DE10353288B4

DE10353288B4 - Temperable roller

Info

Publication number: DE10353288B4
Application number: DE2003153288
Authority: DE
Inventors: Markus Rieck
Original assignee: SHW Casting Technologies GmbH
Current assignee: SHW Casting Technologies GmbH
Priority date: 2003-11-14
Filing date: 2003-11-14
Publication date: 2011-01-05
Anticipated expiration: 2023-11-15
Also published as: DE10353288A1

Abstract

Temperierbare Walze für die thermomechanische Behandlung eines Bahnmaterials,
a) mit einem Walzenkörper (1), durch den sich wenigstens ein Kanal (7, 8) erstreckt, der für eine Temperierung einer Walzenoberfläche (S) von einem Temperierfluid durchströmbar ist,
b) wobei der Kanal (7, 8) zumindest über einen größeren Teil seiner Länge in Segmente (s1, s2) segmentiert ist und in einem ersten (s1) der Segmente (s1, s2) ein kleinerer Wärmeübergangswiderstand von dem Temperierfluid auf die Kanalwand (7a, 8a) als in einem zweiten (s2) der Segmente (s1, s2) herrscht und
c) sich jedes der Segmente (s1, s2) über den größten Teil der Breite der Materialbahn erstreckt,
dadurch gekennzeichnet, dass
c) sich die Umfangsanteile der Segmente (s1, s2) in Längsrichtung des Kanals (7, 8) kontinuierlich ändern.Temperable roller for the thermomechanical treatment of a web material,
a) with a roller body (1), through which at least one channel (7, 8) extends, which can be flowed through by a tempering fluid for a temperature control of a roller surface (S),
b) wherein the channel (7, 8) is segmented into segments (s1, s2) over at least a larger part of its length, and in a first (s1) of the segments (s1, s2) a smaller heat transfer resistance from the tempering fluid to the channel wall ( 7a, 8a) as in a second (s2) of the segments (s1, s2) prevails and
c) each of the segments (s1, s2) extends over the greater part of the width of the material web,
characterized in that
c) continuously change the peripheral portions of the segments (s1, s2) in the longitudinal direction of the channel (7, 8).

Description

Die Erfindung betrifft eine Temperierwalze für die thermomechanische Behandlung eines Bahnmaterials. Die Walze bildet in bevorzugten Verwendungen eine rotierende Walze zum Glätten oder Kalandrieren des Bahnmaterials oder ist für eine derartige Verwendung vorgesehen. Besonders bevorzugt handelt es sich um eine Walze in einer oder für eine Papiermaschine.The The invention relates to a tempering roller for the thermomechanical treatment a web material. The roller forms in preferred uses a rotating roller for smoothing or calendering the web material or is for such use intended. Particularly preferred is a roller in one or for a paper machine.

Die Anforderungen in Bezug auf die Einstellung und Aufrechterhaltung eines bestimmten Temperaturprofils an der Oberfläche einer solchen Walze nehmen ständig zu. Im Allgemeinen soll die Temperatur der Walzenoberfläche in einer laufenden Produktion, d. h. während der thermomechanischen Behandlung, in Umfangs- und Längsrichtung der Walze konstant sein. Abweichungen im Temperaturprofil von Walzen, die durch ein die Walze durchströmendes Temperierfluid temperiert werden, haben im Wesentlichen folgende Ursachen:

1. Je nachdem, ob die Walze als Heiz- oder Kühlwalze eingesetzt wird, muss das Temperierfluid bei dem Durchströmen der Walze Wärme abgeben oder aufnehmen und somit funktionsbedingt seine Temperatur ändern.
2. Aufgrund von Fertigungstoleranzen oder auch aufgrund konstruktiver Vorgabe variiert die Tiefe des Temperierkanals oder der mehreren Temperierkanäle unter der Walzenoberfläche, wodurch sich für den Wärmestrom unterschiedlich lange Wege vom Kanal zur Walzenoberfläche und somit unterschiedliche Wärmewiderstände ergeben.
3. Materialinhomogenitäten haben differierende Wärmeleitfähigkeiten des im Wärmestrom vom Kanal zur Walzenoberfläche befindlichen Materials zur Folge.
4. Die Materialbahn, die die Walze in einem mit einer Gegenwalze gebildeten Spalt (Nip) oder umschlingend passiert, weist über ihre Breite differierende thermische Eigenschaften auf.
5. Handelt es sich bei der Walze um eine Walze mit peripheren Kanälen, ergibt sich eine systematische Abweichung in Umfangsrichtung der Walze, da diejenigen Bereiche der Walzenoberfläche, die direkt über je einem der Kanäle liegen, einen größeren Wärmestrom erfahren, als andere Bereiche, die je über einer Lücke zwischen zwei benachbarten Kanälen liegen.
6. An den Rändern der Materialbahn treten Randeffekte auf, die an den axialen Enden der Walzenoberfläche Temperaturgradienten in Längsrichtung zur Folge haben.

The requirements for setting and maintaining a specific temperature profile on the surface of such a roller are constantly increasing. In general, the temperature of the roll surface should be constant in a continuous production, ie during the thermomechanical treatment, in the circumferential and longitudinal direction of the roll. Deviations in the temperature profile of rolls, which are tempered by a tempering fluid flowing through the roll, essentially have the following causes:

1. Depending on whether the roller is used as a heating or cooling roller, the tempering fluid must give off or absorb heat when flowing through the roller and thus functionally change its temperature.
2. Due to manufacturing tolerances or due to constructive specification, the depth of the tempering or the several tempering varies under the roll surface, resulting in different heat paths for the heat flow paths from the channel to the roll surface and thus different thermal resistance.
3. Material inhomogeneities result in differing thermal conductivities of the material located in the heat flow from the channel to the roll surface.
4. The material web, which passes through the roll in a gap (nip) formed with a counter roll, or wraps around it, has thermal properties differing over its width.
5. If the roller is a roller with peripheral channels, there is a systematic deviation in the circumferential direction of the roller, since those areas of the roller surface, which lie directly above each of the channels, experience a larger heat flux, than other areas each lie over a gap between two adjacent channels.
6. Edge effects occur at the edges of the material web, resulting in temperature gradients in the longitudinal direction at the axial ends of the roll surface.

Den Randeffekten kann durch eine Randisolierung entgegengewirkt werden, wie sie beispielsweise aus der US 2002/0160894 A1 bekannt sind. Dabei werden die stromaufwärtigen Randbereiche der Kanäle oder der Randbereich eines Zentralkanals isoliert. Für die Einstellung auf unterschiedlich breite Materialbahnen ist die Länge der Randisolierung einstellbar.The edge effects can be counteracted by an edge insulation, as for example from the US 2002/0160894 A1 are known. In this case, the upstream edge regions of the channels or the edge region of a central channel are isolated. The length of the edge insulation can be adjusted for setting on material webs of different widths.

Der Temperaturgradient, der sich wegen des für die thermomechanische Behandlung erforderlichen Wärmeübergangs in Walzenlängsrichtung einstellt, kann zu einem Teil durch eine Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit kompensiert werden. Temperiersysteme mit Strömungsbeschleunigung werden beispielsweise in der DE 40 36 121 C2 beschrieben. Der Veränderung der Strömungsgeschwindigkeit sind jedoch Grenzen gesetzt. Bei langen Walzen oder Walzen mit großen Abweichungen im Tiefenverlauf des Kanals oder der mehreren Kanäle geht die Optimierung des Wärmeübergangskoeffizienten durch Strömungsbeschleunigung im Falle hoher Heiz- oder Kühlleistung mit entsprechend hohen Druckverlusten einher. Des Weiteren ist diese Optimierung des Wärmeübergangskoeffizienten von der Viskosität des Temperierfluids abhängig, da der Wärmeübergangskoeffizient selbst von der Viskosität abhängt. Wird als Temperierfluid Wasser verwendet, ist diese Art der Optimierung nahezu wirkungslos.The temperature gradient, which sets in the roll longitudinal direction because of the heat transfer required for the thermomechanical treatment, can be compensated in part by an increase in the flow velocity. Temperiersysteme with flow acceleration, for example, in the DE 40 36 121 C2 described. The change in the flow velocity, however, have limits. For long rolls or rolls with large deviations in the depth of the channel or multiple channels, the optimization of the heat transfer coefficient by flow acceleration in the case of high heating or cooling capacity is accompanied by correspondingly high pressure losses. Furthermore, this optimization of the heat transfer coefficient is dependent on the viscosity of the tempering fluid, since the heat transfer coefficient itself depends on the viscosity. If water is used as tempering fluid, this type of optimization is almost ineffective.

Aus der DE 200 11 530 U1 ist eine Heizwalze bekannt, die unter der Oberfläche periphere Bohrungen aufweist, durch die das Heizmittel strömt. Jede Bohrung weist einen Einsatz auf, der die Bohrung im Querschnitt in wenigstens zwei Kanäle unterteilt. Die DE 100 17 604 A1 beschreibt eine rotierbare Walze mit Kanälen zur Durchleitung eines zur Temperaturregelung der Walze dienenden Mediums. In wenigstens einem Kanal kann ein Trenn- oder Ablenkkörper eingebracht werden, der entweder den Kanal verengt und/oder das Medium verwirbelt, um den effektiven Wärmeübertrag des Mediums auf die Walze zu verbessern. Aus der DE 199 50 645 A1 ist eine beheizte Kalanderwalze bekannt, mit einem hohlzylindrischen Verdrängungskörper im Inneren, der leicht und ohne großen Aufwand erstellt und montiert werden kann. Die DE 2 363 063 A betrifft eine Walze zum Auswalzen bildsamer Materialien und zum Feinmalen, mit Kanälen für ein Wärmetauschermittel unterhalb der Arbeitsoberfläche. In den Kanälen sind zur Verbesserung des Wärmeübertrags Körper unterschiedlicher Geometrie vorgesehen. Aus der DE 198 12 149 A1 ist eine Kühlwalze bekannt, mit einem Walzenköper, mit einem trichterförmigen Strömungsbereich für das Kühlmittel unterhalb der Walzenoberfläche. Der Strömungsbereich wird von einer sich konisch verjüngenden Versorgungsleitung im Inneren der Walze und der Innenseite der Kühlwalze gebildet. Die US 1,820,074 A behandelt eine Kühlvorrichtung für eine Walze mit einer Kühlmittelleitung, die auf der Rotationsachse der Walze liegt und Düsen aufweist, aus denen Kühlflüssigkeit auf die Walzeninnenseite gesprüht wird. Aus der DE 40 36 121 C2 ist eine Heizwalze mit peripheren Bohrungen für das Heizmittel bekannt, mit Verdrängungskörpern in den Bohrungen, die diese diskontinuierlich einengen. Dadurch kann die Fließgeschwindigkeit des Heizmittels entlang der Heizwalze bei gleich bleibender Durchflussmenge gesteigert werden. Die EP 1 403 607 A2 beschreibt eine Heizwalze mit im Walzenkörper oder neben einer Leitung für das Heizmittel angeordneten dichten Kammern, die mit einem Wärmeübertragungsmittel gefüllt sind. Bei dem Übertragungsmittel handelt es sich um ein Mittel, dass bei der Erwärmung seinen Aggregatzustand verändern kann. Aus der DE 299 18 267 U1 ist eine temperierbare Walze mit peripheren Bohrungen bekannt. In den Bohrungen können konisch zulaufende Körper angeordnet sein, so dass die Fließgeschwindigkeit der Heizflüssigkeit sich beim Fluss durch die Bohrung stetig erhöht. Die US 2002/0160894 A1 beschreibt Isolationskörper zum Einsetzen in wärmemittelführende Leitungen einer Walze.From the DE 200 11 530 U1 For example, a heating roller is known which has peripheral holes under the surface through which the heating medium flows. Each bore has an insert which divides the bore in cross section into at least two channels. The DE 100 17 604 A1 describes a rotatable roller with channels for passing a serving for temperature control of the roller medium. In at least one channel, a separating or deflecting body can be introduced, which either narrows the channel and / or swirls the medium in order to improve the effective heat transfer of the medium to the roller. From the DE 199 50 645 A1 a heated calender roll is known, with a hollow cylindrical displacement body inside, which can be easily created and assembled without great effort. The DE 2 363 063 A relates to a roll for the lamination of plastic materials and for fine painting, with channels for a heat exchanger means below the working surface. In the channels bodies of different geometry are provided to improve the heat transfer. From the DE 198 12 149 A1 For example, a cooling roll is known, comprising a roll body, with a funnel-shaped flow area for the coolant below the roll surface. The flow region is formed by a conically tapering supply line in the interior of the roller and the inside of the cooling roller. The US 1,820,074 A deals with a cooling device for a roll with a coolant line which lies on the axis of rotation of the roll and has nozzles from which cooling liquid is sprayed onto the roll inside. From the DE 40 36 121 C2 a heating roller with peripheral bores for the heating means is known, with displacement bodies in the Boh ments that constrict them intermittently. As a result, the flow rate of the heating medium along the heating roller can be increased while maintaining the flow rate. The EP 1 403 607 A2 describes a heating roller with arranged in the roller body or in addition to a conduit for the heating means dense chambers which are filled with a heat transfer medium. The transfer agent is a means that can change its state of aggregation when heated. From the DE 299 18 267 U1 is a temperature-controlled roller with peripheral holes known. Conically tapering bodies can be arranged in the bores, so that the flow speed of the heating fluid constantly increases as it flows through the borehole. The US 2002/0160894 A1 describes insulation body for insertion into heat-carrying lines of a roller.

