DE19601844A1 - Leitwalze für eine Bahn aus Papier oder einem ähnlichen Material - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Leitwalze für eine Bahn aus Papier oder einem ähnlichen Material gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei einer bekannten Leitwalze dieser Art (DE 20 42 001 A) dient die Leitwalze der Umlenkung einer Papierbahn um etwas weniger als 180°, damit diese Bahn nacheinan­ der Arbeitsspalte durchlaufen kann, die durch in einem Stapel übereinander angeordnete Walzen gebildet werden. Der Walzenkörper besteht aus drei hohlzylindrischen Abschnitten, von denen der mittlere Walzenkörper an beiden Enden und die beiden äußeren Walzenkörper an den einander zugewandten Enden über Wälzlager auf einem durchgehenden, drehfesten Träger gelagert sind. Die einander abgewandten Enden der beiden äußeren Abschnit­ te des Walzenkörpers sind über ein Wälzlager auf einer Hülse gelagert. Diese kann exzentrisch zum Träger ver­ stellt werden, wodurch sich der Walzenkörper relativ zum Träger durchbiegt. Die Durchbiegung soll so groß sein, daß bei Belastung durch das bahnförmige Material dessen Mantellinien annähernd parallel verlaufen.

Die bekannte Konstruktion eignet sich aber nur für ver­ hältnismäßig geringe Bahnspannungen und Bahngeschwin­ digkeiten, weil das Korrekturpotential auf den Exzen­ ter-Stellweg der beiden äußeren Hülsen beschränkt ist. Aus diesem Grund sind bei modernen Kalandern, die mit hohen Geschwindigkeiten und dementsprechend auch hohen Bahnspannungen arbeiten, jeweils Leitwalzenkombinatio­ nen vorgesehen, die aus einer Umlenkwalze und einer Breitstreckwalze bestehen. Bei der Umlenkwalze nimmt man eine Durchbiegung des Walzenkörpers und damit die Gefahr einer Faltenbildung der Bahn in Kauf. Dies ist zulässig, weil die Falten in der nachgeschalteten Breitstreckwalze wieder entfernt werden. Diese Breit­ streckwalzen brauchen nicht im Anschluß an jede Leit­ walze vorgesehen zu werden; es genügt wenn sie nur ei­ nigen Walzenspalten zugeordnet sind, beispielsweise den obersten Arbeitsspalten des Stapels und dem Wechsel­ spalt. Solche Leitwalzen-Kombinationen sind beispiels­ weise im Sonderdruck aus dem "Wochenblatt für Papierfa­ brikation" 13/1975, Abb. 4 beschrieben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Leitwal­ ze der eingangs beschriebenen Art anzugeben, die eine Kompensation der Durchbiegung, welche von der laufenden Bahn hervorgerufen wird, auch bei höheren Bahnspannun­ gen ermöglicht.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Durch die Verwendung der Ausleger in Verbindung mit der Spannvorrichtung kann man außerordentlich große Biege­ momente auf die Leitwalze ausüben, so daß auch die Aus­ wirkungen hoher Bahnspannungen kompensiert werden kön­ nen. Je nach Anwendungszweck kann die Vorspannung so gewählt sein, daß der Walzenkörper bei Belastung durch die Bahn annähernd Zylinderform oder unter Last eine vorgegebene Durchbiegung annimmt. Auch bei höheren Bahnspannungen ist keine Breitstreckwalze erforderlich. Da sich Ausleger und Spannvorrichtung außerhalb des Walzenkörpers befinden, gibt es keine engen Begrenzun­ gen, wie bei der bekannten Exzenterverstellung; viel­ mehr steht dem Fachmann ausreichend Raum zur Verfügung, um die Erfindungsidee in einer Vielzahl von Variationen zu realisieren.

Bei der Ausgestaltung nach Anspruch 2, befinden sich die Einstellmittel in einem Bereich, in dem sie die Einführung der Bahn nicht behindern. Außerdem kann die Spannvorrichtung mit Zugkräften auf die Ausleger wir­ ken, was es erlaubt, Übertragungselemente zu verwenden, die ein erheblich geringeres Gewicht aufweisen als für Druckkräfte gleicher Größe geeignete Übertragungsele­ mente.

Gemäß Anspruch 3 kommen als Übertragungselemente ins­ besondere Stahlseile in Betracht.

Bei der Ausführungsform nach Anspruch 4 wirkt die über die Ausleger eingeführte Spannkraft auf den Träger. Die Abschnitte des Walzenkörpers passen sich dann selbst­ tätig dieser Durchbiegung an. Durch die im Betrieb auf­ tretenden Gegenkräfte ergibt sich wieder die gewünschte Zylinderform des Walzenkörpers.

