DE10048984A1 - Walzenvorrichtung - Google Patents

Abstract

Eine Walzenvorrichtung (100) umfaßt eine Walze (10), bei der es auf einen möglichst geringen Rundlauffehler ankommt. Der Walze (10) ist mindestens ein stabförmiges, zur Walzenachse (A) paralleles Temperierelement (9, 15, 32, 38, 50, 60) zugeordnet. Eine Näherungssonde (28) stellt einen etwa vorhandenen Schlag fest, dessen Winkellage durch einen Winkelgeber (24) bestimmt wird. Die Steuereinrichtung (20) steuert mit den Signalen der Meßeinrichtung (24, 28) das in der Ebene (E) des Schlages liegende Temperierelement (9) derart an, daß dort eine bevorzugte radiale thermische Dehnung eintritt, die den Schlag mildert.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Walzenvorrichtung der dem Oberbegriff des Anspruchs 1 entsprechenden Art.

Ein Beispiel einer solchen Walzenvorrichtung ist aus der EP 813 632 be­ kannt. In der zylindrischen Ausnehmung des Walzenkörpers ist eine Heizein­ richtung angeordnet, die zur Erhöhung der Temperatur am arbeitenden Wal­ zenumfang und damit zur direkten Beeinflussung der mit der Walze durch­ geführten Behandlung einer Warenbahn dient. Das Ziel bei der bekannten beheizten Walze besteht darin, eine möglichst gleichmäßige Beheizung quer zur Warenbahn, d. h. über die Länge der Walze, zu erzielen.

Der Ausdruck "Walzenvorrichtung" ist gewählt worden um darzutun, daß es sich nicht um eine "Walzvorrichtung" handeln muß, bei welcher ein bandförmiges Produkt im Zusammenwirken mit einer Gegenwalze, also zwischen zwei Walzen, behandelt wird. Es gibt nämlich auch Fälle, in denen nur eine Walze mit einem feststehenden Gegenwerkzeug zusammenarbeitet, wie es zum Beispiel in einer Anlage zur Ultraschall-Bearbeitung einer Warenbahn der Fall ist, wobei eine umlaufende Walze mit einer radial gegen diese ge­ richteten Sonotrode zusammenwirkt und die zu behandelnde, zum Beispiel zu verfestigende oder zu schneidende Warenbahn zwischen beiden hin­ durchgeleitet wird. Ein Beispiel für eine Solche Anordnung ist in der DE 198 13 121 C1 beschrieben.

Bei Ultraschall-Behandlungsanlagen werden besondere Anforderungen an die Rundlaufgenauigkeit der Walze gestellt. Dies gilt besonders für die Ultra­ schall-Verfestigung von Vliesen aus thermoplastischen Fasern. Hierbei wirkt der Ultraschall-Erzeuger über die Sonotrode, d. h. den Übertrager des Ultra­ schalls, radial gegen die das Verfestigungsmuster in Gestalt einer Oberflä­ chengravur tragende Gegenwalze. An den erhabenen Stellen der Oberflä­ chengravur ist die Übertragung der Ultraschall-Energie auf das Vlies beson­ ders intensiv, so daß hier eine bevorzugte Temperaturerhöhung und eine be­ vorzugte Verschmelzung der Fasern eintreten und auf diese Weise eine mu­ stergemäße punktweise oder linienweise Verbindung der einzelnen Fäden oder Fasern des Vlieses erzielt wird, die die Vlieslage in sich verfestigt.

Geringste Schwankungen des Abstandes zwischen der feststehenden Stirn­ fläche der Sonotrode und dem Umfang der umlaufenden Walzen führen zu einer unterschiedlichen Verfestigungswirkung. Ein solches Vlies weist im Rhythmus des Umlaufs der Gegenwalze variierende Eigenschaften, zum Beispiel einen variierenden Griff auf, der sofort feststellbar ist und unbedingt vermieden werden muß.

Es ist bei den heutigen Möglichkeiten der spanabhebenden Bearbeitung von Walzen, die als Gegenwalze in einer solchen Verfestigungsanlage in Be­ tracht kommen, durchführbar, bei Walzenlängen von 2 bis 3 m eine Rund­ laufgenauigkeit von 5 µm einzuhalten. Diese Genauigkeit reicht jedoch für einen gleichmäßigen Verfestigungsprozeß manchmal nicht aus, sondern kann Anlaß zu den erwähnten Eigenschaftsschwankungen sein. Wenn der "Schlag" an der Sonotrode vorbeikommt, d. h. der Bereich mit dem um die Schlaghöhe vergrößerten Radius, so steigt an dieser Umfangsstelle der Wal­ ze die auf das Vlies übertragene Leistung an und führt dort zu einem höhe­ ren Wärmeeintrag in das Vlies, was einerseits dessen besagte ungleichmä­ ßige Verfestigung, aber andererseits auch eine Erhöhung der in diesem Umfangsbereich auf die Walze übertragenen Wärmemenge bedeutet. Dies wiederum führt zu einer bevorzugten Temperaturerhöhung der Walze in der durch die Lage des Schlages gegebenen Richtung und damit im Sinne einer Vergrößerung der Rundlaufungenauigkeit. Die Schwankung der Verfesti­ gungswirkung nimmt also im Laufe des Betriebes von selbst weiter zu.

