DE20102620U1

DE20102620U1 - Leitelement

Info

Publication number: DE20102620U1
Application number: DE20102620U
Authority: DE
Original assignee: Metso Paper Oy
Current assignee: Valmet Technologies Oy
Priority date: 2000-02-14
Filing date: 2001-02-13
Publication date: 2001-04-12
Anticipated expiration: 2011-02-14
Also published as: FIU20000065U0; FI4456U1

Description

Leitelement

Gegenstand dieser Erfindung ist ein Leitelement zum Bewegen von Öl in einer mit Gleitelementen gestützten Walze, deren rotierbarer Walzenmantel durch an die Mantelinnenfläche heranreichende, an der stationären Walzenachse angeordnete hydrostatische Gleitelemente belastet werden kann, und bei der in Walzenmanteldrehrichtung betrachtet vor einem oder mehreren Gleitelementen ein Leitelement angeordnet ist, mit dem besonders das von den Gleitelementen abgehende, zusammen mit dem Walzenmantel rotierende und auf die in Walzenmanteldrehrichtung betrachtet vordere Kante des Gleitelements prallende Öl zu einem im wesentlichen radial zur Walze und in dieser nach innen gerichteten Ölstrahl formiert und den an anderer Stelle der Walze angeordneten Abführvorrichtungen zugeleitet wird.

Das von den Stützelementen einer Durchbiegungseinstellwalze abgehende Öl schichtet sich an die Innenfläche des Walzenmantels. Beim Rotieren des Walzenmantels prallt dieses geschichtete Öl auf die Stützelemente und zerspritzt dabei. Dies erschwert das Sammeln und Abführen des Öls aus der Walze. Außer dem vorgenannten Stützelement-Lecköl wird unter Umständen auch Öl zur Temperaturregelung auf die Mantelinnenfläche gesprüht, wodurch sich die Menge des abzuleitenden Öls weiter erhöht. Im Hinblick auf die Gebrauchsdauer des Öls und ■ auf das Funktionieren der Stützelemente im Allgemeinen ist es wichtig, daß das Öl aus dem Walzeninneren möglichst schnell abgeführt wird, damit ein Verwirbeln des Öls und ein Untermischen von Luft unter das Öl vermieden wird.

In der FI-Patentanmeldung 982045 ist eine Leitvorrichtung zum Sammeln des auf die Stützelemente prallenden Öls und Weiterleiten in Abführvorrichtungen, die in den Walzenstirnseiten angeordnet sind, beschrieben. Die besagte Leitvorrichtung basiert auf der Ausnutzung des schwerkraftbedingten Fließens des von der Vorderkante der Stützelemente abspritzenden Öls, das in ein besonderes Sammelbecken geleitet wird. Das zu der Leitvorrichtung gehörende Blech ist als flache Konstruktion ausgebildet und an der Außenfläche der zylindrischen Achse angeordnet. Außerdem ist die Blechunterkante in axialer Richtung der Walze gekrümmt, was bewirkt, daß das Öl in dem zwischen Blech und Achse

befindlichen Sammelraum zu den Walzenstirnseiten hin rinnt.

Das vorgenannte Blech erstreckt sich im Wesentlichen über sämtliche Stützelemente und bildet somit eine Konstruktion von großen Abmessungen. Außerdem ist die Befestigung des besagten Bleches zum Beispiel an einer Achse von I-Trägerform fast unmöglich. Wegen ihres großen Platzbedarfs kann die Vorrichtung auch nicht im Zusammenhang mit eventuell vorhandenen Gleitlagern angeordnet werden. Weiter kann diese Leitvorrichtung nur funktionieren, wenn die Stützelemente an der Oberseite der Achse sitzen, d.h. die mit einer solchen Leitvorrichtung ausgestattete Walze muß sich in Unterposition befinden. Auch sammelt das Blech nur das bereits gegen die Stützelemente geprallte Öl; das Zerspritzen des Öls läßt sich mit ihm also nicht reduzieren.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es nun, ein neuartiges zum Bewegen von Öl in einer mit Gleitelementen gestützten Walze dienendes Leitelement bereitzustellen, das gegenüber früheren einfacher im Bau ist und ein Ableiten von Öl in Verbindung mit verschiedenartigen Gleitelemente unabhängig von deren Position erlaubt.