Bei der Alternative nach Anspruch 5 werden die Spann­ kräfte über die Ausleger und endseitigen Hülsen auf den Walzenkörper übertragen, so daß dieser die gewünschte Biegung annimmt, wodurch die im Betrieb auftretenden Gegenkräfte kompensiert werden.

Gemäß Anspruch 6 kann jede Hülse eine zweite Funktion, nämlich die Aufnahme und Lagerung der mit dem Walzen­ körper verbundenen Lagerzapfen, übernehmen.

Die Erfindung wird nachstehend anhand in der Zeichnung dargestellter bevorzugter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Kalanders für die Papierveredelung,

Fig. 2 eine schematische Schnittdarstellung einer er­ sten Ausführungsform der Erfindung und

Fig. 3 einen schematischen Schnitt durch eine zweite Ausführungsform der Erfindung.

In Fig. 1 ist ein Walzenstapel 1 gezeigt, von dem le­ diglich drei Walzen 2, 3 und 4 dargestellt sind. Sie bilden zwischen sich Arbeitsspalte 5 und 6, durch die eine Bahn 7 aus Papier, Kunststoffolie usw. hindurch­ läuft. Eine solche Bahn wird durch die in den Walzen­ spalten 5 und 6 herrschenden Bedingungen (Druck, Tempe­ ratur) veredelt. Eine Leitwalze 8 sorgt für eine Umlen­ kung der Bahn 7. Die Bahn liegt längs eines Umlenkbe­ reichs 9 an der Leitwalze 8 an. Der Umlenkbereich 9 erstreckt sich über einen Winkel β, der nahezu 180° beträgt. Da die Bahn 7 unter Zugspannung steht, muß die Leitwalze 8 eine resultierende Kraft R aufnehmen, die sich aus der Kraft P1, hervorgerufen durch die Spannung der zulaufenden Bahn 7, der Kraft P2, hervorgerufen durch die Spannung der ablaufenden Bahn, und das Ge­ wicht G der Leitwalze 8 zusammensetzt. Unter dem Ein­ fluß der resultierenden Kraft R biegt sich die Leitwal­ ze 8 in Richtung dieser Kraft R durch. Durch Verwendung der Spannvorrichtung 10 und der durch sie vorgespannten Ausleger 11 wird die im Betrieb auftretende Durchbie­ gung so kompensiert, daß die Leitwalze 8 annähernd Zy­ linderform annimmt.

Die Einstellmittel 12 behindern den Betrieb nicht. Die Ausleger 11 befinden sich axial außerhalb des Walzen­ körpers 13 und die Spannvorrichtung 10 befindet sich in einem Raum 14, der durch die Walzen 3 und 8 sowie die Bahn 7 begrenzt ist. Da die Einstellmittel den Umlenk­ bereich 9 gegenüberliegen, besteht auch keine Schwie­ rigkeit bei dem Einführen der Bahn in den Kalander.

Fig. 2 zeigt schematisch eine Ausführungsform der Leit­ walze 8 gemäß Fig. 1. Der Walzenkörper 13 besteht aus vier hohlzylindrischen Abschnitte 15 bis 18, die je über ein Wälzlager 19 auf einem drehfest gehaltenen Träger 20 abgestützt sind. Die Enden des Trägers 20 stellen Tragelemente 21 und 22 dar, die auf einem Fest­ lager 23 bzw. einem Loselager 24 abgestützt sind.

An beiden Tragelementen 21 und 22 ist ein etwa radial verlaufender Ausleger 11, 11′ angebracht. Die freien Enden der Ausleger können mit Hilfe der Spannvorrich­ tung 10 und entsprechender Übertragungselemente 25 und 26 gegeneinander verspannt werden. Beim Einbau der Leitwalze 8 gemäß Fig. 1 übt die Spannvorrichtung 10 Zugkräfte auf die Ausleger 11, 11′ aus, so daß die Übertragungselemente 25 und 26 als Stahlseile o. dgl. ausgebildet werden können. Im unbelasteten Zustand biegt sich daher der Walzenkörper 13 (in der Darstel­ lung der Fig. 2) nach oben durch. Im Betrieb, wenn die resultierende Kraft R wirksam ist, nimmt der Walzenkör­ per 13 wieder die in Fig. 2 veranschaulichte Zylinder­ form an. Die jeweilige Richtung der Ausleger 11, 11′ ist einstellbar, so daß sie der resultierenden Kraft R angepaßt werden kann.

