DE102005040621A1

DE102005040621A1 - Heated roller for calender or smoothing machine, e.g. for treating paper sheets, has roller body consisting of peripherally adjacent segments, at least some of which contain heating medium flow channels

Info

Publication number: DE102005040621A1
Application number: DE200510040621
Authority: DE
Inventors: Axel Hißen; Jochen Autrata
Original assignee: Voith Patent GmbH
Current assignee: Voith Patent GmbH
Priority date: 2005-08-27
Filing date: 2005-08-27
Publication date: 2007-03-01

Abstract

In a heated roller (1) for a calender or smoothing machine, comprising a roller body with several flow channels for heat transfer medium, the roller body consists of several peripherally adjacent segments (2) with impinging contact surfaces (3) and at least some of the segments contain flow channel(s) (11).

Description

Die Erfindung betrifft eine Thermowalze für einen Kalander oder ein Glättwerk mit einem Walzenkörper, der mehrere Strömungskanäle für ein Wärmeträgermedium aufweist.The The invention relates to a thermo roll for a calender or calender with a roll body, the multiple flow channels for a heat transfer medium having.

Eine derartige Thermowalze wird in der Regel als Heizwalze in einem Kalander verwendet. Die Strömungskanäle sind als sogenannte periphere Bohrungen ausgebildet, durch die ein Wärmeträgermedium, beispielsweise heißes Wasser, heißes Öl oder Dampf, geleitet werden kann. Das Wärmeträgermedium überträgt Wärme an die Walze, die wiederum Wärme an eine im Kalander behandelte Materialbahn, beispielsweise eine Papierbahn, abgeben kann. Der Walzenkörper ist in der Regel als Walzenmantel ausgebildet, d.h. die Walze ist im Innern hohl. Wenn das Wärmeträgermedium eine geringere Temperatur aufweist, dann kann man die Walze auch als Kühlwalze verwenden, also Wärme von einer an der Walze anliegenden Bahn abtransportieren.A Such thermo roll is usually used as a heating roller in a calender used. The flow channels are designed as so-called peripheral bores through which a heat transfer medium, for example, hot Water, hot oil or steam, can be directed. The heat transfer medium transfers heat to the Roller, which in turn heat to a treated in the calender material web, for example a Paper web, can deliver. The roll body is usually as a roll shell formed, i. the roller is hollow inside. If the heat transfer medium has a lower temperature, then you can use the roller as well as a chill roll use, so heat remove from a voltage applied to the roller web.

Bekannt sind ferner Thermowalzen mit einem Walzenmantel, der einen Hohlraum umschließt, in dem ein Verdrängerkörper angeordnet ist. Zwischen dem Verdrängerkörper und der Innenseite des Mantels verbleibt ein Spalt, durch den das Wärmeträgermedium geleitet werden kann. Allerdings werden solche Verdrängerwalzen in neueren Kalandern praktisch nicht mehr verwendet.Known are also thermo rolls with a roll shell, a cavity encloses, in arranged a displacer is. Between the displacer and the inside of the jacket remains a gap through which the heat transfer medium can be directed. However, such Verdrängerwalzen practically not used anymore in newer calenders.

Die Arbeitsbreite einer derartigen Thermowalze hat sich in der Vergangenheit immer weiter vergrößert. Breiten von 10 m sind durchaus nicht ungewöhnlich. Eine periphere Bohrung muß sich also über eine derartige Länge erstrecken. Diese Bohrungen werden in der Regel als Tieflochbohrungen von beiden axialen Enden der Walze erzeugt. Dabei entstehen Form- und Lageabweichungen über die axiale Länge der Walze, da ein Verlaufen der Bohrungen fertigungstechnisch praktisch nicht zu vermeiden ist. Dadurch wiederum können ungleichmäßige Oberflächentemperaturen entlang der Arbeitsbreite entstehen. In Abhängigkeit von der axialen Länge der Walze müssen die Bohrungen einen Mindestdurchmesser aufweisen. Darüber hinaus müssen die Bohrungen einen Mindestabstand von der Walzenoberfläche einhalten, um den sogenannten Polygon-Effekt an der Oberfläche unterhalb eines vorbestimmten Grenzwerts von ca. 1 μm halten.The Working width of such a thermo roll has been in the past always enlarged. spread of 10 meters are not uncommon. A peripheral hole has to be So over one such length extend. These holes are usually called deep hole drilling generated from both axial ends of the roller. This results in and positional deviations over the axial length the roller, as a running of the holes manufacturing technology practically can not be avoided. This in turn can cause uneven surface temperatures arise along the working width. Depending on the axial length of the Roller must the holes have a minimum diameter. Furthermore have to the holes maintain a minimum distance from the roll surface, around the so-called polygon effect on the surface below a predetermined limit of approx. 1 μm hold.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, größere Freiheiten bei der Führung der Strömungskanäle zu haben.Of the Invention is the object of greater freedom in the leadership of To have flow channels.

Die Aufgabe wird bei einer Thermowalze der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß der Walzenkörper mehrere in Umfangsrichtung nebeneinander angeordnete Segmente aufweist, die mit Berührungsflächen aneinander anstoßen, wobei zumindest einige Segmente mit jeweils mindestens einem Strömungskanal versehen sind.The Task is characterized in a thermorollor of the type mentioned by solved, that the roller body several Having circumferentially juxtaposed segments, the one with contact surfaces together nudge, wherein at least some segments each having at least one flow channel are provided.

