DE1461066B2

DE1461066B2 - Walze fuer die druckbehandlung von papierbahnen

Info

Publication number: DE1461066B2
Application number: DE1965B0080188
Authority: DE
Inventors: Edgar J. Beloit Wis. Justus (V.StA.)
Original assignee: Beloit Corp
Current assignee: Beloit Corp
Priority date: 1964-01-24
Filing date: 1965-01-21
Publication date: 1976-10-28
Also published as: ES305227A1; NL6500922A; DE1461066A1; FI46278C; US3276102A; GB1059366A; FR1412267A; FI46278B; NO120103B

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Walze für die Druckbehandlung von Papierbahnen, welche mit einer

ίο Gegenwalze zur Bildung eines Walzenspaltes zusammenarbeitet, enthaltend einen den Walzenumfang bildenden, hohlzylindrischen Walzenmantel und einen in diesem befindlichen, stillstehenden, auf seinem ganzen Umfang einen Abstand von dem Innenumfang des Walzenmantels belassenden, an seinen Enden abgestützten Kern, welcher mit Kolben enthaltenden Zylindern auf seine Länge verteilt ausgerüstet ist, in denen ein fließfähiges Druckmittel die Kolben zur Erzeugung eines Druckes gegen die Innenfläche des Walzenmantels beaufschlagt, sowie mit gegenüber den Kolben schwenkbar angeordneten Stützschuhen, deren Außenfläche eine Krümmung aufweist, die der Krümmung der Innenfläche des Walzenmantels entspricht und einer Druckmittelzuführung zwischen der Außen- ' fläche der Stützschuhe und der Innenfläche des Walzenmantels.

Derartige Walzenanordnungen sind an Papiermaschinen bekannt geworden, bei denen auch die Bildung eines ölfilmes möglich ist, FR-PS 13 24 670. Es hat sich jedoch gezeigt, daß der für die einwandfreie Papierherstellung sehr wichtige gleichmäßige Druck im Bereich der Linienberührung zwischen den einander gegenüberliegenden Walzen bei den bisher bekannten Einrichtungen nicht erreichbar ist. Dies ist in erster Linie darauf zurückzuführen, daß zwischen den einzelnen Stützschuhen bei der bekannten Konstruktion Zwischenräume vorhanden sind, so daß sich hier der verhältnismäßig dünne Walzenmantel durchbiegt. Auch besteht die Gefahr, daß der Ölfilm an den einzelnen Stützschuhen unterbrochen wird, weil der spezifische Flächendruck wegen der verhältnismäßig geringen Gesamtfläche aller Stützschuhe hoch ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Walze der eingangs erwähnten Art im Bereich der Linienberührung zwischen den einander gegenüberliegenden Walzen einen über die Gesamtlänge der Walzen gleichmäßigen Druck zu gewährleisten. Hier treten deshalb besondere Schwierigkeiten auf, weil die eine Walze einen Walzenmantel mit verhältnismäßig dünner und daher Drücken gegenüber nachgiebiger Wandstärke hat.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Stützschuhe derart zu einem einzigen Stützschuh zusammengefaßt sind, daß deren Außenfläehe sich durchgehend über die gesamte Länge des Walzenmantels erstreckt, daß die Kolben zu einem einzigen, ebenfalls durchgehenden Kolben geformt sind, der in einem einzigen, einen durchgehenden Kanal bildenden Zylinder gelagert ist, daß der Stützschuh an seinem durch die Manteldrehrichtung bestimmten Anfang eine Anschrägung aufweist, und daß die Druckmittelzuführung, in Manteldrehrichtung gesehen, vor dem durch die Anschrägung gebildeten, keilförmigen Spalt des Stützschuhes auf die Innenfläche des Walzenmantels gerichtet ist.

