DE2452734C3

DE2452734C3 - Heizzylinder

Info

Publication number: DE2452734C3
Application number: DE2452734A
Authority: DE
Inventors: Peter Paul Stockholm N.J. Stanislaw (V.St.A.)
Original assignee: Morrison Machine Co Paterson Nj (vsta)
Current assignee: Morrison Machine Co Paterson Nj (vsta)
Priority date: 1973-11-08
Filing date: 1974-11-07
Publication date: 1980-06-04
Also published as: JPS5074856A; NO743721L; NO144463C; DE2452734B2; GB1466417A; DE2452734A1; CA1042658A; JPS5918287U; NO144463B; US3903961A; JPS5939595Y2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Heizzylinder gemäß Gattungsbegriff des Patentanspruchs 1.

Es ist ein Heizzylinder dieser Art bekannt (DE-GM 74 585), bei dem die beiden Enden jedes Durchflußkanals jeweils über einen gesonderten Radialkanal mit einem zentralen Zulauf bzw. Ablauf verbunden sind. Hierdurch ergibt sich ein erheblicher konstruktiver Aufwand, der nicht nur die Herstellung erschwert, sondern bereits zu erheblichen Wärmeverlusten führt, da alle Durchflußkanäle zusammen eine erhebliche abstrahlende Oberfläche bedeuten.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Heizzylinder des Gattungsbegriff des Patentanspruchs 1 so weiterzubilden, daß bei konstruktiv geringerem Aufwand mit geringeren Wärmeverlusten gearbeitet werden kann.

Diese Aufgabe ist durch die gekennzeichneten Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst Durch diese Maßnahmen kann man die notwendigen Verbindungen zum zentralen Zulaufkanal sowie Ablaufkanal auf eine sehr geringe Anzahl an Radialkanälen beschränken. Hierdurch ergibt sich nicht nur eine erhebliche konstruktive Vereinfachung mit dem zusätzlichen Vorteil, daß optimale Querschnitte für die Radialkanäle ίο verwendet werden können und geringere Reibungsverluste auftreten, sondern auch der Vorteil, daß geringere Reibungsverluste durch Abstrahlung stattfinden, weil wesentlich weniger benetzte Oberfläche vorhanden ist

Von besonderem Vorteil ist es, wenn die Maßnahmen nach Patentanspruch 4 getroffen werden, da sich hierdurch eine sehr kompakte, materialsparende Anordnung ergibt, insbesondere wenn zusätzlich die Maßnahmen nach Patentanspruch 5 getroffen werden.

Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Unteransprüchen.

Die Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 schaubildlich eine Ansicht des Heizzylinders nach der Erfindung;

F i g. 2 einen Teil-Längsschnitt durch das Zylinderende für Zulauf und Ablauf;

F i g. 3 emen Teil-Querschnitt längs der Linie 3-3 der Fig. 2;

ίο Fig.4 eine schaubildliche Teildarstellung des Zylindermantels mit Durchflußkanälen und Zulauf- und Ablauf ringkanal;

F i g. 5 in einer abwicklungsartigen Wiedergabe die annähernd U-förmigen Durchflußkanäle des Heizzylin-)^r) ders nach der Erfindung; und

F i g. 6 einen Teil-Längsschnitt längst der Linie 6-6 der F i g. 2, der die Ein- und Auslässe des Zylindermantels nach der Erfindung erkennen läßt.

Die Zeichnung zeigt einen zylindrischen drehbaren ■to Heizzylinder 1, der eine konzentrische Zylinderinnenschale und -außenschale U bzw. 4 besitzt, die zwischen sich einen ringförmigen Durchflußraum 12 begrenzen. Die Zylinderaußenschale 4 sollte aus einem wärmeleitenden Material wie Gußeisen oder Stahl bestehen. Die ίί beiden Schalen 11 bzw. 4 münden in zwei Stirnflächen 2 und 3 aus, die Ringplatten 38 und 39 aufweisen, über die die Enden der Schalen verbunden sind und die die Enden des ringförmigen Durchflußraums 12 abdichten. Ein zentrischer Zulaufkanal 6 erstreckt sich durch die ">« Stirnfläche 3 und ist in konzentrischen Lagern 7 und 8 (am besten in F i g. 1 zu erkennen; drehbar gelagert. Die gegenüberliegende Stirnfläche 2 weist einen abstützenden Wellenabschnitt 9 auf, der in einem konzentrischen Lager 10 angeordnet ist. Ein konzentrischer Ablaufka^r> "> nal 5, der in dem zentrischen Zulaufkanal 6 angeordnet ist, dient zum Abzug des Heizmediums nach seiner Verwendung. Der Zulaufkanal 6 erstreckt sich nur über eine kurze Strecke in der Walze an der Stirnfläche 3 vorbei und mündet dann in eine Zwischenwand 44 aus. ho Einzelheiten dieser Ausführung werden nachstehend wiedergegeben. Gewünschtenfalls kann die Zwischenwand 44 entfernt, der Ablaufkanal 5 geschlossen und der Wellenabschnitt 9 hohlrohrartig ausgebildet werden, um das Heizmedium über die Stirnfläche 2 ablaufen zu lassen.

