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Die Erfindung betrifft eine Hohlwalze mit einem auf Wälzlagern frei
drehbar laufenden Mantelrohr und mit einer in dessen Innenraum vorgesehenen Stützeinrichtung,
die gegebenenfalls in Gestalt von drehbar an einem Träger angeordneten und in radialer
Richtung exzentrisch zur Mittelachse der Hohlwalze verstellbaren Stützrollen als
Wälzlager ausgebildet ist.
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Wenn eine derartige Hohlwalze durch radial auf ihr Mantelrohr einwirkende
Druckkräfte beansprucht wird, müssen in der Regel sowohl ihr Mantelrohr als auch
ihre Tragzapfen biegungssteif ausgeführt sein, was bisher.zu einer entsprechend
schweren rund kostspieligen, Bauart, der Hohlwalze geführt hat, da andernfalls eine=
gleichmäßige Drnckübertragüng über die Walzenlänge infolge der unerwünschten Durch
biegungen nicht gewährleistet .ist:.
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Es ist eine Bauart von Hohlwalzen bekanntgeworden, bei der ein frei
drehbares Mantelrohr auf einer unmittelbar in seinem Innenraum angeordneten Stützeinrichtung
läuft. Die Stützeinrichtung ist dabei in Gestalt von drehbar an einem Träger angeordneten
und in radialer Richtung verstellbaren Stützrollen als Wälzlager ausgebildet. Bei
dieser Anordnung hat das Mantelrohr der Hohlwalze keine ortsfeste Drehachse. Die
jeweilige Lage seiner Drehachse hängt vielmehr ganz davon ab, in welcher Winkelrichtung
.die Stützrollen radial verstellbar sind und welche Lage in radialer Richtung sie
einnehmen. Für viele Verwendungszwecke von Hohlwalzen, z. B. für Präge-und Druckereizwecke,
ist jedoch eine genaue Fixieüng der Drehachse des Mantelrohres enie uribedingte
Bei einer anderen bekannten Bauart von Hohlwalzen ist das Mantelrohr über Wälzlager
auf einer zentrisch zur Hohlwalzenachse angeordneten feststellbaren Achse geführt.
Die Stützeinrichtung besteht dabei aus einem ständig an der Innenseite des Mantelrohres
anliegenden Wälzlager, welches einen innenseitig exzentrisch ausgebildeten Innenring
aufweist, der auf einem fest an der Achse angebrachten Exzenter geführt ist. Hierbei
ist von Nachteil, daß die gewünschte Vorspannung schlecht einstellbar ist, da die
Stützeinrichtung ständig allseitig anliegt. Zudem ist zur Verstellung der Stützeinrichtung
ein verhältnismäßig langes Rohrstück erforderlich, das bei Vorspannung ständig auf
Torsion beansprucht ist.
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In ähnlicher Weise ist es auch bekannt ein an den Enden zentrisch
gelagertes Mantelrohr vorzusehen. Das Mantelrohr wird dabei in seinem Inneren über
Wälzlager abgestützt, die auf einer exzentrisch .gelagerten Achse - sitzen, Wobei
-,durch Drehen der Achse in ihren Lagerzapfen der- Anlagepunkt der. Wälzlager an
der Innenseite des Xlantelröhies ver- , schoben und damit eine Vorspannung erzielt
werden kann.
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Die Erfindung hat sich die Schaffung einer Hohlwalze zur Aufgabe gesetzt,
.die bei geringem Eigengewicht und einfacher Bauart hohe Druckbelastungen i ohne
schädliche Folgen aufzunehmen vermag und durch deren Innenraum ein zur Innenkühlung
oder -beheizung des Mantelrohres dienendes flüssiges oder gasförmiges Medium praktisch
unbehindert strömen kann. Dabei sollen die Vorteile der bekannten t Walzenbauarten
miteinander vereinigt werden, ohne aber die jeweiligen Nachteile der einzelnen Bauart
in Kauf zu nehmen. Außerdem soll es ermöglicht werden, . daß sich die als Vorspannung.
einzustellende Durchbiegurig des Mantelrohres genau in der gewünschten Richtung
auswirkt.
