-
Walze, insbesondere Kalanderwalze Die Erfindung betrifft eine Walze,
wie sie beispielsweise in Maschinen zum Mangeln, Abquetschen, Kalandern, Drücken
oder auch Auswalzen von bahnförmigem Gut, wie Folien, Blechen od. dgl., verwendet
wird, um einen verhältnismäßig hohen Druck auf das Gut auszuüben.
-
Die bisher üblichen Walzen dieser Art sind gewöhnlich mittels zweier
an den Enden der Walzen angebrachter Lagerzapfen im Maschinengestell gelagert. Dabei
können die Walzen sowohl voll und aus einem Stück oder auch hohl ausgebildet und
die beiden Lagerzapfen beiderseits an den Hohlkörper angeflanscht sein.
-
Bei beiden Walzenarten stellt sich bei der radial einseitig wirksamen
Belastung eine gewisse, dieser Belastung proportionale Durchbiegung ein, deren Größe
vom Durchmesser und von der Art des Werkstoffes sowie vom gegenseitigen Abstand
der beiden Walzenstützlager abhängig ist.
-
Diese Durchbiegung hat zur Folge, daß der Druck der Walze auf das
zu behandelnde Gut nicht gleichmäßig auf der ganzen Arbeitsbreite erfolgt, sondern
im Normalfall beiderseits von außen nach innen abnimmt. In der Praxis wirkt sich
dieser Umstand so aus, daß das durch Walzen behandelte Gut in seiner inneren und
äußeren Beschaffenheit ungleichmäßig wird oder daß beispielsweise beim Auswalzen
von Folien od. dgl. keine in allen Zonen der Bahn gleiche Stärke erreicht werden
kann.
-
Um diese in den meisten Fällen untragbaren Nachteile auszuschalten,
wurde schon eine Reihe von Maßnahmen vorgeschlagen und ausgeführt. So hat man die
Walzen aus besonders biegesteifen Werkstoffen und mit übergroßen Durchmessern hergestellt
oder hat man eine oder mehrere Hilfswalzen über der Arbeitswalze angeordnet, die
die auf letztere wirkenden Radialdrücke aufnehmen sollten.
-
Man hat weiter die Walzen hohl ausgebildet und innerhalb der Arbeitsbreite
des Walzenkörpers mit Hilfe von zwei oder mehr Stützlagern auf einer starren, an
ihren Enden im Walzenständer gelagerten Stützwelle oder -achle abgestützt, die den
hohlen Walzenkörper mit einem ihre Durchbiegung zulassenden Spielraum der ganzen
Länge nach durchsetzt. Dabei sind die Stützlager als Scheiben ausgebildet und mittels
langer Naben starr mit der Welle verbunden, oder es sind an der Innenseite der Walze
Flansche angebracht, die wiederum mit einer in der Achsrichtung der Welle breiten
Fläche fest an der Welle anliegen. Durch die breiten Verbindungsflächen zwischen
Walzenmantel und Welle wird einerseits eine gewisse Versteifung der Welle erzielt,
andererseits jedoch bewirkt, daß sich der Walzenmantel bei einer Durchbiegung der
Welle mit durchbiegt. Die gleiche Wirkung ergibt sich, wenn die Walze über mehr
als zwei Stützlager oder -scheiben auf der durchgehenden Welle abgestützt ist.
-
Gemäß der Erfindung werden diese Nachteile beseitigt und eine durch
radial wirkende Drücke hoch belastbare, vielseitig verwendbare Walze mit zwei Stützlagern
geschaffen, indem die Walze in den beiden Stützlagern pendelnd gelagert ist. Dadurch
wird erreicht, daß sich zwar die durchgehende Welle oder Achse durchbiegen kann,
ohne daß diese Deformation durch die Stützlager auf den Walzenmantel übertragen
wird. Da zugleich die Stützlager innerhalb der Arbeitsbreite der Walze liegen und
stark zusammengedrückt werden können, ist die frei tragende Länge der Walze herabgesetzt
bzw. in kurze Abschnitte unterteilt, so daß die Walze von sich aus praktisch nicht
mehr zur Durchbiegung neigt und mit der erfindungsgemäßen Anordnung tatsächlich
eine biegungsfreie Walze erzielt wird.
-
Zwar wird sich die Stützwelle oder -achle der Walze, die selbst ja
außerhalb der Arbeitsbreite der Walze gelagert ist und die gesamten Radialdrücke
aufnehmen muß, bei der erfindungsgemäßen Bauweise stärker durchbiegen. Diese Durchbiegung
wirkt sich aber auf den Walzenmantel nur in Form einer Parallelverschiebung in der
Druckrichtung aus, die in einfacher Weise mit der bereits an der Maschine vorhandenen
Einrichtung zum Verstellen des Walzenabstandes ausgeglichen werden kann.
-
Der Gegenstand der Erfindung ist in mehreren Ausführungsbeispielen
in der Zeichnung dargestellt. Es zeigt Fig. 1 ein schematisches Bild der neuartigen
Walze. Fig. 2 ein ebensolches Bild einer Walze bisheriger Bauart,
Fig.
3 die neuartige Walze in der Anwendung in einem Foulard, Fig. 4 einen Ausschnitt
der in Fig. 3 dargestellten Maschine in größerem Maßstab.
