DE2550366B2 - Durchbiegungsausgleichwalze - Google Patents

Description

ίο Die Erfindung betrifft eine Durchbiegungsausgleichwalze mit einem feststehenden Träger und einem um diesen drehbaren Walzenmantel, der auf mindestens einem am Träger beweglich geführten hydrostatischen Stützelement abgestützt ist, das einerseits durch in mindestens einem Druckraum wirkenden hydrostatischen Druck gegen den Walzenmantel angedrückt wird und andererseits hydrostatische Lagertaschen aufweist, die durch Drosselbohningen mit dem Druckraum verbunden sind und zur Bildung einer hydrostatischen Lagerung des Walzenmantels auf dem Stützelement dienen, wobei im Träger eine Bohrung zur Zufuhr der Druckflüssigkeit in den Druckraum ausgebildet ist, und die aus den Lagertaschen des Stützelementes ausfließende hydraulische Flüssigkeit in einen Zwischenraum ausströmt, der sich zwischen dem Walzenmantel und dem Träger befindet, und aus welchem sie durch den Träger abgeleitet wird.

Bei einer Durchbiegungsausgleichwalze dieser Art, die aus der US-PS 35 87 152 bekannt ist, erfolgt die Ableitung der aus den hydrostatischen Stützelementen austretenden Druckflüssigkeit, z. B. Drucköl, aus dem Zwischenraum zwischen dem Walzenmantel und dem Träger durch eine zusätzliche Bohrung im Träger, welche parallel zur Bohrung verläuft, durch welche die Druckflüssigkeit zugeführt wird. Die Ausbildung zweier Bohrungen im Träger ist jedoch teuer und hat zudem den Nachteil, daß der Träger übermäßig geschwächt wird. Wenn, wie das bei der bekannten Ausführungsform der Fall ist, die Bohrung für die Zufuhr der Druckflüssigkeit der Achse dos Traget s angeordnet ist und die Bohrung zu ihrer Ableitung seitlich davon, erhält man einen Träger mit zur Kraftrichtung asymmetrischem Querschnitt, welcher sich bei einer Belastung nicht nur in der Ebene der Kraftrichtung sondern auch quer dazu verbiegt. Dadurch wird die Erzielung klarer Kraftverhältnisse im Preßspalt erschwert.

Die Erfindung hat die Schaffung einer Durchbiegungsausgleichwalzp zum Ziel, bei welcher das aus den hydrostatischen Stützelementen auftretende Druckmittel auf einfache Weise unter minimaler Schwächung des Trägers abgeleitet werden kann.

Die erfindungsgemäße Walze, durch welche dieses Ziel erreicht wird, ist dadurch gekennzeichnet, daß zur Ableitung der hydraulischen Flüssigkeit aus dem Zwischenraum zwischen dem Träger und dem Walzenmantel ein in der Bohrung des Trägers angeordnetes Rohr vorgesehen ist, das an seinen beiden Enden gegenüber der Wand der Bohrung abgedichtet ist und aus einem innerhalb eines vor dem Stützelement liegenden Endbereiches des Walzenmantels befindlichen Abschnitt des Trägers in einen anschließenden, außerhalb des Mantels befindlichen Abschnitt führt, wobei der Innenraum des Rohres für die Zufuhr der Druckflüssigkeit zum hydrostatischen Stützelement dient, und der Ringraum zwischen der äußeren Wand des Rohres und der Bohrung durch eine Querbohrung im Träger an den Zwischenraum angeschlossen ist und

zur Ableitung der Flüssigkeit dient.

Auf diese Weise kann zur Ableitung der hydraulischen Flüssigkeit die bestehende Bohrung im Träger benützt werden, wodurch die Schwächung des Trägers minimal ist. Da sich das Rohr nur über einen kurzen Abschnitt der Bohrung erstreckt, braucht diese an der Stelle des Rohres nicht ausgeweitet zu sein. Wenn hingegen an der Stelle des Rohres die zentrale Bohrung etwas ausgeweitet ist, kann der Rest der Bohrung, welcher nurdet Zufuhr der Druckflüssigkeit dient, einen besonders kleinen <Juerschnitt aufweisen. Die Schwächung durch die Ausweitung im kurzen Endabschnitt des Trägers fällt dabei nicht ins Gewicht.