Die Erfindung hat den Vorteil, daß unter Ausnutzung des gleichmäßigen, hydrodynamischen Druckes ein ununterbrochener, hydraulischer Schmierfilm über die

gesamte Länge der Walze und damit ein gleichmäßiger Anpreßdruck im Berührungsbereich zweier einander zugekehrter Walzen erreicht wird, der selbst bei hohen Anpreßdrücken vorhanden ist.

Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß ein gleitender Eingriff zwischen dem Stützschuh und dem Walzenmantel bei hohen Geschwindigkeiten vorhanden ist, wie dies bei modernen Papierherstellungsmaschinen erforderlich ist, ohne daß ein übermäßiger Verschleiß und ohne daß eine unzulässige Erwärmung erfolgt. Somit kann durch die starre äußere Form des Stützschuhes mit seiner entlasteten Stirnfläche und durch die schwenkbare Abstützung des Stützschuhes eine nahezu vollkommene Lagerung für hohe Geschwindigkeiten erreicht werden.

Da der Fachwelt die Gesetzmäßigkeiten zur Bildung eines Schmiermittelfilmes bekannt sind, wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung Schutz nur für die Gesamtkombination beansprucht.

In weiterer Ausbildung des Erfindungsgedankens kann der Kolben in einzelne Abschnitte unterteilt sein. Dadurch wird die der Erfindung zugrundeliegende Forderung nach gleichmäßigem Anpreßdruck in noch besserer Weise erfüllt, weil die schmiegsame Anpassung an den Walzenmantel über die ganze Länge des Kolbens gefördert wird, und von diesem Kolben ein gleichmäßiger Druck über die Gesamtlänge der Stützschuhe übertragen wird.

Nach der Erfindung kann zwischen den einander zugekehrten Flächen des Stützschuhes einerseits und des Kolbens andererseits ein in Stützschuhlängsrichtung sich erstreckendes, gelenkartig wirkendes-Stützmittel vorgesehen sein.

Weitere Ausführungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen. In der Zeichnung sind beispielsweise Ausführungsformen der Erfindung dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 einen vertikalen Axialschnitt durch das eine Ende der Walze,

Fig.2 einen Radialschnitt nach der Linie H-II der Fig. 1,

Fig.3 einen in verkleinertem Maßstab dargestellten Axialschnitt ähnlich der Fig. 1, jedoch über die ganze Länge der Walze,

F i g. 4 einen vergrößerten teilweisen Seitenriß der Abschlußplatte am Ende des Druckkanals,

Fj g. 5 einen teilweisen Schnitt des auf dem Walzenmantel aufliegenden Stützschuhes, F i g. 6 eine teilweise Darstellung des Kolbens, F i g. 7 eine Stirnansicht des Kolbens nach F i g. 6 und

Fig.8 einen teilweisen Vertikalschnitt durch ein Walzenpaar.

Die Fig. 1 bis 8 stellen eine Walze 11 dar, die mit einer zweiten Walze 28 zusammenarbeitet. Die Walze 11 besteht aus einem zylindrischen Walzenmantel mit einem im Inneren angeordneten, feststehenden Kern 13. Der Walzenmantel 12 wird an der Eingriffslinie durch einen Stützschuh 14 abgestützt, der auf der Innenfläche des Walzenmantels 12 gleitbar aufliegt.

Der Stützschuh 14 stützt sich auf einem sich axial erstreckenden Kolben 15 ab. Der Stützschuh 14 ist derart schwenkbar gelagert, daß er sich kippend der inneren Oberfläche des Mantels 12 anpaßt, wobei sich ein Ölfilm zwischen dem Stützschuh 14 und der Innenfläche des Mantels 12 aufbaut. Um die Schwenkbewegungen zu ermöglichen, ist ein Stützbolzen 16 zwischen dem Kolben 15 und dem Stützschuh 14 angeordnet.