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, bei einer Walze, die mittels eines sie durchströmenden Temperierfluids temperiert wird, das Temperaturprofil der Walzenoberfläche zu verbessern. Das angestrebte Temperaturprofil zeichnet sich vorzugsweise durch eine verbesserte Temperaturkonstanz in Walzenlängsrichtung und/oder in Walzenumfangsrichtung aus.It is an object of the invention, in a roll, by means of a flowing through them Tempering fluid is tempered to improve the temperature profile of the roll surface. The desired temperature profile is preferably characterized by a improved temperature stability in the roll longitudinal direction and / or in the roll circumferential direction.

Die Erfindung geht von einer temperierbaren Walze für die thermomechanische Behandlung eines Bahnmaterials, vorzugsweise Papier, aus, die in einem Walzenkörper wenigstens einen Kanal aufweist, der sich in solch einer Richtung erstreckt, dass ein ihn durchströmendes Temperierfluid unterhalb einer zu temperierenden Walzenoberfläche axial durch den Walzenkörper strömt. Der wenigstens eine Kanal kann sich insbesondere in axialer Richtung erstrecken und gerade sein. Grundsätzlich kann er jedoch auch gekrümmt, beispielsweise spiralig, sein. Im Sinne der Erfindung wird auch ein gekrümmter Kanal als axial erstreckt verstanden, wenn das Temperierfluid in solch einem Kanal eine in Achsrichtung der Walze weisende Richtungskomponente aufweist. Der wenigstens eine Kanal kann einer von mehreren peripheren Kanälen oder ein einziger zentraler Kanal sein. Ist letzteres der Fall, so handelt es sich bei der Walze vorzugsweise um eine Walze vom Verdrängertyp mit einem zentralen Verdrängerkörper, der den Kanal radial einwärts begrenzt. Handelt es sich bei der Walze um eine Walze mit peripheren Kanälen, vorzugsweise kreisrunden, peripheren Bohrungen, kann jeder der Kanäle von dem Temperierfluid einzeln durchströmt oder es können mehrere der Kanäle zu Kanalgruppen zusammengefasst sein. Pro Kanalgruppe können Kanäle seriell hintereinander durchströmt werden.The The invention is based on a temperature-controllable roller for the thermomechanical treatment a web material, preferably paper, which in a roll body at least having a channel extending in such a direction that a flowing through him Tempering fluid below a roll surface to be tempered axially through the roller body flows. The at least one channel can be in particular in the axial direction extend and be straight. Basically, he can, however curved, for example, be spiral. Within the meaning of the invention also becomes a curved one Channel understood to extend axially when the tempering fluid in such a channel pointing in the axial direction of the roller direction component having. The at least one channel may be one of several peripheral ones channels or a single central channel. Is the latter the case so it is in the roller preferably a roller of the positive displacement with a central displacer, the the channel radially inward limited. If the roller is a roller with peripheral Channels, preferably Circular, peripheral holes, each of the channels of the Tempering fluid flows through individually or it can several of the channels too Grouped channels. Per channel group, channels can be serial flows through one behind the other become.

Nach der Erfindung ist der wenigstens eine Kanal über einen größeren Teil seiner Länge in zu der Strömungsrichtung des Fluids senkrechten Kanalquerschnitten mittels einer Wandbelegung und/oder einer Oberflächenbehandlung in wenigstens zwei Segmente segmentiert. Die Wandbelegung und/oder die oberflächenbehandelten Kanalwandbereiche erstreckt bzw. erstrecken sich über den größten Teil der Länge des Kanals und in Umfangsrichtung des Kanals flächenhaft entlang einer von dem Walzenkörper gebildeten Kanalwand. Der Kanal weist in einem ersten der wenigstens zwei Segmente im Mittel, vorzugsweise überall, einen kleineren Wärmeübergangswiderstand für den Wärmeaustausch zwischen dem Fluid und der Kanalwand als in einem zweiten der Segmente auf.To the invention is the at least one channel over a larger part his length in to the flow direction the fluid vertical channel cross sections by means of a wall assignment and / or a surface treatment segmented into at least two segments. The wall assignment and / or the surface-treated Channel wall areas extend over the biggest part the length the channel and in the circumferential direction of the channel areal along one of the roll body formed Channel wall. The channel has in a first of the at least two segments on average, preferably everywhere, a smaller heat transfer resistance for the heat exchange between the fluid and the channel wall as in a second of the segments on.

Die Wandbelegung kann insbesondere eine Wandisolierung sein, die in dem isolierten Segment den Wärmeübergangswiderstand im Vergleich zu dem Wärmeübergangswiderstand zwischen dem Fluid und der freien Kanalwand vergrößert. Die Wandbelegung kann jedoch auch so gebildet sein, dass durch sie in dem betreffenden Segment der Wärmeübergangswiderstand im Vergleich zu dem der freien Kanalwand verringert wird. Letzteres kann beispielsweise durch eine segmentweise Auskleidung des Kanals mit einem Material erfolgen, das eine größere Wärmeleitfähigkeit als das Material des Walzenkörpers aufweist und/oder zur Seite des Fluids hin mit einer Oberflächenstruktur, beispielsweise mit Längsrillen, versehen ist, um die Wärmeaustauschfläche mit dem Fluid dort im Vergleich zu einer glatten Wand zu vergrößern. Anstatt die Segmentierung mit einer Wandbelegung vorzunehmen, kann sie auch durch eine Oberflächenbehandlung, beispielsweise durch segmentweises Aufrauhen oder eine segmentweise Riffelung, herbeigeführt werden. Zum Aufrauhen kann die Kanalwand segmentweise einem Sandstrahlen unterzogen werden.The Wall covering can be in particular a wall insulation, which in the insulated segment the heat transfer resistance in comparison to the heat transfer resistance increased between the fluid and the free channel wall. The wall assignment However, it can also be formed in such a way that through it in the relevant Segment of the heat transfer resistance is reduced compared to that of the free channel wall. The latter For example, by a segmental lining of the channel with a material that has a greater thermal conductivity than the material of the roll body and / or to the side of the fluid with a surface structure, for example with longitudinal grooves, is provided to the heat exchange surface with to increase the fluid there compared to a smooth wall. Instead of she can also do the segmentation with a wall assignment through a surface treatment, for example by segmental roughening or segment by segment Corrugation, brought about become. For roughening, the channel wall can be sandblasted segment by segment be subjected.

Indem der wenigstens eine Kanal zumindest über den größeren Teil seiner Länge thermisch segmentiert ist, können von den vorstehend genannten Einflüssen, die der Einstellung des gewünschten Temperaturprofils entgegenwirken, diejenigen zumindest im Wesentlichen ausgeglichen werden, die auf dem erforderlichen Wärmeaustausch, einer variierenden Kanaltiefe und Inhomogenitäten des Walzenmaterials beruhen. Auch die Abweichung aufgrund von Randeffekten an den axialen Enden der Walzenoberfläche und auch die bei peripheren Kanälen sich aufgrund deren begrenzten Anzahl sonst einstellenden Temperaturabweichungen können zumindest zu einem Teil kompensiert werden.By doing the at least one channel thermally at least over the greater part of its length is segmented, can Of the above influences, the setting of the desired temperature profile counteract those at least substantially balanced be on the required heat exchange, a varying Channel depth and inhomogeneities of the roll material. Also the deviation due to edge effects at the axial ends of the roll surface and also at peripheral Channels themselves due to their limited number of otherwise adjusting temperature deviations can be compensated for at least in part.

Die Segmentierung ist mit Hilfe eines mathematischen Modells auch gut erfassbar und optimierbar. Für die rechnerische Auslegung, d. h. für die Ermittlung der Form und Größe der Segmente in Umfangsrichtung oder in Walzenlängsrichtung oder vorzugsweise in Umfangs- und Längsrichtung und des lokalen Wärmeübergangswiderstands, wird ein Temperaturprofil für die Walzenoberfläche vorgegeben, vorzugsweise eine in Umfangs- und Längsrichtung über die Breite der Materialbahn konstante Oberflächentemperatur. Anschließend werden die für die Segmentierung wenigstens zwei, vorzugsweise genau zwei, unterschiedlichen lokalen Wärmeübergangswiderstände, die für die Einstellung des vorgegebenen Temperaturprofils erforderlich sind, unter Berücksichtigung der Strömungsgeschwindigkeit und der spezifischen thermischen Eigenschaften des Temperierfluids ermittelt. In die Ermittlung können ferner insbesondere der kürzeste Abstand, den der Kanal zu der Walzenoberfläche aufweist, und die lokale Wärmeleitfähigkeit des den Kanal umgebenden Materials und, soweit hiervon verschieden, des Materials zwischen dem Kanal und der Walzenoberfläche ein. Des Weiteren werden auch Querschnittsform und -größe des Kanals berücksichtigt. Auch die Position des Kanals im Walzenkörper, insbesondere dessen Abstand von der Walzenoberfläche, kann in die Berechnung einfließen. Falls der Kanal im Querschnitt nicht kreisrund ist, kann auch die Lage des Kanalquerschnitts modelliert werden. Je mehr der das Temperaturprofil maßgeblich beeinflussenden Parameter im mathematischen Modell berücksichtigt werden, desto genauer kann selbstverständlich der für die Einstellung des vorgegebenen Temperaturprofils erforderliche lokale Wärmeübergangswiderstand bestimmt werden. Die Genauigkeit steigt ferner mit der Zahl der Stützstellen, für die der lokale Wärmeübergangswiderstand bestimmt wird. Bevorzugt ist einer der Wärmeübergangswiderstände der Wärmeübergangswiderstand, der sich bei einem unmittelbaren Kontakt des Temperaturfluids mit der Kanalwandung einstellt, d. h. zwischen dem Temperierfluid und dem Walzenkörpermaterial.The segmentation can also be easily grasped and optimized with the aid of a mathematical model. For the arithmetical interpretation, ie for determining the shape and size of the segments in the circumferential direction or in the roll longitudinal direction or preferably in the circumferential and longitudinal direction and the local heat transfer resistance, a Tem predetermined temperature profile for the roll surface, preferably a constant in the circumferential and longitudinal direction over the width of the material web surface temperature. Subsequently, for the segmentation at least two, preferably exactly two, different local heat transfer resistances, which are required for the setting of the predetermined temperature profile, determined taking into account the flow rate and the specific thermal properties of the tempering. In particular, the determination may include the shortest distance that the channel has to the roll surface and the local thermal conductivity of the material surrounding the channel and, if different, the material between the channel and the roll surface. Furthermore, the cross-sectional shape and size of the channel are taken into account. The position of the channel in the roll body, in particular its distance from the roll surface, can also be included in the calculation. If the channel is not circular in cross section, the position of the channel cross section can also be modeled. The more of the parameters influencing the temperature profile are taken into account in the mathematical model, the more accurate, of course, the local heat transfer resistance required for setting the predetermined temperature profile can be determined. The accuracy also increases with the number of nodes for which the local heat transfer resistance is determined. Preferably, one of the heat transfer resistances is the heat transfer resistance, which sets in the case of direct contact of the temperature fluid with the channel wall, ie between the tempering fluid and the roller body material.

