergibt sich (eine ideale Geometrie der Walzen 1 vorausgesetzt) ein konstanter Spalt S immer dann, wenn die verschieb­ baren Enden der Hohlwalzen 7 um einen solchen Weg (in vertikaler Richtung) verschoben werden, dass sich dem Betrag nach der selbe Kippwinkel a ergibt. Die Verschiebebewegung der Endbereiche der Hohlwalzen 7 mittels der Ein­ stellvorrichtungen 61 müssen dabei jeweils in entgegengesetzten Richtungen erfolgen, da die beiden Walzen 1 zueinander, bezogen auf eine vertikale Achse, spiegelbildlich angeordnet sind.

Bei der in Fig. 6 dargestellten Ausführungsform wird der Spalt S verringert, wenn die Hohlwalze 7 der oberen Walze 1 mittels der Einstellvorrichtung 61 vertikal nach unten und die Hohlwalze 7 der unteren Walze 1 mittels der Ein­ stellvorrichtung 61 in vertikaler Richtung nach oben bewegt wird. Die Geometrie der Walzen und der Anordnung der Walzen 1 zueinander ist dabei vorzugsweise so auszulegen, dass der Verschiebeweg der Einstellvorrichtungen 61 ausreicht, um die Außenumfänge der Hohlwalzen 7 in Berührung miteinander zu bringen, so dass auch auf eine gegebenenfalls sehr dünne Materialbahn eine ausreichend hohe Kraft ausgeübt werden kann, bzw. eine ausreichende Wärmemenge auf die Materialbahn übertragen werden kann.

Der Einsatz einer Vorrichtung gemäß Fig. 6 in einer üblichen gesamten Anlage zur Ver- bzw. Bearbeitung einer Materialbahn, beispielsweise einer Wellpappen­ bahn, ist infolge der sehr geringen Kippwinkel α ohne Weiteres zulässig. Als Beispiel sei darauf verwiesen, dass sich bei einer Gesamtlänge L der Walzen von fünf Metern bei einer maximalen gewünschten Spaltbreite S von 25 mm, die bis auf eine Spaltbreite von 0 mm reduziert werden kann, nur ein maximaler Kipp­ winkel von 0,29° ergit. Als Gesamtlänge L wurde hierbei die Distanz zwischen der Ebene E, in welcher die Lager 17, 19 angeordnet sind, und derjenigen Ebene angenommen, in welcher die Verschiebewirkung der Einstellvorrichtung 61 er­ folgt.

Damit ergibt sich bei der Vorrichtung gemäß Fig. 6 ein weitaus geringerer Auf­ wand zur Einstellung eines definierten Spalts S zwischen den Walzen 1 als dies bei herkömmlichen Vorrichtungen der Fall ist, die mit einer Konstruktion arbei­ ten, wie sie beispielsweise in Fig. 5 dargestellt ist.

Die Anordnung der beiden Walzen sollte so erfolgen, dass bei einer üblicherwei­ se zu v erarbeitenden Materialbahn, die z. B. eine Dicke von 0,2 bis 0,3 mm auf­ weist, eine horizontale Stellung der Walzen gegeben ist. Hierdurch ergibt sich im Betrieb eine minimal Verwindung der Papierbahn zwischen der Vorrichtung gemäß Fig. 6 und weiteren vor- bzw. nachgeschalteten Vorrichtungen, die übli­ cherweise die Materialbahn in einer horizontalen Stellung bearbeiten.

Claims (13)

1. Beheizbare oder kühlbare Walze zur Temperaturbehandlung von Material­ bahnen, insbesondere zur Verwendung für Wellpappenmaschinen,

• a) mit einer feststehenden Achse (5) und
• b) einer um die feststehende Achse (5) rotierbar gelagerten Hohlwalze (7),
• c) in welcher ein oder mehrere Kanäle (47) für ein Heiz- und/oder Kühlmedium vorgesehen sind,
• d) wobei der oder die Kanäle (47) mit wenigstens einer Zuführöffnung (49) und wenigstens einer Abführöffnung (51) für das Heiz- und/oder Kühlmedium verbunden sind,

dadurch gekennzeichnet,

• a) dass die Hohlwalze (7) an einem Ende das betreffende Ende der fest­ stehenden Achse (5) umgibt und in sich aufnimmt,
• b) dass dieses Ende der Hohlwalze (7) auf der feststehenden Achse (5) mittels eines zwischen dem Außenumfang der feststehenden Achse (5) und dem Innenumfang der Hohlwalze (7) angeordneten ersten Lagers (17) rotierbar gelagert ist,
• c) dass die Hohlwalze (7) mittels eines zwischen dem Außenumfang der Hohlwalze und einem Aufnahmeteil (21) angeordneten zweiten La­ gers (19) rotierbar lagerbar ist und
• d) dass die wenigstens eine Zuführöffnung (49) und die wenigstens eine Abführöffnung (51) am stirnseitigen Ende oder im stirnseitigen End­ bereich der Hohlwalze (7), in welchem das Ende der feststehenden Achse (5) aufgenommen ist, vorgesehen sind.