Bei einer derartigen Ausgestaltung geht man von der herkömmlichen Fertigung einer Walze ab, bei der zunächst der Walzenmantel erzeugt und dann die Strömungskanäle durch Bohrungen gefertigt wurden. Man dreht die Reihenfolge um. Man erzeugt zunächst Segmente, die dann mit einem Strömungskanal versehen werden oder ihn bereits aufweisen. Erst wenn der Strömungskanal vorhanden ist, werden die Segmente zusammengesetzt. Dabei muß allerdings nicht jedes Segment einen Strömungskanal aufweisen. Es ist wesentlich einfacher, ein Segment, das quer zur Längserstreckung des Strömungskanals nur eine beschränkte Ausdehnung hat, zu handhaben und den Strömungskanal zu erzeugen. Beispielsweise kann man den Strömungskanal mit Hilfe einer Bohrvorrichtung erzeugen, bei der man die Spitze des Bohrers von außen berührungslos steuern kann, beispielsweise mit magnetischen Kräften. Natürlich kann man bei einem Segment den Strömungskanal auch auf andere Weise als nur durch Bohren erzeugen.at Such a configuration is based on the conventional Production of a roll, in which initially generates the roll shell and then the flow channels through Holes were made. Turn the order over. You create first Segments, which are then connected to a flow channel be provided or already have him. Only when the flow channel is present, the segments are put together. It does not have to each segment has a flow channel exhibit. It is much easier to have a segment that is transverse to the longitudinal extension of the flow channel only a limited one Expansion has to handle and create the flow channel. For example you can see the flow channel produce with the help of a drilling device, in which one the tip of the Drill from the outside contactless can control, for example, with magnetic forces. Of course you can with a segment the flow channel too other than drilling.

In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung ist vorgesehen, daß zumindest die mit mindestens einem Strömungskanal versehenen Segmente als Hohlprofil ausgebildet sind. Ein Hohlprofil ist ein stangenartiges Bauelement mit vorgegebenen äußeren Abmessungen, das im In nern einen Hohlraum aufweist. Auch den Hohlraum kann man relativ genau dimensionieren.In a particularly advantageous embodiment is provided that at least with at least one flow channel provided segments are formed as a hollow profile. A hollow profile is a rod-like component with predetermined external dimensions, which has a cavity in the inside. You can also use the cavity dimension relatively accurately.

Hierbei ist bevorzugt, daß die Hohlprofile auf eine für die axiale Erstreckung der Walze notwendige Länge abgelängt sind. Man kann die Hohlprofile also sozusagen endlos fertigen oder als relativ langes Halbzeug verwenden. In Abhängigkeit von der gewünschten axialen Länge der Walze werden dann die erforderlichen Stücke abgeschnitten.in this connection it is preferred that the Hollow sections on one for the axial extent of the roller necessary length are cut to length. You can do the hollow sections So, so to speak endlessly finished or as a relatively long semi-finished product use. Dependent on from the desired axial length The roller is then cut off the required pieces.

Bevorzugterweise sind die Hohlprofile als Stranggußprofile oder Strangpreßprofile ausgebildet. Beide Herstellungstechniken erlauben es, die Hohlprofile mit einem Querschnitt zu fertigen, der sehr genau dem gewünschten Außen- und Innenquerschnitt der Segmente entspricht. Mit einem Stranggußverfahren oder mit einem Strangpreßverfahren lassen sich auch Stahlprofile erzeugen und bearbeiten, so daß man bei der Festigkeit und Stabilität der Walze praktisch keine Abstriche machen muß.preferably, are the hollow sections as Stranggußprofile or extruded educated. Both manufacturing techniques allow the hollow sections to manufacture with a cross-section that is very exactly what you want Outside- and inner cross section of the segments corresponds. With a continuous casting process or by an extrusion process can also produce steel profiles and edit, so that at the strength and stability the roller practically does not have to compromise.

Alternativ kann vorgesehen sein, daß die Hohlprofile als kaltgewalzte oder umgeformte Rohrprofile ausgebildet sind. Beispielsweise kann man ein Rechteckrohr, das in eine entsprechende Form eingelegt wird, durch eine Druckbeaufschlagung von innen und gegebenenfalls auch von außen in die gewünschte Segmentform umformen.Alternatively it can be provided that the hollow sections as cold-rolled or formed tube are formed profiles. For example, one can transform a rectangular tube, which is inserted into a corresponding shape, by applying pressure from inside and possibly also from outside into the desired segment shape.

Bevorzugterweise sind die Segmente in Umfangsrichtung auf thermische, chemische oder mechanische Weise miteinander verbunden. Eine derartige Verbindung verbindet die Segmente mechanisch miteinander und erzeugt dabei die für die Stabilität der Walze notwendige Festigkeit.preferably, are the segments in the circumferential direction on thermal, chemical or mechanical way interconnected. Such a connection mechanically connects the segments with each other and creates them the for the stability of the Roller necessary strength.

Besonders geeignete Verfahren sind Schweißen, insbesondere Abbrennstumpfschweißen, Elektronenstrahlschweißen, Laserstrahlschweißen, Kleben und Löten, insbesondere Hartlöten und Hochtemperaturlöten. Auch ein Verschrauben ist möglich. In der Regel wird ein Strömungskanal vollkommen im Inneren eines Segments aufgenommen sein, so daß er nur zu den Stirnseiten des Segments hin offen ist. Wenn ein Strömungskanal durch eine Vertiefung in einer Berührungsfläche gebildet ist, die durch ein anderes Segment abgedeckt wird, dann bewirkt die Verbindung auch eine Abdichtung nach außen.Especially suitable methods are welding, in particular flash butt welding, electron beam welding, laser beam welding, gluing and soldering, in particular brazing and high temperature soldering. Also, a screw is possible. In general, a flow channel be completely inside a segment so that it only is open towards the end faces of the segment. If a flow channel is formed by a depression in a contact surface, which another segment is covered, then causes the connection also a seal to the outside.

Vorzugsweise sind die Segmente von einer Spannhülse umgeben. Die Spannhülse ist eine alternative oder zusätzliche Maßnahme, um die Segmente in Umfangsrichtung gegeneinander zu pressen.Preferably the segments are surrounded by a clamping sleeve. The clamping sleeve is an alternative or additional Measure, to press the segments in the circumferential direction against each other.

Vorzugsweise sind zumindest einige Segmente in Axialrichtung in mehrere Abschnitte unterteilt, die an Stoßstellen aneinander anliegen. Dies vereinfacht die Fertigung weiter. Man kann nun kleinere Einheiten handhaben. Dies wiederum erlaubt es, die Segmente bei verringertem Aufwand mit einer hohen Genauigkeit zu fertigen. Darüber hinaus kann man bei einer derartigen Ausgestaltung einen Strömungskanal in Axialrichtung mit unterschiedlichen Querschnitten versehen, ohne bei einem Herstellungsvorgang das Werkzeug wechseln zu müssen.Preferably For example, at least some segments are in the axial direction into multiple sections divided at joints abut each other. This further simplifies the production. you can now handle smaller units. This in turn allows the segments with reduced effort with high accuracy to manufacture. About that In addition, in such an embodiment, a flow channel provided in the axial direction with different cross sections, without to have to change the tool in a manufacturing process.