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Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß die
Enden des Mantelrohres in an sich bekannter Weise mittels Wälzlagern frei drehbar
auf zwei in ortsfesten Lagern drehbar und feststellbar anzuordnenden Tragzapfen
laufen und daß eine die hohlen Tragzapfen durchsetzende sowie in ihnen drehbar und
exzentrisch gelagerte, in an sich bekannter Weise ;feststellbare Achse zwischen
den inneren Zapfenenden mindestens eine in an sich bekannter Weise starr an ihr
befestigte Exzenterscheibe mit einer darauf frei drehbar laufenden Rolle trägt,
die je nach den wählbaren Drehverstellungen der Tragzapfen und der Achse entweder
ohne Berührung mit dem Mantelrohr bleibt oder aber als Stützrolle in exzentrischer
Lage zur Mittellängslinie der Tragzapfen und des Mantelrohres von innen her gegen
dieses andrückbar ist.
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Durch entsprechende Drehung der durchgehenden Achse in den hohlen
Tragzapfen und anschließende Blockierung in der betreffenden Drehlage kann man leicht
erreichen, daß die Scheitellinie der exzentrisch an der Achse gelagerten Rolle genau
in die axiale Verbindungsebene l-: zwischen. der Walzendrehachse und der Berührungslinie
der Gegenwalze an der Außenfläche des Mantelrbhres fällt. Wenn man nun die hohlen
Drehzapfen in ihren ortsfesten Lagern so dreht, daß die Exzentrizität-der in den
Tragzapfen angeordneten Achse auf die gleiche Außenseite zu liegen kämmt, wie die
Exzentrizität der Rolle, dann :verripgert sich der:-Abstand._ dieser Rolle von der
Innenfläche des Mantelrohres entsprechend. Je nach der gegenseitigen Drehlage von
Tragzapfen und Achse kann man den Andruck der Rolle am Mantelrohr einregem und damit
im Mantelrohr eine Vorspannung erzeugen, deren Vektor dem Vektor des zu erwartenden
Gegenwalzendruckes genau entgegengesetzt gerichtet" ist. Wenn sich Vorspannung und
Gegenwalzendruck geradeaus gleichen, erleidet das Mantelrohr an der Auflagestelle
der Innenrolle überhaupt keine Biegebeanspruchung mehr.
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Für die Drehverstellung der Tragzapfen und der sie durchsetzenden
und exzentrisch in ihnen gelagerten Achse ist nach einem weiteren Merkmal der Erfindung
vorgesehen, daß an den äußeren Enden der Tragzapfen und an denen der etwas aus den
Tragzapfen vorstehenden Achse maschinell oder von Hand zu betätigende und feststellbare
Schwenkarme starr befestigt sind.
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Bei nicht allzu großer Länge der Hohlwalze genügt es, -nur eine Innenrolle
in der Walzenmitte vorzusehen; -wo an sich das Mantelrohr die größte Duschbiegung
hat. Wird .das Mantelrohr an dieser Stelle durch das Innenrohr unterstützt, so ergeben
sich zwischen den Auflageflächen der Innenrolle und der beiden Tragzpfea an je einem
Ende des Mantelrohres auf beiden Seiten der Innenrolle kleinere Durchbiegungsmaxima.
Diese im Regelfalle äußerst geringen und daher praktisch nicht ins Gewicht fallenden
Maxima könnten sich höchstens bei sehr großer Länge des Mantelrohres unangenehm
auswirken. In solchen Fällen kann man durch Anordnung mehrerer Innenrollen in geeigneten
Abständen voneinander und von den Tragzapfen die Biegemaxima wieder auf eine praktisch
unbeachtliche Größe verringern.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel
der Erfindung dargestellt. Es zeigt F i g. 1 eine Hohlwalze mit einem frei drehbar
auf Tragzapfen laufenden Mantelrohr im Mittellängsschnitt, F i g. 2 bis 4 Querschnitte
nach Linie A-B der F i g. 1 bei verschiedenen Stellungen einzelner Walzenteile und
F i g. 5 eine Stirnansicht der Hohlwalze in Richtung des Pfeiles C gesehen.