Eine aufgrund der unvermeidlichen Toleranzen der mechanischen Bearbei­ tung vorhandene Rundlaufungenauigkeit schaukelt sich also bei einem sol­ chen Einsatz einer Walze gewissermaßen auf.

Rundlaufungenauigkeiten in der angegebenen Größenordnung von 5 µm sind nicht nur auf von Anfang an vorhandene Toleranzen zurückzuführen. Solche Rundlaufungenauigkeiten können auch später entstehen, zum Bei­ spiel wenn die Walze in der Fabrikhalle durch irgendeine Ursache von außen eine ungleichmäßige Temperatur erhält. Auch der bloße Einfluß des Walzen­ gewichts bei stehender Walze kann durch dadurch initiierte geringfügige Gefügeänderungen schon zu Ungenauigkeiten der genannten Größenord­ nung Anlaß sein.

Ausgehend von den Problemen bei der Ultraschall-Verfestigung von Vliesen liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine möglichst große Rundlaufge­ nauigkeit einer Walze im Betrieb einzuhalten.

Diese Aufgabe wird durch die in Anspruch 1 wiedergegebene Erfindung ge­ löst.

Die Temperiermittel können grundsätzlich Heizmittel oder Kühlmittel sein. Ih­ re Wirkung, d. h. ihre Wärmeübertragung auf die Walze, soll bevorzugt in ei­ ner bestimmten Richtung, in Umfangsrichtung gesehen, erfolgen, so daß al­ so die umlaufende Walze gezielt ungleichmäßig beheizt oder gekühlt wird, aber nicht über ihre Länge, sondern eben in Umfangsrichtung. Durch diese in nur einer Richtung bzw. in einer im wesentlichen ebenen oder einen engen Umfangswinkel einhaltenden Zone erfolgende Wärmeübertragung kann der Rundlaufungenauigkeit über die entsprechend erzielte thermische Dehnung entgegengewirkt werden. Wenn also ein bestimmter Schlag im Sinne einer lokalen Radiusvergrößerung (in Umfangsrichtung gesehen) besteht, so soll erfindungsgemäß dessen Auswirkung am Umfang der Walze durch Beheizung der Gegenseite bzw. durch Kühlung der gleichen Seite vermindert werden. Gemäß Anspruch 2 ist das bevorzugte Anwendungsgebiet einer solchen Walze mit sehr hohen Anforderungen an die Rundlaufgenauigkeit die Ver­ wendung in Anlagen zur Ultraschall-Behandlung von Bahnen mittels einer radial gegen den Walzenumfang gerichteten Sonotrode.

Gemäß Anspruch 3 sind die Temperiermittel bevorzugt Heizmittel, bei denen die Wärmeabgabe in einer der Richtung des größten Radius des Umfangs der Walze entgegengesetzten radialen Richtung erfolgt.

Eine erste Alternative der konstruktiven Gestaltung der Walzenvorrichtung ist Gegenstand des Anspruchs 4 und sieht vor, daß der Walzenkörper im Innern zumindest über einen wesentlichen Teil der Länge des arbeitenden Wal­ zenumfangs eine zum Walzenumfang koaxiale zylindrische Ausnehmung aufweist und die Temperiermittel im Innern der Ausnehmung angeordnet sind.

Dies kann gemäß Anspruch 5 so realisiert werden, daß die Temperiermittel im Innern der Ausnehmung mitumlaufend ausgebildet sind.

Sie können aber gemäß Anspruch 6 auch im Innern der Ausnehmung un­ drehbar angeordnet und im Rhythmus der Umlaufs der Walze aktivierbar und deaktivierbar sein. Jedesmal, wenn die "Zielzone" vorbeikommt, wird also das Temperiermittel eingeschaltet und gleich danach wieder abgeschaltet. Auch auf diese Weise kann eine bevorzugte Beheizung oder Kühlung einer in Umfangsrichtung begrenzten Zone der Walze herbeigeführt werden.

Gemäß Anspruch 7 können am Umfang der Ausnehmung mehrere stabför­ mige, achsparallele, über den Umfang verteilte, mitumlaufende, separat an­ steuerbare Temperierelemente vorgesehen und der Walze eine Einrichtung zur Bestimmung der Winkellage eines Rundlauffehlers zugeordnet und mit einer Steuereinrichtung derart wirkungsverbunden sein, daß durch separate Ansteuerung nach Lage des Rundlauffehlers ausgewählter Temperierele­ mente dem Rundlauffehler entgegenwirkbar ist.

Konstruktiv kann bei dieser Ausführungsform die Walze gemäß Anspruch 8 mit einem zylindrischen Kern versehen sein, der an seinem Außenumfang achsparallele Nuten für die Temperierelemente aufweist.

Hierbei können die Temperierelemente längs der Walze sich erstreckende, von Wärmeträgermedium durchströmte Kanäle bilden, die also im wesentli­ chen stabförmig ausgebildet sind (Anspruch 9).

