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Gegenstand
der Erfindung ist eine biegungskompensierte Walze einer Faserbahn-
oder Ausrüstungsmaschine, umfassend
- – eine
stationäre Achse,
- – einen Walzenmantel, der so angeordnet ist, dass er,
gestützt von hydrostatischen Lagerelementen, um die Achse
rotiert,
- – hydraulische Stellantriebe, die an der Achse angeordnet
sind und mit denen der Walzenmantel mithilfe eines hydraulischen
Druckmediums belastet wird, und
- – mindestens ein Lagerelement und/oder mindestens einen
hydraulischen Stellantrieb, das bzw. der mit einem Druckspeicher
ausgestattet ist, der im Druckraum des Lagerelementes und/oder des hydraulischen
Stellantriebes integriert ist, wobei der Druckspeicher Organe zur
Unterteilung des Druckspeichers in einen für das hydraulische Druckmedium
vorgesehenen Raum und in einen für ein fluidartiges Medium
vorgesehenen Raum umfasst.
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Außerdem
sind auch ein Verfahren zur Verwendung und Herstellung der biegungskompensierten
Walze und eine Vorrichtung zur Dämpfung von Schwingungen
in dem hydraulischen Druckmedium Gegenstand der Erfindung.
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Aus
dem Stand der Technik ist eine biegungskompensierte Walze einer
Papier-/Kartonmaschine und einer Ausrüstungsmaschine bekannt, welche
zum Beispiel in der Patentschrift
FI
107287 der Anmelderin offenbart ist. Ein zweites Beispiel
für den Stand der Technik ist in der
DE-Patentanmeldung 10 2005 025
950 A1 offenbart. Darin ist im Druckraum des hydraulischen
Stellantriebes ein Druckspeicher mit seinen Membranen integriert.
Ein durch die Membran auf das hydraulische Druckmedium einwirkendes
Medium wird dem Speicher durch einen in der Achse der Walze angeordneten
Kanal zugeführt.
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Das
Problem bei biegungskompensierten Walzen sind die darin auftretenden
Schwingungen. Ursachen für die Schwingungen sind zum Beispiel Ungenauigkeiten
in der Herstellung der Walze, Deformation der Oberfläche
der Walze während des Betriebes sowie Schwankungen in der
Dicke der Faserbahn oder des Filzes, die durch den Walzenspalt laufen.
Bei länger andauernden Schwingungen wird die Deformation
(Querstreifenbildung) der Beschichtung der Walze und des Filzes
verstärkt, wodurch eine eigenerregte Schwingung entsteht,
die in Fachkreisen auch als Barring-Phänomen bekannt ist.
Dabei bilden sich Welligkeiten in der Beschichtung, wobei die Wellenlänge
von der Eigenfrequenz des Walzenspaltes abhängt. Verstärkt
sich diese, verursacht das Barring-Phänomen eine Verschlechterung
der Qualität der Faserbahn, eine mechanische Beanspruchung und
ein Lärmproblem in der Maschine. Barring entsteht auch,
wenn der Walzenspalt über lange Zeiten hinweg mit den gleichen
Betriebsparametern (Geschwindigkeit, Liniendruck und so weiter)
betrieben wird.
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Man
hat versucht, das Problem unter anderem durch Verändern
der Betriebsgeschwindigkeit oder des Liniendrucks zu lösen.
Die Änderung der Betriebsparameter beeinflusst jedoch die
Qualität des Produktes sowie die Lauffähigkeit
der restlichen Teile der Maschine und die Produktivität
der Maschine. Bei Mehrwalzenkalandern ist auch der Offset, das heißt
die seitliche Verschiebung der Zwischenwalzen, zur Vorbeugung von
Barring eingesetzt worden. Es wurden Versuche unternommen, die Eigenfrequenz
der biegungskompensierten Walze in der Gegenzone durch Oszillieren
des inneren Druckniveaus zu verändern, die Effektivität
dieser Lösung hat sich jedoch als relativ gering erwiesen.
