DE2321367C2 - Heizwalze für It-Kalander - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Heizwalze für Kalander zur Herstellung von U-Dichtungsplatten, die aus einem Walzenmantel mit beiderseits angeflanschten Böden besteht durch die ein Heizmedium zufuhr- und ableitbar ist.

Ziel der Erfindung ist es, die bisher als Dampffässer ausgebildeten Heizwalzen für It-Kalander so zu gestalten, daß der Walzenmantel zum Zwecke der intensiven Beheizung mit einer Vielzahl von achsparallelen, dicht unter der Walzenoberfläche liegenden peripheren Bohrungen versehen werden kann, welche vom Heizmedium mäanderförmig durchflossen werden.

Achsparallele, dicht unter der Walzenoberfläche liegende, periphere Hohlräume sind seit langem durch die USA.-Patentschrift 1 651 502 bei anderen Kalandern zur Kautschuckverarbeitung bekannt. Die Walze besteht hier aus einem einzigen Gußstück, mi' entsprechend vorgesehenen Hohlräumen. Die Herstellung eines solchen Gußstückes mit Hohlräumen ist aber sehr schwierig und läßt sich nur für sehr geringe Walzendurchmesser durchführen, da bei gröberen Walzendurchmessern eine Auswuchtung dieses Gußstückes nicht mehr möglich ist.

Aus der DT AS 1 152 530 ist eine Kalanderwalze bekanntgeworden, welche ebenfalls aus einem Gußstück besteht, welches aber dicht unter der Waizenoberfläche liegende periphere Bohrungen für das Heizmedium aufweist. Die Zuführung erfolgt hier durch einen in der Achse angeordneten Kanal, zu welchem Schrägbohrungen geführt sind. Auch diese Walze eignet sich nur für geringe Durchmesser, da bei großen Durchmessern das Walzengewicht zu groß würde.

Schließlich ist durch die DT-AS 1 003 946 eine Walze bekanntgeworden, die aus einem Kern mit auf dem Umfang angeordneten wendeiförmigen Kanälen besteht. Auf diesen Kern wird ein Walzenmantel aufgeschrumpft. Auch das ist nur bei kleinen Walzendurchmessern möglich. Die Herstellung von It-Platten ist mit diesen Kalanderwalzen we^en des zu geringen Durchmessers nicht wirtschaftlich.

It-Platten sind Dichtungsplatten aus gummigebundenen Asbestfasern, welche auf Zweiwalzen-Kalandern hergestellt werden, die mit einer beheizten und einer gekühlten Walze ausgestattet sind. Das in Rührwerken unter Hinzufügung von Kautschuklösung vorbereitete breiartige bis krümelige Asbest-Kautschuk-Gemisch wird dem Walzenspalt gleichmäßig verteilt zugeführt

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der Platte auf der Heizwalze wird die fertige It-Dichtungsplatie in Walzenachsenlängsrichtung aufgetrennt und abgezogen. Die Breite der fertigen It-Platte deckt sich mit der Länge des Heizwalzenmantels, während die It-Platten-Länge dem Heizwalzenumfang entspricht.

Aus wirtschaftlichen Gründen ist es zweckmäßig, möglichst große Platten in einem Arbeitsgang herzustellen, wozu natürlich auch entsprechend große Heizwalzen benötigt werden.

Gängige Heizwalzen haben im allgemeinen einen Durchmesser von fOOO bis 2000 mm, wobei die Walzenbreite 1600 bis 3100 mm beträgt

Dieses entspricht It-Platten-Fertigmaßen zwischen 1500 χ 3000 und 3000 χ 6000 mm.

Um saubere glatte Plattenoberflächen zu erhalten, ist die Oberfläche der Heizwalzen fein geschliffen. Da diese Oberfläche während des Walzvorganges sehr hohen spezifischen Kräften ausgesetzt ist, muß sie außerdem ha-t sein, weshalb man vorzugsweise Kokillenhartguß für diese Walzen anwendet.

Um weiterhin das Gewicht dieser relativ großen und schweren Walzen so gering wie möglich zu halten und zudem eine Beheizung derselben mittels Dampf von innen her zu ermöglichen, wurden sie bislang als Mantelwalzen mit beiderseits angeflanschten gewölbten Böden ausgeführt.

Die Bödenmitten sind als Hohlzapfen ausgebildet, welche in Walzenlagcrn laufen. Durch die Hohlzapfen wird der Heizdampf in das Walzeninnere hinein- bzw. das Kondensat herausgeführt.

Zur Erzielung hoher Heizwalzen-Oberflächentemperaturen werden Sattdampfdrücke bis 16 atü angewandt. Dieser hohe Dampfdruck macht erforderlich, daß die Böden aus Stahlguß hergestellt werden.

