DE1906128B2 - Lagerung einer walze zur druckbehandlung von warenbahnen - Google Patents

Description

man hierbei keine gewöhnlichen Lager mit jeweils einem Innen- und einem Außenring verwenden, vielmehr werden eigens hergestellte Dreiringiager eingesetzt. Diese weisen zwei zueinander konzentrische Kranze von Wälzlagerkörpern auf, zwischen denen sich aber nur ein einziger Zwischenring befindet, der zugleich den Außenring des einen und den Innenring des anderen Lagers bildet. Ein solches Dreiringlager ist jedoch in wesentlich höherem Maße störanfällig als ein normales Zweiringlager. Hinzu kommt, daß beim Ausfallen des einen der beiden Wälzkörperkränze das gesamte Dreiringlager ausgetauscht werden muß. Außerdem ist ein solches Dreiringlager als Sonderanfertigung ν rhältnismäßig teuer.

Aus der britischen Patentschrift 1 059 366 ist eine ähnliche Lagerung bekannt. Dabei ist an den Walzenmantel ein zylinderförmiger Ansatz angeschraubt, gegen den sich an der Innenseite das \chslager abstützt, während an seiner Außenseite zwei Mantcllager angeordnet sind, die symmetrisch zum Achslager liegen. Dabei ergibt sich für die ineinanderliegcnden Lager ein Gcsamtdurchmesser, der größer ist als der des Walzenmantels. Durch Verwendung eines gemeinsamen Zwischenringes für Achslager und Mantellager (Dreiringiager) könnte dieser Durchmesser zwar geringfügig verkleinert werden, doch wären dann die aufgezeigten Nachteile vorhanden.

Aus der USA-Patentschrift 3 161 125 ist es bekannt, die MiMlellager axial innerhalb der Achslager anzuordnen. Dabei wird allerdings die Achse angetrieben und von dieser der Mantel mitgenommen. Dieser indirekte Antrieb des Walzenmantels ist aber nicht befriedigend, da neben den Antriebskräften auch die Durchbiegung des Walzenmantels von den Verbindungsstellen zwischen Mantel und Achse übertragen werden müssen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Lagerung von Walzen der eingangs genannten Gattung derart zu gestalten, daß einerseits eine wenigstens annähernd gerade Biegelinie erzielt wird, andererseits aber übliche Serienlager von normaler Lebensdauer verwendet werden können.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung bei einer Walze mit feststehender Achse dadurch gelöst, daß in an sich bekannter Weise die Achslager näher bei dorr jeweilipen Walzenende angeordnet sind als die Man'ellager.

Der Außendurchmesser des Manlellagergehäuses kann dadurch etwa so groß oder kleiner als der WaI-zenaußendurchmesscr gehalten werden. Da die einanuer benachbarten Walzen unmittelbar aneinanderliegen, ist es erst durch die vorliegende Erfindung möglich geworden, die Lager zweier benachbarter Walzen zueinander fluchtend anzuordnen. Dies wird noch dadurch unterstützt, daß der Innendurchmesser der Mantellager kleiner sein kann als der Außendurchmesser der Achslager.

Es wird somit zwar die axiale Nebeneinanderanordnung beibehalten, so daß gewöhnliche Sericniager von normaler Lebensdauer verwendet werden können. Die Lager, die bei den mit starrer Achse ausgerüsteten Walzen bisher axial außen waren, nämlich die Mantellager, wc .len nun axial innen angeordnet. Zwar läßt sich auch damit keine völlig gerade Biegelinie erzielen, sondern es entsteht eine Biegelinie mit Wendepunkten, jedoch ist die Amplitude, also der maximale Ordinatenabstand zwischen den beiden voneinander am weitesten entfernten Extremwerten nunmehr bedeutend geringer, die Biegelinie also viel mehr der geraden Linie angenähert als bei der vorbe kannten Bauart, und zwar verglichen bei ein und demselben Anpreßdruck. Dies erklärt sich daraus,

daß bei erfindungsgemäßer Anordnung der Achslager axial außerhalb der Mantellager die durch die Achskräfte erzeugte Biegelinie gegenüber der anderen Lageranordnung flacher und damit den von den beiden Streckenlasten erzeugten Biegelinien ähnli eher wird.