Mit der Walze kann gemäß Anspruch 10 ein Schleifringsatz drehverbunden sein, mittels dessen den einzelnen Temperierelementen jeweils separat elektrische Energie zuführbar ist.

Durch eine entsprechende Dosierung der einem einzelnen Temperierelement zugeführten elektrischen Energie kann ein einzelnes Temperierelement be­ vorzugt beaufschlagt werden, um der Rundlaufungenauigkeit entgegenzuwir­ ken.

In einer ersten in Anspruch 11 wiedergegebenen Variante können die elektri­ schen Temperierelemente mittels der zugeführten elektrischen Energie direkt beaufschlagbar sein. In diesem Fall handelt es sich also zum Beispiel um elektrische Heizstäbe oder mittels Peltier-Elementen betriebene Kühlstäbe.

Bei der Variante nach Anspruch 12 wird die separate Zuführung der elektri­ schen Energie mit den Kanälen des Anspruchs 9 kombiniert, indem mittels der elektrischen Energie in den Kanälen angeordnete Drosseleinrichtungen betätigbar sind, die den Durchflußquerschnitt für ein Wärmeträgermedium und damit die Wärmeübertragungsleistung beeinflussen.

Bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform sind über den Umfang der Walze verteilt mehrere separate stabförmige Temperierelemente vorhan­ den.

Bei der Ausführungsform nach Anspruch 13 jedoch ist die Ausnehmung von einem das Temperiermittel (welches also nicht unbedingt ein starrer Gegen­ stand sein muß) bildenden Wärmeträgermedium durchströmt und die Strö­ mung über den Querschnitt der Ausnehmung einseitig verungleichmäßigt, was ebenfalls eine in Umfangsrichtung gezielt ungleichmäßige Wärmeüber­ tragung zur Folge hat.

Die Verungleichmäßigung kann durch einen in der Ausnehmung angeord­ neten stabförmigen, zu deren Achse parallelen mitumlaufenden Verdrän­ gungskörper bewerkstelligt werden, der im Querschnitt der Ausnehmung aus der Mitte heraus parallel zu sich selbst verlagerbar ist (Anspruch 14). Die La­ ge des Verdrängungskörpers in der Ausnehmung kann also in Umfangsrich­ tung der Lage des Schlages entsprechend eingestellt und/oder in radialer Richtung justiert werden, etwa um die Einwirkungsstärke zu beeinflussen.

Dies kann konstruktiv gemäß Anspruch 15 so realisiert werden, daß der stabförmige Verdrängungskörper an seinen beiden Enden in hinsichtlich Winkellage und gegebenenfalls Exzentrizität einstellbaren mitumlaufenden Exzenteranordnungen geführt ist.

Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen sind die Temperier­ mittel in einer Ausnehmung des Walzenkörpers vorgesehen. Es ist aber auch möglich, die Temperiermittel außerhalb des Umfangs des Walzenkörpers diesem benachbart anzuordnen und sie im Rhythmus des Umlaufs der Wal­ ze zu aktivieren und zu deaktivieren (Anspruch 16).

Die benötigte thermische Beeinflussung des Walzenkörpers geschieht hier­ bei nicht von innen, sondern von außen. Die Aktivierung bzw. Deaktivierung bei jedem Umlauf oder nach einigen Umläufen ist notwendig, damit die ther­ mische Beeinflussung auf eine bestimmte einen geringen Umfangswinkel einnehmende Zone beschränkt bleibt, die die Gegenwirkung zu dem in der Walze vorhandenen Schlag herbeiführen soll.

Gemäß Anspruch 17 kann eine außerhalb der Walze angeordnete Tempe­ riereinrichtung mindestens ein feststehendes längliches achsparalleles sich im wesentlichen über die Länge des Walzenkörpers erstreckendes Tempe­ rierelement sein, welches gemäß Anspruch 18 insbesondere durch einen elektrischen Temperierstab gebildet sein kann.

Das stabförmige elektrische Temperierelement kann gemäß Anspruch 19 auch eine induktive Elektrode sein, die also sowohl außerhalb der Walze als auch in deren Ausnehmung vorgesehen werden kann.

Die stabförmigen Temperierelemente können schließlich sowohl in der Aus­ führungsform mit in der Ausnehmung des Walzenkörpers als auch in der Ausführungsform mit außerhalb des Walzenkörpers angeordnetem Tempe­ rierelement nach Anspruch 20 durch ein von einem fluiden Wärmeträgerme­ dium durchströmtes, zur Achse der Walze paralleles Spritzrohr mit einer ein­ seitigen, linearen, sich längs des Spritzrohrs erstreckenden Austrittszone ge­ bildet sein sein, durch die Wärmeträgermedium im wesentlichen in einer durch die Achse gehenden Ebene aus dem Innern des Spritzrohrs gegen den Innenumfang der Ausnehmung des Walzenkörpers bzw. den Außenum­ fang desselben ausspritzbar ist.