-
Die in Fig. 1 gezeigte grundsätzliche Walzenkonstruktion nach der
Erfindung besteht aus einer Hohlwalze 12', die mittels zweier radialer Stützlager
14 auf einer Welle 15 abgestützt ist, deren Enden im Maschinengestell10 im -Abstand
I voneinander gelagert sind.
-
Fig.2 zeigt zum Vergleich beispielsweise eine bekannte Ausführungsform,
bei der eine Hohlwalze 12 mit an beiden Enden starr daran befestigten Lagerzapfen
11 im Maschinengestell 10 sitzt. Dabei ist es natürlich gleichgültig, ob statt der
beiden Einzelzapfen 11 eine durchgehende Welle wie in Fig.1 starr mit dem Walzenkörper
verbunden ist. Es ergibt auch keinen Unterschied, ob diese starre Verbindung der
Welle mit der Walze mittels der gezeigten stopfenähnlichen Einsätze, langer Bunde
der Welle oder mit einer langen Nabenfläche an der Welle anliegender Innenflansche
des Walzenkörpers erfolgt, wie das bei den eingangs erwähnten bekannten Konstruktionen
der Fall ist. Tatsache ist, daß bei allen diesen bekannten Ausführungen die in der
Fig.2 dargestellte Wirkung, nämlich Durchbiegung der ganzen Walze mit der Welle
bzw. den Lagerzapfen, auftritt.
-
Nach Fig. 1 sind dagegen die beiden Stützlager 14 so ausgebildet,
daß sie die Welle und die Walze nicht in größerer Länge starr verbinden, sondern
bei Verbiegungen der Welle unter dem Einfluß der Radialbelastung P an den Lagerstellen
schwenkende oder pendelnde Bewegungen der Welle und Walze gegeneinander zulassen.
Das hat dann zur Folge, daß bei Durchbiegungen der Welle 15 der Walzenkörper an
der Biegung nicht teilnimmt, sondern gerade bleibt und lediglich in radialer Richtung
parallel verschoben wird.
-
Natürlich tritt diese Wirkung nur bei einer Zweipunktabstützung ein.
Die gleiche Lagerungsart, in mehr als zwei Punkten der Walze angewendet, würde wiederum
eine starre Verbindung zwischen der Walze und ihrer Welle und damit die gleiche
Wirkung wie in Fig. 2 ergeben.
-
Die Abstützung des Walzenkörpers erfolgt dabei innerhalb der Arbeitsbreite
der Walze, weil bekanntlich bei einer Walze mit einer Arbeitsbreite T und einer
Stützweite i = 5,j9 T die größte Durchbiegung der Walze bei gleichem Druck und gleichem
Durchmesser nur ungefähr ein Zwanzigstel der Durchbiegung einer starr mit der Welle
oder den Lagerzapfen verbundenen Walze beträgt.
-
Die Anwendung der neuen Walzenkonstruktion zeigen die Fig. 3 und 4
am Beispiel einer Foulard-oder Abquetschmaschine. Bei dieser Maschine sind zwei
solcher Walzen 20 und 21, zwischen denen sich eine kleine Zwischenwalze 24 normaler
Bauart befindet, übereinander angeordnet. Die Stützwellen 27 der Walzen 20 und 21
sind mittels Zapfen 28 fest in Schlittenführungen od. dgl. der Ständer 22, 23 der
Maschine eingesetzt. Als Stützlager 29 für die Walzenkörper 25 dienen als Rollen-
oder Kugellager ausgebildete Pendellager, die auf die Stützwelle 27 aufgeschoben
und mittels je einer an der Stirnseite der Walzenkörper 25 angeflanschten Büchse
30 in den Walzenkörpern befestigt und durch Abdichtringe 31 od. dgl. nach außen
abgedichtet sind. Beide Walzenkörper 25 sind mit einem Überzug 26 aus Gummi od.
dgl. versehen, der infolge der geringen Durchbiegung der Walzen nur geringe Nachgiebigkeit
aufzuweisen braucht, wodurch die Wirkung der Abquetschung verbessert wird.
-
Die erfindungsgemäß ausgebildeten Walzen eignen sich beispielsweise
auch für Papierwalzen, Kalander oder für Maschinen zum Auswalzen plastischer Stoffe,
wie überhaupt die erfindungsgemäße Walzenkonstruktion nicht auf ein bestimmtes,-
eng begrenztes Anwendungsgebiet beschränkt ist, sondern überall dort verwendet werden
kann, wo Walzen mit hohen radialen Drücken beansprucht werden und die Durchbiegung
auf ein Mindestmaß beschränkt bleiben muß.
-
Für den Fall, daß die Walze von außen her angetrieben werden muß,
wird die Stützwelle im Ständer der Maschine mittels Pendellagern gelagert und mit
dem Walzenkörper beispielsweise durch Mitnehmer od. dgl. so verbunden, daß die Stützwelle
sich frei durchbiegen kann, den Walzenkörper aber in Drehrichtung mitnimmt. Die
innerhalb der Walze liegenden Stützlager werden dann zweckmäßigerweise mit kugeligen
Lager- oder Stützflächen versehen oder in ähnlicher Weise ausgebildet.