Die Erfindung bringt aber noch einen weiteren Vorteil mit sich: Bei der bisherigen Lageranordnung wirken die über die Achslager von der Achse auf den Mantel übertragenen Kräfte in derselben Richtung

is wie der Arbeitsdruck. Der Innendruck, der zur näherungsweiseii Kompensation r'cr Manteldurchbiegung aufzubringen ist, muß demgemäß nicht nur dem Arbeitsdruck", sondern auch noch den Achslagerkräften Rechnung tragen und dementsprechend groß sein.

Hingegen wirken die Achslagerkräfw bei einer Lageranordnung gemäß der Erfindung dem auf dem Walzenmantel lastenden Arbeitsdruck entgegen, so daß Her Innendruck bei weitem nicht so groß zu sein braucht. Bei Anwendung eines flüssigen Druckübertragungsn.ediums werden somit die dieses Medium absperrenden Dichtungen viel weniger beansprucht. Die an den Dichtstellen hervorgerufene Erwärmung sowie die dadurch entstehende Verformung ist geringer.

Die Erfindung ist an Hand der Zeichnung näher erläutert. Darin zeigt

F i g. 1 eine Walze in einem Axialschnitt,
F i g. 2 die in F i g. I dargestellte Walze in einem Radialschnitt,

Fig. 3 ein Diagramm der am Walzenmantel der F i g. 1 angreifenden Kräfte,

F i g. 4 ein Diagramm zweier Biegelinien.
Die in Fig I dargestellte Walzt weist einen drehbaren Walzenmantel 1 und eine feststehende Achse 2 auf. Der Walzenmantel 1 ist beidseits mit je einem Hohlzapfcn 3,4 und einer Glocke 5,6 drehfest verbunden. An die Glocke 6 ist ein Deckel 7 angeflans.ht, der einen Antriebszapfen 8 aufweist. Der Walzenmantel 2 ist über die Hohlzapfen 3. 4 in Lagern 9. 10 gelagert. Die Lager 9, 10 sind geteilte, feststehende Gehäuse 11, 12 eingebaut. Die Achse 2 weist an ihren beiden Enden Achszapfen 13, 14 auf, mit denen sie sich über Lagerbüchsen 15, 16 und Lager 17, 18 gegen die dem Mantel 1 zugeordneten Glocken 5, 6 abstützt.

Die Achse 2 ist mittels einer in den Zapfen 13 eingelassenen Feder 19 über die Büchse J5 vom Lagergehäuse 11 gegen Verdrehen gesichert. Zwischen Mantel 1 und Achse 2 befindet sich ein zylindrischer Ringraum, von dem derjenige Teilraum durch Dichtungen 20 abgcsiütz: ist, der einer hier nicht dargestellten Gegenwalze zugewandt ist (siehe auc ■ Fig. 2) Dieser Teilraum 21 ist über nicht dargestellte Kanäle mit Öl beaufschlagt, dessen Druck regelbar ist.

Wie aus dem in Fig. 3 dargestellten Diagramm ersichtlich ist, werden von den beiden Lagern 9, 10 Auflagerkräfte A, B aufgenommen. Von oben her ist der Walzenmantel mit einer Strcckenlast q_{ belastet, die sich aus dem von einer Gegenwalze aufgebrachten Arbeitsdruck sowie aus dem Eigengewicht des Walzenmantel 1 zusammensetzt, ferner mit zwei in den Lagern 17. 18 von der Achse 2 auf den Mantel 1

übertragenen Kräften P₁, P₂. In Gegenrichtung zu diesen Kräften wirkt eine vom Drucküberliagungsmittel aufgebrachte Strcckenlast q.,.