2. Walze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Ende der Hohlwalze (7), in welchem die wenigstens eine Zuführöffnung (49) und die wenigstens eine Abführöffnung (51) vorgesehen sind, zur Ankopplung ei­ nes, vorzugsweise an sich bekannten Dichtkopfs (33) für das Zu- und Ab­ führen des Heiz- und/oder Kühlmediums ausgebildet ist.

3. Walze nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass im stirn­ seitigen Endbereich eine mit der wenigstens einen Zuführöffnung (49) ver­ bundene Kammer (53) und eine mit der wenigstens einen Abführöffnung (51) verbundenen Kammer (55) vorgsehen sind, und dass vorzugsweise ein konzentrisch mit der Achse (A) der Walze (1) verlaufendes Rohr (57) für das Abführen des Wärmeträgermediums aus der Kammer (55) vorgesehen ist.

4. Walze nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich­ net, dass das erste (17) und zweite Lager (19) in einer Ebene (E) angeord­ net sind.

5. Walze nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich­ net, dass das erste (17) und/oder zweite Lager (19) als Pendellager ausge­ bildet sind.

6. Vorrichtung zur Temperaturbehandlung von Materialbahnen mit einer Wal­ ze nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die feststehende Achse (5) mittels eines vorzugsweise als Pendellager ausgebildeten dritten Lagers (9) mit ihrem nicht in der Hohlwalze (7) gela­ gerten freien Ende in einem zweiten Aufnahmeteil (11) der Vorrichtung (3) gelagert ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Aufnahmeteil (11) im Wesentlichen senkrecht zur Längsachse (A) der fest­ stehenden Achse (5) bewegbar ist, um eine Kippbewegung der Walze (1) zu ermöglichen.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das dem freien Ende der feststehenden Walze (5) benachbarte freie Ende der Hohl­ walze (7) mittels einer Einstellvorrichtung (61) im Wesentlichen senkrecht zur Längsachse (A) der feststehenden Achse (5) bewegbar ist, um eine Kippbewegung der Walze (1) zu ermöglichen.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Hohl­ walze (7) im Bereich des freien Endes mittels eines vorzugsweise als Pen­ dellager ausgebildeten vierten Lagers (13) auf der feststehenden Achse (5) gelagert ist, wobei das vierte Lager (14) von der Einstellvorrichtung zu­ sammen mit der Hohlwalze bewegbar ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass am freien Ende der feststehenden Achse (5) ein Ringelement (63) vorgesehen ist, welches ein viertes Lager (13) zur Lagerung der Hohlwalze (7) auf dem freien Ende der feststehenden Achse (5) trägt, wobei das Ringelement (63) einen Durchbruch (65) für das freie Ende der feststehenden Achse (5) auf­ weist, der so ausgebildet ist, dass ein vorbestimmter Verschiebeweg des Ringelements (63) im Wesentlichen senkrecht zur Längsachse (A) der fest­ stehenden Achse (5) ermöglicht wird.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass im oder am freien Ende der feststehenden Achse (5) eine Stellvorrichtung (67) vorgese­ hen ist, welche vorzugsweise die Innenwandung des Durchbruchs (65) des Ringelements (63) beaufschlagt.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass eine zweite Walze (1) vorgesehen ist, welche eine zweite feststehende Achse (5) und eine zweite Hohlwalze (7) umfasst, wobei das freie Ende der zweiten feststehenden Achse (5) dem Ende der ersten Hohlwalze (7) be­ nachbart ist, das auf dem betreffenden Ende der ersten feststehenden Achse (5) gelagert ist, und wobei das freie Ende der zweiten Hohlwalze (7) derart gegenüber der zweiten feststehenden Achse (5) verschiebbar ist, dass bei einer Verschiebung des freien Endes der ersten Hohlwalze (7) ein vorbe­ stimmter Abstand (S) zwischen den Umfängen der beiden Hohlwalzen (7) erreichbar ist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Walze (1) nach den Ansprüchen 1 oder 2 ausgebildet ist.