Der wenigstens eine Kanal oder bei mehreren Kanälen vorzugsweise jeder Kanal ist zumindest über den größten Teil der Länge segmentiert, die unter dem Bahnmaterial verläuft, und kann insbesondere auch in oder bei nahe zu einem die axiale Mitte der Walze umfassenden Längenbereich segmentiert sein. Besonders bevorzugt ist der Kanal in jedem zu der Strömungsrichtung senkrechten Querschnitt segmentiert, wobei allenfalls die axialen Randbereiche des Kanals von der Segmentierung ausgenommen sind, beispielsweise indem der betreffende Kanal dort umlaufend eine Isolierung aufweist. Von den ansonsten bekannten Randisolierungen unterscheidet sich die erfindungsgemäße Segmentierung in jedem Fall dadurch, dass sie sich über zumindest einen größeren Teil, vorzugsweise über wenigstens 50%, der axialen Länge des betreffenden Kanals erstreckt und nicht auf kurze Randabschnitte beschränkt ist. Andererseits kann die Segmentierung auch die beiden axialen Randabschnitte des Kanals umfassen, was sogar bevorzugten Ausführungen entspricht. Falls der Kanal auch bei Nichtberücksichtigung der Randabschnitte nur über einen Teil seiner Länge segmentiert ist, wird es bevorzugt, wenn der segmentierte Teil der stromaufwärtige Teil des betreffenden Kanals ist.Of the at least one channel or, in the case of multiple channels, preferably each channel is over at least the biggest part the length segmented, which runs under the web material, and in particular also in or near to the axial center of the roll length range be segmented. Most preferably, the channel in each of the flow direction segmented vertical cross-section, with at best the axial Border areas of the channel are excluded from the segmentation, for example, by the respective channel circulating there insulation having. From the otherwise known edge insulation is different the segmentation according to the invention in any case, by being over at least a major part, preferably over at least 50% of the axial length of the relevant channel and not on short edge sections limited is. On the other hand, the segmentation also the two axial Edge portions of the channel include what are even preferred embodiments equivalent. If the channel also ignores the edge sections only over a part of its length is segmented, it is preferred if the segmented part of upstream Part of the relevant channel.

Die Erfindung erfordert vorteilhafterweise keine Veränderung der Strömungsgeschwindigkeit. Entsprechend gering ist der Druckverlust, den das Temperierfluid zwischen dem stromaufwärtigen Ende und dem stromabwärtigen Ende des Temperierkanals erfährt. Das gewünschte Temperaturprofil kann unabhängig von der Länge des Kanals und somit unabhängig von der Walzenlänge realisiert werden. Die Strömungsgeschwindigkeit kann zusätzlich durchaus für die Einstellung des gewünschten Temperaturprofils in bekannter Weise verändert werden, d. h. eine konventionelle Beeinflussung der Strömungsgeschwindigkeit in Abstimmung mit der Segmentierung soll nicht von vornherein ausgeschlossen werden.The Invention advantageously requires no change in the flow rate. Corresponding low is the pressure loss, the tempering fluid between the upstream End and the downstream End of the tempering learns. The wished Temperature profile can be independent of the length of the channel and thus independent from the roll length will be realized. The flow velocity can additionally quite for the setting of the desired Temperature profiles are changed in a known manner, d. H. a conventional one Influencing the flow velocity in coordination with the segmentation is not excluded from the outset become.

Handelt es sich bei dem wenigstens einen Kanal um einen peripheren Kanal oder einen anders gebildeten Kanal mit einem Querschnitt, der zu einer Drehachse der Walze nicht konzentrisch ist, so ist in wenigstens einem der segmentierten Kanalquerschnitte, vorzugsweise in allen segmentierten Kanalquerschnitten das zweite Segment, d. h. das Segment mit dem größeren Wärmeübergangswiderstand, näher bei der Walzenoberfläche angeordnet als das erste Segment. Hierdurch werden Weglängendifferenzen des Wärmestroms zwischen der den Kanal begrenzenden Kanalwand und der Walzenoberfläche ausgeglichen. Bei Walzen mit peripheren Kanälen entstehen solche Weglängendifferenzen wegen der begrenzten Anzahl der Kanäle. Die Weglängen zu Punkten der Walzenoberfläche, die radial über einem der Kanäle liegen, sind kleiner als zu Punkten, die in Umfangsrichtung in der Mitte zwischen zwei benachbarten Kanälen liegen. Dies kann durch die oberflächennahe Anordnung des zweiten Segments vorteilhafterweise kompensiert werden.These the at least one channel is a peripheral channel or a differently formed channel with a cross-section that belongs to a rotation axis of the roller is not concentric, so is in at least one of the segmented channel cross-sections, preferably in all segmented channel cross sections the second segment, d. H. the segment with the larger heat transfer resistance, closer to the roll surface arranged as the first segment. As a result, path length differences the heat flow balanced between the channel wall limiting the channel and the roll surface. For rollers with peripheral channels arise such path length differences because the limited number of channels. The path lengths to points of the roll surface, the radially over one of the channels are smaller than to points that are in the circumferential direction in the Midway between two adjacent channels. This can be done by the near-surface Arrangement of the second segment advantageously be compensated.

Der Kanal kann in den segmentierten Kanalquerschnitten in mehr als zwei, dem Wärmeübergangswiderstand nach unterschiedliche Segmente unterteilt sein, nämlich in drei oder noch mehr Segmente, die je paarweise unterschiedliche Wärmeübergangswiderstände aufweisen. Vorzugsweise sind die segmentierten Kanalquerschnitte jedoch nur in zwei Segmentarten unterteilt, die sich durch den Wärmeübergangswiderstand voneinander unterscheiden. Falls die Walze eine Walze des Verdrängertyps ist, ein Verdrängerkörper eine den Kanal begrenzende innere Kanalwand und ein Walzenmantel eine den Kanal begrenzende äußere Kanalwand bilden, wird die innere Kanalwand bei der Zählung der Segmentarten nicht berücksichtigt. Von jeder Segmentart können in den segmentierten Kanalquerschnitten mehrere Segmente gebildet sein, die in Umfangsrichtung des Kanals vorzugsweise einander abwechseln. Vorteilhaft ist solch eine Abfolge von alternierend ersten und zweiten Segmenten, wenn der Kanal ein Zentralkanal, vorzugsweise Ringkanal, ist, wie sie insbesondere von Walzen des Verdrängertyps bekannt sind. Ist der wenigstens eine Kanal ein peripherer Kanal, so sind in den segmentierten Kanalquerschnitten in einer bevorzugten Ausführung je genau zwei Segmente gebildet. In einer bevorzugten anderen Ausführung ist auch solch ein peripherer Kanal in mehrere erste und mehrere zweite Segmente unterteilt, zweckmäßigerweise in zwei erste Segmente und zwei die ersten Segmente voneinander separierende zweite Segmente. Das eine der zweiten Segmente ist im jeweiligen Kanalquerschnitt vorzugsweise der Walzenoberfläche nächstgelegen, während das andere der zweiten Segmente der Walzenoberfläche in dem Kanalquerschnitt vorzugsweise am entferntesten gelegen ist. Die Segmentierung in nur zwei Segmentarten vereinfacht die mathematische Modellierung und Optimierung und auch die Realisierung.The channel can be subdivided in the segmented channel cross-sections into more than two, the heat transfer resistance according to different segments, namely in three or more segments, each having a pair of different heat transfer resistances. Preferably, however, the segmented channel cross sections are divided into only two types of segments, which differ from each other by the heat transfer resistance. If the roller is a roller of the positive displacement type, a displacer forming a channel defining inner channel wall and a roll shell forming a channel defining outer channel wall, the inner channel wall is not taken into account in the counting of the segment types. Of each segment type, a plurality of segments may be formed in the segmented channel cross-sections, which preferably alternate in the circumferential direction of the channel. Such a sequence of al terning first and second segments, when the channel is a central channel, preferably annular channel, as they are known in particular by rollers of the positive displacement type. If the at least one channel is a peripheral channel, exactly two segments are formed in the segmented channel cross sections in a preferred embodiment. In a preferred alternative embodiment, such a peripheral channel is also subdivided into a plurality of first and a plurality of second segments, expediently into two first segments and two second segments which separate the first segments from one another. The one of the second segments is preferably closest to the roll surface in the respective channel cross-section, while the other of the second segments of the roll surface is preferably located farthest in the channel cross-section. The segmentation into only two types of segments simplifies the mathematical modeling and optimization as well as the realization.

In einer ebenfalls bevorzugten Ausführung variiert der Wärmeübergangswiderstand in einem der Segmente, vorzugsweise in dem zweiten Segment. Das zweite Segment oder das betreffende von mehreren zweiten Segmenten ist in dem jeweiligen Kanalquerschnitt der Walzenoberfläche vorzugsweise nächstgelegen. Besonders bevorzugt wird es, wenn der Wärmeübergangswiderstand in Umfangsrichtung des Kanals von einer in dem jeweiligen Kanalquerschnitt der Walzenoberfläche nächstgelegenen Stelle, die in Umfangsrichtung erstreckt sein kann, in beide Umfangsrichtungen abnimmt. Dieser Verlauf des Wärmeübergangswiderstands kann insbesondere durch eine entsprechende Variation der Dicke der Wandisolierung erzielt werden.In a likewise preferred embodiment varies the heat transfer resistance in one of the segments, preferably in the second segment. The second segment or the relevant of several second segments is preferably in the respective channel cross-section of the roll surface nearest. It is particularly preferred if the heat transfer resistance in the circumferential direction of Channel of one in the respective channel cross-section of the roll surface nearest Location that may be circumferentially extending in both circumferential directions decreases. This course of the heat transfer resistance can in particular by a corresponding variation of the thickness of the wall insulation be achieved.

Der Wärmeübergangswiderstand kann über der Fläche des jeweiligen Segments insbesondere konstant sein, unumgänglich erforderlich ist die Konstanz jedoch nicht. Ein konstanter Wärmeübergangswiderstand erleichtert jedoch ebenfalls die mathematische Modellierung und auch die praktische Schaffung des jeweiligen Segments. Die Wandisolierung hat vorzugsweise eine konstante Dicke.Of the Thermal resistance can over the area of the respective segment to be constant in particular, inevitably required But constancy is not. A constant heat transfer resistance facilitates but also the mathematical modeling and also the practical one Creation of the respective segment. The wall insulation preferably has a constant thickness.