In dem in F i g. 4 dargestellten Diagramm sind auf der Ordinate Durchbiegungen /, auf der Abszisse Längen 1 von Walzen unter Arbeitsdruck aufgetragen. Die Kurve α bezieht sich auf eine Walze herkömmlicher Bauart, bei der die Mantellager axial außen und die Achslager axial innen angeordnet sind. Die Kurve b hingegen bezieht sich auf eine Walze mit gemäß der Erfindung angeordneten Lagern. Bei beiden Walzen ist der Abstand zwischen den Mantellagern, der Abstand zwischen den beiden an jedem Walzenende angeordneten Lagern sowie der auf dem Mantel lastende Arbeitsdruck gleich groß. Die Kurven sind nur über den Bereich L aufgetragen (siehe auch Fi g. 1), nämlich die hier allein interessierende, nutzbare Arbeitsbreite der Walze. Aus dem Diagramm geht hervor, daß die Kurve b eine viel kleinere Amplitude als die Kurve α aufweist Das bedeutet, daß die Biegelinie einer gemäß der Erfindung ausgebildeten Walze bei Belastung der Geraden näher kommt, als eine vergleichbare Walze herkömmlicher Bauart.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Lagerung einer Walze zur Druckbehandlung von Warenbahrion, wie Papier- und Textilbahnen, mit einer feststehenden Achse und einem unter Bildung eines Zwischenraumes darauf drehbar gelagerten Walzenmantel, der sich in dem der Warenbahn zugewandten Bereich über ein unter einstellbarem Druck stehendes Druckübertragungsmittel gegen die Achse abstützt, einem an einem Walzenende vorgesehenen, mit dem Mantel drehfest verbundenen Antriebszapfen und mit an beiden Walzenenden, jeweils axial nebeneinander angeordneten Lagern zwischen Achse und Mantel einerseits (Achslagern) sowie zwischen Mantel und der festen Umgebung andererseits (Mantella- s.cr), dadur< h gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise die Achslager (17, 18) näher bei dem jeweiligen Walzenende angeordnet sind als die Mantellager (9, 10).

   Die Erfindung betrifft eine Lagerung einer Walze zur Druckbehandlung von Warerbahnen, wie Papier- und Fextilbahnen, mit einer feststehenden Achse und einem unter Bildung eines Zwischenraumes darauf drehbar gelagerten Walzenmantel, der sich in dem der Warenbahn zugewandten Bereich über ein unter einstellbarem Druck stehendes Druckübertragungsmittel gegen die Achse abstützt, tinem an einem WaI-zencnde vorgesehen, mit dem Mantel drehfest verbundenen Antriebszapfen und mit an beiden Walzenenden jeweils axial nebeneinander angeordneten Lagern zwischen Achse und Mantel einerseits (Achslager) sowie zwischen Mantel und der festen Umgebung andererseits (Mantellager). Es wird allgemein vorgezogen, den Walzenmantel mittels eines erwähnten Antriebszapfens statt eines Zahnkranzes anzutreiben, um die bei Antrieb mittels eines Zahnkranzes zusätzlich übertragenen Radialkräfte zu vermeiden. Ein Antrieb des Mantels mittels eines Zahnkranzes hätte den Vorteil, daß lediglich der Walzenmantel auf der Achse gelagert weiden müßte, die Achse aber an beiden über den Mantel hinausragenden Enden befestigt werden könnte. Da man aber Zapfenantrieb wünscht, braucht man am Antriebsende eine Lagerung zwischen Achse und Mantel einerseits und zwischen Mantel und fester Umgebung andererseits. Aus Symmetriegründen sieht man die gleiche Lagerung auch am anderen Walzcnende vor. Das Mantellagcr eines jeden Walzcnendes ist dabei axial außerhalb, d. h. näher bei dem Walzenende angeordnet als das Achslager. Das Druckübcrtragungsmittel besteht im allgemeinen aus einer Flüssigkeit, die durch Dichtungen in dem genannten, der Warenbahn zugewandten Bereich des Zwischenraumes eingeschlossen ist; gelegentlich werden als Druckübertragungsmittel auch mehrere, sich über Keilflächen gegeneinander abstützende Körper verwendet, die parallel zur Walzenachse gegeneinander verschiebbar sind.