Hierbei ist bevorzugt, daß Stoßstellen von in Umfangsrichtung benachbarter Segmente axial zueinander versetzt sind. Die Segmente bilden also einen Verbund, bei dem ein Segment in Axialrichtung zwei benachbarte Seg mente überlappt. Eine derartige Ausgestaltung bietet eine hohe mechanische Stabilität.in this connection it is preferred that joints axially offset from each other in the circumferential direction of adjacent segments are. The segments thus form a composite in which a segment overlaps two adjacent Seg elements in the axial direction. Such a design offers a high mechanical stability.

Bevorzugterweise sind Strömungskanäle auf einem Teilkreis vorgesehen, dessen Abstand von der Umfangsfläche kleiner ist als 10 % des Radius der Walze. Die Strömungskanäle haben also einen vergleichsweise kleinen Abstand zur Umfangsfläche. Der Abstand bei den bisher verwendeten peripheren Bohrungen lag bei knapp 20 % des Radius. Dadurch, daß man den Abstand zwischen den Strömungskanälen und der Umfangsfläche der Walze verringern kann, verringert sich auch der thermische Widerstand und der Wärmeübergang wird verbessert.preferably, are flow channels on one Partial circle provided whose distance from the peripheral surface smaller is than 10% of the radius of the roller. The flow channels thus have a comparatively small distance to the peripheral surface. Of the There was a gap in the peripheral boreholes used so far just under 20% of the radius. By taking the distance between the flow channels and the peripheral surface reduce the roller, the thermal resistance is reduced and the heat transfer will be improved.

Vorzugsweise weisen Strömungskanäle einen Abstand zur Umfangsfläche auf, der im Bereich von 5 bis 50 mm liegt. Damit läßt sich sowohl das Temperatur-Polygon als auch ein Form-Polygon in erheblichem Umfang vermindern. Bei einem relativ geringen Abstand der Strömungskanäle in Umfangsrichtung kann man erreichen, daß das Form-Polygon praktisch nicht mehr meßbar ist. Verglichen mit herkömmlichen Walzen kann man die Strömungskanäle um mindestens 30 % näher am Umfang der Walze anordnen.Preferably have flow channels one Distance to the peripheral surface in the range of 5 to 50 mm. This can be Both the temperature polygon and a shape polygon in significant Reduce the circumference. At a relatively small distance of the flow channels in the circumferential direction can one achieve that Shape polygon is practically no longer measurable. Compared with conventional You can roll the flow channels around at least 30% closer Arrange on the circumference of the roller.

Vorteilhafterweise sind Strömungskanäle mit einem Querschnitt vorgesehen, der dem einer Bohrung entspricht, deren Durchmesser im Bereich von 2 bis 20 mm liegt. Da man nicht mehr darauf angewiesen ist, die Strömungskanäle durch Bohrungen zu erzeugen, ist man auch bei der Querschnittswahl freier, d.h. man kann kleinere Querschnitte der Strömungskanäle wählen. Wenn ein Strömungskanal mit einem Querschnitt gewählt ist, der von der Kreisform abweicht, dann ist die Querschnittsfläche entsprechend umzurechnen, d.h. die Querschnittsfläche eines Strömungskanals ist maximal so groß, wie die Querschnittsfläche eines Kanals mit kreisrundem Querschnitt, wobei der Durchmesser eines derartigen Strömungskanals maximal 2 bis 20 mm beträgt.advantageously, are flow channels with one Provided cross-section corresponding to that of a bore whose Diameter in the range of 2 to 20 mm. Since you no longer relies on the flow channels through To create holes, one is also free in the cross-sectional choice, i.e. you can choose smaller cross sections of the flow channels. If a flow channel chosen with a cross section is different from the circular shape, then the cross-sectional area is corresponding to convert, i. the cross-sectional area of a flow channel is so big, like the cross-sectional area a channel with a circular cross-section, the diameter such a flow channel maximum 2 to 20 mm.

Auch ist von Vorteil, wenn Berührungsflächen mindestens einen Bereich aufweisen, der von der Radialrichtung der Walze abweicht. Man ist also nicht gezwungen, die einzelnen Segmente sozusagen tortenstückartig auszubilden und dafür zu sorgen, daß die Berührungsflächen in einer Ebene liegen, die durch die Radialrichtung und die Axialrichtung der Walze definiert ist. Vielmehr ist man weitgehend frei in der Gestaltung der Berührungsflächen. Die einzige Voraussetzung ist, daß benachbarte Berührungsflächen zueinander passen. Man kann die Berührungsflächen beispielsweise so ausgestalten, daß sie im Querschnitt die Form eines S oder eines Z haben. In diesem Fall gibt es durchaus Teilabschnitte der Berührungsflächen, die in radialer Richtung verlaufen. Der Bereich verläuft dann aber unter einem vorbestimmten Winkel zur Radialrichtung.Also is beneficial if touch surfaces at least have a range that deviates from the radial direction of the roller. So one is not forced, the individual segments, so to speak cake pie to train and for that to make sure that Contact surfaces in lie a plane through the radial direction and the axial direction the roller is defined. Rather, one is largely free in the Design of the contact surfaces. The only condition is that neighboring Contact surfaces to each other fit. You can, for example, the contact surfaces designed so that they have the shape of an S or a Z in cross-section. In this case There are quite sections of the contact surfaces, which are in the radial direction run. The area runs but then at a predetermined angle to the radial direction.

Hierbei ist besonders bevorzugt, daß der Bereich in Umfangsrichtung verläuft. Damit erreicht man auf besonders einfache Weise eine zusätzliche Fixierung von benachbarten Segmenten in Radialrichtung zueinander.in this connection is particularly preferred that the Area extends in the circumferential direction. This achieves an extra simple way Fixation of adjacent segments in the radial direction to each other.