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Eine
aus dem Stand der Technik bekannte Lösung zur Eliminierung
der oben genannten Mängel ist in der Patentschrift
EP 1155190 B1 der
Anmelderin offenbart. Dort ist eine Nipwalze beschrieben, bei der
im Anschluss an mindestens ein Belastungselement ein Druckspeicher
angeordnet ist. Der oder die Druckspeicher ist bzw. sind im Anschluss
an die Hydraulikkanäle angeordnet, die zu den Belastungselementen/-zonen
führen, jedoch außerhalb der Walze. Der Nachteil
einer solchen Anordnung ist jedoch ihr unsicherer Betrieb und ihre
langsame Reaktion. Die Druckspitze könnte im Kanalsystem
abklingen und somit nie die Membran des Speichers erreichen. Bezüglich
der Druckspeicher nach dem Stand der Technik besteht noch ein weiteres
Problem darin, dass ein herkömmlicher Druckspeicher hochfrequente Schwingungen
schlecht dämpft. Dahinter steckt ein Konstruktionskompromiss,
der zwischen dem Durchfluss des hydraulischen Druckmediums und der
Widerstandsfähigkeit der Membran des Speichers gemacht
werden muss.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, eine biegungskompensierte Walze einer Faserbahn-
oder Ausrüstungsmaschine zu schaffen, deren im Druckraum
des Belastungselementes integrierter Druckspeicher zwischen einem
harten bzw. druckbeaufschlagten und einem weichen bzw. nicht druckbeaufschlagten
bzw. druckentlasteten Zustand oszilliert und auf diese Weise die
Eigenfrequenz der Walze verändert werden kann. Außerdem
ist Ziel der Erfindung, ein Verfahren zur Verwendung und zur Herstellung
der biegungskompensierten Walze und eine universale Vorrichtung
zur Dämpfung von Schwingungen in einem hydraulischen Druckmedium
bereit zu stellen. Die charakteristischen Merkmale der erfindungsgemäßen
biegungskompensierten Walze gehen aus dem beigefügten Patentanspruch
1 hervor. Entsprechend gehen die charakteristischen Merkmale des
erfindungsgemäßen Verfahrens aus den beigefügten
Patentansprüchen 9 und 13 und die der Vorrichtung aus dem
Patentanspruch 12 hervor.
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In
dem Raum, der für das fluidartige Medium des im Druckraum
der biegungskompensierten Walze integrierten Druckspeichers vorgesehen
ist, ist eine konstante Menge des fluidartigen Mediums angeordnet,
das mit Überdruck beaufschlagt ist, und der Druckspeicher
ist unerwarteterweise mit Organen zur Änderung des Druckes
des fluidartigen Mediums durch Ändern des Volumens des
dafür vorgesehenen Raumes ausgestattet.
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Gemäß einer
Ausführungsform kann der Druckspeicher, der unter einem
oder mehreren Belastungselementen der biegungskompensierten Walze
angeordnet ist, zwischen einem druckbeaufschlagten und einem druckentlasteten
Zustand mithilfe einer spezifischen, am Speicher angeordneten Konstruktion
mit doppeltem Boden oszilliert werden, durch welche das fluidartige
Medium beim Übergang von einem Raum in den anderen durchfließen
kann. Dabei wird der Raum des Druckspeichers und auch der Druck
des fluidartigen Mediums, welches in einer konstanten Menge in den
Druckspeicher vorgefüllt wurde und welches mit dem hydraulischen
Druckmedium auf die gleiche Speichermembran einwirkt, mit einem
anderen fluidartigen Steuermedium, das von außerhalb in
den Druckspeicher geführt wird, reguliert. Zwischen den
Medien befindet sich eine Membran oder ein entsprechendes Organ,
das das Volumen des Teils des Druckspeichers verändert,
worin die konstante Menge an fluidartigem Medium angeordnet ist.
