DE2201844C3 - Walze zur Ausübung'eines gleichmäßigen Drucks - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Walze zur Ausübung eines gleichmäßigen Drucks, welche ein undrehbares Querhaupt und mehrere das Querhaupt drehbar umgehende, mit geringem Abstand in Längsrichtung aneinander anschließende, den arbeitenden Walzenumfang bildende Rohrabschnitte aufweist, die über Ringlager und mindestens ein auf der Druckseite zwischen den Ringlagern und dem Querhaupt angeordnetes, mit einem Druckmedium gefülltes Druckkissen an dem Querhaupt gelagert sind.

Die einzelnen Rohrabschnitte üben einen gleichmäßigen Druck auf die Bahn aus. Durch ihren gegenseitigen Abstand kann sich die Walze etwas durchbiegen und somit bei entsprechender Anordnung auch zur Erzielung einer Breitstreckwirkung in

In der kanadischen Palentschrift 814 172 ist eine Walze dieser Art geneigt, bei der die Innenringe der

Ringlager unabhängig voneinander auf dem Querhaupt über vier unter 90 ' über den Umfang der Walze zueinander versetzte Druckkissen abgestützt sind.
Eine derartige Walze hat bei höheren Geschwin-

« digkeiten und Arbeitsdrücken nur unbefriedigende Laufeigenschaften, weil das die Kräfte übertragende Ringlager auf einer e'astischen Unterlage abgestützt ist und die praktisch allseitige Nachgiebigkeit derselben zu unerwünschten Verlagerungen benachbarter Lagerelemente, insbesondere in Umfangsrichtung, und zu Schwingungen Anlaß ist.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Walze der eingangs genannten Art, bei der auch bei hohen Belastungen trotz der in radialer Richtung nachgiebigen Abstützung auf dem Druckkissen ein stabiler Zustand aller Lagerelemente geleistet ist.

Hierzu sieht die Erfindung Kuppelmittel vor, die die Innenringe der Drehlager undrehbar, jedoch eine radiale gegenseitige Verschiebung zulassend verbin- «5 den.

Durch die drehfeste Verbindung der Innenringe tritt eine Stabilisierung der gesamten Anordnung ein, die Schvvingungserscheinungen innerhalb der Lageranordnung unterdrückt und einem ruhigen Lauf der Rohrabschnitte auch bei höheren Geschwindigkeiten förderlich ist. Die radiale Verschiebbarkeit gestattet ein unabhängiges Nachrücken der einzelnen Rohrabschnitte in Richtung der von der Walze ausgeübten Kraft.

Im einzelnen kann vorgesehen sein, daß die Innenringe der Ringlager auf unmittelbar an dem Druckkissen abgestützten Büchsen angeordnet sind, an dcnen die Kuppelmittel angreifen.

Auf diese Weise können z. B. handelsübliche Ringlager verwendet werden, ohne daß an den Innenringen der Wälzlager Änderungen vorgenommen werden müßten. Auch kann durch diese Maßnahme eine gegenüber der Lagerbreite verbreiterte Aoslützfläche auf dem Druckkissen erreicht wcrd_r..

In der bevorzugten Ausführungsform sind die Kuppelmittel als axiale Verzahnungen ausgebildet, die mit entsprechenden benachbarten Verzahnungen im Eingriff stehen und eine geringe radiale Bewegung <ier Verzahnungen gegeneinander zulassen.

Die Verzahnungen bilden eine Klauenkupplung, die dauernd im Eingriff steht. Die Zähne sind so gestaltet, daß sie dabei nicht unverrückbar aneinander festliegen, sondern noch eine geringe Verlagerungsmöglichkeit aufweisen. Diese soll so groß sein, daß die bei einer Durchbiegung des Querhaupts oder unterschiedlichen Belastungen der einzelnen Rohrabschnitte unter entsprechender Verformung de; Druckkissens auftretenden radialen Bewegungen dei benachbarten Verzahnungen gegeneinander ohnt größere Widerstandskräfte aufgenommen werder können.

In der bevorzugten Ausführungsform ist ferne zwischen benachbarten Büchsen ein gegen Verdrehet gegenüber dem Querhaupt gesicherter Kuppelrinj vorgesehen, der die Kuppelmittel trägt.