Die kennzeichnenden Merkmale dieser Erfindung gehen aus den beigefügten Schutzansprüchen hervor.

Mit dem erfindungsgemäßen Leitelement wird die radiale Bewegung des von den Stützelementen abprallende Öl-

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Strahls in eine schräge Wurfbewegung umgewandelt, die somit auch eine axiale Komponente aufweist. Hierzu wird die kinetische Energie des mit dem Walzenmantel mitrotierenden Öls ausgenutzt, wobei das Öl dann kontrolliert und über eine ausreichend lange Strecke auch in axialer Richtung bewegt wird. Durch passende Formgebung und Dimensionierung des Leitelements kann der schräge Ölstrahl auf die gewünschte Stelle, zum Beispiel auf die im Walzeninneren angeordneten Ölabführeinrichtungen, gerichtet werden. Außerdem hat das erfindungsgemäße Leitelement eine geringe Baugröße und kann unabhängig vom Walzenachsentyp und von der Position des Stützelements eingesetzt werden.

Im Folgenden wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügte, verschiedene Ausführungsformen der Erfindung zeigende Zeichnung im Einzelnen beschrieben.

Es zeigen:

Fig. la von oberhalb des Walzenspalts betrachtet eine Durchbiegungseinstellwalze mit eingebautem erfindungsgemäßem Leitelement bei teilweise entferntem Walzenmantel;

Fig. Ib in axonometrischer Darstellung ein in Verbindung mit einem Gleitelement angeordnetes erfindungsgemäßes Leitelement bei teilweise entferntem Walzenmantel/

Fig. 2a das erfindungsgemäße Leitelement frontal betrachtet;

Fig. 2b bis 2c Schnitte durch das Leitelement von Fig. 2a in den Ebenen A-A und B-B;

Fig. 2d eine andere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Leitelements frontal betrachtet mit einer aufgeschnittenen Partie und deren Vergrößerung;

Fig. 2e das Leitelement aus Fig. 2d seitlich betrachtet; und

Fig. 2f einen Schnitt durch das Leitelement von Fig. 2d in der Ebene C-C.

Fig. la zeigt eine an sich gewöhnliche Durchbiegungseinstellwalze, bei der der rotierbare Walzenmantel 10 an einer stationären Achse 11 abgestützt ist. Zur Kompensierung der Walzendurchbiegung sind an der Achse 11 nipseitig hydrostatische Gleitelemente 12 angeordnet. Diese Gleitelemente können außerdem hydraulisch belastet werden, wobei sie dann zu Belastungs- oder Stützelementen 13 werden. Der Einsatz solcher Stützelemente und das Kompensieren der Walzendurchbiegung sind an sich bekannt.

Bei der dargestellten Walze ist der Walzenmantel 10 ferner über Gleitelemente an der Achse 11 gelagert; diese Elemente werden hier aus Klarheitsgründen als

m m w w &psgr;

Lagerelemente 14 bezeichnet. Die gezeigte Walze hat pro Stirnseite vier in bestimmten gegenseitigen Abständen radial angeordnete Lagerelemente 14. Vor den Stützelementen 13 sind außerdem Ölsammel- und
abführvorrichtungen 15 angeordnet, mit denen das an der Innenfläche 10' des Walzenmantels 10 rotierende Öl 16 aus der Walze abgeführt wird. Als Ölabführvorrichtungen können in den Mittelteilen der Walze angeordnete Sammelbecken benutzt werden, in die das Öl geleitet wird.