Diese bekannten Heizwalzen haben verschiedene Nachteile.

Das große Gewicht von Walzenmantel und Böden bedingt sehr lange Aufheizzeiten. Infolge der relativ großen Wanddicke des Walzenmantels reagiert die Walze auf etwa erforderliche Temperaturänderungsimpulse außerordentlich träge.

Außerdem ist damit das Temperaturgefälle zwischen Innenwand und Walzenoberfläche hoch, was zu Spannungen im Walzenmaterial und erhöhter Bruchgefahr führt.

Die Abdichtung zwischen Walzenmantel und Böden ist störungsanfällig, weil Schrauben und Dichtungen, bedingt durch die Walzenrotation, andauernden Wechselbeanspruchungen unterworfen sind.

Da Stahlguß einen höheren Wärmeausdehnungskoeffizient als Hartguß hat, dehnen sich die Randzonen des Walzenmantels im Durchmesser stärker aus als die Mitte. Um die im aufgeheizten Zustand notwendige Zylinderform des Walzenmantels zu erhalten, muß derselbe im Kaltzustand an den Rändern leicht kegelig geschliffen werden. Dieses Kegeligschleifen ist sehr um-

standiich und erfordert viel Erfahrung.

Der hohe Dampfdruck und das große Volumen der Heizwalze machen diese zum »Dampffaß«. Das bedeutet, daß dieselbe von der jeweils zuständigen Technischen Überwachungssielle (TÜV) geprüft und abgenommen werden muß, was sehr viel Zeit erfordert und auch entsprechende Kosten verursacht.

Die Walze gemäß der Erfindung vermeidet diese Nachteile. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine Heizwalze so zu gestalten, daß auch bei den gro- ie> ßen Durchmessern der U-Kalancerheizwalzen eine Beheizung der Walze allein durch achsparallele, periphere Bohrungen möglich wird.

Die Erfindung besteht darin, daß die Walzenböden eine Vielzahl von Radialbohrungen aufweisen, die zur Zu- und Ableitung des Heizmediums in eine Vielzahl von peripheren, achsparallelen Bohrungen im Walzenmantel münden.

Auf diese Weise wird es möglich, ohne Abdichtungsschwierigkeiten eine Beheizung des Walzenmantels durch eine Vielzahl von peripheren achsparallelen Bohrungen im Walzenmantel vorzunehmen. Denn auf diese Weise ist erreicht, daß sich die großen Walzenböden ebenso bei der Beheizung dehnen wie der Wafzenmantel.

Baulich wird die Heizwalze besonders einfach, wenn die Walzenböden für die gegenseitige Verbindung von peripheren Bohrungen im Walzenmantel, die nicht an Radialbohrungen der Walzenböden angeschlossen sind. Nuten aufweisen. Dieses sichert einen einfachen Auf- 3c bau.

Das Heizmedium strömt_ also aus. de- Zulaufparfe der Hohlachse durch die Ridklbohrung des Walzenbodens in die entsprechenden Pcripberbo^ungsgruppen des Walzenmantel, durchströmt dieselben mäander- a förmig und verläßt den Walzenmantel auf der Gegenseite ebenfalls über die Radialbohrungen des anderen Walzenbodens über die Auslaufbohrung der Hohlachse.

Auf diese Weise werden alle Hauptteile der Walze. also Hohlachse. Böden und Mantel praktisch gleichzeitig erwärmt, was für eine s;ichere Befestigung des Walzenmantels auf der Achse und für die Einhaltung einer hohen Rundlaufgenauigkeit von besonderer Wichtigkeit ist.

Die Werkstoffe von Hohlachse und Böden werden auf den des Walzenmantels, der vorzugsweise aus Kokillenhartguß besteht, so abgestimmt, daß die Wärmeausdehungskoeffizienten gleich bzw. weitgehend gleich liegen. Damit bleibt der Walzenmantel auch im aufgeheizten Zustand zylindrisch, und es treten auch keine Kräfte in axialer Richtung auf, welche die Verbindungen zwischen Mantel und Hohlachse belasten können.