Vorzugsweise erfolgt eine Verbindung zwischen benachbarten Segmenten außerhalb des Bereichs. Dies hat insbesondere Vorteile bei thermischen Fügeverfahren, insbesondere beim Schweißen. Die Verbindung von radial in nen und die Verbindung von radial außen können dann in Umfangsrichtung gegeneinander versetzt sein, was Spannungen klein hält. Darüber hinaus steht genügend Platz zur Verfügung, in dem der Strömungskanal angeordnet sein kann.Preferably, a connection between adjacent segments is made outside the range. This has particular advantages in thermal joining processes, especially in welding SEN. The connection of radially in nen and the connection from radially outside can then be offset in the circumferential direction against each other, which keeps voltages small. In addition, there is enough space available in which the flow channel can be arranged.

Auch ist von Vorteil, wenn die zusammengesetzten Segmente mit einer Kunststoffbeschichtung versehen sind, die Verbindungsstellen zwischen benachbarten Segmenten abdeckt. Wenn die Segmente miteinander verschweißt sind, dann wird die Walze nach dem Verschweißen bearbeitet, beispielsweise durch Drehen oder Schleifen. Die Kunststoffbeschichtung gleicht dann Unregelmäßigkeiten, sofern sie noch vorhanden sein sollten, aus.Also is advantageous if the composite segments are provided with a plastic coating which covers junctions between adjacent segments. If the segments are welded together, then the roller is after welding edited, for example by turning or grinding. The plastic coating then resembles irregularities, if they should still be present, out.

In einer alternativen Ausgestaltung kann vorgesehen sein, daß die zusammengesetzten Segmente mit einer harten Beschichtung versehen sind, die Verbindungsstellen zwischen benachbarten Segmenten abdeckt. Hier gilt das gleiche, wie für die Kunststoffschicht.In an alternative embodiment may be provided that the composite Segments are provided with a hard coating, the joints covering between adjacent segments. The same applies here, as for the plastic layer.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung beschrieben. Hierin zeigen:The Invention will be described below with reference to preferred embodiments described in conjunction with the drawing. Herein show:

1 eine erste Ausgestaltung einer Thermowalze, 1 a first embodiment of a thermo roll,

2 eine schematische Darstellung zur Erläuterung einiger Maßangaben, 2 a schematic representation for explaining some dimensions,

3 eine zweite Ausgestaltung einer Thermowalze, 3 a second embodiment of a thermo roll,

4 eine dritte Ausgestaltung einer Thermowalze, 4 a third embodiment of a thermo roll,

5 eine vierte Ausgestaltung einer Thermowalze, 5 A fourth embodiment of a thermo roll,

6 eine fünfte Ausgestaltung einer Thermowalze, 6 a fifth embodiment of a thermo roll,

7 eine Abwandlung der Ausgestaltung nach 6. 7 a modification of the embodiment according to 6 ,

Die Darstellungen in den 1 bis 7 sind stark schematisiert. Sie zeigen eine Thermowalze in verschiedenen Ausführungsformen, die im folgenden kurz als "Walze 1" bezeichnet wird. Gleiche und einander entsprechende Elemente sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen.The representations in the 1 to 7 are highly schematized. They show a thermo roll in various embodiments, hereinafter referred to as "roll 1 Identical and mutually corresponding elements are provided with the same reference numerals.

Die in 1 dargestellte Walze 1 weist mehrere Segmente 2 auf, wobei jedes Segment auf seinen beiden Seiten in Umfangsrichtung eine Berührungsfläche 3 aufweist. 1 zeigt die Walze 1 mit zwölf Segmenten 2, von denen vier Segmente entfernt worden sind, um den Innenaufbau besser darzustellen. Eine echte Walze wird eine weitaus größere Anzahl von Segmenten 2 aufweisen, beispielsweise 80 bis 200 Segmente.In the 1 illustrated roller 1 has several segments 2 on, each segment on its two sides in the circumferential direction a contact surface 3 having. 1 shows the roller 1 with twelve segments 2 of which four segments have been removed to better illustrate the interior structure. A real roller becomes a much larger number of segments 2 have, for example, 80 to 200 segments.

Benachbarte Segmente 2 liegen mit ihren Berührungsflächen 3 aneinander an. Bei der Ausgestaltung nach 1 sind die Segmente im Bereich ihrer Berührungsflächen 3 miteinander verschweißt. Für benachbarte Segmente 2 ist jeweils eine Schweißnaht 4 am Außenumfang der Walze 1 vorhanden. Eine weitere Schweißnaht 5 ist am Innenumfang des durch die in Umfangsrichtung zusammengesetzten Segmente 2 gebildeten Walzenmantels vorhanden. Der Walzenmantel umschließt einen Hohlraum 6, durch den ein entsprechendes Schweißwerkzeug geführt werden kann. Eine weitere Schweißnaht 7 befindet sich an der Stirnseite, wobei lediglich an der in 1 linken Stirnseite die Schweißnaht 7 erkennbar ist.Neighboring segments 2 lie with their contact surfaces 3 to each other. In the embodiment according to 1 are the segments in the area of their contact surfaces 3 welded together. For adjacent segments 2 is each a weld 4 on the outer circumference of the roller 1 available. Another weld 5 is on the inner circumference of the segments assembled by the circumferential direction 2 formed roll jacket available. The roll shell encloses a cavity 6 through which a corresponding welding tool can be guided. Another weld 7 is located at the front, with only the in 1 left front side of the weld 7 is recognizable.

Die Schweißnähte 4, 5, 7 verbinden benachbarte Segmente 2 miteinander und gewährleisten dadurch einen mechanischen Zusammenhalt der Segmente 2 zu einem Walzenmantel 8, der in 2 erkennbar ist.The welds 4 . 5 . 7 connect adjacent segments 2 together, thereby ensuring a mechanical cohesion of the segments 2 to a roll shell 8th who in 2 is recognizable.