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Durch
die erfindungsgemäße Lösung werden mehrere
Vorteile erzielt. Im Zuge der Erfindung muss das Medium nur einmal
in den Speicher eingefüllt werden. Während des
Betriebes des Speichers wird das Medium, das die Position der auf
das Belastungsmedium einwirkenden Membran reguliert, wie zum Beispiel
Gas, im Speicher in einen solchen Raum gepresst, in welchem es zusammen
mit dem Belastungsmedium auf die gleiche Membran einwirkt oder aus
dem aktuellen Raum mithilfe eines separaten Steuerdrucks abgelassen
wird. Ein besonderer Vorteil dieser Konstruktionslösung
besteht darin, dass an der Walze nur eine Steuerdruckleitung benötigt
wird, mit der der Betrieb von mehreren integrierten Speichern gesteuert
werden kann. Dies stellt eine wesentliche Vereinfachung der Medienkanäle
des Druckspeichers dar.
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Gemäß einer
Ausführungsform kann im Druckspeicher eine solche Konstruktionslösung
angeordnet werden, mit der eine möglichst große
offene Oberfläche zwischen dem Speicher und dem Hydrauliksystem
erhalten werden kann, aber dennoch eine Beschädigung der
Speichermembran verhindert wird, wenn diese durch den Druckunterschied
gegen die Löcher des Druckspeichers gedrückt wird.
Mit dieser Konstruktionslösung geschieht die Strömung des
hydraulischen Druckmediums in den und entsprechend aus dem Speicher
im Vergleich zum Stand der Technik deutlich ungehinderter und die Dämpfung
von Schwingungen ist somit bemerkenswert effektiv, auch im Falle
von problematischen Schwingungen mit hoher Frequenz. Die Konstruktionslösung
mindert auch das Risiko, dass die Speichermembran beschädigt
wird. Außerdem können als Speichermembran zu diesem
Zweck sogar verstärkungslose Membranen von gleicher Dicke
verwendet werden, wobei die Kosten für den Speicher geringer
ausfallen.
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Die
Stabilität der Aufhängung der Belastungselemente
und somit die Eigenfrequenz der Walze können aufgrund der
Erfindung deutlich verändert und somit ihre Schwingung
gesenkt werden. Durch Oszillieren der Eigenfrequenz wird gleichzeitig
auch die Entstehung von selbsterregter Schwingung verhindert. Durch
die Erfindung wird auch eine Anordnung geschaffen, worin der Druckspeicher
schneller als zuvor auf Druckspitzen reagiert. Zudem fungiert der
Speicher als effizienter Dämpfer, wenn die Schwingungsenergie
beim Zusammenpressen des im Druckspeicher wirkenden Mediums und
bei der Formveränderung der Membran (oder Entsprechendes)
des Speichers in Wärme umgewandelt wird und dabei die Dämpfung
oder Eliminierung des Barring-Phänomens unterstützt.
Die sonstigen charakteristischen Merkmale der Erfindung gehen aus
den beigefügten Patentansprüchen hervor und sonstige Vorteile,
die durch die Erfindung erzielt werden können, werden in
der Beschreibung näher erläutert.
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Die
Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügten
Zeichnungen, die eine Ausführungsform der Erfindung zeigen,
detailliert beschrieben, worin
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1 als
Prinzipbild ein mit einem Druckspeicher versehenes Belastungselement
in einer biegungskompensierten Walze zeigt,
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2 einen
Längsschnitt eines Druckspeichers zeigt, wobei die Membranen
an den äußeren Enden des Druckspeichers anliegen,
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3 einen
Längsschnitt eines Druckspeichers in einem druckbeaufschlagten
Zustand zeigt,
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4 einen
Längsschnitt eines Druckspeichers in einem druckentlasteten
Zustand zeigt, und
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5 einen
Längsschnitt gemäß 3 einer
Konstruktionslösung zeigt, womit eine große, offene
Oberfläche zwischen dem Druckspeicher und dem Raum für
das hydraulische Druckmedium geschaffen werden kann.