Fig. Ib zeigt, in aufgeschnittenem Zustand, den Walzenmantel 10 mit einer besonders von den Gleitelementen stammenden Ölschicht 16 an seiner Innenfläche 10'. Die Ölmenge erhöht sich noch durch eventuell in die Walze als Heiz- oder Kühlmedium eingespritztes Öl.. Am Gleitelement 12 prallt das Öl 16 auf dessen Vorderkante 17 und wird von da im Wesentlichen in radialer Richtung zum Walzeninneren hin weggeschleudert. Bei den bekannten Walzen prallt dieser radiale Ölstrahl auf die Walzenachse und zerspritzt da nach allen Richtungen. Gemäß der Erfindung hingegen ist in Drehrichtung des Walzenmantels 10 betrachtet vor dem Gleitelement 12 unmittelbar in Verbindung mit diesem eine ein Leitelement 18 bildende Rinne 19 angeordnet. Diese Rinne 19 ist außerdem so eingerichtet, daß sie dem besagten radialen Ölstrahl eine im Wesentlichen axial gerichtete Komponente verleiht. Hierbei kann dann die kinetische Energie des Öls für dessen Weiterbewegen ausgenutzt werden. Gleichzeitig vermindert sich so das Zerspritzen des Öls, das nun als geschlossener Strahl

weitergeführt wird, wodurch sich auch das Untermischen von Luft unter das Öl reduziert. Im Prinzip funktioniert die Rinne als eine Art "Schneepflug" mit dem Unterschied, daß der Pflug an der Stelle verharrt und das zu "räumende" Öl sich bewegt.

In Fig. la ist das erfindungsgemäße Leitelement 18 an den als Gleitelemente 12 des Walzenmantels 10 ausgebildeten Lagerelementen 14 befestigt. Dabei wird dann ein Bewegen des Öls aus den stirnseitigen Teilen der Walze zu den zentraler gelegenen Olabführvorrichtungen hin bewirkt. Der Pfeil in Fig. la zeigt schematisch, wie der Ölstrahl aus der Rinne 19 zu den Ölsammel- und -abführvorrichtungen 15 hin geleitet wird. Mit der erfindungsgemäßen Rinne 19 kann also von den Lagerelementen 14 jenes Öl abgezogen werden, das bisher gewöhnlich in den stirnseitigen Partien der Walze blieb und sich stark erwärmte. Bisher hat dieses stirnseitige Öl zu Temperaturunterschieden im Walzenmantel 10 und damit zu Problemen bei der Steuerung der Durchbiegungskompensation geführt. Neben den Lagerelementen 14 eignet sich diese Rinne 19 auch für andere Gleitelemente der Walze. Die Rinne 19 kann auch an beliebiger Stelle der Walzenmantel-Innenperipherie angeordnet werden, weil ja die Lenkung des Öls auf der Nutzung seiner beträchtlichen kinetischen Energie beruht. Der Betrag der kinetischen Energie ist hauptsächlich durch die Drehzahl des Walzenmantels 10 bestimmt. Die Schwerkraft wirkt auf den Verlauf des Ölstrahls nach Verlassen der Rinne 19, kaum aber auf die Formierung des Strahls.

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Wie in den Figuren gezeigt, wird die Rinne 19 bevorzugt am Gleitelement 12 befestigt und befindet sich dann stets an der richtigen Stelle und in passender Position. Die Rinne 19 kann allerdings auch direkt an der Walzenachse 11 befestigt werden. Als Werkstoff für die Rinne 19 dient im Hinblick auf leichte Formbarkeit bevorzugt Blech oder ein anderes flächiges Material. Eventuell vorhandene Queraussteifungen sind in den Figuren nicht dargestellt. Die Rinne 19 hat etwa die gleiche Breite wie das Gleitelement. 12, wobei dann jedem Gleitelement eine eigene Rinne zugeordnet ist. Allerdings erhalten nicht unbedingt alle Gleitelemente 12 eine solche Rinne 19, sondern es werden in erster Linie bereits bekannte Ölabführvorrichtungen eingesetzt. Es gestaltet sich vorteilhaft, die erfindungsgemäße Rinne 19 an Problemstellen einzusetzen, wie zum Beispiel an den Lagerelementen 14. Dank ihrer geringen Baugröße können solche Rinnen 19 an sämtlichen Lagerelementen 14 angebracht werden, auch dann, wenn radial mehrere Lagerelemente 14 hintereinander angeordnet sind.

