DE2700379A1

DE2700379A1 - Walze mit regulierbarer durchbiegung

Info

Publication number: DE2700379A1
Application number: DE19772700379
Authority: DE
Inventors: Pertti Lauri Metso
Original assignee: Ahlstrom Corp
Current assignee: Ahlstrom Corp
Priority date: 1976-01-21
Filing date: 1977-01-07
Publication date: 1977-07-28
Also published as: CA1048831A; ATA4977A; FR2339094A1; SE7700331L; FI57471B; AT351926B; ES454976A1; GB1544658A; DE2700379B2; FI760135A; JPS5290761A; FI57471C; DE2700379C3; BR7700139A; SU673191A3

Description

A. Ahlström Osakeyhtiö No ormarkku/Plnnland

Walze mit regulierbarer Durchbiegung

Die Erfindung bezieht sich auf

eine Walze mit regulierbarer Durchbiegung, die aus einer drehend gelagerten Innenachse und einem mitdrehenden äußeren Walzenmantel besteht, der auf der Innenachse in der Mitte oder in der Nähe der Walzenlänge befestigt ist, und außerhalb des Befestigungsbereichs radialen Abstand zur Innenachse beläßt und bei der der durch eine äußere Belastung der Walze veranlaßten Durchbiegung des Walzenmantels mittels von an den Enden des Walzenmantes angeordneten zwischen diesem und der Innenachse wirkenden Belastungsorganen ausgeübten Stutzkräfte entgegengewirkt werden kann.

Als Beispiel derartiger Walzen kann eine Konstruktion nach der deutschen Patentanmeldung P 2o 25 319.2 dienen. Bei einer derartigen Walze werden die Stützkräfte durch Exzentermechanismen oder hydraulische Belastungsorgane erzeugt. Die Konstruktion der Exzentermechanismen ist kompliziert und unpraktisch. Die früher verwendeten hydraulischen Belastungsorgane weisen zwischen beweglichen und fest

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angeordneten Teilen mehrere Abdichtungsstellen auf, in denen Reibung und ölleckagen auftreten. In beiden Lösungen ist die Veränderung der Wirkungsrichtung der Stützkraft während des Betriebes schwer zu verwirklichen.

Walzen mit regulierbarer Durchbiegung werden beispielsweise als Anpreßwalzen in Papiermaschinen oder auch als Tragwalzen in Längsschneidevorrichtungen verwendet. Besonders in der letztgenannten Anwendung, in der die Drehzahl der Walzen hoch und veränderlich ist, entstehen in früher bekannten Konstruktionen oft schädliche Schwankungen, überdies wäre es hierbei vorteilhaft, die Richtung der StUtzkraft zu regulieren, während die Papierrolle größer wird.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Walze mit regulierbarer Durchbiegung zu schaffen, in der die Richtung und Größe der an den Enden des Walzenmantels wirkenden Stützkräfte leicht zu verändern sind, und die nicht empfindlich gegen Schwankungen ist.

Erfindungsgemäß werden zur Lösung dieser Aufgabe die StUtzkräfte durch in radialen Bohrungen des Belastungsorgans angeordnete Kugeln erzeugt, auf die in Kraftrichtung ein regulierbarer Flüssigkeitsdruck wirkt. Weitere Merkmale der Erfindung sind in den Unteransprüchen und der Beschreibung wiedergegeben.

Die Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf beiliegende Zeichnungen näher beschrieben, und zwar zeigt

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Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Endbereich einer ersten AusfUhrungsforra der erfindungsgemäßen Walze!

Fig. 2 einen Querschnitt entlang der Linie A-A in Fig. Ij

Fig. 3 ein Detail der Walze;

Fig. 4 eine alternative AusfUhrungsforra als Längsschnitt entsprechend Fig. Ij

Fig. 5 einen Querschnitt entlang der Linie B-B in Fig. 4.

Die in Fig. 1 dargestellte Walze besteht aus einem äußeren Walzenmantel 1, der beispielsweise auf die in der deutschen Patentanmeldung P 25 o2 366.9 dargestellte Weise an einer rotierenden Innenachse 2 in der Mitte oder in der Nähe der Mitte der Walzenlänge bzw. Arbeitsbreite befestigt ist. Die Innenachse umfaßt ein Rohr 3* ein Endstück 4 und einen Achszapfen 5* Außerhalb des Befestigungsbereichs beläßt das Rohr 3 zur Innenwand des Walzenmantels 1 Abstand, damit eine der auszugleichenden Durchbiegung entsprechende radiale Verlagerung des Walzenmantels 1 gegenüber der Innenachse 2 möglich ist. An dem Walzenmantel 1 ist ein Endstück 7 mit einem ringförmigen, axial nach außen vorstehenden Ansatz 6 befestigt,_auf dem der Innenring eines Wälzlagers 8 angebracht ist. Der Außenring des Wälzlagers 8 befindet sich innerhalb eines Widerlagerrings 9 des Belastungsorgans, welcher Ring mehrere radial verlaufende Bohrungen Io aufweist, vorzugsweise gleichmäßig verteilt. In den Bohrungen Io sind Kugeln 11 angebracht. In den unter den Kugeln 11 befindlichen Raum 12 der Bohrungen Io kann Ol durch Kanäle 13 und 14 zugeführt werden, die mittels einer Leitung 15 mit einer Pumpe 16 in Verbindung sind.