Die erfindungsgemäße Heizwalze weist gegenüber den bekannten Heizwalzen für It-Kalander folgende Vorteile auf;

1) bei gleicher Mediumtemperatur werden höhere Walzenoberflächentemperaturen erzielt;

2) die Aufheizzeit der Walze wird beträchtlich verkürzt. Auf Temperaturregelimpulse reagiert sie schneller;

3) das Temperaturgefälle zwischen Heizkanälen und Walzenoberfläche ist geringer. Dadurch werden die Materialspannungen im Walzenmaterialgefüge vermindert und die Rißgefahr herabgesetzt:

4) da die Beheizung der Walze durch Heizkanäle mit realtiv geringem Querschnitt erfolgt, ist bei dieser Walze eine Abnahme durch technische Überwachungsstellen, wie sie bei den bisher gebräuchlichen Walzen notwendig war, nicht mehr erforderlich;

5) die erfindungsgemäße Walze ist unfallsicherer, weil bei einem Walzenriß das Medium nur an einer Stelle austritt, während es bei einer konventionellen Walze zu einer Explosion kommen kann;

6) neben Heißwasser als Medium von realtiv hohem Druck kann auch öl für noch höhere Walzenoberflächentemperaturen als Wärmeträger bei praktisch drucklosem Umlauf zur Anwendung kommen;

7) die Zylindrizität der Heizwalze ist bei jeder Walzentemperatur gesichert;

8) feste Verbindungen des Walzenmantels mit der Stahlachse gewährleisten in jedem Temperaturbereich eine hohe Rundlaufgenauigkeit der Walze.

Das Wesen der Erfindung wird an Hand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 den Längsschnitt durch eine Walze,

F i g. 2 die Seitenansicht auf eine Walze gemäß Fig. 1, wobei der linke Walzenboden fortgelassen wurde, um dl;-' Lesbarkeit der Zeichnung zu verbessern,

F i g. 3 einen Schnitt durch die Radialbohrungen des linken Walzenbodens.

Ein mit peripheren Bohrungen 2 versehener Walzenmantel 1 stützt sich mit Walzenböden 3 und 4 auf einer Hohlwelle 5 ab, welche in nicht dargestellten Walzenlagern gelagert ist.

Die Walzenböden 3 und 4 sind an dem Walzenmantel 1 mittels Schrauben 6 befestigt. Dichtungen 7 verhindern ein Austreten des Heizmediums an dieser Steile.

Die Befestigung der Walzenböden 3 und 4 auf der Hohlwelle 5 erfolgt mittels Konusspannelementen 8, welche eine sichere Drehmomentübertragung gewährleisten und für eine gute Zentrierung des Walzenmantels 1 sorgen.

Die Zufuhr des Heizmediums erfolgt über einen Anschlußkopf, welcher nicht dargestellt ist, in Pfeilrichtung von links durch einen durch ein Verteilerrohr 9 gebildeten Ringraum 10 durch Radialbohrungen 11 zu den peripheren Bohrungen 2 des Walzenmantels 1.

Die Radialbohrungen 11 und 15 der Walzenböden 3 und 4 sind durch Stopfen 12 verschlossen.

Ringdichtungen 13 verhindern, daß das Heizmedium zwischen der Hohlwelle 5 und den Walzenböden 3 und 4 heraustreten kann.

Nuten 14 in den Walzenböden 3 und 4 leiten das Heizmedium von einer peripheren Bohrung 2 in die andere, so daß das Heizmedium innerhalb einer Gruppe von Bohrungen 2 einen Teil des Walzenmantels 1 mäanderförmig durchströmt.

Auf der rechten Walzenseite fließen alle Teilströme durch Radialbohrungen 15 im Walzenboden 4 gleichmäßig zurück und treffen sich in einer Rücklaufbohrung 16 der Hohlwelle 5, welche das Heizmedium in den Anschlußkopf zurückleitet.

Auf diese Weise findet eine gleichmäßige Erwärmung aller vom Heizmedium durchströmten Teile statt.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

1. Patentansprüche:

   I. Heizwalze für Kalander zur Herstellung von ft-Dichtungsplatten, die aus einem Walzenmantel mit beiderseits angeflanschten Böden besteht, durch die ein Heizmedium zuführ- und aWeitbar ist, d a durch gekennzeichnet, daß die Walzenböden (3, 4) eine Vielzahl von Radialbohrungen (11, 15) aufweisen, die zur Zu- und Ableitung des Heizmed'nas in eine Vielzahl von peripheren, achsparallelen Bohrungen (2) im Walzenmantel (1) münden.
2. 2. Heizwalze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Walzenböden (3,4) für die gegenseitige Verbindung von peripheren Bohrungen (2) im Walzenmantel (1), die nicht an Radialbohrungen (11,15) der Walzenböden (3, 4) angeschlossen sind. Nuten (14) aufweisen.

   und unter hohem Druck zu einer dünnen Schicht ausgelt

   walzt

   Dabei dient die im Durchmesser meist kleinere gekühlte Walze (Kaltwalze) als Anpreßwalze, während 5 die größere beheizte Walze (Heizwalze) als Arbeitswalze dient, auf welcher das Gemisch in sehr dünnen Lagen nach und nach spiralförmig aufgeschichtet und gleichzeitig vulkanisiert wird. Die während des Aufheizens frei werdenden Lösungsmitteldämpfe werden abgesaugt.

   Nach beendeter Aufschichtung und Vulkanisation