Die zweiten Segmente werden in einer bevorzugten ersten Ausführung durch Isolierung der den Kanal begrenzenden Wand des Walzenkörpers mit der als Wandisolierung gebildeten Wandbelegung erhalten. Das erste Segment kann zwar ebenfalls mittels einer Isolierung gebildet sein, allerdings mit einer schwächeren Isolierwirkung. In bevorzugten Ausführungen steht jedoch die Kanalwand des Walzenkörpers dort in einem unmittelbaren Wärmekontakt mit der freien Kanalströmung, so dass die Kanalströmung in dem zweiten Segment nur durch die Wandreibung an der Kanalwand behindert wird. In bevorzugten Ausführungen ist die Kanalwand in den segmentierten Kanalquerschnitten daher teilweise isoliert und teilweise nicht isoliert und glatt.The second segments are in a preferred first embodiment by Isolation of the channel bounding wall of the roller body with obtained the wall covering formed as a wall insulation. The first Although segment can also be formed by means of insulation, but with a weaker one Insulation. In preferred embodiments, however, the channel wall the roll body there in direct thermal contact with the free channel flow, so that the channel flow in the second segment only by the wall friction on the channel wall is hampered. In preferred embodiments, the channel wall is in The segmented channel cross-sections therefore partially isolated and partly not isolated and smooth.

In einer bevorzugten zweiten Ausführung wird das erste Segment dadurch geschaffen, dass die Kanalwand dort einer Oberflächenbehandlung unterzogen wird, beispielsweise indem sie in dem ersten Segment aufgerauht wird. Die Kanalwand erhält durch die Oberflächenbehandlung in dem ersten Segment einen Wärmeübergangswiderstand, der geringer als derjenige der unbehandelten Kanalwand ist. Alternativ kann die Kanalwand in dem ersten Segment mit einer dort den Wärmeübergangswiderstand verringernden Wandbelegung versehen sein. Die unbehandelten oder nichtbelegten Bereiche der Kanalwand können ohne weiteres das zweite Segment bilden.In a preferred second embodiment is created the first segment, that the channel wall there one Subjected to surface treatment For example, by roughening in the first segment becomes. The channel wall receives through the surface treatment in the first segment a heat transfer resistance, which is lower than that of the untreated channel wall. alternative can the channel wall in the first segment with a there reducing the heat transfer resistance Be provided wall allocation. The untreated or unoccupied Areas of the canal wall can readily form the second segment.

In beiden Ausführungen bildet vorzugsweise ein in den Kanal eingesetzter Einsatz die Wandbelegung. Ein einziger Einsatz kann in einem Stück die gesamte Wandbelegung und dadurch die Segmentierung in dem Kanal bilden. Es können aber auch mehrere separate Einsätze hintereinander und/oder in Umfangsrichtung des Kanals nebeneinander in dem Kanal angeordnet sein und die Segmente erst dadurch gebildet werden. Es können insbesondere zwei separate Einsätze, von denen der eine von dem einen Stirnende des Walzenkörpers und der andere von dem anderen Stirnende des Walzenkörpers her in den Kanal eingesetzt ist, die Wandbelegung bilden. Die Verwendung mehrerer, separater Einsätze bietet sich insbesondere dann an, wenn der kürzeste Abstand des Kanals zu der Walzenoberfläche, d. h. der Tiefenverlauf, variiert. Der Abstand zu der Walzenoberfläche kann vorteilhafterweise ergänzend zu der Segmentierung gezielt verändert werden, um das gewünschte Temperaturprofil an der Walzenoberfläche einzustellen. In vielen Fällen ist ein Kanalverlauf mit variierender Tiefe fertigungsbedingt unvermeidbar. Mit der erfindungsgemäßen Segmentierung kann die Tiefenvariation kompensiert werden, oder es wird umgekehrt die Tiefenvariation bei der Segmentierung zumindest berücksichtigt. So kann der Abstand von den beiden axialen Enden des Walzenkörpers zur Walzenmitte hin zunehmen und der Flächenanteil des zweiten Segments von beiden Enden zu der Walzenmitte hin abnehmen. Hat der Kanal hingegen zu der Walzenoberfläche einen konstanten Abstand, so nimmt der Flächenanteil des zweiten Segments in Strömungsrichtung des Temperierfluids vorteilhafterweise von dem stromaufwärtigen Ende bis zu dem stromabwärtigen Ende des Kanals ab.In both versions Preferably, an insert inserted into the channel forms the wall covering. A single use can in one piece the entire wall allocation and thereby form the segmentation in the channel. But it can also several separate inserts one behind the other and / or in the circumferential direction of the channel next to each other be arranged in the channel and the segments formed only thereby become. It can especially two separate inserts, of which one of the one end face of the roller body and the other inserted from the other front end of the roll body forth in the channel is, make the wall covering. The use of several, separate Offers bets especially if the shortest distance of the channel is too the roll surface, d. H. the depth, varies. The distance to the roll surface can advantageously complementary specifically changed to the segmentation be to the desired Set temperature profile on the roll surface. In many make is a channel course with varying depth production-related unavoidable. With the segmentation according to the invention can the depth variation can be compensated, or vice versa Depth variation in the segmentation at least considered. Thus, the distance from the two axial ends of the roller body to Roll center increase and the area ratio of the second segment from both ends to the middle of the roll. Has the channel however, to the roll surface a constant distance, so does the area ratio of the second segment in the flow direction of the tempering fluid advantageously from the upstream end to to the downstream From the end of the canal.

Die Wandbelegung kann in dem zweiten Segment die Kanalwand anliegend auskleiden. Insbesondere im Falle einer Wandisolierung kann zwischen der Isolierung und der Kanalwand ein Abstand verbleiben, so dass sich dort ein Isolierraum bildet. Da die Abdichtung solch eines Isolierraums kaum möglich ist, wird sich der Isolierraum mit dem Temperierfluid füllen, das in dem Isolierraum jedoch eine geringere Strömungsgeschwindigkeit als in dem frei durchströmbaren Kanalquerschnitt außerhalb der Isolierung aufweist und in dem Isolierraum daher mehr oder weniger stark immobilisiert ist.The wall covering may line the channel wall in the second segment. In particular, in the case of a wall insulation can remain between the insulation and the channel wall a distance, so that there forms an insulating space. Since the sealing of such an insulating space is hardly possible, the insulating space with the Tempe Fill rierfluid, however, in the insulating space, a lower flow velocity than in the freely flow-through channel cross-section outside the insulation and is therefore more or less strongly immobilized in the insulating space.

In beiden vorstehend genannten Ausbildungen kann die Wandbelegung als Vollmaterial gebildet sein. Das Vollmaterial kann eine glatte Oberfläche oder an der in den Kanal weisenden Oberfläche und/oder einer zur Kanalwand weisenden Oberfläche Ausnehmungen aufweisen, in denen ruhendes Temperierfluid zusätzlich isolierend wirken kann. Ein Isoliermaterial kann aber auch vorteilhafterweise porös sein. Handelt es sich um ein Isoliermaterial mit offener Porosität, kann es sich mit Temperierfluid vollsaugen, so dass das in den Poren befindliche Temperierfluid ebenfalls isolierend wirkt. Ein Isoliermaterial mit geschlossener Porosität weist gasgefüllte Poren auf, die ebenfalls isolierend wirken. Statt gasgefüllter Hohlräume kann das Isoliermaterial auch unter Vakuum stehende Hohlräume aufweisen.In both above-mentioned training, the wall assignment as Solid material be formed. The solid material can be a smooth surface or at the surface facing the channel and / or at the channel wall pointing surface recesses have, in which quiescent tempering fluid can additionally act insulating. An insulating material may also be advantageously porous. If it is an insulating material with open porosity, can Soak it with tempering fluid, so that in the pores Temperierfluid also acts insulating. An insulating material with closed porosity indicates gas-filled Pores that also have an insulating effect. Instead of gas-filled cavities can the insulating material also have cavities under vacuum.

Der Einsatz kann insbesondere ein Rohreinsatz sein. Um die Segmente zu bilden, ist das Rohr mit wenigstens einer Ausnehmung versehen. Die wenigstens eine Ausnehmung kann insbesondere ein Durchbruch sein. Der durchbrochene Flächenbereich des Rohrs bildet das erste Segment und der restliche Rohrflächenbereich das zweite Segment. Der Rohreinsatz ist für die Segmentierung in bevorzugten Ausführungen nur mit einer einzigen Ausnehmung versehen. In alternativen, durchaus ebenfalls vorteilhaften Ausführungen weist der Einsatz eine Mehrzahl von Ausnehmungen, vorzugsweise Durchbrechungen, auf, deren Dichte und/oder Fläche in Strömungsrichtung entsprechend dem gewünschten Temperaturprofil zu- oder abnimmt. Falls ein geschlitzter Rohreinsatz die Wandbelegung bildet, so ist der Rohreinsatz vorzugsweise mit einem einzigen Schlitz oder mit zwei Schlitzen versehen. Die in Umfangsrichtung des Kanals gemessene Breite des jeweiligen Schlitzes ändert sich in Strömungsrichtung des Temperierfluids kontinuierlich. Auch bei andersgearteter Wandbelegung ändern sich die Flächenanteile, genauer gesagt die Umfangsanteile, der Segmente in Längsrichtung des Kanals kontinuierlich.Of the Use can be in particular a pipe insert. Around the segments to form, the tube is provided with at least one recess. The at least one recess can in particular be a breakthrough be. The openwork area of the Pipe forms the first segment and the remaining pipe surface area the second segment. The tube insert is for the segmentation in preferred embodiments only provided with a single recess. In alternative, quite also advantageous embodiments the insert has a plurality of recesses, preferably apertures, on, their density and / or area in the flow direction according to the desired temperature profile increases or decreases. If a slotted tube insert the wall assignment forms, so the tube insert is preferably with a single slot or with two slots. The in the circumferential direction of the channel measured width of the respective slot changes in the flow direction of the Tempering fluid continuously. Even with different types of wall allocation change the area shares, more precisely, the circumferential portions of the segments in the longitudinal direction of the channel continuously.

Ein Isoliereinsatz kann zum Einbau in den Kanal vorzugsweise mit Distanzhaltern versehen sein. Der Isoliereinsatz kann zur Bildung der Distanzhalter und/oder des genannten Isolierraums oder gegebenenfalls mehrerer Isolierräume mit abstehenden Rippen oder sonstigen abstehenden Elementen versehen sein.One Insulating insert can be installed in the channel preferably with spacers be provided. The insulating insert can be used to form the spacers and / or said insulating space or optionally several isolation rooms provided with protruding ribs or other protruding elements be.

Ein streifenförmiger Einsatz kann insbesondere von einem Blechstreifen gebildet werden, dessen Breite in Strömungsrichtung des Temperierfluids kontinuierlich ab- oder zunimmt. Der Blechstreifen ist vorzugsweise gekantet, um Distanzhalter und/oder einen Isolierraum zwischen dem Blechstreifen und der umgebenden Kanalwand zu bilden. Anstatt einer Umkantung können die Distanzhalter und/oder der Isolierraum auch mittels aufgesetzten Rippen oder sonstigen Abragelementen gebildet sein.One strip-shaped Insert can be formed in particular by a metal strip, its width in the flow direction of the tempering continuously decreases or increases. The metal strip is preferably canted to spacers and / or an insulating space to form between the metal strip and the surrounding channel wall. Instead of a fold can the spacers and / or the insulating space also by means of patch Ribs or other Abragelementen be formed.