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1 zeigt
einen zum Beispiel aus der Publikation
FI
107287 in seinen grundlegenden Prinzipien bekannten Querschnitt
einer biegungskompensierten Walze und insbesondere aus deren hydraulischem Stellantrieb
13 von
der Seite aus gesehen. Solche Walzen werden in Faserbahnmaschinen,
wie zum Beispiel in Papier-, Karton-, Tissue- und Zellstoffmaschinen,
sowie auch in Ausrüstungsmaschinen, wie zum Beispiel Kalandern,
verwendet.
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Der
hydraulische Stellantrieb 13 ist in diesem Fall ein Belastungselement,
dessen Zylinderteil 13b an der stationären Achse 10 der
Walze angeordnet ist. Der Belastungsschuh 13a ist im Anschluss
an den Druckraum 14 des Zylinderteils 13b an dessen
Oberseite angeordnet. Wird hydraulisches Druckmedium durch den Kanal 14a in
den Druckraum 14 eingeführt, belastet das Druckmedium
gleichzeitig den Belastungsschuh 13a. Der Belastungsschuh 13a drückt auf
an sich bekannte Weise gegen die innere Oberfläche 12a des
Walzenmantels 12, der um die Achse 10 rotiert
und mit hydrostatischen Lagerelementen (nicht dargestellt) gestützt
wird.
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In 1 ist
auch eine Anordnung zu sehen, worin im Anschluss an das Belastungselement 13 in dessen
Druckraum 14 ein Druckspeicher 15 integriert ist.
Druckspeicher können in einem oder in mehreren Belastungselementen
pro Walze vorgesehen sein. Zudem können Druckspeicher auch
im Anschluss an die hydrostatischen Lagerelemente (nicht dargestellt) vorgesehen
sein. In diesem Fall besteht der Druckspeicher 15 von seinen
Grundfunktionen her aus einem Gummimembranspeicher, aber auch andere Speichertypen
kommen gleichermaßen in Frage. Auch der Gummimembranspeicher 15 kann
einen zylinderartigen Querschnitt aufweisen. In diesem Fall können
seine Außenfläche 36 (2)
und die Innenfläche des Druckraumes 14 mit einer
zweckmäßigen Passung miteinander verbunden werden.
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2 zeigt
eine Ausführungsform eines Druckspeichers 15 im
Querschnitt. Die Gummimembran 15a des Gummimembranspeichers 15 ist
am Gehäuse 29.1 des Speichers 15 derart
angeordnet, dass sie den Speicher 15 in zwei voneinander
getrennte Räume 20, 21 unterteilt und
somit im Speicher 15 beweglich ist. Das Organ 15a teilt
den Druckspeicher 15 in einen Raum 21, der für
das hydraulische Medium vorgesehen ist, und in einen Raum 20, der
für das fluidartige Medium vorgesehen ist. Anstelle eines
Gummimembranspeichers kann auch ein sogenannter Gummiblasenspeicher
oder ein Kolbenspeicher verwendet werden. Im Allgemeinen kann auch
von Organen 15a gesprochen werden, die das Volumen der
Räume 20, 21 verändern, die
aus einer Membran, einer Blase und/oder zum Beispiel einem Kolben
gebildet werden können. Mit anderen Worten, die Räume 20, 21 haben
keine konstante Größe, sondern ihr Volumen ändert
sich bei Änderung der Position der Membran 15a innerhalb
des Speichers 15.