Der Kern 13 besteht aus einem hohlen Mittelteil 17, welcher eine im wesentlichen rohrartige Form aufweist und mit radialen Öffnungen 18 zur Unterbringung eines Röhrensystems ausgestattet ist. Die Enden des Kernes 13 sind zur Wellenstummeln 19 verjüngt, die zur Unterbringung des Röhrensystems hohl ausgebildet

sind. Die Ölkanäle 20 für die Lager erstrecken sich achsparallel durch die Wellenstummel 19.

Zur Stützung der Walze ist der Kern 13 an seinen Enden mit Pendellagern versehen, bestehend aus den Lagerteilen 21, 22 sowie dem Umfangsteil 23, die in einem Tragelement untergebracht sind. Die Lagerteile 21, 22 sind durch einen Gewindebolzen 24 gegen Drehen gesichert, um dadurch auch den Kern 13 am Drehen zu hindern.

Bei der Walzenmontage wird die obere Walze 11 auf einem Tragelement 25 gelagert, das an einem Montageträger 26 auf einem Maschinenrahmen 27 befestigt ist. Die Walze 11 übt einen Liniendruck auf die untere Walze 28 aus, die an ihren Enden belastet werden kann, wie dies durch den Pfeil 29 angedeutet ist. Diese Anordnung stellt ein Druckelement für eine Naßpresse einer Papiermaschine dar.

Um den Walzenmantel 12 zu halten und ihn achsparallel mit der Gegenwalze in Eingriff zu bringen, sind Tragringe 30 an den Enden des Walzenmantels 12 befestigt, die mittels Lagern 31 an den Wellenstummeln 19 des Kernes 13 gelagert sind. Diese Lager sind durch einen mit einem Gewinde versehenen Stützring 34 gesichert. Mit dem Stützring 34 ist ein äußerer Ring 32 verschraubt, der eine Scheibe 33 zum Antrieb des Walzenmantels 12 trägt. Der Ring 32 weist einen einwärts ragenden Flansch auf, um das Entweichen von Schmiermitteln aus dem Lager 31 zu verhindern. Das Schmiermittel wird durch den Kanal 20 zugeführt. Das überschüssige Schmiermittel fließt unter Zentrifugalkraftwirkung durch den Kanal 35 in das Innere des 'Walzenmantels. Die flächenförmigen Schmiermittelablenker 36, die an den Enden des Kernes 13 befestigt sind, halten die Mündungen der Ölkanäle 35 innerhalb des Mantels frei, so daß das Öl entweichen und durch die Rücklaufleitung zurückgeführt werden kann.

Die Innenfläche 37 des Mantels 12 ist glatt. Die Außenfläche 38 des Stützschuhes 14 hat den gleichen Radius 40 wie die Innenfläche 37 des Mantels 12. Das stirnseitige Ende des Stützschuhes 14 hat entweder eine gekrümmte oder eine ebene Anschrägung 39, wodurch ein das Öl sammelnder, keilförmiger Raum entsteht, durch den ein Ölfilm zwischen der Außenfläche 38 des Stützschuhes 14 und der Innenfläche 37 des Mantels 12 aufgebaut wird. Hierbei wirkt die schwenkbare Lagerung des Stützschuhes 14 unterstützend. Es wird so die gleichmäßige Verteilung des Flüssigkeitsdruckes über die Außenfläche 38 des Stützschuhes 14 ermöglicht.

Ein weiterer Faktor, welcher wesentlich zu dem erfolgreichen Zusammenwirken zwischen dem Stützschuh 14 und dem Mantel 12 beiträgt, besteht in der durchgehenden Außenfläche 38 des Stützschuhes 14, die sich über die gesamte Länge des Mantels 12 erstreckt.