Die Stirnflächen 3 bzw. 2 weisen Stützstreben 40 auf, die sich radial von dem zentrischen Zulaufkanal 6 aus nach außen zu den Ringplatten 38 bzw. 39 hin

erstrecken. Diese Stützstreben 40, die an sich andere Funktionen haben, wie das unten erläutert wird, tragen auch zur Einhaltung der Zylinderform der Walze bei, selbst wenn diese beträchtlichen äußeren Drücken ausgesetzt wird.

Der Zulaufkanal 6 enthält radiale Zuführöffnungen 37 (F i g. 2), die ihn mit radial verlaufenden Radialkanälen

19 verbinden, die ihrerseits für die Verteilung des Heizmediums von dem Zulaufkanal 6 aus nach außen sorgen. Die Stützstreben 40 können als eine Wandung der RadialKanäle 19 dienen. Vorzugsweise sind vier solcher Radialkanäle 19 vorgesehen, die jeweils Winkel von etwa 90° zwischen sich einschließen und Speichen für die Übermittlung des Heizmediums von dem zentralen Zulaufkanal 6 nach außen zu dem ringförmigen Durchflußraum 12 hin bilden.

Wie mit F ig. 4 gezeigt, mündet jeder Radialkanal 19 ir einen Zulaufringkanal 22, mit dem er über öffnungen

21 in Verbindung steht Zwischen dem Zuhufringkanal

22 und der Zylinderinnenschale 11 befindet sich ein Ablaufringkanal 26. Um das frische heiße Heizmedium,

z. B. öl, vom Zulaufringkanal 22 zu dem ringförmigen Durchflußraum 12 zwischen den Schalen 11 und 4 strömen zu lassen, sind radiale Verteiler 24 vorgesehen. Diese Verteiler 24 erstrecken sich durch den Ablaufringkanal 26 und sind an ihrem einen Ende über öffnungen

23 mit dem Zulaufringkanal 22 und an dem gegenüberliegenden Ende mit der Zylinderinnenschale 11 über Einlasse 25 verbunden. Es kommt daher zu keinem Kontakt oder einer Leckage zwischen frischem heißem zugeführtem öl, das durch diese Verteiler 24 strömt, und öl im Ablaufringkanal 26, das, wie unten erläutert, bereits verwendet wurde, um die Zylinderaußenschale 4 zu erwärmen und insofern eine gewisse Abkühlung erfahren hat. ü

Wie mit F i g. 5 verdeutlicht, gestattet der Einlaß 25 in den einzelnen Verteilern 24 den Durchtritt von Heizmedien in den ringförmigen Durchflußraum 12 zwischen den Schalen 11 bzw. 4. Der Durchflußraum 12 ist durch Trennwände 30 in längsgerichtete U-förmige Kanäle unterteilt, die sich zwischen den Schalen 11 bzw. 4 bzw. den Ringplatten 38 und 39 erstrecken. Ein Einlaß 25 ist für den Durchtritt von Heizmedien in die einzelnen, sich in Längsrichtung erstreckenden Kammern vorgesehen, die durch benachbarte längsverlaufende Trennwände 30 begrenzt sind. Zwischen jedem Paar längsgerichteter Trennwände 30 ist eine längsgerichtete leistenförmige Leitwand 31 vorgesehen, die sich zwischen den Schalen 11 bzw. 4 erstreckt, jedoch nur über einen Teil der Gesamtlänge der in Längsrichtung verlaufenden Kammern, und dann ein kurzes Stück vor der Endfläche 2 endet. Dadurch werden im wesentlichen U-förmige Durchflußkanäle in jeder längsgerichteten Kammer gebildet, die den Durchfluß heißen Heizmediums durch diese Kammer ermöglichen, wie das mit den v> Pfeilen der Fig.5 gezeigt ist. Jeder im wesentlichen U-förmige Durchflußkanal hat einen Zulaufabschnitt 45 und einen Ablaufabschnitt 46, wobei der Zulaufabschnitt 45 mit dem Verteiler 24 über den Einlaß 25 verbunden ist, während der Ablaufabschnitt 46 über den Auslaß 32 wi mit dem Ablaufringkanal 26 in ^v"^rbindung steht.