Die in Funktion befindliche Rinne 19 ist stets in Walzendrehrichtung betrachtet vor dem Gleitelement 12 angeordnet. Bei Bedarf können auch auf beiden Seiten des Gleitelements 12, d.h. vor und hinter dem Element, solche Rinnen 19 angebracht werden, wobei die Walzendrehrichtung dann frei wählbar ist. In diesem Fall leitet jeweils die an der Vorderkante des Gleitelements 12 sitzende Rinne 19 das Öl ab. Die an der Hin-

terkante sitzende Rinne 19 beeinträchtigt dabei die Funktion des Gleitelements 12, in keiner Weise.

Die Rinne 19 wird von zwei Seitenwänden 20 und 21 und einem zwischen ihnen liegenden Boden 22 gebildet. In der Rinne 19 gelangt das Öl auf den einen kleinen Radius aufweisenden Boden 22, wobei der kleine Radius dem Öl eine beträchtliche Anfangsgeschwindigkeit verleiht. Die erste Seitenwand 20 der Rinne 19 verläuft im Wesentlichen parallel zu dem radial gerichteten Ölstrahl mit der Wirkung, daß an ihr kaum kinetische Energie des Öls verbraucht wird. Außerdem vergrößert sich der Krümmungsradius des Bodens 22 nach der einen Richtung hin dergestalt, daß der Boden 22 zum Gleitelement 12 einen Winkel bildet, der sich gleichfalls zur besagten Richtung hin öffnet. Auf diese Weise erhält das in Wurfrichtung weiter entfernte Öl in dem engeren Bodenteil eine höhere Anfangsgeschwindigkeit, und der mit der Rinne 19 zu bildende Ölstrahl kann so exakt gelenkt werden. Die vorgenannten Merkmale gehen besonders aus Fig. 2a-2c hervor. In Fig. 2c ist außerdem punktiert eine Zusatzführung 23 dargestellt, mit der das Öl, ohne das dieses auf das Gleitelement 12 prallt, in radiale Richtung gelenkt wird. Die Zusatzführung 23 kann entweder am Gleitelement 12 befestigt oder an die Kante des Gleitelements 12 angeformt sein.

In Fig. 2d-2f ist eine andere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Leitelements 18 gezeigt. Bei diesem sind der Boden und die zweite Seitenwand zu einem zu ersten Seitenwand 20 hin offenen Konus 19' geformt,

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dessen Innenfläche ein Gewinde 24 hat. Außerdem weist die Steigungsrichtung des Gewindes 24 zum kleineren Durchmesser des Konus 19' hin. Die Rillen 25 des Gewindes 24 bilden somit eine Art Züge, die das Öl vom weiteren Ende des Konus 19' zum engeren Ende des Konus 19' hin zwingen. Dabei bewegt sich das Öl zum kleineren Durchmesser des Konus 19' hin und erhält dort gleichzeitig eine große Winkelgeschwindigkeit, die wiederum in seitliche Abschleudergeschwindigkeit umgewandelt werden kann, die sich sogar zum Abführen des Öls aus der Walze nutzen läßt. In der Beschreibung sind einander entsprechenden funktioneilen Teilen jeweils die gleichen Bezugszahlen zugeordnet; die Fließrichtung des Öls ist durch einen Pfeil angegeben.