Der Kuppelring weist also z. B. an seinen axialet Rändern Verzahnungen auf, die mit den Verzahnun gen der benachbarten Büchsen in Eingriff stehen, se

2 2Oi

der Kuppelring die drehfeste Festlegung benachbarter Büchsen aneinander und auch gegenüber dem Qucrhutipt vermittelt. Außerdem aber kann der Kuppelring uk Stabilisierungselement noch dadurch herangezogen werden, daß er zusätzlich am Querhaupl 5 abgestützt wird.

Es kann nämlich der Kuppelring radiale nach innen weisende Ansätze aufweisen, die außerhalb des Bereichs der Druckkissen bis zum Querhaupt reichen.

Die Kuppelringe haben eine mechanische Verbindung zum Querhaupt, in dem sie an diesem anliegen, ohne indessen wegen der Bewegungsfreiheit der Verzahnungen das freie radiale Spiel der benachbarten Büchsen und Ringlager auf dem Druckkissen in Richtung der von der Walze ausgeübten Kraft zu beeinträchtigen.

Zur Festlegung der Kuppelringe in Umgangsrichtung kann eine an dem Kuppelring angeordnete, an dem Querhaupt angreifende Stellschraube vargese- ao hen sein.

Jedem Ringlager ist eine Büchse zugeordnet, über die es sich auf dem Druckkissen abstützt. Um nun die voneinander unabhängige Beweglichkeit der Rohrahschnilte auf den Büchsen zu bewirken, ist bei »5 der bevorzugten Ausführungsform vorgesehen, daß jedes Ringlager nur einem Rohrabschnitt zugeordnet ist.

Das bedeutet, daß kein Ringlager zwei benachbarte Rohrabschnitte abstützen soll, die dann duich das Ringlager mehr oder weniger starr miteinander verbunden wären.

Zweckmäßig sind die Ringlager in der Mitte jedes Rohrabschnitts angeordnet.

Die Kuppelringe sind dann zwischen den zugehörigen Büchsen unter dem Spalt zwischen den einzelnen Rohrabschnitten vorgesehen.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.

Fig. I zeigt einen Längsschnitt durch die erfindungsgemäßc Walze;

Fig. 2 und 3 zeigen Querschnitte nach den Linien 2-2 bzw. 3-3 in F i g. I;

F i g. 4 zeigt eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt, eines Anwcndungsbeispiels der erfinduncseemäßen Walze als Brcitstreckwalze;

F i g. 5 ist eine Ansicht auf die Brcitstrcckwalzc der F i g. 4 von oben;

F i g. 6 und 7 zeigevi Ansichten entsprechend den Fig. 4 und 5 einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Walze als Reitcrwalze bei einer Papierwikkelvorrichtung.

Die in F i g. 1 als Ganzes mit I bezeichnete Walze umfaßt ein feststehendes, an den Seiten im Walzenständer undrehbar gelagertes Oucrhaupt 2, welches als massiver zylindrischer Stahlkörpcr ausgebildet ist. aber auch ein Rohr sein kann.

Unterhalb und oberhalb des Querhaupts 2 sind Druckkissen 3,4 vorgesehen, die sich über die Länge der Walze durchgehend erstrecken und sich dem Querhaupt 2 etwa in Form einer hohler. Halbschale anschmiegen. Die Druckkissen 3,4 bestehen aus elastischem Material und werden über Zuleitungen 5,6 mit einem Druckmedium, z. B. öl oder Wasser, gefüllt.