Bevorzugte Merkmale der Erfindung werden auch in den Unteransprüchen und deren Kombinationen beschrieben. Diese Merkmale und die vorstehend beschriebenen ergänzen einander wechselseitig in bevorzugter Weise.preferred Features of the invention are also in the subclaims and their combinations are described. These features and the above supplement described mutually in a preferred manner.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand von Figuren erläutert. An den Ausführungsbeispielen offenbar werdende Merkmale bilden je einzeln und in jeder Merkmalskombination die Gegenstände der Ansprüche und auch die vorstehend beschriebenen Ausgestaltungen vorteilhaft weiter. Es zeigen:embodiments The invention will be explained below with reference to figures. At the embodiments Obviously emerging features form each individually and in each combination of features the objects the claims and also the embodiments described above advantageous further. Show it:

1 eine Walze des Verdrängertyps mit einem Temperiersystem nach einem ersten Ausführungsbeispiel, 1 a roller of the positive displacement type with a tempering system according to a first embodiment,

2 den Querschnitt A-A der 1, 2 the cross section AA of 1 .

3 den Querschnitt B-B der 1, 3 the cross section BB of 1 .

4 eine Walze mit peripheren Kanälen und einem Temperiersystem nach einem zweiten Ausführungsbeispiel, 4 a roller with peripheral channels and a tempering system according to a second embodiment,

5 das Detail Z der 4, 5 the detail Z of 4 .

6 den Querschnitt A-A der 4, 6 the cross section AA of 4 .

7 den Querschnitt B-B der 4, 7 the cross section BB of 4 .

8 den Querschnitt C-C der 4, 8th the cross section CC of 4 .

9 den Querschnitt D-D der 4, 9 the cross section DD of 4 .

10 einen peripheren Kanal der Walze der 4 mit einer modifizierten Segmentierung, und 10 a peripheral channel of the roller of 4 with a modified segmentation, and

11 einen peripheren Kanal der Walze der 4 mit noch einer anderen, modifizierten Segmentierung. 11 a peripheral channel of the roller of 4 with yet another modified segmentation.

1 zeigt eine Walze des Verdrängertyps mit einem hohlzylindrischen Walzenkörper 1 und einem Verdränger 2, der in dem zentralen Hohlraum des Walzenkörpers 1 in bekannter Weise angeordnet ist. An den beiden axialen Stirnseiten des Walzenkörpers 1 ist je ein Flanschzapfen befestigt, im Ausführungsbeispiel angeschraubt; auf der Triebseite ist es der Flanschzapfen 3 und auf der Führerseite der Flanschzapfen 4. 1 shows a roller of the positive displacement type with a hollow cylindrical roller body 1 and a displacer 2 located in the central cavity of the roll body 1 is arranged in a known manner. At the two axial end faces of the roller body 1 is ever a flange mounted, screwed in the embodiment; on the drive side, it is the flange pin 3 and on the driver's side the flange pins 4 ,

Die von dem Walzenkörper 1 gebildete Walzenoberfläche S wird im Betrieb der Walze temperiert. Für die Temperierung wird dem Walzenkörper 1 mit Verdränger 2 ein Temperierfluid über einen Dichtkopf 6, der mit dem Flanschzapfen 4 eine Drehdichtung bildet, und eine im Flanschzapfen 4 gebildete Zuführung 5 zugeführt und auf der Triebseite durch eine in dem Flanschzapfen 3 gebildete Abführung 9 und einen weiteren Dichtkopf 6 abgeführt. Das Temperierfluid wird im Kreislauf gefördert und außerhalb der Walze selbst wieder temperiert, d. h. auf die für die Temperierung der Walze erforderliche Temperatur gebracht. Die Walze des Ausführungsbeispiels ist eine Heizwalze und das Temperierfluid dementsprechend ein Heizfluid, beispielsweise ein Thermalöl oder Wasser, gegebenenfalls auch Wasserdampf. Innerhalb der Walze gelangt das Temperierfluid durch die von einem Isolierrohr gebildete, zentrale Zuführung 5 über einen nach radial außen weisenden Zuführraum in einen zentralen Kanal 7. Der Kanal 7 ist ein axial gerader Zylinderringkanal, den der Walzenkörper 1 und der Verdränger 2 zwischen sich begrenzen und den das Fluid axial gerade durchströmt. Die Mantelinnenfläche des Walzenkörpers 1 bildet die Außenwand und die Mantelaußenfläche des Verdrängers 2 die Innenwand des Kanals 7. Nach Durchströmen des Kanals 7 wird das Temperierfluid über einen Abführraum in die ebenfalls von einem Isolierrohr gebildete, zentrale Abführung 9 geführt und abgefördert.The of the roll body 1 Roll surface S formed is tempered during operation of the roller. For the temperature control, the roll body 1 with displacer 2 a tempering fluid via a sealing head 6 , with the flange pin 4 forms a rotary seal, and one in the flange pin 4 formed feeder 5 supplied and on the drive side by a in the flange pin 3 formed exhaustion 9 and another sealing head 6 dissipated. The tempering fluid is conveyed in the circulation and tempered again outside the roll itself, ie brought to the temperature required for the tempering of the roll. The roller of the embodiment is a heating roller and the tempering accordingly a heating fluid, for example, a thermal oil or water, optionally also water vapor. Within the roller, the tempering fluid passes through the central feed formed by an insulating tube 5 via a radially outwardly facing supply chamber into a central channel 7 , The channel 7 is an axially straight cylinder ring channel, the roller body 1 and the displacer 2 between limit and flows through the fluid axially straight. The shell inner surface of the roll body 1 forms the outer wall and the outer shell surface of the displacer 2 the inner wall of the canal 7 , After flowing through the canal 7 the tempering fluid via a discharge space in the central discharge also formed by an insulating tube 9 led and abgefördert.

Um die Walzenoberfläche S in axialer Richtung auf einer konstanten Temperatur zu halten, ist der Kanal 7 segmentiert. Die besser aus den 2 und 3 ersichtliche Segmentierung erstreckt sich über die gesamte Länge der Walzenoberfläche S, die mit einer zu behandelnden Materialbahn in einer laufenden Produktion in Berührung kommen kann. Im Ausführungsbeispiel ist der Kanal 7 über fast die gesamte Länge des Verdrängers 2 in jedem Kanalquerschnitt in zwei Arten von Ringsegmenten s1 und s2 unterteilt. Die Segmentierung wird durch Isoliereinsätze 10 bewirkt, die die Ringsegmente s2 bilden und die Kanalwand 7a segmentweise vollflächig kontaktierend auskleiden. Die Ringsegmente s1 werden zur Walzenoberfläche S hin unmittelbar von der Mantelinnenfläche des Walzenkörpers 1 gebildet.In order to keep the roll surface S in the axial direction at a constant temperature, the channel 7 segmented. The better of the 2 and 3 apparent segmentation extends over the entire length of the roll surface S, which may come into contact with a material web to be treated in an ongoing production. In the embodiment, the channel 7 over almost the entire length of the displacer 2 divided into two types of ring segments s1 and s2 in each channel cross-section. The segmentation is made by insulating inserts 10 causes, which form the ring segments s2 and the channel wall 7a lining segmentally over the whole area. The ring segments s1 become the roll surface S directly from the inner surface of the shell of the roll body 1 educated.

2 zeigt den in 1 eingetragenen Querschnitt A-A an dem stromaufwärtigen Ende des Kanals 7. 3 zeigt den Querschnitt B-B an dem stromabwärtigen Ende des Kanals 7. Die von der Mantelinnenfläche des Walzenkörpers 1 gebildete äußere Kanalwand ist mit 7a bezeichnet. Der Kanal 7 ist ein zu der Rotationsachse R der Walze konzentrischer Kreisringkanal. Mit s1 und s2 sind in den 2 und 3 im jeweiligen Kanalquerschnitt die Bogenlängen der beiden unterschiedlichen Ringsegmente s1 und s2 bezeichnet. Die Segmente s1 und s2 sind in jedem Kanalquerschnitt Kreisringsegmente. 2 shows the in 1 registered section AA at the upstream end of the channel 7 , 3 shows the cross section BB at the downstream end of the channel 7 , The of the shell inner surface of the roller body 1 formed outer channel wall is with 7a designated. The channel 7 is a concentric to the rotation axis R of the roller circular channel. With s1 and s2 are in the 2 and 3 in the respective channel cross section, the arc lengths of the two different ring segments s1 and s2. The segments s1 and s2 are circular ring segments in each channel cross-section.

Die Isoliereinsätze 10 bilden Isolierstreifen, die sich je in einem Stück axial durch den Kanal 7 erstrecken. Sie verjüngen sich von ihren stromaufwärtigen Enden bis zu ihren stromabwärtigen Enden kontinuierlich, im Ausführungsbeispiel linear. Sie kleiden die Kanalwand 7a aus, d. h. sie liegen vollflächig an der Kanalwand 7a an. Sie können zur Kanalwand 7a hin aber auch mit Ausnehmungen versehen sein. Die Isoliereinsätze 10 bestehen aus vollem Material, beispielsweise einer Keramik, einem Metall oder Kunststoff, oder beispielsweise einem metallischen oder keramischen Schaummaterial oder einem Kunststoffschaummaterial. Die Isoliereinsätze 10 sind untereinander und je über ihre gesamte Fläche gleich dick. Über die Flächen der Ringsegmente s2 ist der zwischen dem Temperierfluid und dem Walzenkörper 1 wirksame Wärmeübergangswiderstand größer als in den Ringsegmenten s1, in denen die Kanalwand 7a mit dem Temperierfluid unmittelbar in Wärmekontakt steht. Die thermischen Übertragungseigenschaften der Isoliereinsätze 10 und deren in Umfangsrichtung des Kanals 7 im jeweiligen Kanalquerschnitt gemessenen Breiten sind so bemessen, dass sich unter den in der Produktion sonst gegebenen Umständen und bei möglichst geringen Änderungen der Strömungsgeschwindigkeit in dem Kanal 7 an der Walzenoberfläche in Axialrichtung und vorzugsweise auch in Umfangsrichtung eine möglichst gleichmäßige, konstante Temperatur einstellt. Dies geschieht durch die Auswahl des Isoliermaterials seinen thermischen Eigenschaften nach, wobei dessen Wärmeübergangswiderstand zum Fluid und zu der Kanalwand 7a und die Wärmeleitfähigkeit des Isoliermaterials im Hinblick auf den im entsprechenden Segment s2 gewünschten Wärmeübergangswiderstand gewählt sind, und ferner durch die auf den resultierenden Wärmeübergangswiderstand abgestimmte Form und Größe der Segmente s2. Der Wärmeübergangswiderstand in den Segmenten s1 ist durch den Walzenkörper 1 und dessen vorzugsweise glatte Kanalwand 7a vorgegeben.The insulating inserts 10 form insulating strips, each one in a piece axially through the channel 7 extend. They taper continuously from their upstream ends to their downstream ends, linear in the embodiment. They dress the canal wall 7a out, ie they are completely on the channel wall 7a at. You can go to the canal wall 7a but also be provided with recesses. The insulating inserts 10 consist of full material, such as a ceramic, a metal or plastic, or for example a metallic or ceramic foam material or a plastic foam material. The insulating inserts 10 are equally thick among themselves and each over their entire surface. Over the surfaces of the ring segments s2 is the between the tempering fluid and the roller body 1 effective heat transfer resistance greater than in the ring segments s1, where the channel wall 7a is in thermal contact with the tempering fluid directly. The thermal transfer properties of insulating inserts 10 and in the circumferential direction of the channel 7 Widths measured in the respective channel cross-section are dimensioned such that, under the circumstances otherwise given in production and with as little changes in the flow velocity in the channel as possible 7 on the roll surface in the axial direction and preferably also sets in the circumferential direction as uniform as possible, constant temperature. This is done by selecting the insulating material according to its thermal properties, wherein its heat transfer resistance to the fluid and to the channel wall 7a and the thermal conductivity of the insulating material is selected in view of the desired heat transfer resistance in the corresponding segment s2, and also by the shape and size of the segments s2, which are matched to the resulting heat transfer resistance. The heat transfer resistance in the segments s1 is through the roll body 1 and its preferably smooth channel wall 7a specified.