In diesem Zusammenhang muß darauf hingewiesen werden, daß in Bohrungen eingelegte Rohre für die Zufuhr eines flüssigen Mediums, welches durch einen Zwischenraum zwischen dem Rohr und der Bohrung wieder abgeleitet wird, im Prinzip bekannt sind, siehe z. B. die GB-PS 11 14 033. Es handelt sich dabei jedoch um eine flüssigkeitsgekühlte Walze, bei welcher andere Verhältnisse als bei einer Durchbiegungsausgleichwalze vorliegen. Insbesondere ist dabei der Kern der Walze nicht den hohen Beanspruchungen ausgesetzt, wie es bei einem Träger einer Durchbiegungseinstellwalzv,-der Fall ist. Außerdem erstreckt sich dabei das Rohr praktisch entlang der ganzen Länge der Bohrung.

Vorzugsweise kann im Zwischenraum zwischen dem Träger und dem Walzenmantel eine Schöpfvorrichtung für die hydraulische Flüssigkeit angeordnet sein, welche in die im Zwischenraum befindliche Flüssigkeit eingreift, mit einer gegenüber der Umfangsrichtung des Walzenmantels unter einem spitzen Winkel geneigten Fläche versehen ist und durch die Querbohrung mit dem Ringraum zwischen der äußeren Wand des Rohres und der Wand der Bohrung verbunden ist.

Im Prinzip ist bereits eine Ableitung durch den Zwischenraum zwischen dem Rohr und der Bohrung sowie durch die Querbohrung möglich. Dabei füllt sich der Zwischenraum zwischen dem Träger und dem Walzenmantel mit der hydraulischen Flüssigkeit was zwar den Vorteil eines Temperaturausgleiches des Walzenmantels haben kann, andererseits jedoch einen hydraulischen Widerstand bei der Drehung des Walzenmantels verursacht. Durch die Schöpfvorrichtung wird ein großer Teil der im Zwischenraum im Träger um den Walzenmantel befindlichen Flüssigkeit abgeleitet, so daß nur eine kleine ringförmige Schicht am Walzenmantel verbleibt. Dadurch wird insbesondere bei hohen Drehzahlen des Walzenmantel der hydraulische Widerstand der Flüssigkeit vermindert, wobei zusätzlich noch die kinetische Energie der zusammen mit dem Walzenmantel in Bewegung befindlichen Flüssigkeit zu ihrer Ableitung ausgenützt werden kann.

Die Schöpfvorrichtung kann die Form eines im Zwischenraum zwischen dem Träger und dem Walzenmantel angeordneten Schöpfringes haben, welcher einen inneren, nach außen abgeschlossenen Hohlraum aufweist und in seinem oberen Bereich mit einer öffnung und der gegenüber der Umfangsrichtung des Walzenmantels unter dem spitzen Winkel geneigten Fläche versehen ist, die in einem im Betrieb gebildeten Flüssigkeitsring eingetaucht ist.

Die Schöpfvorrichtung kann jedoch auch die Form eines in den Zwischenraum vorstehenden Rohres haben, μ das in der im Zwischenraum im Betrieb befindlichen Flüssigkeit eingetaucht ist und an seinem Ende mit der gegenüber der Umfangsrichtung des Walzenmantel unter dem spitzen Winkel geneigten Fläche versehen ist. Durch diese Maßnahme kann ein Teil der kinetischen Flüssigkeit des mit dem Walzenmantel umlaufender, Öles zu seiner Ableitung ausgenützt werden. Diese Ausführungsform eignet sich besonders für Walzen, deren Walzenmantel eine verhältnismäßig hohe Umfangsgeschwindigkeit hat.