Wie insbesondere mit l· 1 g. 2 verdeutlicht, hat der Ablaufringkanal 26 eine Gestalt, die im wesentlichen die gleiche ist wie die des Zulaufringkanals 22, jedoch in Längsrichtung von der Stirnfläche 3 aus weiterreicht als ^ der Zulaufringkanal 22. Im Ablaufringkanal 26 sind Ablauföffnungen 2? vorgesehen, die mit Radialkanälen

20 in Verbindung stehen, die ihrerseits an den zentralen

Zulaufkanal 6 über radiale Ablaufoffnungen 28 angeschlossen sind. Vorzugsweise sind vier annähernd radial verlaufende Radialkanäle 20 vorgesehen, die wiederum radial von dem Zulaufkanal 6 ausgehende Speichen bilden und zwischen sich jeweils Winkel von etwa 90° einschließen. Einer winkelförmigen Anordnung dieser Radialkanäle 20 ist der Vorzug zu geben, um sicherzustellen, daß jeder der annähernd radial verlaufenden Radialkanäle mit dem Zulaufkanal 6 an einer Stelle in Verbindung steht, die im wesentlichen stromabwärts in bezug auf die Zulauföffnungen 37 liegt, über die die radial ausgerichteten Radialkanäle 19 angeschlossen sind.

In dem Zulaufkanal 6 ist zwischen den radialen Zulauföffnungen 37 und den radialen Ablaufoffnungen 28 ein Abstandsstück 13 mit Innengewinde (das zugehörige Gewinde ist mit 14 bezeichnet) vorgesehen, das einen Ablaufkanal 5 mit Außengewinde aufnimmt, um einen koaxialen Ablaufkanal für das Heizmedium zu erhalten. Das gesamte Heizmedium, das in den Ringraum zwischen dem Ablaufkanal 5 und dem zentralen Zulaufkanal 6 einströmt, strömt über die Zulauföffnungen 37 nach außen. Das Heizmedium tritt nach seiner Rückführung in einem stromabwärts davon befindlichen Gebiet 17 in den Zulaufkanal 6 ein, wobei es die radialen Ablaufoffnungen 28 durchsetzt und dann über den Ablaufkanal 5 abgezogen wird.

Der Heizzylinder ist ferner mit im Abstand voneinander in radialer Richtung angeordneten Verstrebungen 18 versehen, die als sich von dem Zulaufkanal 6 radial erstreckende Speichen ausgebildet sind, um so für eine zusätzliche Abstützung der Zylinderinnen- und -außenschale zu sorgen und darauf ausgeübtem äußerem Druck weiteren Widerstand entgegenzusetzen.

Wie mit F i g. 2 gezeigt, tritt das Heizmedium über den Ringraum zwischen dem Zulaufkanal 6 und drm Ablaufkanal 5 ein Es gelangt dann durch vier radiale Zulauföffnungen 37 in die Radialkanäle 19 und dann durch die Zulauföffnungen 21 in den Zulaufringkanal 22. In diesem wird es dann auf die einzelnen im wesentlichen U-förmigen Durchflußkanäle im Durchflußraum 12 verteilt, wobei es über die öffnungen 23, die radialen Verteiler 24 und die Einlasse 25 in die Curchflußkanäle 45, 46 gelangt. Nach dem Durchlauf durch einen Durchflußkanal, d. h. von der Stirnfläche 3 aus längs des Umfangs des Zylinders im Bereich des Zulaufabschnitts 45 bis zur Stirnfläche 2, herum um die Leitwand 31 und in ähnlicher Weise längs des Ablaufabschnitts 46, schließlich zurück zur Stirnfläche 3, gelangt das Heizmedium zum Auslaß 32. Kein Heizmedium durchwandert mehr als einen solchen U-förmigen Durchflußkanal 45, 46, ehe es über den Auslaß 32 zurückgeführt und abgezogen oder erneut in den Kreislauf eingespeist wird. Die Durchschnittstemperatur über die Länge der einzelnen Kammern ist im wesentlichen gleichförmig, da das öl an derselben Seite des Zylinders austritt, an der es auch in diesen eintritt.