Die Isoliereinsätze 10 sind mittels Distanzhaltern am Verdränger 2 befestigt, so dass sie vom Verdränger 2 über die jeweiligen Distanzhalter gegen die Mantelinnenfläche des Walzenkörpers 1 gedrückt werden. Die Positionierung der Isoliereinsätze 10 kann auch durch eine Befestigung jedes Isoliereinsatzes 10 einzeln am Walzenkörper 1 erfolgen. Eine weitere Möglichkeit der Positionierung ist die Anordnung der Isoliereinsätze 10 zu einer zylindrischen Gitterstruktur, in der die Isoliereinsätze 10 Längsstreifen bilden und mittels schmalen Ringen oder in Umfangsrichtung sich erstreckende Streifen miteinander verbunden sind.The insulating inserts 10 are by means of spacers on the displacer 2 attached so that they are from the displacer 2 over the respective spacers against the inner shell surface of the roller body 1 be pressed. The positioning of the insulator inserts 10 can also be achieved by attaching each insulating insert 10 individually on the roll body 1 respectively. Another possibility of positioning is the arrangement of the insulating inserts 10 to a cylindrical lattice structure in which the insulating inserts 10 Form longitudinal strips and are connected by means of narrow rings or circumferentially extending strips together.

4 zeigt als ein zweites Ausführungsbeispiel eine Walze mit einem Walzenkörper 1, der über seinen Umfang nahe bei der von ihm gebildeten Walzenoberfläche periphere Kanäle aufweist, die sich axial durch den Walzenkörper 1 erstrecken. Das Fluid wird auf der gleichen Walzenseite, im Ausführungsbeispiel der Führerseite, durch eine zentrale Zuführung 5 zugeführt und durch eine die Zuführung umgebende Abführung 9 abgeführt. Dementsprechend strömt es im Walzenkörper 1 in Kanälen 7 von der Zuführseite weg und in Kanälen 8 wieder zu der Zuführseite zurück. Dabei kann je einer der Kanäle 7 mit je einem der Kanäle 8 verbunden sein. Auch andere Gruppenbildungen von Hin- und Kanälen 7 und 8 sind denkbar und im Stand der Technik hinlänglich beschrieben. 4 shows a roller with a roller body as a second embodiment 1 which has peripheral channels adjacent to its periphery adjacent to the roll surface it forms axially through the roller body 1 extend. The fluid is on the same side of the roll, in the embodiment of the leader side, by a central feed 5 supplied and by a supply surrounding the discharge 9 dissipated. Accordingly, it flows in the roll body 1 in channels 7 away from the feed side and in channels 8th back to the feed side. It can ever one of the channels 7 with one of the channels 8th be connected. Also other group formations of outgoing and canals 7 and 8th are conceivable and adequately described in the prior art.

Die Zuführung 5 und die Abführung 9 werden durch eine Rohranordnung mit einem die Abführung 9 umgebenden äußeren Rohr 9a und einem durch das Rohr 9a geführten inneren Rohr 5a gebildet. Das zuströmende Fluid strömt durch das innere Rohr 5a zum Walzenkörper 1. Das von dem Walzenkörper 1 abströmende Fluid wird im Gegenstrom in dem äußeren Rohr 9a zurückgeführt. Das innere Rohr 5a bildet ein Trennrohr zwischen dem zuströmenden und dem abströmenden Fluid. Eine thermische Isolierung umgibt das innere Rohr 5a innenseitig und/oder außenseitig. Die Isolierung kann durch eine innenseitige und/oder außenseitige Ummantelung aus einem Vollmaterial, insbesondere einem Kunststoffvollmaterial, gebildet sein. Statt dessen kann auch eine Hohlraumisolierung vorgesehen sein, die einen oder mehrere Hohlräume aufweist, der oder die mit einem gasförmigen oder flüssigen Isolierfluid gefüllt oder evakuiert ist oder sind. In solch einer Ausführung kann das innere Rohr 5a insbesondere doppelwandig sein mit einem isolierenden Spalt zwischen dem inneren und äußeren Rohrteil.The feeder 5 and the exhaustion 9 be through a pipe assembly with a the discharge 9 surrounding outer tube 9a and one through the pipe 9a guided inner tube 5a educated. The inflowing fluid flows through the inner tube 5a to the roll body 1 , That of the roll body 1 outflowing fluid is in countercurrent flow in the outer tube 9a recycled. The inner tube 5a forms a separation tube between the inflowing and the outflowing fluid. A thermal insulation surrounds the inner tube 5a inside and / or outside. The insulation can be formed by an inner and / or outer sheath of a solid material, in particular a plastic material. Instead, a cavity insulation may also be provided having one or more cavities filled or evacuated with a gaseous or liquid insulating fluid. In such an embodiment, the inner tube 5a in particular be double-walled with an insulating gap between the inner and outer tube part.

Die Kanäle 7 bestehen aus zwei Axialabschnitten und die Kanäle 8 ebenfalls. Die Axialabschnitte der Kanäle 7 münden an den Stirnseiten des Walzenkörpers 1 und erstrecken sich von dort axial je bis zur Walzenmitte; ebenso die Abschnitte der Kanäle 8. In der Walzenmitte stoßen die Abschnitte paarweise zusammen, so dass die Kanäle 7 und 8 gebildet werden. Die Abschnitte verlaufen zu der Walzenoberfläche je mit einer Neigung, derart, dass ihre zur Walzenoberfläche gemessene Tiefe, d. h. ihr kürzester Abstand zu der Walzenoberfläche, zur Walzenmitte hin kontinuierlich zunimmt. Wenn die peripheren Kanäle 7 und 8 wie üblich als periphere Bohrungen gebildet sind, kann solch ein Verlauf durch Bohren von beiden Stirnseiten des Walzenkörpers 1 aus ohne Weiteres realisiert oder auch gar nicht verhindert werden. Im Ergebnis ergibt sich für jeden der Kanäle 7 und 8 von der jeweiligen Stirnseite des Walzenkörpers 1 zu dessen Mitte hin der für einen der Kanäle 7 und einen der Kanäle 8 in 5 ersichtliche Tiefenverlauf.The channels 7 consist of two axial sections and the channels 8th also. The axial sections of the channels 7 open at the ends of the roll body 1 and extend axially from there to the center of the roll; as well the sections of the channels 8th , In the middle of the roll, the sections collide in pairs, leaving the channels 7 and 8th be formed. The sections each extend to the roller surface with an inclination such that their depth measured to the roller surface, ie their shortest distance to the roller surface, increases continuously toward the roller center. If the peripheral channels 7 and 8th As usual, are formed as peripheral holes, such a course by drilling from both end faces of the roll body 1 be realized without further notice or even prevented. The result is for each of the channels 7 and 8th from the respective end face of the roller body 1 towards the middle of it for one of the channels 7 and one of the channels 8th in 5 apparent depth course.

In jeden der Kanäle 7 sind zwei Isoliereinsätze 20 und in jedem der Kanäle 8 sind ebenfalls zwei Isoliereinsätze 20 eingesetzt. Die Isoliereinsätze 20 erstrecken sich je von einer der Stirnseiten des Walzenkörpers 1 bis zu der Walzenmitte.In each of the channels 7 are two insulating inserts 20 and in each of the channels 8th are also two insulating inserts 20 used. The insulating inserts 20 each extend from one of the end faces of the roller body 1 up to the middle of the roll.

Mittels der Isoliereinsätze 20 werden die Kanäle 7 und 8 über ihre gesamte Länge in je genau zwei Ringsegmente s1 und s2 segmentiert. In den Ringsegmenten s2 wird die von dem Walzenkörper 1 jeweils gebildete Kanalwand 7a und 8a von dem durch den betreffenden Kanal 7 oder 8 frei strömenden Temperierfluid isoliert, so dass auch im zweiten Ausführungsbeispiel die Ringsegmente s2 einen höheren Wärmeübergangswiderstand als die Ringsegmente s1 aufweisen.By means of insulating inserts 20 become the channels 7 and 8th segmented over its entire length in each case exactly two ring segments s1 and s2. In the ring segments s2 is the of the roll body 1 each formed channel wall 7a and 8a from the one through the channel in question 7 or 8th freely flowing tempering fluid isolated, so that even in the second embodiment, the ring segments s2 have a higher heat transfer resistance than the ring segments s1.

Die Form der Isoliereinsätze 20 und damit die Form der Ringsegmente s1 und s2 ist am besten aus der Zusammenschau der 5 mit den 6 bis 9 erkennbar. Jeder der Isoliereinsätze 20 wird von einem Rohr gebildet, das über seine gesamte Länge mit einem Durchbruch 21 versehen ist. Bei dem Rohr handelt es sich um ein dünnes Metallrohr. Die Isoliereinsätze 20 sitzen konzentrisch in ihrem jeweiligen Kanal 7 oder 8 und werden mittels Distanzhalter 24 (5) in der korrekten Position gehalten. Jeweils an den Durchbruch 21 grenzend ist beidseits des Durchbruchs 1 und dem Verlauf des Durchbruchs 21 über dessen gesamte Länge folgend je eine Rippe 22 an dem jeweiligen Isoliereinsatz 20befestigt, im Ausführungsbeispiel aufgeschweißt. Die Isoliereinsätze 20 halten nicht nur mit ihren Distanzhaltern 24, sondern insbesondere mit ihren jeweiligen Rippen 22 Kontakt zu der umgebenden Kanalwandung 7a oder 8a. Zwischen den Rippen 22 spannt sich der im jeweiligen Kanalquerschnitt verbliebene Restbogen des Isoliereinsatzes 20, d. h. das jeweilige Ringsegment des Isoliereinsatzes 20. Nach außen durch die jeweilige Kanalwand 7a oder 8a, nach innen durch den jeweiligen Rohrbogen des Isoliereinsatzes 20 und in Umfangsrichtung durch die beiden Rippen 22 begrenzt wird auf diese Weise ein Isolierraum 23 gebildet, in dem das Temperierfluid ruht oder allenfalls mit einer deutlich geringeren Strömungsgeschwindigkeit als im freien Strömungsquerschnitt des jeweiligen Kanals 7 oder 8 strömt.The shape of the insulator inserts 20 and thus the shape of the ring segments s1 and s2 is best from the synopsis of 5 with the 6 to 9 recognizable. Each of the insulator inserts 20 is formed by a tube that extends over its entire length with a breakthrough 21 is provided. The tube is a thin metal tube. The insulating inserts 20 sit concentrically in their respective channel 7 or 8th and are using spacers 24 ( 5 ) held in the correct position. Each to the breakthrough 21 bordering on both sides of the breakthrough 1 and the course of the breakthrough 21 over the entire length following each a rib 22 on the respective insulating insert 20 attached, welded in the embodiment. The insulating inserts 20 do not just stick with their spacers 24 but especially with their respective ribs 22 Contact to the surrounding canal wall 7a or 8a , Between the ribs 22 the residual arc of the insulating insert remains in the respective channel cross-section 20 ie the respective ring segment of the insulator insert 20 , Outward through the respective channel wall 7a or 8a , inwards through the respective pipe bend of the insulating insert 20 and in the circumferential direction through the two ribs 22 is limited in this way an insulating space 23 formed in which the tempering fluid rests or possibly with a significantly lower flow velocity than in the free flow cross-section of the respective channel 7 or 8th flows.