Als Spannvorrichtung 10 können sehr einfache Vorrich­ tungen verwendet werden, beispielsweise solche mit ei­ nem Kupplungselement, das ein linksgängiges und ein rechtsgängiges Gewinde aufweist, in die ein Endstück des Übertragungselements 25 mit Rechtsgewinde und ein Endstück des Übertragungselements 26 mit Linksgewinde eingeschraubt sind. Durch einfaches Drehen des Kupp­ lungselements werden die erforderlichen Zugspannungen erzeugt.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 werden für entspre­ chende Teile um 100 erhöhte Bezugszeichen verwendet. Die veranschaulichte Leitwalze 108 besitzt einen Wal­ zenkörper 113, der an beiden Enden fest mit einem Trag­ element 121 und 122 in der Form eines Lagerzapfens ver­ bunden ist. Die Lagerzapfen sind über Wälzlager 127 in Hülsen 128, 129 gelagert, die drehfest, aber kippbar gehalten und auf einem Festlager 123 bzw. einem Losela­ ger 124 abgestützt sind. Jede Hülse 128, 129 ist mit einem Ausleger 111, 111′ versehen. Die freien Enden der Ausleger 110 werden wie in Fig. 2 durch eine Spannvor­ richtung 110 gegeneinander verspannt. Zwischen der Stirnseite der Hülsen 128, 129 einerseits und des Wal­ zenkörpers 113 andererseits gibt es Wälzlager 130, 131.

Beim Spannen der Spannvorrichtung wird von den Ausle­ gern 111, 111′ ein Biegemoment auf Walzenkörper 113 (über die Wälzlager 130, 131) und auf die Tragelemente 121, 122 über die Wälzlager 127 ausgeübt, was zu einer Durchbiegung der Leitwalze (in der Darstellung der Fig. 3) nach oben führt. In der Frage der Kompensation der Durchbiegung im Betrieb sind die Verhältnisse ähnlich wie sie im Zusammenhang mit Fig. 2 erläutert wurden.

Man kann die Spannvorrichtung auch in einen der Ausle­ ger integrieren. Die Spannvorrichtung kann statt mit Zugspannungen auch mit Druckspannungen arbeiten; dies setzt allerdings voraus, daß die Ausleger sich auf der gegenüberliegenden Seite der Leitwalze, also in der Nähe des Umlenkbereichs 9, befindet.

Die Leitwalze ist vorstehend in Verbindung mit dem Wal­ zenstapel eines Kalanders beschrieben worden. Sie kommt aber für zahlreiche andere Anwendungszwecke in Be­ tracht, bei denen eine Bahn umgelenkt wird, beispiels­ weise bei einem Wickler.

Claims (6)

1. Leitwalze für eine Bahn aus Papier oder einem ähn­ lichen Material mit einem Walzenkörper und beidsei­ tig vorstehenden Tragelementen sowie mit Mitteln zum Einstellen einer Durchbiegung des Walzenkör­ pers, die einer Durchbiegung infolge Belastung durch die Bahn entgegengesetzt ist, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Einstellmittel (12; 112) zwei Ausleger (11, 11′; 111, 111′), zwischen denen sich der Walzenkörper (13; 113) befindet, und eine au­ ßerhalb des Walzenkörpers angeordnete Spannvorrich­ tung (10; 110), die die beiden Ausleger gegenein­ ander verspannt, aufweisen.

2. Leitwalze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannvorrichtung (10; 110) auf der dem Um­ lenkbereich (9) des Walzenkörpers (13; 113) gegen­ überliegenden Seite angeordnet ist und die freien Enden der Ausleger (11, 11′; 111, 111′) durch Zug­ kräfte belastet.

3. Leitwalze nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannvorrichtung (10; 110) über Stahlseile mit den Auslegern (11, 11′; 111, 111′) verbunden ist.

4. Leitwalze nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausleger (11, 11′) an den Tragelementen (21, 22) angebracht sind, die Teile eines durchgehenden, drehfest gehaltenen Trägers (20) sind, und daß der Walzenkörper (13) in mehrere Abschnitte (15 bis 18) unterteilt ist, die je für sich auf dem Träger (20) drehbar gelagert sind.

5. Leitwalze nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausleger (111, 111′) an drehfest gehaltenen Hülsen (128, 129) angebracht sind, die stirnseitig über Lager (130) an den Stirnseiten des Walzenkörpers (113) angreifen.

6. Leitwalze nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Tragelemente (121, 122) durch fest mit dem Walzenkörper (113) verbundene Lagerzapfen gebildet sind, die im Innern der Hülsen (128, 129) gelagert sind.