Die Rückführung des Heizmediums erfolgt dann über die Auslässe 32 in den Abhufringkanal 26. Das Heizmedium ist dann zwar immer noch verhältnismäßig heiß, jedoch kälter als das neue zuströmende Heizmediiim, das über die radialen Verteiler 24 zutritt, die sich dur^h den Ablaufringkanal 26 erstrecken. Die Abkühlung des neuen oder frischen Heizmediums wird somit auf einem absoluten Minimum gehalten, da es nur in geringem Umfang zu einem Wärmeübergang durch die Wandungen dieser verhältnismäßig kurzen radialen

5 6

Verteiler 24 kommt. Das Heizmedium gelangt dann Gewinde-Abstandsstück 13 liegt, in den zentr

durch die Ablauföffnungen 27 in die einzelnen radial Zulaufkanal 6. Das jetzt etwas abgekühlte Heizmed

verlaufenden Radialkanäle 20 und durch radiale durchströmt dann den Ablaufkanal 5, wobei es durcl·

Ablauföffnungen 28 in dem Gebiet 17, das in bezug auf Zwischenwand 44 an einem weiteren Strömer

die Stirnfläche 3 stromabwärts von dem ringförmigen > Längsrichtung durch den Zylinder gehindert wird.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Heizzylinder mit einem doppelwandigen Zylindermantel, der durch axialverlaufende Durchflußkanäle für ein Heizmedium unterteilt ist, deren Anfang und Ende an demselben Zylinderende jeweils an einem Einlaß bzw. Auslaß angeschlossen sind, die ihrerseits über Radialkanäle an einen zentralen Zulauf- bzw. Ablaufkanal angeschlossen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlasse (25) und die Auslässe (32) an einen unmittelbar unterhalb des Zylindermantels (4, 11) liegenden gemeinsamen Zulaufringkanal (22) bzw. Ablaufringkanal (26) angeschlossen sind und dieser über Radialkanäle (19; 20) mit dem Zulaufkanal (6) bzw. Ablaufkanal (5) verbunden ist

2. Heizzylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wie an sich bekannt, die Durchflußkanäle (45,46) U-förmige Kanäle sind, die jeweils durch zwei axial durchgehende Trennwände (30) und eine dazwischenliegende Leitwand (31) gebildet sind, die am einen Zylinderende Einlaß (25) und Auslaß (32) dieses Durchflußkanals voneinander trennt und am anderen Zylinderende kurz vor diesem endet.

3. Heizzylinder nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß, wie an sich bekannt, Einlasse (25) und Auslässe (32) von abwechselnd in Umfangsrichtung im Abstand voneinander über den Umfang des Zylinders verteilten Öffnungen der Zylinderinnenschale (U) gebildet sind.

4. Heizzylinder nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß Ablaufringkanal (26) und Zulaufringkanal (22) zueinander konzentrisch angeordnet sind und von diesen der radial weiter innen liegende Ringkanal (22) über den außen liegenden anderen Ringkana! (26) durchgreifende radiale Verteiler (24) mit den zugeordneten Öffnungen (25) der Zylinderinnenschale (U) verbunden ist.

5. Heizzylinder nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Ringkanäle (22, 26) einen gemeinsamen Wandungskörper aufweisen.

6. Heizzylinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 5, bei dem die Radialkanäle axial versetzt an den zentralen Zulaufkanal bzw. Ablaufkanal angeschlossen und letztere konzentrisch an einem Ende des Zylinders angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Radialkanäle (19; 20) unmittelbar an den zentralen Zulaufkanal (6) bzw. Ablaufkanal (5) angeschlossen sind.