In den 6 bis 9 sind die Bogenlängen der Ringsegmente s1 und s2 im jeweiligen Kanalquerschnitt eingetragen. Das Ringsegment s2 erstreckt sich über die in Umfangsrichtung gemessene Breite des Rohrbogens des jeweiligen Isoliereinsatzes 20. Dabei bilden die Kontaktstellen der Rippen 22 in Umfangsrichtung des jeweiligen Kanals 7 oder 8 die beiden Übergänge zwischen den Ringsegmenten s1 und s2 und begrenzen die Segmente s1 und s2. Die Rippen 22 trennen den Isolierraum 23 von dem freien Strömungsquerschnitt des jeweiligen Kanals 7 oder 8. Das Temperierfluid wird über die Zuführkanäle des Zapfenflansches 3 in die Kanäle 7 gefördert, so dass in den mittels der Rippen 22 von der freien Kanalströmung abgetrennten Isolierräume 23 allenfalls eine stark verzögerte Strömung stattfindet. Nahe den Mündungen der Kanäle 7 und 8 haben die Bögen der Isoliereinsätze 20 ihre größte Bogenlänge. Insbesondere diejenigen der Isoliereinsätze 20, die in den stromaufwärtigen Abschnitten der Kanäle 7 eingesetzt sind, können an ihren stromaufwärtigen Enden einen nahezu oder gänzlich geschlossenen Bogen bilden. Hierdurch wird gleichzeitig eine wirksame Randisolierung erhalten. Von ihren Enden mit der jeweils größten Bogenlänge der Bögen verjüngen sich die Isoliereinsätze 20 je geradlinig kontinuierlich zur Walzenmitte hin bis zu ihren dortigen, fast spitzen Enden.In the 6 to 9 the arc lengths of the ring segments s1 and s2 are entered in the respective channel cross section. The ring segment s2 extends over the circumferentially measured width of the pipe bend of the respective insulating insert 20 , The contact points of the ribs form 22 in the circumferential direction of the respective channel 7 or 8th the two transitions between the ring segments s1 and s2 and limit the segments s1 and s2. Ribs 22 separate the isolation room 23 from the free flow cross section of the respective channel 7 or 8th , The tempering fluid is supplied via the feed channels of the spigot flange 3 into the channels 7 promoted, so that in the means of the ribs 22 from the free one Channel flow separated isolation rooms 23 if necessary, a strongly delayed flow takes place. Near the mouths of the canals 7 and 8th have the bows of the insulator inserts 20 her biggest bow length. In particular, those of insulating inserts 20 located in the upstream sections of the channels 7 are used can form at their upstream ends of a nearly or fully closed arc. As a result, an effective edge insulation is obtained at the same time. From their ends with the largest arc length of the bows, the insulating inserts are tapered 20 each straight continuous to the center of the roll down to their local, almost pointed ends.

Die Ringsegmente s2 sind in dem Flächenbereich des jeweiligen Kanals 7 oder 8 gebildet, der zu der Walzenoberfläche den kürzesten Abstand aufweist, um in diesem Flächenbereich der Kanalwandung 7a oder 8a den Wärmeaustausch zu verringern. Indem die Segmente s2 näher zur Walzenoberfläche als die Segmente s1 gebildet sind, ergibt sich eine Vergleichmäßigung des Temperaturprofils in Umfangsrichtung der Walze. Durch dieses Merkmal der Segmentierung werden Variationen des Abstands kompensiert, die zwischen den Punkten der Walzenoberfläche, die exakt radial über einem der Kanäle 7 und 8 liegen, und den in Umfangsrichtung dazwischen liegenden Punkten kompensiert. Es wird mit anderen Worten die Variation der Temperatur verringert, die auf die Variation der Abstände zurückgeht, die sich bei den auf je der gleichen axialen Höhe befindlichen Punkten der Walzenoberfläche aufgrund der begrenzten Anzahl der Kanäle 7 und 8 ergibt.The ring segments s2 are in the area of the respective channel 7 or 8th formed having the shortest distance to the roll surface to in this area of the channel wall 7a or 8a to reduce the heat exchange. By the segments s2 are formed closer to the roll surface than the segments s1, an equalization of the temperature profile in the circumferential direction of the roll results. This feature of segmentation compensates for variations in the distance between the points of the roll surface that are exactly radially above one of the channels 7 and 8th lie, and the circumferentially intermediate points compensated. In other words, the variation of the temperature due to the variation of the distances obtained at the points of the roll surface located at the same axial height due to the limited number of channels is reduced 7 and 8th results.

Auch die Isoliereinsätze 20 verjüngen sich in Längsrichtung der Walze kontinuierlich. Allerdings findet die Verjüngung derart statt, dass sich der stromaufwärtige Isoliereinsatz 20 in jedem der Kanäle 7 in Strömungsrichtung verjüngt, während sich der stromabwärtige Isoliereinsatz 20 des gleichen Kanals 7 gegen die Strömungsrichtung verjüngt. Entsprechend sind die Verhältnisse in den Kanälen 8, in denen sich der jeweils stromaufwärtige Isoliereinsatz 20 in Strömungsrichtung verjüngt und der stromabwärtige verbreitert. Dies hängt mit dem Tiefenverlauf der Kanäle 7 und 8 zusammen, die jeweils zur Walzenmitte hin einwärts geneigt sind. Aufgrund des größeren Abstands zur Walzenoberfläche im Bereich der Walzenmitte, können sich die Isoliereinsätze 20 zur Walzenmitte hin verjüngen und die Breiten bzw. Bogenlängen der Ringsegmente s2 entsprechend verringern. Segmentierung und Tiefenverlauf sind zum Zwecke der Erzielung einer möglichst konstanten Temperatur der Walzenoberfläche somit aufeinander abgestimmt.Also the insulator inserts 20 taper continuously in the longitudinal direction of the roller. However, the taper occurs such that the upstream insulator insert 20 in each of the channels 7 tapered in the flow direction while the downstream insulator insert 20 of the same channel 7 tapered against the flow direction. Accordingly, the relationships in the channels 8th , in which the respective upstream insulating insert 20 tapered in the flow direction and widened the downstream. This depends on the depth of the channels 7 and 8th together, which are each inclined inwardly towards the center of the roll. Due to the larger distance to the roll surface in the area of the roll center, the insulating inserts can 20 taper towards the center of the roll and reduce the widths or arc lengths of the ring segments s2 accordingly. Segmentation and depth profile are thus matched for the purpose of achieving a constant temperature of the roll surface as possible.

Mittels der Segmentierung können auch Variationen der Übergänge zwischen den dort zusammentreffenden Abschnitten der Kanäle 7 und 8 kompensiert werden. Die von den Stirnseiten des Walzenkörpers 1 aus eingearbeiteten Kanalabschnitte treffen sich selten exakt, d. h. die Neigungen variieren im Bereich der Fertigungsgenauigkeit. Die Segmentierung kann sogar individuell für jeden Kanal einzeln unter Berücksichtigung von Besonderheiten des betreffenden Kanals, wie insbesondere dessen Beschaffenheit im Übergang der Kanalabschnitte, ausgeführt werden.By means of segmentation, variations of the transitions between the sections of the channels meeting there can also be made 7 and 8th be compensated. The from the front sides of the roll body 1 from incorporated channel sections rarely meet exactly, ie the inclinations vary in the range of manufacturing accuracy. The segmentation may even be carried out individually for each channel individually, taking into account peculiarities of the respective channel, such as in particular its nature in the transition of the channel sections.

10 zeigt eine von dem zweiten Ausführungsbeispiel abgewandelte Segmentierung. Soweit zu der abgewandelten Segmentierungen keine Ausführungen gemacht werden, sollen die zum zweiten Ausführungsbeispiel gelten. 10 shows a modified from the second embodiment segmentation. As far as no modifications are made to the modified segmentations, which should apply to the second embodiment.

Die Segmentierung wird pro Axialabschnitt der Hinströmkanäle 7 und Rückströmkanäle 8 mittels eines in den betreffenden Axialabschnitten eingesetzten Isoliereinsatz 20 gebildet, der im Unterschied zum zweiten Ausführungsbeispiel längsseits zwei Durchbrüche 21 aufweist, so dass einander diametral gegenüberliegend zwei Segmente s2 als Bogenabschnitte des Isoliereinsatz 20 erhalten werden. Diese Bogenabschnitte, die mit der umgebenden Kanalwand 7a je einen Isolierraum 23 wie im zweiten Ausführungsbeispiel bilden, verjüngen sich ebenfalls in Strömungsrichtung, bevorzugt kontinuierlich.The segmentation is per axial section of the inflow channels 7 and return flow channels 8th by means of an insulating insert used in the respective axial sections 20 formed, in contrast to the second embodiment alongside two openings 21 have, so that diametrically opposite two segments s2 as arcuate portions of the insulating insert 20 to be obtained. These arc sections coincide with the surrounding canal wall 7a one insulation room each 23 as in the second embodiment form, also taper in the flow direction, preferably continuously.

Von den beiden Bogenabschnitten des Isoliereinsatzes 20 bildet der eine ein der Walzenoberfläche S nächstgelegenes Segment s2. Der andere der beiden Bogenabschnitte bildet ein zweites Segment s2, diametral gegenüberliegend in einem von der Walzenoberfläche S am weitesten entfernten Umfangsbereich des Kanals, für den in 10 beispielhaft wieder einer der Kanäle 7 gezeichnet ist. Diese Anordnung von ersten Segmenten s1 und zweiten Segmenten s2 hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen. Im Ausführungsbeispiel sind die beiden ersten Segmente s1 in Umfangsrichtung gleich breit, und auch die zweiten Segmente s2 sind in Umgangsrichtung des Kanals gleich breit. Von dieser Symmetrie kann durchaus abgewichen werden, beispielsweise indem die beiden ersten Segmente s1 oder die beiden zweiten Segmente s2 im jeweiligen Kanalquerschnitt unterschiedlich breit sind. Gegebenenfalls können im jeweiligen Kanalquerschnitt zum Einen die Segmente s1 und zum Anderen auch die Segmente s2 unterschiedlich breit sein.From the two bow sections of the insulating insert 20 forms a one of the roller surface S nearest segment s2. The other of the two arcuate sections forms a second segment s2, diametrically opposite one another in a peripheral region of the channel farthest from the roll surface S, for which in 10 exemplarily again one of the channels 7 is drawn. This arrangement of first segments s1 and second segments s2 has proved to be particularly advantageous. In the exemplary embodiment, the two first segments s1 in the circumferential direction are the same width, and the second segments s2 are the same width in the direction of the channel. It is entirely possible to deviate from this symmetry, for example by the two first segments s1 or the two second segments s2 having different widths in the respective channel cross-section. Optionally, the segments s1 and, on the other hand, the segments s2 may be of different widths in the respective channel cross section.

11 zeigt ein viertes Ausführungsbeispiel für die Segmentierung peripherer Kanäle. Beispielhaft ist wieder einer der Kanäle 7 der Walze des zweiten Ausführungsbeispiels dargestellt. 11 shows a fourth embodiment for the segmentation of peripheral channels. Exemplary is again one of the channels 7 the roller of the second embodiment shown.