Die einzelnen Segmente 2 sind als Hohlprofile ausgebildet. Ein derartiges Hohlprofil kann beispielsweise durch Stranggießen oder Strangpressen hergestellt werden. Möglich ist auch ein Kaltwalzen oder ein Umformen von bereits existierenden Rohrprofilen. Beim Stranggießen wird der für die Herstellung eines Segments 2 verwendete Werkstoff in eine Stranggußform gegossen, die einen Kern aufweist, der dann beim Gießvorgang einen Raum für den Strömungskanal 11 freihält. Beim Strangpressen wird ein Werkstück über einen Dorn und durch eine Form gezogen, so daß ebenfalls der Hohlraum für den Strömungskanal 11 freibleibt. Man kann auch ein bereits existierendes Rohr verwenden, beispielsweise ein Rechteckrohr, dieses in eine Form mit auseinanderlaufenden Wänden einlegen, diese Form gegebenenfalls von den beiden Berührungsflächen 3 her unter Druck setzen und auch das Innere unter Druck setzen, wobei das Innere dann später den Strömungskanal 11 bildet.The individual segments 2 are designed as hollow profiles. Such a hollow profile can be produced for example by continuous casting or extrusion. It is also possible cold rolling or forming existing pipe profiles. When continuous casting is used for the production of a segment 2 used material poured into a continuous casting mold having a core, which then during the casting process a space for the flow channel 11 keeping clear. In extrusion, a workpiece is pulled over a mandrel and through a mold, so that also the cavity for the flow channel 11 remains free. It is also possible to use an already existing pipe, for example a rectangular pipe, to insert it into a mold with diverging walls, this shape possibly from the two contact surfaces 3 put pressure and also put the interior under pressure, the interior then later the flow channel 11 forms.

Wenn die Segmente 2 zusammengesetzt sind, bilden sie zunächst ein Polygon, das dann später überarbeitet wird, beispielsweise durch Drehen oder Schleifen.If the segments 2 are composed, they first form a polygon, which is then revised later, for example by turning or grinding.

Da man nicht mehr darauf angewiesen ist, die Strömungskanäle 11 durch einen Bohrungsvorgang zu erzeugen, hat man eine wesentlich größere Freiheit bei der Gestaltung des Querschnitts der Strömungskanäle 11.Because you no longer have to rely on the flow channels 11 to produce by a bore process, one has a much greater freedom in the design of the cross section of the Strö tion channels 11 ,

In 1 sind daher mehrere mögliche Querschnittsformen gezeigt. Ein Strömungskanal 11a hat beispielsweise einen ovalen oder elliptischen Querschnitt, dessen Längsachse in Umfangsrichtung der Walze 1 gerichtet ist. Ein Strömungskanal 11b hat einen rechteckförmigen Querschnitt. Man kann auch zwei Strömungskanäle 11c in einem Segment vorsehen. Vor allem aber kann man die Strömungskanäle 11, 11a-11c wesentlich dichter an der Umfangsfläche 12 der Walze 1 anordnen, so daß die Wärme des Wärmeträgermediums, das durch die Strömungskanäle 11 geleitet wird, eine stärkere Erhöhung der Temperatur an der Oberfläche bewirkt.In 1 Therefore, several possible cross-sectional shapes are shown. A flow channel 11a has, for example, an oval or elliptical cross section whose longitudinal axis in the circumferential direction of the roller 1 is directed. A flow channel 11b has a rectangular cross-section. You can also use two flow channels 11c to provide in one segment. But above all you can the flow channels 11 . 11a - 11c much denser on the peripheral surface 12 the roller 1 arrange so that the heat of the heat transfer medium through the flow channels 11 is directed, causing a greater increase in the temperature at the surface.

Zur Herstellung der Walze 1 werden die Segmente in der entsprechend benötigten Länge von einem Endlosprofil abgelängt. Natürlich ist es auch möglich, die Segmente von einem Stangenprofil abzulängen oder die Stangenprofile gleich in der benötigten Länge herzustellen. Die einzelnen Profile werden dann in Umfangsrichtung nebeneinander angeordnet und miteinander verbunden, beispielsweise auf thermische, chemische oder mechanische Weise. Besonders geeignete Verfahren sind Schweißen, insbesondere Abbrennstumpfschweißen, Elektronenstrahlschweißen, Laserstrahlschweißen, Kleben und Löten, insbesondere Hartlöten und Hochtemperaturlöten. Auch ein Verschrauben ist möglich.For the production of the roller 1 The segments are cut to length in the required length of an endless profile. Of course it is also possible to cut the segments of a bar profile or produce the bar profiles equal to the required length. The individual profiles are then arranged side by side in the circumferential direction and connected to each other, for example in a thermal, chemical or mechanical manner. Particularly suitable methods are welding, in particular flash butt welding, electron beam welding, laser beam welding, gluing and soldering, in particular brazing and high-temperature soldering. Also, a screw is possible.

2 gibt nun einige Maßeinheiten an, anhand derer spezielle Abmessungsverhältnisse erläutert werden sollen. 2 Now specifies a few units of measurement that are used to explain specific dimensional relationships.

Der Walzenmantel 8 weist einen Innenradius RI, einen Außenradius RA und als Differenz zwischen Außenradius RA und Innenradius RI eine Dicke DM auf.The roll jacket 8th has an inner radius RI, an outer radius RA, and a difference DM between outer radius RA and inner radius RI.

Die Strömungskanäle 11 liegen mit ihren Mittelachsen auf einem Teilkreisdurchmesser mit einem Radius RT. Der Teilkreis hat zur Umfangsfläche einen Abstand DT. Die Strömungskanäle 11 haben einen Durchmesser DS. Benachbarte Strömungskanäle 11 weisen einen Abstand DA zueinander auf. Hierbei werden kreisrunde Querschnitte der Strömungskanäle 11 zugrunde gelegt. Wenn die Querschnittsform von der Kreisform abweicht, dann ist der Flächenschwerpunkt mit dem Kreismittelpunkt und die Querschnittsfläche mit der Kreisfläche gleichzusetzen.The flow channels 11 lie with their central axes on a pitch circle diameter with a radius RT. The pitch circle has a distance DT from the peripheral surface. The flow channels 11 have a diameter DS. Neighboring flow channels 11 have a distance DA to each other. Here are circular cross-sections of the flow channels 11 based on. If the cross-sectional shape deviates from the circular shape, then the area centroid is to be equated with the circle center and the cross-sectional area with the circular area.