Die erfindungsgemäße Rinne 19 funktioniert besonders gut bei hoher Walzenmantelgeschwindigkeit, aber auch bei niedriger Geschwindigkeit wird damit zumindest eine schwerkraftbedingte Lenkung erzielt. Bei den heutigen Walzendrezahlen basiert das Funktionieren der Rinne 19 allerdings auf der Ausnutzung von kinetischer Energie, und mit weiterem Anwachsen der Geschwindigkeit nimmt die erzielbare Wurf-, d.h. Schleuderweite noch zu. Die Rinne 19 kann in Verbindung mit Gleitelementen 12 verschiedenster Art, in verschiedenen Positionen und besonders an Problemstellen unbeschränkt eingesetzt werden. Die Rinne 19 gestaltet sich ferner vorteilhaft in der Herstellung und ist betriebssicher. Gleichzeitig wird mit ihr ein Verwirbeln des Öls verhindert, wodurch sich wiederum die Luftaufnahme des Öls reduziert.

Claims

1. Leitelement zum Bewegen von Öl in einer mit Gleitelementen gestützten Walze, deren rotierbarer Walzenmantel (10) durch an die Mantelinnenfläche (10') heranreichende, an der stationären Walzenachse (11) angeordnete hydrostatische Gleitelemente (12) belastet werden kann, und bei der in Drehrichtung des Walzenmantels (10) betrachtet vor einem oder mehreren Gleitelementen (12) ein Leitelement (18) angeordnet ist, mit dem besonders das von den Gleitelementen (12) abgehende, zusammen mit dem Walzenmantel (10) rotierende und auf die in Drehrichtung des Walzenmantels (10) betrachtet vordere Kante (17) des Gleitelements (12) prallende Öl (16) zu einem im wesentlichen radial zur Walze und in dieser nach innen gerichteten Ölstrahl formiert und dann den an anderer Stelle der Walze angeordneten Abführvorrichtungen (15) zugeleitet wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Leitelement (18) als Rinne (19) ausgebildet ist, die zur Anordnung unmittelbar am Gleitelement (12) und, in Drehrichtung des Walzenmantels (10) betrachtet, vor diesem eingerichtet ist um dem besagten radialen Ölstrahl eine im Wesentlichen axiale Komponente zu verleihen.

2. Leitelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Leitelement (18) zur Befestigung in Verbindung mit den an den Enden des Walzenmantels (10) befindlichen und den Walzenmantel tragenden, als Gleitelemente (12) ausgebildeten Lagerelementen (14) eingerichtet ist.

3. Leitelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rinne (19) aus Blech oder einem anderen flächigen Werkstoff hergestellt ist und in ihrer Breite etwa der Breite des Gleitelements (12) entspricht.

4. Leitelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Rinne (19) zur Befestigung an einem Gleitelement (12) und/oder an der Achse (11) eingerichtet ist.

5. Leitelement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwecks freier Wahl der Walzendrehrichtung das Leitelement (18) dazu eingerichtet ist, in Drehrichtung des Walzenmantels (10) betrachtet auf beiden Seiten des Gleitelements (12) eingesetzt zu werden.

6. Leitelement nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß von zwei die Rinne (19) bildenden Seitenwänden (20,21) die erste Seitenwand (20) im Wesentlichen parallel zu dem radialen Ölstrahl verläuft und der Krümmungsradius eines zwischen den Seitenwänden (20,21) befindlichen Bodens (22) sich in der einen Richtung vergrößert, wobei der Boden (22) zum Gleitelement (12) einen Winkel bildet, der sich gleichfalls in der besagten Richtung öffnet.

7. Leitelement nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden (22) und die zweite Seitenwand (21) zu einem zur ersten Seitenwand (20) hin offenen Konus (19') geformt sind, an dessen Innenfläche ein Gewinde (24) ausgebildet ist, dessen Steigungsrichtung zum kleineren Radius des Konus (19') hin weist.