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Der
in
1 dargestellte Raum
14', der für das
hydraulische Druckmedium vorgesehen ist, liegt oberhalb der beweglichen
Gummimembran
15a und der mit Löchern
37 versehenen
oberen Abdeckung
15b des Speichers
15. In den
Raum
14' wird das hydraulische Druckmedium aus dem Zuführkanal
14a, der
zum Beispiel unterhalb des Druckspeichers
15 liegt und
der des Weiteren an der Seite (nicht dargestellt) verläuft,
vorzugsweise durch ein Ventilsystem eingespeist, wie zum Beispiel
in der Patentschrift
FI 107287 der
Anmelderin offenbart ist. Die Regulierung der Drücke (was
das hydraulische Druckmedium betrifft) ist an sich bekannt, so dass
dies an dieser Stelle nicht weiter ausgeführt wird. Die
fest an ihrer Position installierte Zwischenabdeckung
15b befindet
sich über der Gummimembran
15a. Die Zwischenabdeckung
15b weist
eine Perforation
37 auf, durch die das hydraulische Druckmedium
auf die Gummimembran
15a einwirken kann und somit den Durchfluss des
Belastungsmediums in den und entsprechend aus dem Raum
21 des
Speichers
15 ermöglicht. Der Raum
21 ist
gut aus den
3 und
4 ersichtlich. Die
Querschnittsform der Löcher
37, die über
die gesamte Fläche der Abdeckung
15b verteilt
sind, kann zum Beispiel rund sein und einen Durchmesser von beispielsweise
2 bis 10 mm aufweisen. Die Oberfläche der Löcher
37 kann
zum Beispiel 10 bis 40% der Gesamtfläche der Abdeckung
15b betragen.
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Der
in den 1 und 2 dargestellte Raum 20 liegt
unterhalb der Gummimembran 15a. Der eine Raum 20,
der hinsichtlich des Raumes 21 auf der gegenüberliegenden
Seite der Membran, der Blase oder des Kolbens 15a liegt,
weist eine konstante Menge fluidartigen Mediums, wie zum Beispiel Gas,
auf. Was dies betrifft, kann auch von einem herkömmlichen
Speichermedium gesprochen werden, das auf die Membran 15a einwirkt,
die die Druckspitzen des hydraulischen Druckmediums aufnimmt. Der Raum 20 ist
hermetisch. Zudem ist der Druckspeicher 15 mit anderen
Organen 15c zur Änderung des Druckes des fluidartigen
Mediums durch Verändern des Volumens des für dieses
vorgesehenen Raumes 20 ausgestattet. Auf die anderen Organe 15c kann mit
dem fluidartigen Medium, das von außerhalb des Druckspeichers 15 eingespeist
wird und das auch Steuer medium genannt werden kann, eingewirkt werden.
Mit dem Steuermedium wird in der Regel der Gegendruck zum eingespeisten
hydraulischen Druck in dem Raum 20 aufrecht erhalten, der
durch die Formveränderungen der Gummimembran 15a die
im Raum 14' stattfindenden Druckschwankungen aufnimmt.
Mit einer solchen Konstruktion kann der Betrieb des Druckspeichers 15 sehr
leicht kontrolliert und die Medienkanäle der Walze vereinfacht
werden.
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In
den unteren Teil des Druckspeichers 15 wird ein separates,
von der Achse 10 aus durch einen Zuführkanal 33 geleitetes
Steuermedium eingespeist, wie beispielsweise ein hydraulisches Druckmedium.
Zweck der Zuführung der Hydraulikflüssigkeit ist,
den Raum 22 (3 und 4), der
sich im unteren Teil des Druckspeichers 15 bildet, mit
einem gewünschten Druck zu beaufschlagen, der zum Beispiel
in einem bestimmten Verhältnis zum Druck des Mediums steht,
der im Raum 20 herrscht. Für die Zufuhr des Steuermediums
ist am unteren Ende 27.2 des Gehäuses 29.2 des
Druckspeichers 15 ein Kanal 35 zur Zufuhr des
Steuermediums in den unteren Teil 22 des Speichers 15 und
zur Ableitung desselben aus diesem heraus angeordnet.