Durch die Anordnung einer durchgehenden Außenfläche treten keine örtlichen Druck- und Spannungskonzentrationen auf, ebenso keine Durchbiegungen des Mantels in den nicht abgestützten Bereichen. Auch treten im Hinblick auf das Entstehen von Reibungswärme entlang der ganzen Länge des Mantels 12 keine Ungleichmäßigkeiten auf, da die Reibung und die gleichmäßige Abstützung sich über die ganze Länge der linienförmigen Berührung erstrecken. Der Stützschuh

14 ist verhältnismäßig schmiegsam, so daß er Durchbiegungen des Walzenmantels folgen kann, während ein gleichmäßiger Liniendruck aufrechterhalten bleibt. Der Stützschuh 14 wird vorzugsweise aus Hartguß hergestellt, der vor der Bearbeitung 3 bis 5 % kaltgereckt worden ist. Der Stützschuh kann auch aus voneinander unabhängigen Abschnitten hergestellt sein, die aneinander anliegen, so daß die Außenfläche 38 eine durchgehende Stütze für den Walzenmantel 12 bildet.

Zur Herstellung der schwenkbaren Lagerung des Stützschuhes 14 ist an der Innenseite des Stützschuhes eine sich axial erstreckende Ausnehmung 41 und im Kolben 15 eine entsprechende Ausnehmung 42 vorgesehen. Diese Ausnehmungen 41, 42 sind entsprechend dem Radius eines Stützbolzens 16 ausgebildet, welcher seiner Länge nach in Abschnitte unterteilt sein kann. Der Stützbolzen 16 wird durch die zwischen dem Kolben 15 und dem Stützschuh 14 auftretenden Kräfte in den Ausnehmungen 41,42 gehalten.

Der Kolben 15 weist eine umlaufende Nut 43 auf, die zur Aufnahme eines Dichtungsringes dient. Der Kanal 44 hat eine rechteckige Gestalt und erstreckt sich über die gesamte Länge des Kernes 13. Der Kanal 44 wird durch Fräsen hergestellt. Seine Enden können durch die Abschlußplatten 45 verschlossen werden. An der Innenseite der jeweiligen^Abschlußplatte 45 ist eine Ausnehmung 45a vorgesehen, die im wesentlichen mit der Abplattung 49 des Kernes 13 fluchtet, wodurch verhindert wird, daß der Stützbolzen 16 in axialer Richtung herauswandert. Die Abschlußplatten 45 sind durch Bolzen befestigt, die in mit Gewinde versehene Löcher des Kernes 13 eingreifen.

Der Kern 13 hat an jedem Ende des Kanals 44 eine ebene Fläche 49. Der Stützschuh 14 ist breiter als die Breite des Kanals 44, so daß an jeder Seite des Kanals Flächen 48 des Stützschuhes vorhanden sind, die auf den Flächen 49 aufsitzen, wenn ein Druckabfall in dem Kanal 44 eintritt, während die Flächen 48, 49 im normalen Betrieb einen Abstand voneinander aufweisen.

Für die Zuführung von Druckflüssigkeit steht der Kanal 44 über Druckleitungen 47 mit einer Hauptdruckleitung 47a in Verbindung.

Der Kanal 44 besteht aus einzelnen durch Trennelemente 50 voneinander getrennten Abschnitten. Der

ίο Kolben 15 ist in entsprechende Abschnitte unterteilt, die stirnseitig an die Trennelemente 50 angrenzen, die aus rechteckigen Blöcken bestehen, die in den Kanal 44 eingesetzt und durch von oben her in die Blöcke eingefügte Bolzen gehalten werden, wobei die Ränder der Blöcke abgedichtet werden. Bei dieser Anordnung kann die Flüssigkeit unter verschiedenen Drücken in die einzelnen mittels der Trennelemente 50 unterteilten Räume geleitet werden. Hierbei sind die Räume zur Aufrechterhaltung eines gleichmäßigen Liniendruckes untereinander verbunden.