Die Erfindung wird anhand in der Zeichnung schematisch dargestellter Ausführungsbeispiele erläutert. Es zeigt

F i g. 1 einen Schnitt einer erfindungsgemäßen Durchbiegungsausgleichwalze,

F i g. 2 den Schnitt H-Il aus der F ig. 1,

F i g. 3 den Schnitt II I-111 aus der F i g. 1,

Fig.4 einen Teilschnitt einer anderen Ausführungsform der Erfindung,

F i g. 5 einen der F i g. 2 entsprechenden Schnitt einer anderen Ausführungsform der Erfindung, die

Fig.6 und 7 Schnitte einer weiteren Ausführungsform der Ei findung.

In der F i g. 1 ist eine Durchbieg^.tjsausgleichwalze dargestellt, wie sie aus der US-PS 38 C2 044 (P 4679) sowie der US-PS 38 85 283 (P 4638) bekannt ist. Diese enthält einen Träger 1, der in kugeligen Lagern 2 eines Rahmens 3 abgestützt ist, wobei er z. B. durch einen Zapfen 1 gegen Drehung gesichert ist. Um den Träger 1 ist ein rohrförmiger Walzenmantel 5 drehbar, der durch hydrostatische Stützelemente 6 gegen eine Gegenwalze 7 angepreßt wird. Die Gegenwalze ist mittels nicht dargestellter Lager ebenfalls im Rahmen 3 gelagert.

Die hydrostatischen Stützelemente 6 sind gemäß der erwähnten US-PS 38 02 044 ausgebildet und sind dichtend und neigbar in zylinderartigen Bohrungen 8 geführt. Ihre der Innenfläche 10 des Walzenmantels 5 zugewandten Laufflächen sind mit hydrostatischen Lagertaschen 11 versehen, die durch Drosselbohrungen 12 mit dem betreffenden Zylinderraum 8 verbunden sind.

In den Enden des Walzenmantels 5 sind gem^ß der Fig. 3 Führungsringe 13 drehbar gelagert, die mit öffnungen 14 mit parallelen Führungsfiächen 15 versehen sind. Die Führungsfiächen 15 sind ihrerseits auf parallelen Führungsflächen 16 des Trägers 1 geführt.

Die Führungsringe 13, die aus der erwähnten US-PS 38 85 283 bekannt sind, dienen zur Führung des Walzenmantels 5 gegenüber dem Träger 1 in der Ebene der hydrostatischen Stützelemente 6 und somit der Achsen der Bohrungen 8.

Der Zwischenraum 17 zwischen dem Träger 1 und dem Walzenmantel 5 ist nach außen durch Dichtungsplatten 18 und Dichtungsscheiben 19 verschlossen. Die Dichtungsplatten 18 sind am Walzenmantel 5 befestigt und weisen jede eine Nut 20 auf, in welcher sich eine Dxht.jr.gsscheibe befindet.

Die Dichtungsscheiben 19, die gegenüber dem Träger 1 neigbar sein müssen, haben innere Bohrungen, deren Durchmesser größer ist als der Durchmesser des Trägers 1 an der betreffenden Stelle. Zwischen der Dichtungsscheibe 19 und dem Träger 1 ist jeweils ein Dichtungsring 21 angeordnet.

Wie noch aus der Fig. 1 hervorgeht, sind die Dichtungsscheiben 19 gegen die Dichtungsplatten 18 durch Tellerfedern 22 -.ngepreßt, die sich gegen Stützringe 23, z. B. in einer Nut im Träger 1 eingelegte Federringe, abstütztf n.

Wie weiter aus der F i g. 1 hervorgeht, ist der Träger 1 mit einer abgestuften zentralen Bohrung 24 versehen, an welche über VerbindunRsbohrungen 25 die Bohrungen 8

für die Stützelemente 6 angeschlossen sind. Der zentralen Bohrung 24 wird die hydraulische Druckflüssigkeit aus einer Druckleitung 26 über einen Anschlußteil 27 zugeführt, der sich am Ende des Trägers 1 befindet.