Zusätzlich sind Strömungskanäle 11' vorgesehen, die radial weiter innen angeordnet sind als die Strömungskanäle 11. Die zusätzlichen Strömungskanäle 11' müssen nicht in der gleichen Anzahl vorgesehen sein. Im vorliegenden Beispiel ist nur in jeder zweiten Berührungsflächenpaarung ein zusätzlicher Strömungskanal 11' vorgesehen.In addition, flow channels 11 ' provided, which are arranged radially further inward than the flow channels 11 , The additional flow channels 11 ' do not have to be provided in the same number. In the present example, only in every second contact surface pairing is an additional flow channel 11 ' intended.

Aus Gründen der Darstellbarkeit sind in 2 lediglich acht Segmente 2 dargestellt. Tatsächlich wird man aber, wie oben erwähnt, wesentlich mehr Segmente verwenden, beispielsweise 50 bis 200 Segmente.For the sake of representability are in 2 only eight segments 2 shown. In fact, as mentioned above, however, one will use significantly more segments, for example 50 to 200 segments.

Bei einer Walze, die einen Außenradius RA von 406 mm, einen Innenradius RI von 212,5 mm und einen Teilkreisradius RT von 385 mm aufweist, verwendet man 140 Segmente 2 und dementsprechend auch 140 Strömungskanäle 11. Der Durchmesser DS eines einzelnen Strömungskanals beträgt 8 mm. Wenn man einen von einer Kreisform abweichenden Strömungskanal 11 verwendet, dann hat dieser Strömungskanal eine Querschnittsfläche, die einem Kreis mit einem Durchmesser von 8 mm entspricht.For a roller having an outer radius RA of 406 mm, an inner radius RI of 212.5 mm and a pitch radius RT of 385 mm, 140 segments are used 2 and accordingly also 140 flow channels 11 , The diameter DS of a single flow channel is 8 mm. If one deviates from a circular shape flow channel 11 used, then this flow channel has a cross-sectional area corresponding to a circle with a diameter of 8 mm.

Bei einer derartigen Ausgestaltung beträgt die Dicke DM des Walzenmantels 8 193,5 mm. Der Abstand des Teilkreises zum Umfang 12 beträgt 21 mm. Dementsprechend beträgt der Abstand des Teilkreises, auf dem die Strömungskanäle 11 angeordnet sind, nur etwas mehr als 5 des Außenradius RA. Bei herkömmlichen Walzen mit peripher gebohrten Bohrungen liegt dieser Abstand bei etwa 20 % des Außenradius RA.In such an embodiment, the thickness DM of the roll shell 8th 193.5 mm. The distance of the pitch circle to the circumference 12 is 21 mm. Accordingly, the distance of the pitch circle, on which the flow channels 11 are arranged only slightly more than 5 of the outer radius RA. In conventional rolls with peripherally drilled holes this distance is about 20% of the outer radius RA.

Die Strömungskanäle haben, wie oben erwähnt, einen Durchmesser von 8 mm. Dies entspricht knapp 2 % des Außenradius RA des Walzenmantels 8. Bei herkömmlichen Walzen liegt dieser Wert in der Größenordnung von 10 %.The flow channels have, as mentioned above, a diameter of 8 mm. This corresponds to almost 2% of the outer radius RA of the roll shell 8th , For conventional rolls, this value is on the order of 10%.

Darüber hinaus ist der Abstand DA zwischen benachbarten Strömungskanälen 11 so gering, daß er maximal 10 % des Außenradius RA der Walze 1 beträgt.In addition, the distance DA between adjacent flow channels 11 so low that it is at most 10% of the outer radius RA of the roller 1 is.

Mit derartigen Verhältnissen läßt sich bei einer Vorlauftemperatur von 277°C und einer Rücklauftemperatur von 261,5°C eine Oberflächentemperatur von 215°C erreichen. Die Temperaturverteilung an der Oberfläche ist relativ gleichmäßig. Ein Temperatur-Polygon hat eine Schwankungsbreite von 0,28°C.With such conditions let yourself at a flow temperature of 277 ° C and a return temperature of 261.5 ° C a surface temperature of Reach 215 ° C. The temperature distribution at the surface is relatively uniform. One Temperature polygon has a fluctuation range of 0.28 ° C.

Auch die Tangentialspannung läßt sich in erheblichem Maße verringern. Sie liegt nun bei 105 N/mm². Bei herkömmlichen peripher gebohrten Walzen lag sie bei fast dem doppelten Wert.The tangential stress can also be reduced to a considerable extent. It is now at 105 N / mm ² . In conventional peripherally drilled rolls it was almost twice the value.

Das Form-Polygon, das sich nunmehr ergibt, läßt sich kaum noch messen.The Shape polygon, which now results, can barely measure.

Zur Herstellung einer derartigen Walze 1 werden 140 Segmente beispielsweise als Strangprofile in der benötigten Länge von einem Halbzeug abgelängt, in Umfangsrichtung nebeneinander angeordnet und miteinander verbunden oder verspannt. Wenn sie verschweißt werden, wird die Walze danach überdreht und gegebenenfalls mit einer Beschichtung 18 versehen.For producing such a roller 1 140 segments are cut, for example, as extruded profiles in the required length of a semi-finished, juxtaposed in the circumferential direction and interconnected or braced. When they are welded, the roll is then over-turned and optionally with a Be stratification 18 Mistake.

3 zeigt ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel der Walze 1. Hier sind die Segmente 2 in Axialrichtung in mehrere Abschnitte 2a, 2b unterteilt. An Stoßstellen 16 sind die Abschnitte 2a, 2b miteinander verschweißt. Eine entsprechende Schweißnaht 4 verbindet benachbarte Segmente 2a, 2b einerseits und 2c, 2d andererseits. 3 shows a modified embodiment of the roller 1 , Here are the segments 2 in axial direction into several sections 2a . 2 B divided. At joints 16 are the sections 2a . 2 B welded together. A corresponding weld 4 connects adjacent segments 2a . 2 B on the one hand and 2c . 2d on the other hand.