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In
dem hermetischen Raum 20 des Speichers 15, der
eine vorbefüllte, konstante Menge an Medium aufweist, das
gemäß Einstellung mit Überdruck beaufschlagt
ist, befindet sich eine perforierte, feste Zwischenwand 24.
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Die
Zwischenwand 24 ist zwischen den Gehäuseteilen 29.1, 29.2 des
Speichers 15 befestigt. Die Zwischenwand 24 teilt
den hermetischen Raum 20 in vertikaler Richtung weiter
in Kammern 23.1, 23.2 ein, zwischen denen das
Medium, das auf die Membran 15a des Speichers 15 einwirkt,
sich bewegen kann. Der hermetische Raum 20 wird begrenzt durch
auf beiden Seiten der Zwischenwand 24 angeordnete Membrane 15a, 15c,
womit das Volumen der Kammern 23.1, 23.2 und somit
auch des Teils 20 verändert werden können
und das Medium von einer Kammer 23.1, 23.2 in
die andere überführt werden kann. Die obere Kammer 23.1 wirkt
durch die Membran 15a auf den für das Belastungsmedium
vorgesehenen Speicherraum 21 ein und dadurch auch auf den
Zylinderraum 14 des Belastungselementes 13. Die
auf der anderen Seite der Zwischenwand 24 liegende zweite
Kammer 23.2, die auch als Hilfskammer bezeichnet werden
kann, fungiert als Lagerraum des Mediums. Mindestens die Speicherkammer 23.1 weist
eine Speichermembran 15a zwischen der Hydraulikflüssigkeit
und dem Gas auf. In der Hilfskammer 23.2 kann eine Membran 15c oder
ein Kolben oder eine sonstige Entsprechung das Gas des hermetischen
Raumes 20 und das Steuermedium des außerhalb desselben
liegenden Raumes 22 voneinander trennen. In der Zwischenwand 24 liegen
beidseitig Absätze 25.1, 25.2 zur Befestigung
der Membranen 15a, 15c zwischen der Zwischenwand 24 und der
inneren Wandung 26 des Druckspeichers 15. Die Befestigung
der Membranen 15a, 15c an den Absätzen 25.1, 25.2 der
Zwischenwand 24 ist stabil.
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Die
Zwischenwand weist eine kleine Bohrung 41 auf, wodurch
das Gas in die Speicherkammer 23.1 (druckentlasteter Zustand,
niedrigere Eigenfrequenz) gepresst werden kann oder von dort in die
Hilfskammer 23.2 (druckbeaufschlagter Zustand, höhere
Eigenfrequenz) gelangen kann. Das Gas wird mithilfe eines externen
Steuerdrucks in die Speicherkammer 23.1 gepresst, der die
Membran 15c (oder den Kolben) der Hilfskammer 23.2 gegen
die Zwischenwand 24 drückt und auf diese Weise
das Gas aus der Hilfskammer 23.2 heraus auf die Seite der Speicherkammer 23.1 drückt.
Dies ist in 4 dargestellt. Dabei wirkt das
Belastungsmedium, das sich im Raum 14' befindet, durch
die Löcher 37 des Speichers 15 auf die
Membran 15a ein, wobei sich auch Medium innerhalb des Speichers 15 im
Raum 21 befinden kann.
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Soll
der Speicher 15 in einen druckbeaufschlagten Zustand gebracht
werden, wird das Gas aus der Speicherkammer 23.1 in die
Hilfskammer 23.2 gelassen. Wird der Steuerdruck durch den
Kanal 33 aus dem unteren Teil 22 des Speichers 15 abgebaut,
drückt der Belastungsdruck des hydraulischen Druckmediums,
das sich im Raum 21 befindet, das Gas aus der Speicherkammer 23.1 in
die Hilfskammer 23.2 und die Speichermembran 15a wird
gegen die Zwischenwand 24 gedrückt. Dies ist in 3 dargestellt.