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Die in der Zeichnung veranschaulichte Hohlwalze weist ein zylindrisches
Mantelrohr 1 von verhältnismäßig geringer Wandstärke auf, das mit seinen Enden frei
drehbar auf hohlen Tragzapfen 2 läuft. Die nach außen aus dem Mantelrohr vorstehenden
Tragzapfen 2 sind in (nicht gezeichneten) ortsfesten Lagern drehbar und feststellbar
angeordnet. Eine durchgehende zylindrische Achse 3 ist in den hohlen Tragzapfen
2 exzentrisch zu deren Mittellängsachse und damit exzentrisch zur Drehachse des
Mantelrohres 1 drehbar und feststellbar gelagert. Zur Drehverstellung und Blockierung
der Tragzapfen 2 einerseits und der Achse 3 andererseits dienen an den betreffenden
Walzenteilen starr befestigte Schwenkarme 4, die von Hand oder maschinell zu betätigen
sein können.
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In der Walzenmitte trägt die Achse 3 eine Exzenterscheibe 5, auf der
frei drehbar eine Innenrolle 6 läuft. Je nachdem, welche Drehlage die Achse 3 einnimmt,
wandert die durch die Scheibe 5 hervorgerufene Exzentrizität der Innenrolle 6 auf
einer Kreisbahn.
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Bei der in F i g. 2 und 5 gezeigten Lage der verstellbaren Walzenteile
stehen die an dem Tragzapfen 2 befestigten Schwenkarme 4 im Winkel von 180° zu den
an der Achse 3 angreifenden Schwenkarmen 4 b. Dabei heben sich die Exzentrizitäten
der Achsen 3 in bezug auf die Tragzapfen 2 und der Scheiben 5 in bezug auf die Achse
3 gegenseitig auf, so daß die Innenrolle 6 das Mantelrohr 1 nicht berührt. Bringt
man aber die Tragzapfen 2 und die Achse 3 durch entsprechendes Schwenken der Arme
4 a und 4 bin eine Lage nach F i g. 3, so legt sich die Innenrolle 6 mit gewisser
Vorspannung an die Innenfläche des Mantelrohres 1 an. Im Ausführungsbeispiel ist
angenommen, daß die erfindungsgemäße Hohlwalze durch eine lotrecht unter ihr angeordnete
Gegenwalze im praktischen Betrieb auf Druck beansprucht wird. Dementsprechend werden
die Arme 4 b so geschwenkt, daß die Exzentrizität der Achse 3 in den Tragzapfen
2 lotrecht nach unten weist. Die durch die Innenrolle 6 im Mantelrohr 1 erzeugte
Vorspannung erreicht ihr Höchstmaß, wenn auch die Exzentrizität dieser Rolle lotrecht
nach unten ge richtet ist. Das trifft im Ausführungsbeispiel zu, wenn sich die Schwenkarme
4 a und 4 b gerade decken, wie F i g. 4 zeigt.
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Solange das Mantelrohr 1 noch nicht einen Gegenwalzendruck
aufzunehmen hat, wird es durch eine mit Hilfe der Innenrolle 6 erzeugte Vorspannung
entsprechend durchgebogen, wie in F i g. 4 angedeutet ist. Setzt dann im praktischen
Betrieb der Gegenwalzendruck in der erwarteten Höhe ein, so gleicht er die erzeugte
Vorspannung aus. Im angenommenen Fall sind dabei der Druckvektor der Innenrolle
6 lotrecht nach unten und der Druckvektor der (nicht gezeichneten) Gegenwalze lotrecht
nach oben gerichtet.