Die Stoßstellen 16 von benachbarten Segmenten 2 sind dabei axial zueinander versetzt, so daß ein Segment 2c zwei in Umfangsrichtung benachbarte Segmente 2a, 2b überlappt. Dies ergibt einen Verbund, der mechanisch eine hohe Stabilität aufweist.The joints 16 from adjacent segments 2 are axially offset from each other, so that a segment 2c two circumferentially adjacent segments 2a . 2 B overlaps. This results in a composite that has a high mechanical stability.

4 zeigt eine Ausgestaltung, die alternativ oder zusätzlich zum Verschweißen der Segmente verwendet werden kann. Die Segmente 2 sind hier von einer Spannhülse 17 umgeben, die gestrichelt dargestellt ist, damit man im übrigen den Aufbau nach 1 erkennen kann. Wenn die Berührungsflächen 3 auf Radialstrahlen zur Achse 15 verlaufen, dann kann man mit einer Spannhülse ebenfalls eine mechanisch ausreichend stabile Anordnung der Segmente erreichen. Die Spannhülse 17 hat darüber hinaus eine glatte Umfangsfläche, so daß eine Nachbearbeitung der Umfangsfläche 12 der Segmente 2 in der Regel nicht mehr oder nur in geringem Umfang erforderlich ist. 4 shows a configuration that can be used alternatively or additionally to the welding of the segments. The segments 2 are here from a clamping sleeve 17 surrounded, which is shown in dashed lines, so that the rest of the structure after 1 can recognize. If the touch surfaces 3 on radial rays to the axis 15 run, then you can also achieve a mechanically sufficiently stable arrangement of the segments with a clamping sleeve. The clamping sleeve 17 moreover has a smooth peripheral surface, so that a reworking of the peripheral surface 12 the segments 2 usually no longer or only to a limited extent is required.

Wie aus 5 zu erkennen ist, kann eine Walze 1, wie sie in den 1 oder 2 dargestellt ist, auch mit einer Beschichtung 18 versehen sein. Die Beschichtung 18 kann durch einen Kunststoff gebildet sein. Sie kann auch durch ein hartes Material gebildet sein, beispielsweise Keramik oder eine Metall-Legierung. In beiden Fällen deckt die Beschichtung 18 die Schweißnähte 4 und gegebenenfalls auch die Schweißnähte an den Stoßstellen 16 ab, so daß die Umfangsfläche der Beschichtung 18 in ausreichendem Maße glatt ist, um die Walze betreiben zu können.How out 5 It can be seen, a roller 1 as they are in the 1 or 2 is shown, even with a coating 18 be provided. The coating 18 can be formed by a plastic. It may also be formed by a hard material, for example ceramic or a metal alloy. In both cases, the coating covers 18 the welds 4 and optionally also the welds at the joints 16 from, so that the peripheral surface of the coating 18 is sufficiently smooth to operate the roller can.

6 zeigt eine sechste Ausgestaltung einer Thermowalze im Ausschnitt mit zwei benachbarten Segmenten 2. Elemente, die denen der 1 bis 5 entsprechen, sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen. 6 shows a sixth embodiment of a thermo roll in the neckline with two adjacent segments 2 , Elements similar to those of 1 to 5 correspond, are provided with the same reference numerals.

Die Segmente 2 weisen nun eine Berührungsfläche 3 auf, die aus mehreren Abschnitten zusammengesetzt ist. Ein radial äußerer Abschnitt 3a und ein radial innerer Ab schnitt 3b verlaufen etwa in radialer Richtung. Eine Abweichung davon kann sich allerdings ergeben, wenn man zum Anbringen einer Schweißnaht 20 einen V-förmigen Zwischenraum zwischen benachbarten Segmenten 2 belassen will.The segments 2 now have a touchpad 3 on, which is composed of several sections. A radially outer section 3a and a radially inner section 3b run approximately in the radial direction. However, a deviation from this can arise when attaching a weld 20 a V-shaped gap between adjacent segments 2 wants to leave.

Die Berührungsfläche 3 weist auch einen Bereich 3c auf, der auf jeden Fall nicht in radialer Richtung verläuft, sondern, wie im Ausführungsbeispiel der 7 dargestellt ist, in Umfangsrichtung. Im Bereich 3c liegen die Segmente 2 in radialer Richtung aneinander an.The contact surface 3 also has an area 3c auf, which in any case does not run in the radial direction, but, as in the embodiment of 7 is shown, in the circumferential direction. In the area 3c are the segments? 2 in the radial direction to each other.

Die Verbindung zwischen den benachbarten Segmenten 2 beschränkt sich dann auf Abschnitte, die außerhalb des Bereichs 3c angeordnet sind. Mit anderen Worten sind die radial äußere Verbindung im Abschnitt 3a und die radial innere Verbindung im Abschnitt 3b in Umfangsrichtung zueinander versetzt. Dadurch läßt sich erreichen, daß die einzelnen Segmente 2 relativ zueinander nicht nur in Umfangsrichtung, sondern auch in Radialrichtung eine definierte Ausrichtung zueinander aufweisen, wenn sie im Bereich 3c aneinander anliegen.The connection between the adjacent segments 2 then limits itself to sections that are out of range 3c are arranged. In other words, the radially outer connection in the section 3a and the radially inner connection in the section 3b offset in the circumferential direction to each other. This can be achieved that the individual segments 2 relative to each other not only in the circumferential direction, but also in the radial direction have a defined orientation to each other when in the area 3c abut each other.

Die Segmente 2 weisen also einen radial äußeren Abschnitt 21 und einen radial inneren Abschnitt 22 auf, die in Umfangsrichtung zueinander versetzt sind. Im radial äußeren Abschnitt 21 sind die Strömungskanäle 11 angeordnet. Auch innerhalb eines Segments 2 kann ein Strömungskanal 11 auf zwei Teilkanäle aufgeteilt werden, so daß die Stabilität des Walzenmantels 8 durch eine Stützwand 24 verbessert wird. Die Walze 1 wird dadurch sehr belastbar.The segments 2 thus have a radially outer portion 21 and a radially inner portion 22 on, which are offset in the circumferential direction to each other. In the radially outer section 21 are the flow channels 11 arranged. Also within a segment 2 can be a flow channel 11 be divided into two sub-channels, so that the stability of the roll shell 8th through a supporting wall 24 is improved. The roller 1 This makes it very resilient.