Zur Aufrechterhaltung des Ölfilmes wird über eine Schmiermittelleitung 51 von einer Pumpe aus ein Ölstrom gegen die Innenseite des Kanals in Richtung auf den Stützschuh 14 gerichtet. Dieses Öl tritt in den , keilförmigen Spalt an der Anschrägung 39 des Gleitschuhes 14 ein, breitet sich aus und bildet einen tragenden Schmiermittelfilm zwischen dem Stützschuh 14 und dem Mantel 12. Überschüssiges Öl wird durch eine ölrückflußleitung 52 zurückgeführt. Zur Unterstüt-. zung der Rückführung des Öls sind an den Enden des Kernes 13 nahe den Enden des Stützschuhes 14 an dessen Eintrittskanten Schaufeln 53 angeordnet, die das überschüssige öl entnehmen, welches über das Ende des Stützschuhes abfließt. Die Schaufeln 53 leiten das öl in die Rückflußleitung 52.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Walze für Druckbehandlung von Papierbahnen, welche mit einer Gegenwalze zur Bildung eines Walzenspaltes zusammenarbeitet, enthaltend einen den Walzenumfang bildenden, hohlzylindrischen Walzenmantel und einen in diesem befindlichen, stillstehenden, auf seinem ganzen Umfang einen Abstand von dem Innenumfang des Walzenmantels belassenden, an seinen Enden abgestützten Kern, welcher mit Kolben enthaltenden Zylindern auf seine Länge verteilt ausgerüstet ist, in denen ein fließfähiges Druckmittel die Kolben zur Erzeugung eines Druckes gegen die Innenfläche des Walzenmantels beaufschlagt, sowie mit gegenüber den Kolben schwenkbar angeordneten Stützschuhen, deren Außenfläche eine Krümmung aufweist, die der Krümmung der Innenfläche des Walzenmantels entspricht und einer Druckmittelzuführung zwischen der Außenfläche der Stützschuhc und der Innenfläche des Walzenmantels, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützschuhe derart zu einem einzigen Stützschuh (14) zusammengefaßt sind, daß deren Außenfläche (3.8) sich durchgehend über die gesamte Länge des Walzenmantels (12) erstreckt, daß die Kolben zu einem einzigen, ebenfalls durchgehenden Kolben (15) geformt .sind, der in einem einzigen, einen durchgehenden Kanal (44) bildenden Zylinder gelagert ist, daß der Stützschuh (14) an seinem durch die Manteldrehrichtung bestimmten Anfang eine Anschrägung.(39) aufweist, und daß die Druckmittelzuführung (51), in Manteldrehrichtung gesehen vor dem durch die Anschrägung (39) gebildeten, keilförmigen Spalt des Stützschuhes (14) auf die Innenfläche (37) des Walzenmantels (12) gerichtet ist.

2. Walze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (15) in einzelne Abschnitte unterteilt ist.

3. Walze nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den einander zugekehrten Flächen des Stützschuhes (14) und dem Kolben (15) ein in Stützschuhlängsrichtung sich erstreckendes, gelenkartig wirkendes Stützmittel vorgesehen ist.

4. Walze nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Stützmittel als jeweils in einer

* halbzylindrischen Ausnehmung (41, 42). gelagerter, insbesondere über die ganze Länge des Stützschuhes (14) sich erstreckender Rundstab (16) ausgebildet ist.

5. Walze nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Kanal (44) zwischen den einzelnen Abschnitten des Kolbens (15) stirnseitig Trennwände (50) angeordnet sind, die den Kanal (44) in mehrere getrennte Einzelkammern unterteilen, und von denen jede Kammer an eine Druckmittelzuführungsleitung (51) angeschlossen ist.

6. Walze nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennwände (50) aus festen rechteckigen Blöcken bestehen, die durch von oben her in die Blöcke eingeführte Bolzen ortsfest gehalten werden.

7. Walze nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine ölrückflußleitung (52) für überschüssiges Öl vorgesehen ist.

8. Walze nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwecks Unterstützung der ölrückführung an den Enden des Kernes (13) im Bereich der Eintrittskanten der Enden des Stützschuhes (14) Schaufeln (53) angeordnet sind.

9. Walze nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß an den Enden des Kernes (13) Dlablenkflächen (36) vorgesehen sind.