   ΒίΜ.η Anpressen der Walze gegen eine ihr zu- «eoidne<2 Gegenwalze wird auf den Walzenmantel ein sich über den Preßspalt erstreckender Liniendruck, der Arbeitsdruck, ausgeübt. Dieser wird über das Druckübertragungsmittel entlang dem ganzen Preßspalt auf die feststehende Achse übertragen, sodann verläuft der Kraftfluß an den beiden Walzenen den auf dem Wege über die Achslager wieder zurück zum Walzenmantel und wird schließlich über die Mantellager als Auflager der ganzen Walze von einer festen Unterlage aufgenommen. Vereinfachend kann

   ίο der dem Preßspalt zugekehrte Teil des Mantels als ein an beiden Enden auf dun Mantellagern ruhender Träger betrachtet werden, auf dessen beiden Seiten einander entgegengerichtete Streckenlasten ruhen: Auf der einen Seite lastet der Arbeitsdruck und auf der anderen Seite ein vom Druckübertragungemittel aufgebrachter, in seiner Größe einstellbarer Innendruck. Wird der Innendruck auf denselben Wert eingestellt, den der Arbeitsdruck aufweist, so heben sich die von diesen beiden Belastungen hervorgerufenen Durchbiegungen gegeneinander auf. Sofern keine weiteren Kräfte mehr auf den Walzenmantel einwirken, erfährt der Mantel überhaupt keine Durchbiegung: die Berührungbünie zwischen Mantel und Gegenwalze ist in diesem Idealfalle eine gerade Linie.

   und der entlang dem Preßspalt sich einstellende Liniendruck ist konstant.

   Der Walzenmantel ist jedoch nicht nur dem an sich kompensierbaren Arbeitsdruck ausgesetzt, vielmehr wirken auch diejenigen Kräfte auf ihn ein, die in oben beschriebener Weise auf dem Wege über die Achslager von der Achse auf den Mantel in dessen Randbeieiche übertragen werden. Da die Achslager in axialer Richtung neben den die Auflager bildenden Mantellager angeordnet sind — und zwar, wie erwähnt, axial innerhalb der ManU linger — üben diese in den Achslagern auf den Mantel übertragenen Kräfte Biegemomentc auf den Mantel aus und rufen somit zusätzlich zu der Durchbiegung infolge des Arbeitsdruckes eine Durchbiegung hervor.

   Während aber Arbeitsdruck und Innendruck Streckenlasten sind und als solche einander ähnliche Biegelinien aufweisen, die sich völlig gegeneinander aufheben lassen, sind die genannten Achslaeerkräfte Einzellasten, deren Biegdinien Funktionen anderen, und zwar geringeren Grades darstellen und daher andere Krümmungen aufweisen als die Biegelinie einer Streckenlast. Werden die Biegelinien einer Streckenlast denjenigen der Einzellasten überlagert, so ergibt sich daher eine von der Geraden abweichende Biegelinie. Z---ar kann man durch Steigerung des Innendruckes einen Teil der von den Achslagerkräften hervorgerufenen Durchbiegung kompensieren, doch weist die resultierende Kurve stets Bäuche auf, so daß die Kompensation nur eine näherungsweise ist.

   Daraus folgt, daß jedes axiale Nebeneinandiranordnen von Achslager und Manteliager im Hinblick auf die .Riegelinie des Walzenmantels nachteilig ist.

   Statt das Achslager und das Mantellager eines jeden Walzenendes axial nebeneinander anzuordnen.

   hat man diese Lager auch schon konzentrisch ineinander angeordnet. Die Wirkungslinien der in den Achslagern und in den Mantellagern übertragenen Kräfte fallen hier zusammen, so daß die Auslagerkräfte auch kein um die Mantellagcr drehendes Biegemom 'nt auf den Mantel ausüben. Demgemäß erzielt man hierdurch zwar eine völlig gerade Biegelinc 'les Walzenmantels. Da aber die radiale Bauhöhe durch die Lager der Gegenwalze beschränkt ist, kann