Die Austrittszone kann gemäß Anspruch 21 durch eine Loch-, Düsen- oder zur Achse des Spritzrohrs parallele Schlitzreihe gebildet sein.

Gemäß Anspruch 22 ist das Spritzrohr, wenn es in der Ausnehmung ange­ ordnet ist, zweckmäßig im Querschnitt der Ausnehmung verlagerbar und um seine Achse drehbar ausgebildet, um mit dem ausgespritzten Wärmeträger­ medium eine durch die Lage des Schlages bestimmte Stelle des Innenum­ fangs der Ausnehmung treffen zu können.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch dar­ gestellt.

Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt durch eine erste Ausführungsform ei­ ner Walze;

Fig. 2 zeigt einen Querschnitt etwa nach der Linie II-II in Fig. 1;

Fig. 3 zeigt einen Längsschnitt durch eine zweite Ausführungsform ei­ ner erfindungsgemäßen Walze;

Fig. 4 zeigt einen Querschnitt etwa nach der Linie IV-IV in Fig. 3;

Fig. 5 zeigt einen Teilquerschnitt durch eine Walze mit einem in der Ausnehmung des Walzenkörpers angeordneten Spritzrohr;

Fig. 6 zeigt einen entsprechenden Teilquerschnitt mit einem rohrför­ migen einseitig angeordneten Verdrängungskörper;

Fig. 7 zeigt eine Seitenansicht einer Ultraschall-Verfestigungsanlage für thermoplastische Vliese mit zwei von außen gegen den Au­ ßenumfang der Walze wirkenden stabförmigen Temperierele­ menten.

Die in Fig. 1 als Ganzes mit 100 bezeichnete Walzenvorrichtung ist für eine Ultraschall-Verfestigungsanlage für thermoplastische Vliese vorgesehen. Sie umfaßt eine Walze 10 mit einem Walzenkörper 1 mit einer zylindrischen, den arbeitenden Walzenumfang 2 bildenden Umfangsfläche, deren Breite durch die Breite der zu verarbeitenden Warenbahn bestimmt ist. Der Walzenkörper 1 hat an den beiden Enden axial vorstehende Walzenzapfen 3, auf denen die Walze 10 über Lager 4 in einem nur angedeuteten Maschinengestell 5 um die Achse A, zu der der arbeitende Walzenumfang 2 koaxial ist, drehbar ge­ lagert ist.

Bei der Herstellung der Walze 10 wurde die von der Bearbeitungstechnik her größtmögliche Genauigkeit angestrebt. Eine gewisse verbleibende Rundlau­ fungenauigkeit ist aber unvermeidlich. In manchen Fällen ist es erforderlich, die Rundlaufgenauigkeit noch zu verbessern, z. B. wenn die Walze 10 als mit der Gravur versehene Gegenwalze in der besagten Ultraschall-Verfestigungs­ anlage eingesetzt wird.

Der Walze 10 ist eine Einrichtung zur Bestimmung der Lage des verbliebe­ nen "Schlages" in Umfangsrichtung zugeordnet. Diese Einrichtung umfaßt einen feststehend im Walzenständer angeordneten Sensor 28 zur Ermittlung der Umfangsstelle des maximalen Schlages, d. h. der maximalen Annäherung des arbeitenden Walzenumfangs 2 an den Sensor 28. Außerdem ist ein Win­ kelgeber 24 vorgesehen, der die Winkelstelle des Walzenkörpers 1 zu erfas­ sen gestattet, an der der maximale, durch den Sensor 28 ermittelte Schlag vorliegt. Die Signale des Sensors 28 und des Winkelgebers 24 werden einem Steuergerät 20 zugeleitet, welches die Signale verarbeitet. Der Walzenkörper 1 weist in seinem Innern eine zu der Achse A koaxiale zylindrische durchge­ hende Ausnehmung 6 auf, in die ein zylindrischer, im Durchmesser passender Kern 7 eingesetzt ist, der sich im wesentlichen über die Länge der Walze 10 erstreckt. Der Kern 7 weist an seinem Außenumfang über seine Länge durchgehende achsparallele Nuten 8 auf, in denen stabförmige elektrische Heizelemente 9 angeordnet sind, die sich über die Länge der Walze 10 er­ strecken und an dem in Fig. 1 rechten Ende mit den Schleifringen 11 eines als Ganzes mit 12 bezeichneten Schleifringkopfes verbunden sind. Jedes Heizelement 9 kann separat mit elektrischer Energie versorgt werden, unab­ hängig von den anderen noch vorhandenen Heizelementen 9. Die elektrische Energie wird von dem Steuergerät 20 über die Leitungen 21 den einzelnen Schleifringen 11 zugeführt. Der Schleifringkopf 12 sitzt auf einem aus dem in Fig. 1 rechten Ende der Walze 10 hervorstehenden Verlängerungszapfen 13 des Kerns 7.