Die Segmentierung wird im vierten Ausführungsbeispiel mittels einer die Kanalwand 7a im zweiten Segment s2 auskleidenden Wandisolierung 30 gebildet. Die Wandisolierung 30 ist ein Isoliereinsatz, der wie die Isoliereinsätze des zweiten und dritten Ausführungsbeispiels vom Ende des betreffenden Hinströmkanals 7 her in den Kanal 7 eingesetzt ist. Mittels der Wandisolierung 30 wird innerhalb des zweiten Segments s2 ein in Umfangsrichtung des Kanals 7 sich kontinuierlich ändernder Wärmeübergangswiderstand erhalten. Dieser Wärmeübergangswiderstand nimmt von einer Stelle, die der Walzenoberfläche S nächstgelegen ist, in beide Umfangsrichtungen kontinuierlich ab bis auf den im ersten Segment s1 herrschenden Wärmeübergangswiderstand. Diese Variation des Wärmeübergangswiderstands im Segment s2 wird durch einen entsprechenden Verlauf der Dicke D der Wandisolierung 30 erhalten. Die Segmentierung insgesamt ist symmetrisch zu der Radialen V auf die Walzenachse R (4). Der die Wandisolierung 30 bildende Isoliereinsatz kann insbesondere ein Körper aus Vollkunststoff sein.The segmentation is in the fourth embodiment by means of a channel wall 7a in the second segment s2 lining wall insulation 30 educated. The wall insulation 30 is an insulating insert, the like the insulating inserts of the second and third embodiments of the end of the relevant Hinströmkanals 7 here in the canal 7 is used. By means of the wall insulation 30 becomes within the second segment s2 a circumferential direction of the channel 7 get continuously changing heat transfer resistance. This heat transfer resistance continuously decreases from a location closest to the roll surface S in both circumferential directions except for the heat transfer resistance prevailing in the first segment s1. This variation of the heat transfer resistance in the segment s2 is determined by a corresponding course of the thickness D of the wall insulation 30 receive. The total segmentation is symmetrical to the radial V on the roll axis R (FIG. 4 ). The wall insulation 30 forming insulating insert may in particular be a solid plastic body.

Aufgrund der erfindungsgemäßen Segmentierung, die insbesondere auch einen Temperaturgradienten des Temperierfluids ausgleicht und nicht zuletzt deshalb eine Vergleichmäßigung der Oberflächentemperatur des Walzenkörpers bewirkt, kann der Volumenstrom des Temperierfluids reduziert werden. Vorteilhafterweise ist auch der Druckabfall, den das Temperierfluid bei dem Durchströmen des Walzenkörpers 1 erfährt, geringer als bei Walzen mit Strömungsbeschleunigung. Allerdings ist die vom Temperierfluid abgegebene oder gegebenenfalls in der Verwendung als Kühlwalze aufgenommene Wärmemenge pro Volumeneinheit des Fluids und dementsprechend die Temperaturdifferenz zwischen dem zugeführten und dem abgeführten Temperierfluid größer. Bei Walzen mit einer Fluidzuführung und -abführung auf der gleichen Walzenseite, wie im zweiten Ausführungsbeispiel, ist es daher vorteilhaft, wenn die Zuführung 5 und Abführung 9 durch den Zapfenflansch 3 und den Dichtkopf 6 thermisch besser als bei herkömmlichen Walzen voneinander isoliert sind. Die fluidführenden Komponenten können andererseits aufgrund der Erfindung gegenüber den Komponenten herkömmlicher Walzen verkleinert werden. Dies gilt für die Walze selbst, insbesondere für die Fluidzu- und -abführungen, und ferner für die Komponenten in der Walzenumgebung, wie beispielsweise Pumpen, Reservoirs, Leitungen und Armaturen.Due to the segmentation according to the invention, which in particular also compensates for a temperature gradient of the tempering fluid and, not least, therefore causes a homogenization of the surface temperature of the roller body, the volume flow of the tempering fluid can be reduced. Advantageously, the pressure drop, the tempering fluid in the flow through the roll body 1 experiences less than with rolls with flow acceleration. However, the heat released by the tempering fluid or optionally absorbed in the use as a cooling roller amount of heat per unit volume of the fluid and, accordingly, the temperature difference between the supplied and the discharged tempering fluid is greater. In rolls with a fluid supply and removal on the same side of the roll, as in the second embodiment, it is therefore advantageous if the supply 5 and exhaustion 9 through the pin flange 3 and the sealing head 6 thermally better insulated than conventional rollers. On the other hand, due to the invention, the fluid-carrying components can be made smaller than the components of conventional rollers. This applies to the roller itself, in particular to the fluid inlets and outlets, and also to the components in the roller environment, such as pumps, reservoirs, lines and fittings.

Claims

Temperable roller for the thermomechanical treatment of a web material, a) with a roller body ( 1 ) through which at least one channel ( 7 . 8th ), which is flowed through by a tempering fluid for a temperature control of a roller surface (S), b) wherein the channel ( 7 . 8th ) is segmented into segments (s1, s2) over at least a larger part of its length and in a first (s1) of the segments (s1, s2) a smaller heat transfer resistance from the tempering fluid to the channel wall ( 7a . 8a ) as in a second (s2) of the segments (s1, s2) and c) each of the segments (s1, s2) extends over the greater part of the width of the material web, characterized in that c) the peripheral portions of the segments (s) ( s1, s2) in the longitudinal direction of the channel ( 7 . 8th ) change continuously.

Temperable roller according to claim 1, characterized that the second segment (s2) closer at the roll surface (S) is arranged as the first segment (s1).

Temperable roller according to the preceding claim, characterized in that the second segment (s2) has the greatest heat transfer resistance in the channel cross-section.

Temperable roller according to one of the preceding Claims, characterized in that the peripheral portion of the second segment (s2) channel inward decreases.

Temperable roller according to one of the preceding claims, characterized in that in the circumferential direction of the channel ( 7 . 8th ) measured width of the segments (s1, s2) in the longitudinal direction of the channel ( 7 . 8th ) changes.

Temperable roller according to one of the preceding claims, characterized in that one of the roller body ( 7 . 8th ) formed channel wall ( 7a . 8a ) the free flow cross-section of the channel ( 7 . 8th ) in the first segment (s1), so that the tempering fluid flows through the channel ( 7 . 8th ) in the first segment (s1) on the channel wall ( 7a . 8a ) flows freely along.

Temperable roller according to one of the preceding Claims, characterized in that the heat transfer resistance in at least one the segments (s1, s2) everywhere is equal to.

Temperable roller according to one of the preceding Claims, characterized in that the heat transfer resistance in the second Segment (s2) everywhere is equal to.

Temperable roller according to one of claims 1 to 7, characterized in that the heat transfer resistance in the second segment (s2) in the circumferential direction of the channel ( 7 ; 7 . 8th ) varies.

Temperable roller according to claim 9, characterized in that the heat transfer resistance in the second segment (s2) in the circumferential direction of the channel ( 7 ; 7 . 8th ) from a position closest to the roll surface (S) in the channel cross-section is laying, decreases in the circumferential direction.

Temperable roller according to one of claims 9 and 10, characterized in that the heat transfer resistance in the respective Channel cross section from a lowest value in the first segment (s1) to a maximum value continuously increases in the second segment (s2).

Temperable roller according to one of the preceding claims, characterized in that the channel ( 7 . 8th ) by means of a wall assignment ( 10 ; 20 ; 30 ) and / or a segmental surface treatment of the channel wall ( 7a . 8a ) is segmented into the segments (s1, s2).

Temperable roller according to the preceding claim, characterized in that the wall covering a wall insulation ( 10 ; 20 ; 30 ) or a heat transfer resistance reducing wall occupancy.

Temperable roller according to one of the two preceding claims, characterized in that the wall covering ( 10 . 20 ) has a constant thickness (D).

Temperable roller according to one of claims 1 to 13, characterized in that the wall covering ( 30 ) has a thickness (D) in the circumferential direction of the channel ( 7 ; 7 . 8th ) varies.

Temperable roller according to the preceding claim, characterized in that the thickness (D) of a location which is closest to the roller surface (S) in the channel cross-section, in the circumferential direction of the channel ( 7 . 8th ) decreases.

Temperable roller according to one of claims 12 and 16, characterized in that the wall covering ( 10 . 20 . 30 ) has a thickness (D) which in the longitudinal direction of the channel ( 7 . 8th ) varies.

Temperable roller according to the preceding claim, characterized in that the thickness (D) decreases channel inward.

Temperable roller according to one of claims 12 to 18, characterized in that the wall covering ( 10 ; 30 ) one of the roller body ( 1 ) formed channel wall ( 7a ; 7a . 8a ) in the second segment (s2).

Temperable roller according to one of claims 12 to 19, characterized in that the wall covering ( 10 . 20 . 30 ) Forms cavities that are filled or evacuated with an insulating fluid.

Temperable roller according to one of claims 12 to 20, characterized in that the wall covering ( 20 ) Forms cavities which, when the channel is flowed through ( 7 ; 7 . 8th ) are filled with tempering fluid.

Temperable roller according to one of claims 12 to 21, characterized in that in the second segment (s2) between the wall assignment ( 20 ) and the channel wall ( 7a . 8a ) an insulating space ( 23 ) remains.

Temperable roller according to the preceding claim, characterized in that in the insulating space ( 23 ) with channel ( 7 . 8th ) the tempering fluid is at rest or has a flow velocity which is less than a flow velocity outside the insulation space ( 23 ).

Temperable roller according to one of claims 12 to 23, characterized in that a in the channel ( 7 . 8th ) inserted insulating insert ( 10 ; 20 ; 30 ) forms the wall covering or a part of the wall covering.

Temperable roller according to the preceding claim, characterized in that the insulating insert ( 20 ) with at least one breakthrough ( 21 ) to one of the roller body ( 1 ) formed channel wall ( 7a . 8a ) is provided.

Temperable roller according to one of the two preceding claims, characterized in that the insulating insert ( 10 ; 20 ; 30 ) tapers and / or widened in the direction of flow of the tempering fluid.

Temperable roller according to one of the three preceding claims, characterized in that the insulating insert ( 20 ) is a pipe insert.

Temperable roller according to one of the preceding claims, characterized in that the distance of the channel ( 7 . 8th ) changes to the roll surface.

Temperable roller according to the preceding claim, characterized in that the distance from both axial ends of the channel ( 7 . 8th ) increases in the channel.

Temperable roller according to the preceding claim, characterized in that in the circumferential direction of the channel ( 7 . 8th ) measured width of the second segment (s2) from both ends of the channel ( 7 . 8th ) decreases in the channel.

Temperable roller according to one of the preceding claims, characterized in that the roller distributed over its circumference several of the channels ( 7 . 8th ) having.

Temperable roller according to one of the preceding claims, characterized in that the channel ( 7 . 8th ) is segmented over its respective circumference in the channel cross sections only into segments (s1, s2) which have either the heat transfer resistance of the first segment (s1) or the heat transfer resistance of the second segment (s2).

Temperable roller according to the preceding claim, characterized in that the channel ( 7 . 8th ) is segmented in the channel cross sections only in two segments (s1, s2).

Temperable roller according to one of the preceding claims, characterized in that in the channel ( 7 . 8th ) in the channel cross-sections over the respective circumference distributed a plurality of first segments (s1) and a plurality of second segments (s2) are formed.

Temperable roller according to the preceding claim, characterized in that the channel ( 7 ) is a central channel of the roller.

Temperable roller after one of the two preceding Claims, characterized in that the first segments (s1) and the second segments (s2) over distributed over the respective circumference are formed alternately.

Temperable roller according to one of the preceding claims, characterized in that for the fluid on the same side of the roll, a feed ( 5 ) and a discharge ( 9 ), one of which forms an inner fluid guide and the other an outer fluid guide surrounding the inner fluid guide, and that thermal insulation surrounds the inner fluid guide and reduces the heat flow between the fluid guides.