Dabei bildet sich im Speicher 15 ein Raum 21,
in dem sich ein Medium befindet. Die Bohrung 41 in der
Zwischenwand 24 ist so klein, dass die Membran 15a an
dieser Stelle nicht nachgibt und somit auch nicht beschädigt
wird. Ein Beispiel für die Größe der
Bohrung 41 ist 1,0 mm. Da die Bohrung 41 angemes-sen
klein ist, kann das Medium in der Speicherkammer 23.1 zum
Beispiel bei Belastungsspitzen nicht in die Hilfskammer 23.2 gelangen.
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Der
in der eigentlichen Speicherkammer 23.1 des hermetischen
Raumes 20 herrschende Druck, welche Kammer durch einen
von der Zwischenwand 24 und der Membran 15a begrenzten Raum
gebildet wird, und die Menge des Gases wird durch Regulierung des
Druckes der Steuerflüssigkeit im unteren Teil 22 des
Druckspeichers 15, der sich außerhalb des hermetischen
Raumes 20 befindet, reguliert. Die Regulierung kann zum
Beispiel auf entsprechende Weise wie die Regulierung des hydraulischen
Druckmediums, das heißt mithilfe einer stellantriebsbezogenen
Ventilanordnung, durchgeführt werden. Die Ventilanordnung
ist zum Beispiel im Anschluss an den Zuführkanal 33 oder
an der Zuführleitung 42 des Steuerdruckes angeordnet.
Die Steuerflüssigkeit wird in die Bohrung des Zuführkanals 33 und
weiter in den zweiten Raum 22 zum Beispiel mithilfe einer
Pumpe (nicht dargestellt) eingespeist. Die Zuführleitung 42 des
Steuerdrucks kann zum Beispiel axial in der Außenfläche
der Achse 10 der Walze liegen. Im Allgemeinen sind im Anschluss
an die Walze Instrumente angeordnet, mit denen der Druck des fluidartigen
Steuermediums und/oder die Menge im Speicher 15 reguliert
werden kann.
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Zwischen
der Außenfläche 36 des Druckspeichers 15 und
dem Raum 20 befindet sich eine mit einem Einwegventil 40 ausgestattete
Kanalvorrichtung 30 zur Vorbefüllung des Druckspeichers 15 mit einer
konstanten Menge fluidartigen Mediums, wobei die Kanalvorrichtung
zum Teil in der Zwischenwand 24 und so angeordnet ist,
dass sie an der Öffnung 41, die die Kammern 23.1, 23.2 verbindet,
mündet. So wird eine stabile Befüllungskonstruktion
gebildet und der Druck verteilt sich bei der Vorbefüllung
gleichmäßig in den beiden Kammern 23.1, 23.2.
Dabei befinden sich zum Beispiel im oberen Teil 27.1 oder
an der Seite des Druckspeichers 15 ein Stutzen und ein Ventil 40 zur
Befüllung des hermetischen Raumes 20 mit einer
konstanten Menge Medium vor der Inbetriebnahme der Walze. Für
die Befüllung befindet sich im Gehäuse 29.1 und
in der Zwischenwand 24 des Druckspeichers 15 ein
Kanal 30.
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Der
in den unteren Teil 22 des Druckspeichers 15 einzuspeisende
Steuerdruck ist höher als der jeweilige Zonendruck (Belastungsdruck).
Der maximale Belastungsdruck kann zum Beispiel 100 bar betragen.
Der Vorbefüllungsdruck des hermetischen Raumes 20 kann typischerweise
zum Beispiel etwa die Hälfte des Druckes eines herkömmlichen Speichers
betragen. Die Obergrenze des Gasdrucks des hermetischen Raumes 20 des
Speichers 15 kann zum Beispiel so bestimmt werden, dass
bei dem Wert null des Steuerdrucks der Belastungsdruck des hydraulischen
Druckmediums die Membran 15a bis auf den Boden drückt,
das heißt, dass das Gas in die untere Kammer 23.2 des
hermetischen Teils 20 überführt wird.