Wenn der Sensor 28 im Verein mit dem Winkelgeber 24 festgestellt hat, daß die Walze 10 einen Schlag an der Stelle aufweist, die gemäß Fig. 1 oben liegt, so daß also der Abstand 14 des arbeitenden Walzenumfangs 2 von der Achse A dort größer ist als der entsprechende Abstand 14' auf der gegen­ überliegenden Seite, sorgt das Steuergerät 20 dafür, daß das in Fig. 1 unten gelegene Heizelement 9' bevorzugt mit elektrischer Energie versorgt wird. Der radiale Bereich 14' wird dadurch bevorzugt erwärmt und erfährt eine ent­ sprechende radiale thermische Dehnung, die dem "Schlag" an der Oberseite entgegengesetzt ist und diesen zumindest teilweise wettmacht. Die erforder­ lichen Temperaturunterschiede sind nicht groß, da die zu mildernden Schlä­ ge nur im µm-Bereich liegen. Bei Außerachtlassung der Verformung des ge­ samten Walzenkörpers ergibt sich allein durch die thermische Dehnung einer Wandstärke von beispielsweise 100 mm in radialer Richtung schon ein Be­ trag von 1,2 µm pro Grad Temperaturänderung. Die Temperaturänderungen in Umfangsrichtung, um einen ausreichenden Gegeneffekt zu dem Schlag herbeizuführen, sind also relativ gering.

Die Zahl von vier gleichmäßig über den Umfang verteilten Heizelementen 9 ist nur ein Merkmal des Ausführungsbeispiels. Es könnten auch drei oder mehr als vier Heizelemente 9 über den Umfang verteilt vorhanden sein.

Soweit in den nachfolgenden Ausführungsformen funktionell entsprechende Teile vorhanden sind, sind gleiche Bezugszahlen verwendet.

Die Walzenvorrichtung 200 der Fig. 3 unterscheidet sich dadurch von der Walzenvorrichtung 100, daß in den Nuten 8 des Kerns 7 keine elektrischen Heizelemente vorhanden sind, sondern die Nuten 8 Kanäle 15 bilden, die gegen den Innenumfang der Ausnehmung 6 offen sind und durch diesen ge­ schlossen werden. Durch die Kanäle 15 kann ein fluides Wärmeträgermedi­ um, zum Beispiel ein Wärmeträgeröl, in der einen Richtung längs der Achse des Walzenkörpers 1 strömen. Der Kern 7 hat außerdem noch eine zentrale Bohrung, durch die das Wärmeträgermedium in der entgegengesetzten Richtung strömen kann, zum Beispiel gemäß Fig. 3 von rechts nach links, um am linken Ende des Walzenkörpers 1 auszutreten und in der dort gebildeten Überleitkammer 17 in die äußeren Kanäle 15 überzutreten. Die Strömungs­ richtungen könnten natürlich auch umgekehrt verlaufen.

Bei der Walzenanordnung 200 wird das Wärmeträgeröl an dem Einlaß 18 zugeführt und tritt in den Drehanschluß 25 ein, worin es in das mitdrehende, in die zentrale Bohrung 16 eingesteckte Zuführrohr 23 und anschließend in die zentrale Bohrung 16 übergeleitet wird. An dem rechten Ende des Wal­ zenkörpers 1 ist wiederum eine Überleitkammer 19 gebildet, in die das in den Kanälen 15 zurückkehrende Wärmeträgeröl eintritt, in der es radial nach in­ nen umgelenkt wird, um in einen den Schleifringkopf 12 durchsetzenden, dem Zuführrohr 23 radial außen benachbarten hohlzylindrischen Kanal 22 überzutreten, der wieder in den Drehanschluß 25 zurückführt, aus dem das Wärmeträgeröl an dem feststehenden Auslaß 26 abziehbar ist.

Auf der bezüglich der Überleitkammer 19 zum arbeitenden Walzenumfang 2 hin gelegenen Seite sind in den in dem Schleifringkopf 12 ausgebildeten An­ schlußkanälen 27 zu den Kanälen 15 eine Drosselwirkung erzeugende Ven­ tile 29', 29" angeordnet, die mittels radialer Schieber 30 den Strömungsquer­ schnitt für das in den Übergangskanälen 27 zurückströmende Wärmeträgeröl ganz oder teilweise schließen können. Die Ventile 29', 29" werden über die auf dem Schleifringkörper 12 angeordneten Schleifringe 11 angesteuert, und zwar in Abhängigkeit von der Lage des Schlages des Walzenkörpers 1.

Wenn ein bestimmter Kanal 15 durch das zugehörige Ventil 29', 29" mehr oder weniger geschlossen wird, sinkt die durch diesen Kanal strömende Wärmeträgerölmenge ab, so daß in diesem Bereich keine Heizung bzw. Kühlung mehr stattfindet und auf diese Weise die angestrebte ungleichmäßi­ ge Beheizung, über den Umfang gesehen, zustande kommt. Das Wärmeträ­ geröl kann beheizt oder gekühlt sein; die Lage des zumindest teilweise zu sperrenden Kanals 15 muß entsprechend gewählt werden. Es versteht sich, daß auch alle Kanäle 15 bis auf einen geschlossen und der eine allein mit Wärmeträgeröl beaufschlagbar ist. Die Lage der gesperrten bzw. geöffneten Kanäle richtet sich danach, ob das Wärmeträgeröl beheizt oder gekühlt ist und wo - in Umfangsrichtung gesehen - der zu bekämpfende Schlag zu fin­ den ist.