Im ausgeweiteten Teil der zentralen Bohrung 24 befindet sich ein Rohr 28, das an seinen Enden gegenüber der Bohrung 24 bzw. der an diese anschließenden Bohrung 30 im Anschlußteil 27 dichtend abgeschlossen ist. Durch den Innenraum des Rohres 28 besteht eine Verbindung zwischen der Leitung 26 und dem Abschnitt der zentralen Bohrung 24. aus welchem die Verbindungsbohriingcn 25 führen.

l>findungsgemäß ist im Zwischenraum 17 /wischen dem Träger 1 und dem Walzenmantel 5 ein Schöpfring 31 ungeordnet, der den Träger umschließt (F i g. 2) und einen inneren, nach außen abgeschlossenen ringförmigen Hohlraum 32 aufweist. F.in absolut dichtender Abschluß zwischen dem Hohlraum 32 und dem Zwischenraum 17 ist dabei nicht erforderlich. Der Ring Jl ist in seinem oberen Bereich mit einer öffnung 33 und C'ncr gegenüber der Umfangsrichmng der Walze um einen spitzen Winkel ix geneiglen Schöpfplattc 34 versehen, die über den Umfang des Ringes 31 hinausragt.

Wie insbesondere aus der F i g. 2 ersichtlich ist. ist im Träger I an der Stelle des Ringes 31 eine Querbohrung ausgebildet, welche den Hohlraum 32 des Ringes 31 mit dem Zwischenraum 35 verbindet, welcher sich /wischen der Außenwand des Rohres 28 und der Innenwand des ausgeweiteten Abschnittes der Bohrung 24 befindet.

Der Anschlußteil 27 ist. wie aus der Fig. I hervorgeht, mit einer AbfluBlcitiing 36 verbunden, welche aus dem Zwischenraum 35 nach außen führt. Durch diese Leitung kann die hydraulische Flüssigkeit aus der Walze einem Behälter zugeführt werden, aus welchem sie durch eine nicht dargestellte Pumpenanlage 6 in die Leitung 26 gefördert werden kann.

Während die Fig. 2 eine Ausführungsform des Ringes 31 mit einer Schöpfplattc 34 zeigt, die nur für die durch einen Pfeil P angedeutete Drehrichtung dient, zeigt die F i g. 4 eine Ausführungsform des Ringes 31. die für beide Drehrichtungen des Walzenmantels 5 geeignet ist. Gleichzeitig wird anhand der F i g. 4 die Wirkungsweise der Erfindung erläutert.

Nach der Darstellung in der F i g. 4 enthält der Ring 31 zwei in verschiedenen Richtungen gerichtete Schöpfplatten 34' und 34". Die Schöpfplatte 34' ist für die gleiche Drehrichtung, wie sie in der F i g. 2 mit dem Pfeil fangedeutet ist, bestimmt, die Schöpfplatte 34" für die entgegengesetzte Richtung.

Im Betrieb bildet die aus den Stützelementen 6 austretende hydraulische Flüssigkeit unter dem Einfluß von Zentrifugalkraft im Zwischenraum 17 einen Flüssigkeitsring 40. Aus diesem schneidet die entsprechende Schöpfplatte, in diesem Fall die Platte 34', eine Teilströmung 41 heraus, die in den Hohlraum 32 fällt und aus diesem durch die Bohrung 34, den Zwischenraum 35 und die Leitung 36 abgeleitet wird.

Die Ableitung der hydraulischen Flüssigkeit aus dem Zwischenraum 17 der Walze erfolgt bei der vorliegenden Durchbiegungsausgleichwalze durch vollständig geschlossene Kanäle und Leitungen, so daß eine Verunreinigung der Flüssigkeit wie auch der Umgebung vermieden wird.

Obwohl die Erfindung anhand einer Durchbicgungsausgleichwalze mit mehreren kolbenartigen Stützelementen 6 erläutert wurde, versteht es sich, daß die

Erfindung auch bei einer Walze verwendbar ist, welch ein einziges, längliches, leistenartiges Stützelemen enthält. Eine solche Walze ist ebenfalls aus der US-Pi 38 02 044 bekannt.