Die untere Grenze für den Gasdruck des hermetischen Teils 20 wiederum
kann so bestimmt werden, dass bei beaufschlagtem Steuerdruck das Gas
nicht in die Bohrungen 30, 41 gepresst werden darf,
sondern die obere Membran 15a vom Zwischenboden 24 gelöst
halten muss.
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Die 3 und 5 zeigen
eine im Druckspeicher 15 angeordnete Konstruktionslösung,
womit eine möglichst große offene Oberfläche
zwischen dem Speicher 15 und dem Hydrauliksystem erhalten wird,
aber dennoch eine Beschädigung der Speichermembran 15a verhindert
wird, wenn der Druckunterschied diese gegen die Löcher 37 der
oberen Abdeckung 15b presst. Eine Möglichkeit
eine solche Konstruktionslösung zu realisieren, ist die
Anordnung einer Lochplatte 15b zwischen der Speichermembran 23.1 und
dem Hydrauliksystem 14, an deren Oberfläche auf
der Seite des Speichers eine Stützfläche angeschlossen
ist, wie zum Beispiel ein Stahldrahtnetz 38, zum Beispiel
durch Schweißen. Die offene Oberfläche des Netzes 38 ist
im Verhältnis zu ihrer gesamten Oberfläche mit
25 bis 70%, insbesondere mit 30 bis 60%, wie zum Beispiel 40%, relativ
groß gewählt. Die einzelnen Öffnungen 39 im
Netz 38 sind aber dennoch klein. Die Maschenweite der Öffnungen 39 kann
0,1 bis 2,00 mm, insbesondere 0,3 bis 0,7 mm, wie zum Beispiel 0,5
mm, betragen. Wesentlich dabei ist jedoch, dass die offene Oberfläche
des Netzes 38 größer ist als die Oberfläche
der Perforation 37 in der Zwischenwand 15b, die
verglichen mit dem Stand der Technik wesentlich größer
sein kann und dabei auf diese Weise einen hohen Durchfluss bietet.
Dabei stützt das Netz 38 die Membran 15a gut,
wenn diese sich in einer möglichen Endosition befindet, das
heißt, wenn sich das Medium in dem Raum 20 hauptsächlich
in der Kammer 23.1 befindet. Zudem stützt das
Netz 38 die Membran 15a auch zum Beispiel bei
der Vorbefüllung oder wenn der Zonendruck sehr niedrig
ist.
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An
den Speicher 15 eines jeden Belastungselementes 13 kann
der gleiche Steuerdruck angeschlossen werden, der demzufolge der
hydraulische Druck sein kann. Dies vereinfacht die Medienkanäle, die
an der Walze anzuordnen sind. Die Regulierung des Steuerdrucks kann
auch zonenbezogen sein, wobei unter derselben Regulierung mehrere
Stellantriebe parallel gekoppelt sind. Die Menge der Hydraulikflüssigkeit
im Speicher 15 kann verändert werden, so dass
zum Beispiel die Stabilität des hydraulischen Belastungssystems
während des Betriebs verändert werden kann. Diese Änderung
der Stabilität verhindert ihrerseits die Entstehung des
Barring-Phänomens.
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Es
ist noch anzumerken, dass der Gedanke des erfindungsgemäßen
Druckspeichers genauso gut auch auf anders beschaffene hydraulische
Stellantriebe angewendet werden kann, wie zum Beispiel auf den externen
Belastungszylinder der Walze. Mit anderen Worten, der Gedanke eines
Druckspeichers mit doppeltem Boden kann in jedem beliebigen Anwendungsobjekt
eines Druckspeichers angewendet werden. Auch mindestens ein Lagerelement
kann mit einem im Druckraum integrierten Druckspeicher ausgestattet
werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - FI 107287 [0003, 0019, 0023]
- - DE 102005025950 A1 [0003]
- - EP 1155190 B1 [0006]