In Fig. 5 ist ein Teilquerschnitt durch eine Walzenvorrichtung 300 wiederge­ geben, bei der der Walzenkörper 1 eine zentrale Ausnehmung 6 aufweist und insoweit der Walzenvorrichtung 100 der Fig. 1 und 2 entspricht, jedoch ohne Kern 7 und Heizelemente 9. Durch die Ausnehmung 6 der Walzenvor­ richtung 300 führt der Länge nach ein mittiges Spritzrohr 32 hindurch, wel­ ches auf einer Seite eine achsparallele Reihe von Lochungen oder Schlitzen 33 aufweist, durch die ein messerartiger bzw. nur einen engen Umfangswin­ kel einnehmender Strahl 34 eines fluiden Wärmeträgermediums gegen eine Stelle 35 des Innenumfangs der Ausnehmung 6 gerichtet werden kann.

Durch die Lage des Schlages und die Achse A ist eine Ebene E bestimmt, und der Strahl 34 erstreckt sich - sich nach außen öffnend - in einem Winkel­ bereich α - vorzugsweise symmetrisch zu beiden Seiten der Ebene E. α liegt jedenfalls deutlich unter 180°, vorzugsweise unter 30°. Das Spritzrohr 32 läuft mit dem Walzenkörper 1 um, kann aber gegenüber diesem im Sinne des Pfeiles 36 in seiner Drehstellung in Pfeilrichtung und gegebenenfalls auch in seiner Position im Querschnitt der Ausnehmung 6 justiert werden, um sich der notwendigen Lage der Auftreffstelle 35 anzupassen.

Der Walzenkörper 1 wird bevorzugt in dem Umfangsbereich der Stelle 35 erwärmt oder gekühlt (je nachdem ob das fluide Wärmeträgermedium be­ heizt oder gekühlt ist), wodurch einem Schlag entgegengewirkt werden kann. Das aus der Loch- oder Schlitzreihe 33 austretende fluide Wärmeträgerme­ dium 37, welches sich in der Ausnehmung 6 zwischen dem Außenumfang des Spritzrohrs 32 und dem Innenumfang der Ausnehmung 6 ansammelt, wird fortlaufend abgezogen.

Bei der Walzenvorrichtung 400 der Fig. 6 ist die Ausnehmung 6 des Walzen­ körpers 1 mit in deren Längsrichtung durchgepumptem fluiden Wärmeträ­ germedium 37 gefüllt. Außerhalb der Mitte der Ausnehmung 6 ist ein zu de­ ren Achse paralleles, jedoch außerhalb der Mitte angeordneter Verdrän­ gungskörper 38 in Gestalt eines Rohres angeordnet, welches die Wärme­ übertragung auf den Innenumfang der Ausnehmung 6 dahingehend beein­ flußt, daß er im Bereich der Engstelle 39 zwischen dem Innenumfang 6 und dem rohrförmigen Verdrängerkörper 38 von dem übrigen Umfang der Aus­ nehmung 6 abweicht. Der Verdrängungskörper läuft mit dem Walzenkörper 1 um, so daß die Engstelle immer an der gleichen Stelle des Walzenkörpers, in Umfangsrichtung gesehen, verbleibt.

Die Lage des Verdrängerkörpers 38 im Querschnitt der Ausnehmung 6 ist ju­ stierbar, um dem Schlag entgegenwirken zu können. Die durch die exzentri­ sche Lage des Verdrängerrohrs 38 mögliche Ungleichmäßigkeit der Wärme­ übertragung auf den Innenumfang der Ausnehmung 6 ist zur Herbeiführung einer ausreichenden, in Umfangsrichtung lokalisierten thermischen Ausdeh­ nung des Walzenkörpers, die einem Schlag entgegengesetzt ist, ausrei­ chend. Die Beheizung muß nicht mit hoher Energiekonzentration erfolgen, da, wie bereits erwähnt, die Rundlaufungenauigkeiten und die entsprechen­ den zu erzeugenden thermischen Dehnungen auf der gegenüberliegenden Seite nur in der Größenordnung von einigen µm liegen.

Bei der Walzenvorrichtung 500 der Fig. 7 handelt es sich um eine Ultraschall- Verfestigungsanlage, bei der ein bahnförmiges Vlies 40 aus thermoplasti­ schen Fasern zwischen dem Umfang einer Walze 10 und der Stirnseite 41 einer radial gegen den Umfang der Walze 10 wirkenden, die Ultraschall- Energie übertragenden Sonotrode 42 hindurchgeleitet wird. Die Walze 10 trägt an ihrer eine zylindrische Hüllfläche bildenden Umfangsfläche 2 ein be­ stimmtes Relief, welches das Verfestigungsmuster bestimmt.

In diesem Ausführungsbeispiel wird die Verungleichmäßigung der Tempera­ tur, die einem Schlag entgegenwirken soll, radial von außen in dem Walzen­ körper 1 erzeugt.