Die Fig. 5 zeigt einen der Fig. 2 entsprechende Schnitt einer Walze, bei welcher als Aufnahmevorrich lung für die hydraulische Flüssigkeit ein Schöpfrohr 9 vorgesehen ist, das in den Zwischenraum 17 zwische dem Walzenmantel 5 und dem Träger 1 vorsteht, wöbe es im Betrieb in der in diesem Zwischenraun befindlichen Flüssigkeit eingetaucht ist. Das Schöpfroh

50 hai ähnlich wie der Schöpfring 31 an seinem F.nd eine gegenüber der Unifangsrichtung des Walzenman IeIs unter einem spitzen Winkel <x geneigte Fläche 51 Die übrigen Teile der F i g. 5, welche den Teilen aus dct F i g. 1 und 2 entsprechen, sind mit gleichen ßczugszci ehen bezeichnet.

Im Betrieb wird die Flüssigkeit, welche sich in einen Flüssigkeitsring 40 befindet, durch dir pcnrigir F-'liii ti

51 in das Rohr 50 und durch dieses in die Qucrbohrunj 34 und den Zwischenraum 17 umgelenkt. Dabei wird di kinetische Fnergie der Flüssigkeit zum Teil in Druck umgewandelt, welcher zu einer Erhöhung der Abström geschwindigkeit der Flüssigkeit führt.

Bei der Ausführungsform nach den F-" i g. 1 —4 erfolg die Ableitung der Flüssigkeit aus dem Innenraum de Schöpfringes 31 unter dem Einfluß der statischen Höhi der im Schöpfring 31 befindlichen Flüssigkeit. i3ci de Ausführungsform nach der Fig. 5 wird hingegen di< kinetische Energie der Flüssigkeit zur Ausströmung ausgenützt.

Die F i g. 6 und '( zeigen eine vcitere Ausführungs form der Erfindung.

Die F i g. 6 entspricht dabei im wesentlichen einen Teilschnitt des rechten Endes der Walze aus der Fig. I wobei für gleiche Teile die gleichen Bezugszeichen verwendet wurden. Die F i g. 7 zeigt den Schnitt VII-VI aus der Fi g. 6.

Bei der Ausführungsform nach den Fig. 6 und 7 i·. der Führungsring 13 durch einen Führungsring \i ersetzt, der in einem Wälzlager 60 drehbar gelagert isl das im Walzenmantel 5 befestigt ist. Am linken Ende de Führungsringes 13' ist ein Schöpfring 3Γ befestigt, de im wesentlichen gleich ausgebildet sein kann wie de Schöpfring 31 der Ausführungsform nach den Fig. 1—4. Zwischen dem Schöpfring 3Γ und eine Stirnfläche des Trägers 1 ist ein Dichtungsring 6 angeordnet.

An das rechte Ende des Fühningsringes 13' schließ sich ein Abschlußring 62 an. An den Abschlußring 62 wird mit der Hilfe einer Tellerfeder 63 eine Dichti <gs platte 64 angepreßt. Am Walzenmantel 5 ist ein Abschlußring 65 befestigt Zwischen den Abschlußrin gen 62 und 65 befindet sich eine Dichtung 66.

Bei der Ausführungsform nach der Fig.6 ist de Schöpfring 3V zusammen mit dem Mantel 5 gegenübe dem Träger 1 verstellbar. Der Schöpfring 31' kann sich daher mit seiner Eingangsöffnung besonders nahe an der Innenwand des Mantels 5 befinden. Die hydraulisch Flüssigkeit wird durch den Schöpfring 31' in den Hohlraum 32' zwischen dem Träger 1 und den Ringen 13' und 62 sowie der Platte 64 gefördert Aus dem Hohlraum 32' fließt die Flüssigkeit in der bereit erwähnten Weise durch die Bohrung 34 und den Zwischenraum 35 ab.