Unmittelbar auf den Druckkissen liegen Büchsen 7 auf, die den Innenrmg8 eines als Rollen- oder Kugellager ausgebildeten Ringlagers 9 tragen. Der Außenring IO des Ringlagers sitzt am Innenumfang je eines Rohrabschnittes JI, der über das Ringlager9 und die Buchse 7 auf den Druckkissen 3,4 drehbar abgestützt ist. Die Büchse 7, das Ringlager 9 und der Rohrabschnitt Il sind symmetrisch zueinander angeordnet. Sie bilden eine selbständig auf den Druckkissen 3,4 gelagerte Einheit. Die benachbarten Roitrabschnitte schließen in axialer Richtung dicht an, belassen aber einen Spalt von einigen Millimetern, der eine Durchbiegung der durch die Gesamtheit der Rohrabschnitte 11 gebildeten zylindrischen Anordnung ermöglicht, ohne daß sich die Ränder der Rohrabschnitte berühren. Die Rohrabschnitte 11 können aus Stahl, Aluminium, Kunststoff oder einem sonstigen geeigneten Material bestehen. Statt der einfachen Ringlager 9 können jedem Rohrabschnitt auch zwei nebeneinander angeordnete Ringlager zugeordnet sein. Auch die Verwendung von zweireihigen Lagern ist möglich.

Zwischen den Büchsen 7 sin.i Kuppelringe 13 angeordnet, die die Druckkissen 3,-* ähnlich wie die Büchsen 7 unmittelbar umgeben, aber auf der Außenseite einen Abstand zum Innenumfang der Roiirabsehnittc Il belassen. Die Kuppelringe 13 weisen Ansätze 14, 15 auf, die einen von den Druckkissen 3, 4 (s. Fig. 3) belassenen Zwischenraum durchgreifen und an dem Querhaupt 2 anliegen. Durch den Ansatz 15 ist eine radiale Stellschraube 16 geführt, die in das Querhaupt eingreift und den Kuppelring 13 an einer Verdrehung auf dem Querhaupt hindert.

Die Büchsen 7 und die Kuppelringe 13 weisen ineinander eingreifende axiale Verzahnungen 17 auf, die beide nach Art einer Klauenkupplung miteinander drehfest verbinden. Die Verbindung geschieht jedoch so, daß noch eine geringe radiale Beweglichkeit der Büchsen 7 gegenüber den Kuppelringen 13 besteht. Die Büchsen 7 können sich also mit den darauf gelagerten Rohrabschnitten II unter Verformungen der Druckkissen 3,4 etwas radial bewegen, jedoch nicht auf den Druckkissen 3,4 in Umfangsrichtung verrutschen. Die Kuppelringe 13 sind an der Lagerung der Rohrabschnitte 11 nicht beteiligt, sondern dienen nur der drehfesten Stabilisierung der Büchsenanordnung. Die Rclativbewegungen an den Axialverzahnungen 17 treten nur relativ selten auf, wenn nämlich eine Veränderung der Durchbiegung der Walze erfolgt oder die Walze sich veränderten Spannungen der Bahn durch Verlagerung einzelner Rohrabschnittc anpaßt. Da es sich nicht um eine Verlagerung bei jeder Wal/cnumdrehung handelt, Ist der verschleiß an diesen Stellen auch relativ gering.

Die einzelnen Rohrabschnittc 11 sind untereinander durch innen angeklebte elastische Manschetten 18 verbunden. Die Manschetten 18 Viaben die Aufgabe, das Eindringen von Verunreinigungen vom Äußeren der Walze in den die Lagerung enthaltenen Zwischenraum zwischen dem Querhaupt und dem Innenumfang der Rohrabschnitte Il zu verhindern.

Wenn die Walze 1 angetrieben ist, ζ B. über ein Antriebsrad 20 und elastische Kupplung 19, kommt den Manschetten die zusätzliche Aufgabe zu, die Rohrabschnitte 11 drehfest, jedoch unter Belassung ihrer im wesentlichen freien gegenseitigen radialen Beweglichkeit zu kuppeln.

Die Walze 1 kann, wie es in F i g. 1 rechts dargestellt ist, als Stahlwalze verwendet werden, bei der die Rohrabschnitte 11 selbst unmittelbar an der Warenbahn anliegen. Es ist aber auch möglich, die

ganze Walze mit einem elastischen Oberzug 21 aus Kunststoff oder Gummi zu versehen, wie es in F i g. I links dargestellt ist.