Es ist ein längs des Walzenkörpers 1 sich erstreckender Kanal 50 für ein gasförmiges Wärmeträgermedium, zum Beispiel beheizte oder gekühlte Druckluft vorgesehen.

Längs des Kanals 50 sind an dessen Oberseite gegen den Außenumfang des Walzenkörpers 1 gerichtete einander benachbarte Düsen 51 aufgereiht, die durch Magnetventile 52 betätigbar sind. Wenn also der Walzenkörper 1 gemäß Fig. 7 einen Schlag nach unten aufweist, also im unteren Bereich ei­ nen vergrößerten Radius besitzt, werden die Düsen 51 sämtlich gleichzeitig geöffnet, wenn der untere Bereich des Walzenkörpers 1 an ihnen vorbei­ kommt. Im weiteren Umlauf des Walzenkörpers 1 werden die Düsen 51 so­ gleich wieder geschlossen, so daß die Wirkung des fluiden Wärmeträgerme­ diums in dem Kanal 50 nur auf einem Teil des Umfangs des Walzenkörpers 1 zu verspüren ist.

Gesteuert wird die Öffnung und Schließung der Düsen 51 durch ein Steuer­ gerät, welches den Steuergeräten 20 in den Fig. 1 und 3 entspricht und seine Signale von einer entsprechenden feststehenden Sensoranordnung 24, 28 erhält.

Anstatt des Kanals 50 kann auch ein anderes sich stabförmig längs des Wal­ zenkörpers 1 erstreckendes Temperierelement 60 vorgesehen sein, welches in Fig. 7 angedeutet ist und eine Alternative zu dem Kanal 50 darstellen soll. Ein solches Temperierelement hat jedoch nur dann die gewünschte Wirkung, wenn es mit einer der Drehzahl des Walzenkörpers 1 entsprechenden Fre­ quenz aktiviert und deaktiviert werden kann. Ein von einem Wärmeträgerme­ dium durchströmtes Rohr wäre normalerweise hierfür zu träge. Wenn das stabförmige Temperierelement 60 jedoch als induktive Elektrode ausgebildet ist, kann eine ausreichend schnelle Aktivierung und Deaktivierung und damit eine Begrenzung der Wirkung auf einen bestimmten Umfangsbereich des Walzenkörpers 1 erfolgreich sein.

Die Aktivierung und Deaktivierung könnte auch durch eine Blende 61 herbei­ geführt werden, die im Rhythmus des Umlaufs der Walze 10 zwischen das Temperierelement 60 und den Walzenumfang 2 bringbar ist, etwa wie in Fig. 7 angedeutet, oder in der Form eines um das Temperierelement 60 umlau­ fenden längsgeschlitzten Rohrs. In einem solchen Fall kann das Tempe­ rierelement 60 auch ein von einem Wärmeträgeröl durchströmtes Rohr oder ein stabförmiges elektrisches Temperierelement sein. Eine Blende 61 kann bei außerhalb oder innerhalb der Ausnehmung 6 angeordneten Tempe­ rierelementen vorgesehen sein.

In Fig. 7 ist noch eine weitere Alternative angedeutet: am Innenumfang der Ausnehmung 6 sitzt ein elektrisches Temperierelement 70, dessen Position in Umfangsrichtung je nach der Lage des Schlages einstellbar ist und wel­ ches mit der Walze 10 umläuft.

Claims (23)

1. Walzenvorrichtung (100, 200, 300, 400, 500) mit einer Walze (10),
mit einem zylindrischen, den arbeitenden Walzenumfang (2) bildenden Walzenkörper (1) der Walze (10), der an den Enden in einem Walzengestell drehbar gelagert ist,
und mit dem Walzenkörper (1) zugeordneten, über die Länge des Walzenkörpers (1) sich erstreckenden und auf ihn wirkenden Temperiermit­ teln,
dadurch gekennzeichnet,
daß Mittel vorgesehen sind, mittels deren die Wärme der Temperier­ mittel bevorzugt in der die Richtung des maximalen Rundlauffehlers enthal­ tenden Ebene bzw. in einem entsprechenden engen Umfangswinkelbereich übertragbar ist.

2. Walzenvorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ihre Verwendung in einer Ultraschall-Behandlungsvorrichtung für flächiges Behandlungsgut, bei der dieses zwischen mindestens einer Sonotrode (42) und der als Gegenwerkzeug fungierenden Walze (10) hindurchleitbar ist.

3. Walzenvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß, wenn die Temperiermittel Heizmittel sind, die Wärmeabgabe der Heizmittel in einer der Richtung des größten Radius des Walzenumfangs entgegengesetzten radialen Richtung erfolgt.

4. Walzenvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Walzenkörper (1) im Innern zumindest über einen wesentlichen Teil der Länge des arbeitenden Walzenumfangs (2) eine zur Walzenachse (A) koaxiale zylindrische Ausnehmung (6) aufweist und die Temperiermittel im Innern der Ausnehmung (6) angeordnet sind.

5. Walzenvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperiermittel im Innern der Ausnehmung (6) mitumlaufend ausgebildet sind.

6. Walzenvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperiermittel im Innern der Ausnehmung (6) undrehbar angeordnet und im Rhythmus des Umlaufs des Walzenkörpers (1) aktivierbar und deakti­ vierbar sind.

7. Walzenvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß am Umfang der Ausnehmung (6) mehrere stabförmige, achsparallele, über den Umfang verteilte, mitumlaufende, separat ansteuer­ bare Temperierelemente (9) vorgesehen sind und der Walze (10) eine Ein­ richtung (24, 28) zur Bestimmung der Winkellage eines Rundlauffehlers zu­ geordnet und mit einer Steuereinrichtung (20) derart wirkungsverbunden ist, daß durch separate Ansteuerung nach der Lage des Rundlauffehlers ausge­ wählter Temperierelemente (9) dem Rundlauffehler entgegenwirkbar ist.

8. Walzenvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß in der Ausnehmung (6) der Walze (10) ein diese im wesentlichen ausfüllen­ der, mitumlaufender zylindrischer Kern (7) angeordnet ist, der an seinem Au­ ßenumfang achsparallele Nuten (8) für die Temperierelemente (9) aufweist.

9. Walzenvorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeich­ net, daß die stabförmigen Temperierelemente sich längs des Walzenkörpers erstreckende, von Wärmeträgermedium durchströmte Kanäle (15) bilden.

10. Walzenvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch ge­ kennzeichnet, daß mit dem Walzenkörper (1) ein Schleifringsatz (12) dreh­ verbunden ist, mittels dessen den einzelnen Temperierelementen (9) jeweils separat elektrische Energie zuführbar ist.

11. Walzenvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß mittels der elektrischen Energie die elektrischen Temperierelemente (9) di­ rekt beaufschlagbar sind.

12. Walzenvorrichtung nach Anspruch 9 und 10, dadurch gekennzeich­ net, daß mittels der elektrischen Energie den Kanälen (15) zugeordnete Drosseleinrichtungen (29', 29"; 30) betätigbar sind.

13. Walzenvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmung (6) von einem das Temperiermittel bildenden Wärmeträgermedium durchströmt und die Strömung über den Querschnitt der Ausnehmung (6) einseitig verungleichmäßigt ist.

14. Walzenvorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß in der Ausnehmung (6) ein stabförmiger, zu der Achse der Ausnehmung (6) paralleler Verdrängungskörper (38) angeordnet ist, der im Querschnitt der Ausnehmung (6) in Umfangsrichtung und gegebenenfalls aus der Mitte der Ausnehmung (6) heraus parallel zu sich selbst verlagerbar ist.

15. Walzenvorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der stabförmige Verdrängungskörper (38) an seinen beiden Enden in hin­ sichtlich Winkellage und gegebenenfalls Exzentrizität einstellbaren umlau­ fenden Exzenteranordnungen geführt ist.

16. Walzenvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Temperiermittel außerhalb des Umfangs (2) des Walzenkörpers (1) diesem benachbart angeordnet und im Rhythmus des Umlaufs der Walze (10) aktivierbar und deaktivierbar sind.

17. Walzenvorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß sie mindestens ein feststehendes längliches achsparalleles sich im wesentli­ chen über die Länge des Walzenkörpers (1) erstreckendes Temperierele­ ment (50, 60) umfaßt.

18. Walzenvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die stabförmigen Temperierelemente durch elektrische Temperierstäbe (9, 60, 70) gebildet sind.

19. Walzenvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Temperierelemente stabförmige induktive Elektroden (60, 70) sind.

20. Walzenvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die stabförmigen Temperierelemente durch ein von ei­ nem fluiden Wärmeträgermedium durchströmtes, zur Achse (A) paralleles Spritzrohr (32, 50) mit einer einseitigen, linearen, sich längs des Spritzrohrs (32) erstreckenden Austrittszone (33) gebildet sein, durch die Wärmeträger­ medium im wesentlichen in einer durch die Achse (A) gehenden Ebene (E) aus dem Innern des Spritzrohrs (32) bzw. in einem zu beiden Seiten der Ebene (E) gelegenen engen Winkelbereich (α) gegen den Innenumfang der Ausnehmung (6) bzw. den Außenumfang (2) des Walzenkörpers (1) aus­ spritzbar ist.

21. Walzenvorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Austrittszone (33) durch eine Loch-, Düsen- oder Schlitzreihe gebildet ist.

22. Walzenvorrichtung nach Anspruch 20 oder 21, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Spritzrohr (32), wenn es in der Ausnehmung (6) angeord­ net ist, dort um seine Achse drehbar abgestützt ist.

23. Walzenvorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß eine sich im wesentlichen über die Länge des Wal­ zenkörpers (1) erstreckender, im Rhythmus des Umlaufs des Walzenkörpers (1) zwischen das Temperierelement (60) und den Walzenumfang (2) bringba­ re Blende (61) vorgesehen ist, mittels derer die Einwirkung des Tempe­ rierelements (60) auf die Walze aktivierbar und deaktivierbar ist.