Die Aüsiührüngsiorrn nach den Fig.6 und 7 ha zusätzlich noch den Vorteil, daß zwischen der Platte 64 und dem Abschlußring 62 keine Drehbewegung erfolgt.

Eine zwischen den Teilen befindliche Dichtung braucht daher nur im Stillstand und bei langsamen Verstellbewegungen zu dichten. Die Abdichtung der gegenseitig rotierenden Toile erfolgt durch die entsprechend ausgebildete Dichtung 66.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Durchbiegungsausgleichwalze mit einem feststehenden Träger und einem um diesen drehbaren Walzenmantel, der auf mindestens einem am Trüger beweglich geführten hydrostatischen Stützelement abgestützt ist, das einerseits durch in mindestens einem Druclcraum wirkenden hydrostatischen Druck gegen den Walzenmantel angedrückt wird und andererseits hydrostatische Lagertaschen aufweist, die durch Drosselbohrungen mit dem Druckraum verbunden sind und zur Bildung einer hydrostatischen Lagerung des Walzenmantels auf dem Stützelement dienen, wobei im Träger eine Bohrung zur Zufuhr der Druckflüssigkeit in den Druckraum ausgebildet ist, und die aus den Lagertaschen des Stützelementes ausfließende hydraulische Flüssigkeit in einen Zwischenraum ausströmt, der sich zwischen dem Walzenmantel und dem Träger befindet, ortd aus welchem sie durch den Träger abgeleitet wird, dadurch gekennzeichnet, daß zur Ableitung der hydraulischen Flüssigkeit aus dem Zwischenraum (17) zwischen dem Träger (1) und dem Walzenmantel (5) ein in der Bohrung (24) des Trägers (1) angeordnetes Rohr (28) vorgesehen ist, das an seinen beiden Enden gegenüber der Wand der Bohrung abgedichtet ist und aus einem innerhalb eines vor dem Stützelement liegenden Endbereiches des Walzenmantels (5) befindlichen Abschnitt des Trägers (1) in einen anschließenden, außerhalb des Mantels (5) tiiindlichen Abschnitt führt, wobei der Innenraum des Rohres (28) für die Zufuhr der Druckflüssigkeit zum hydrostatischen Stützelement (6) dient, und der Ringraum '35) zwischen der äußeren Wand des Rohres (28) und der Bohrung (24) durch eine Querbohrung (34) im Träger (1) an den Zwischenraum (17) angeschlossen ist und zur Ableitung der Flüssigkeit dient.

2. Walze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Zwischenraum (17) zwischen dem Träger (1) und dem Walzenmantel (5) eine Schöpfvorrichtung (31, 31') für die hydraulische Flüssigkei. angeordnet ist, welche in die im Zwischenraum befindliche Flüssigkeit eingreift, mit einer gegenüber der Umfangsrichtung des Walzenmantels unter einem spitzen Winkel (λ) geneigten Fläche (34, 51) versehen ist und durch die Querbohrung (34) mit dem Ringraum (35) zwischen der äußeren Wand des Rohres (28) und der Wand der Bohrung (24) verbunden ist.

3. Walze nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schöpfvorrichtung die Form eines im Zwischenraum (17) zwischen dem Träger (1) und dem Walzenmantel (5) angeordneten Schöpfringes (31, 3Γ) hat, welcher einen inneren, nach außen abgeschlossenen Hohlraum (32, 32') aufweist und in seinem oberen Bereich mit einer Öffnung (33) und der gegenüber der Umfangsrichtung des Walzenmantels unter dem spitzen Winkel (λ) geneigten Fläche (34) versehen ist, die in einem im Betrieb gebildeten Flüssigkeitsring (40) eingetaucht ist.

4. Walze nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schöpfvorrichtung die Form eines in den Zwischenraum vorstehenden Rohres (50) hat, das in der im Zwischenraum (17) im Betrieb befindlichen Flüssigkeit eingetaucht ist und an seinem Ende mit der gegenüber der Umfangsrichtung des Walzenmantels unter einen spitzen Winkel («) geneigten Fläche (51) versehen ist (F i g. 5).