In den Fig.4 und 5 ist die erfindungsgemäße Walze 1 als Breitstreckwalzc eingesetzt. Sie weist je nach der erforderlichen Breitstreckwirkung eine bestimmte Durchbiegung auf, die im Sinne der Vorlauf richtung 22 der Warenbahn 23 vorgewölbt ist. Die Warenbahn 23 läuft, wie aus Fig. 4 ersichtlich, mit einem gewissen, von dem Material abhängigen Umschlingungswinkel über die Breitstreckwalzc Da die Rohrabschnittes Il die Warenbahn 23 in einer Radialebene mitnehmen wollen und zur Querrichtung der Warenbahn eine Winkel aufweisen, wird die Warenbahn beim Überfahren der Breilsstreckwalze 1 auseinandergebogen, wie es in F i g. 5 schematisch angedeutet ist.

Der besondere Vorteil bei dieser Ausführungsform ist, daß die Hreitstreckwirkung mit einer über die Breite der Bahn 23 gleichmäßigen Kraftausübung cinhcrpeht, so daß auch die Bahnspannung vergleichmiißigt wird, was für den einwandfreien, d.h. l'altenfrcien Lauf der Bahn 23 und die Erzielung gleichmäßiger Wickel von großer Bedeutung ist.
In dem Ausführungsbeispiel der Fig. 4 und 5 kommt vorzugsweise die in F i g. 1 rechts dargestellte Walzenausführung ohne Überzug in Betracht.

In den F i g. 6 und 7 ist die erfindungsgemäße Walze I als Bclastungswalze in einer Zwciwalzen-Wickelvorrichtung dargestellt. In dieser Vorrichtung wird eine Papierbahn 27 zu einem Wickel 24 aufgerollt, der auf Stützwalzen 25, 26 umläuft. Die Belastungswalze drückt von oben auf den Wickel 24. Durch die Vorsehung der Druckkissen 3,4 ergibt

»5 sich eine über die Breite der Papierbahn 27 gleichmäßige Belastung und in deren Folge ein gleichmäßig fester Wickel 24.

In dem Ausführungsbeispiel der Fig. 6 und 7 kommt die in F i g. 1 links dargestellte Ausführung

ao mit einem Überzug 21 in Betracht.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

.1

1. Walze zur Ausübung eines gleichmäßigen Drucks, weiche ein undrehbares Querhaupt und mehrere das Querhaupt drehbar umgebende, mit geringem Abstand in Längsrichtung aneinander anschließende, den arbeitenden Walzenumfang bildende Rohrabschnitte aufweist, die über Ringlager und mindestens ein auf der Druckseite zwiscben den Ringlagern und dem Querhaupt angeordnetes, mit einem Druckmedium gefülltes Druckkissen an dem Querhaupt gelagert sind, dadurch gekennzeichnet, daß Kuppelnjjttel vorgesehen sind, die die Innenringe (8) der Ringlager (9) undrehbar, jedoch eine radiale gegenseitige Verschiebung zulassend verbinden.

2. Walze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenringe (8) der Ringlager (9) auf unmittelbar an den Druckkissen (3,4) abgestützten Büchsen (7) angeordnet sind, an denen die Kuppelmittel angreifen.

3. Walze nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kuppelmittel als axiale Verzahnungen (17) ausgebildet sind, die mit entsprechenden benachbarten Verzahnungen (17) in Eingriff stehen und eine geringe radiale Bewegung der Verzahnungen (17) gegeneinander zulassen.

4. Walze : ach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen benachbarten Buchsen (7) ein gegen Vcrdreiiin gegenüber dem Querhaupt (2) gesicherter Kurpelring (13) vorgesehen ist, der die Kuppelmittel trägt.

5. Walze nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Kuppelring (13) radiale nach innen weisende Ansätze (14. IS) aufweist, die außerhalb des Bereichs der Druckkissen (3,4) bis zum Querhaupt (2) reichen.

6. Walze nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine an dem Kuppelring (U) angeordnete, an dem Querhaupt (2) angreifende Stellschraube (16) vorgesehen ist.

7. Walze nach einem der Ansprüche 1 bis 6. dadurch gekennzeichnet, daß jedes Ringlager (9) nur einem Rohrabschnitt (11) zugeordnet ist.

8. Walze nach einem der Ansprüche I bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringlager (9) in der Mitte jedes Rohrabschnitts (11) angeordnet sind.