Der Bereich 3c muß nicht genau in Umfangsrichtung liegen. Es ist auch zulässig, wenn die Berührungsfläche 3 im Querschnitt eine S- oder Z-Form aufweist.The area 3c does not have to be exactly in the circumferential direction. It is also allowed if the touchpad 3 has an S or Z shape in cross section.

Bei der Ausgestaltung nach 6 ist der Bereich 3c etwa in der radialen Mitte des Walzenmantels angeordnet. 7 zeigt eine abgewandelte Ausführungsform, bei der der radial äußere Bereich 21 eine wesentlich geringere Dicke in Radialrichtung als der radial innere Bereich 22 aufweist. Die Strömungskanäle 11 sind wiederum im Bereich 3c angeordnet, diesmal aber in dem Abschnitt 22, also im radial inneren Abschnitt. Dadurch läßt sich bei ausreichender Stabilität der Heizwalze 1 eine relativ geringe Materialdicke zwischen den Strömungskanälen 11 und der Umfangsfläche 23 der Heizwalze 1 erreichen.In the embodiment according to 6 is the area 3c arranged approximately in the radial center of the roll shell. 7 shows a modified embodiment in which the radially outer region 21 a much smaller thickness in the radial direction than the radially inner region 22 having. The flow channels 11 are in turn in the field 3c arranged, but this time in the section 22 , ie in the radially inner section. This can be with sufficient stability of the heating roller 1 a relatively small material thickness between the flow channels 11 and the peripheral surface 23 the heating roller 1 to reach.

Der Bereich 3c der Berührungsfläche 3 der Segmente 2 muß nicht unbedingt in Umfangsrichtung gekrümmt sein. Die Definition, daß der Bereich 3c in Umfangsrichtung verläuft, soll in diesem Zusammenhang auch umfassen, daß der Bereich 3c durch eine ebene Fläche gebildet ist, die eine Tangentenfläche an einem in Umfangsrichtung verlaufenden Kreis bildet.The area 3c the contact surface 3 the segments 2 does not necessarily have to be curved in the circumferential direction. The definition that the area 3c extends in the circumferential direction, should in this context also include that the area 3c is formed by a flat surface forming a tangent surface on a circumferentially extending circle.

Bei der Fertigung der Walze ist es auch nicht erforderlich, daß die radial äußere Begrenzungsfläche der Segmente 2 von vornherein entsprechend dem Außenumfang der Walze 1 gekrümmt ist. Vielmehr kann man die Segmente mit ebenen Begrenzungsflächen fertigen und die radial äußere Umfangsfläche und auch gegebenenfalls die radial innere Begrenzungsfläche in einem späteren Stadium der Herstellung mit der gewünschten Krümmung versehen.In the manufacture of the roller, it is also not necessary that the radially outer boundary surface of the segments 2 from the outset accordingly the outer circumference of the roller 1 is curved. Rather, one can manufacture the segments with flat boundary surfaces and provide the radially outer peripheral surface and also possibly the radially inner boundary surface at a later stage of production with the desired curvature.

Claims

Thermo roll for a calender or a calender with a roll body having a plurality of flow channels for a heat transfer medium, characterized in that the roll body ( 8th ) a plurality of circumferentially juxtaposed segments ( 2 . 2a - 2d ), which with contact surfaces ( 3 ), at least some segments ( 2 ) each having at least one flow channel ( 11 ) are provided.

Thermo roll according to claim 1, characterized in that at least the with at least one flow channel ( 11 ) provided segments ( 2 ) are formed as hollow profiles.

Thermo roll according to claim 2, characterized in that the hollow profiles on one for the axial extent of the roll 1 necessary length are cut to length.

Thermo roll according to claim 2 or 3, characterized that the Hollow profiles as extruded profiles or extruded profiles are formed.

Thermo roll according to claim 2 or 3, characterized that the Hollow profiles are designed as cold-rolled or formed tubular profiles.

Thermo roll according to one of claims 1 to 5, characterized in that the segments ( 2 ) are interconnected in the circumferential direction in a thermal, chemical or mechanical manner.

Thermo roll according to one of claims 1 to 6, characterized in that the segments ( 2 ) of a clamping sleeve ( 17 ) are surrounded.

Thermo roll according to one of claims 1 to 7, characterized in that at least some segments in the axial direction into a plurality of sections ( 14 ) at joints ( 16 ) abut each other.

Thermo roll according to claim 8, characterized in that joints ( 16 ) of circumferentially adjacent segments ( 2a - 2d ) are axially offset from each other.

Thermo roll according to one of claims 1 to 9, characterized in that flow channels ( 11 ) are provided on a pitch circle whose distance (DT) from the peripheral surface is less than 10% of the radius (RA) of the roll (FIG. 1 ).

Thermo roll according to one of claims 1 to 10, characterized in that flow channels ( 11 ) have a distance to the peripheral surface which is in the range of 5 to 50 mm.

Thermo roll according to one of claims 1 to 11, characterized in that flow channels ( 11 ) are provided with a cross-section corresponding to that of a bore whose diameter (DS) is in the range of 2 to 20 mm.

Thermo roll according to one of claims 1 to 12, characterized in that contact surfaces ( 3 ) at least one area ( 3c ), which from the radial direction of the roller ( 1 ) deviates.

Thermo roll according to claim 13, characterized in that the region ( 3c ) runs in the circumferential direction.

Thermo roll according to claim 13 or 14, characterized in that a compound ( 20 ) between adjacent segments ( 2 ) outside the range ( 3c ) he follows.

Thermo roll according to one of claims 1 to 15, characterized in that the composite segments ( 2 ) with a plastic coating ( 18 ), the junctions between adjacent segments ( 2 ) covers.

Thermo roll according to one of claims 1 to 15, characterized in that the composite segments ( 2 ) with a hard coating ( 18 ), the junctions between adjacent segments ( 2 ) covers.