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Jeder unter den jeweiligen Kugeln 11 befindliche ölraum 12 ist über eine eigene Leitung 15 und ein eigenes Druckminderungsventil 17 mit einer Zuführleitung 18 verbunden. Jede Leitung I5 weist außerdem ein Rückschlagventil 19 auf, das öl frei in den unter den Kugeln 11 befindlichen ölraum 12 strömen läßt, aber die umgekehrte Richtung sperrt. Parallel zu jedem Rückschlagventil 19 liegt ein Drosselventil mit einstellbarer Drosselwirkung. Radial außerhalb der Kugeln 11 ist ein Stützring 2ο angebracht« gegen den die Kugeln 11 von innen anliegen und der an einem mit einem Lager 22 versehenen Lagerbock 21 befestigt 1st, in welchem Lager der Achszapfen 5 der Innenachse 2 gelagert ist. Der Widerlagerring 9 ist mittels eines oder mehrerer elastischer oder elastisch gelagerter axialer Zapfen 23 mit dem Lagerbock 21 drehfest, jedoch eine geringe radiale Verlagerung des Widerlagerrings 9 gegenüber dem Lagerbock 21 zulassend verbunden, wie in Fig. 3 dargestellt.

Der Zapfen 23, der aus einem Rohrabschnitt gebildet sein kann, greift in fluchtende axiale Ausnehmungen des Widerlagerrings 9 bzw. des Lagerbocks 21 ein, die sich gegeneinander etwas erweitern, um die radialen Verlagerungen zuzulassen.

Das Spiel zwischen den Kugeln 11 und den Bohrungen Io ist so gewählt, daß die Kugeln sich leicht in den Bohrungen bewegen können, aber die öl leckage möglichst klein ist. Das Lechöl wird durch eine Bohrung 24 im Lagerbock 21 und eine Leitung 25 abgeführt .

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Wenn Drucköl in die unter den Kugeln 11 befindlichen Räume 12 gefördert wird, dienen die Kugeln 11 als Kolben und erzeugen radiale Kräfte zwischen dem Stützring 2o und dem ringförmigen Ansatz 6. Falls die Kugeln 11 gleich groß sind und in ebenso großen Abständen voneinander am Umfang des Widerlagerrings 9 verteilt sind,und der Widerlagerring 9 und der Stützring 2o konzentrisch sind, ist die Resultante gleich Null, wenn auf alle Kugeln 11 der gleiche Druck wirkt. Wenn die auf die Kugeln 11 wirkenden Drücke verschieden reguliert werden, entsteht eine resultierende Kraft, die bestrebt ist, den Widerlagerring 9 dem Stützring 2o gegenüber zu versetzen; mit anderen Worten: Es wird eine auf den Walzenmantel 1 wirkende Biegungskraft in einer der Resultierenden der Kugelkräfte entsprechenden Richtung erzeugt. So kann ein auf den Walzenmantel 1 wirkendes Biegungsmoment mit beliebiger Richtung und Größe zustande gebracht werden, mittels dessen die von der äußeren Belastung der Walze verursachte Durchbiegung des Walzenmantels 1 vermindert oder eliminiert werden kann.

Wenn der Walzenmantel 1 zum Schwingen kommt, dienen die Kugeln 11 und das ölsystem als Stoßdämpfer, weil bei einem Ausschlag einer Schwingung in einer bestimmten Richtung die entsprechenden Kugeln 11 in die Bohrungen Io eingepreßt werden und das unter der Kugel 11 befindliche öl durch die

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parallel zu den Rückschlagventilen I9 liegende Drosselstelle gedrückt wird. Weil sich an allen Seiten des Widerlagerrings 9 Kugeln 11 befinden, die in derselben Weise fungieren, wird eine wirksame Dämpfung der Schwingungen in allen Richtungen zustandegebracht.

Die von dem Öldruck erzeugte Kraft wird über das Lager 8 auf den Walzenmantel 1 übertragen. Ein Rotieren des Widerlagerrings wird dabei mit dem in Fig. 3 dargestellten Organ oder auf andere Weise verhindert.

In der Ausführungsform nach Pig. 4 ist ein Rohr 26 der Innenachse der Walze drehend in in den Endstücken 27 angeordneten Lagern 28 gelagert. Der Walzenmantel 29, der an der Innenachse in der Mitte oder in der Nähe der Mitte der Walzenlänge befestigt ist, ist in an seinen Endstücken 2o angeordneten Lagern 3¹ gelagert. Ein als Innenring des Lagers 3¹ dienender Stützring 32 umgibt einen Tragzapfen 33 des Belastungsorgans, in den radiale Löcher 34 gebohrt sind, in denen sich Kugeln 35 bewegen können. Ein unter den Kugeln 35 befindlicher ölraum 36 steht über Bohrungen 37 und 38 mit der Druckölquelle in Verbindung. Die Rotierbewegung, des Stützrings wird auf irgendeine nicht dargestellte Weise verhindert, die eine geringe radiale Verlagerung gegenüber dem den Tragzapfen 33 tragenden Lagerbock zuläßt. Die Innenachse 1st mittels des Lagers 28 an dem Tragzapfen 33 abgestützt.

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Die Ausführungsform nach Fig. 4 funktioniert im Prinzip auf dieselbe Weise wie die früher dargestellte Ausführungsform. Sie eignet sich für solche Walzen,mit denen keine eigene Antriebsvorrichtung gekoppelt werden braucht wie z. B. bei Papier- und Pilzleitwalzen der Papiermaschinen. Der Unterschied besteht lediglich darin, daß bei der Ausführungsform nach Fig. 1 bis 3 der Stützring 2o, der die Belastungskräfte auf den Lagerbock 21 überträgt, das Belastungsorgan umgibt, während der dem Stützring 2o in der Funktion entsprechende Tragzapfen 35 bei der Ausführungsform nach Fig. 4 und 5 in das Beiastungsorgan mittig eingreift.

Die als Kolben dienenden Kugeln 11, 35 sind für Kugellager bestimmter Kugeln und sind leicht zu mäßigem Preis erhältlich. Weil sie nur mit solchen Teilen in Verbindung geraten, die nicht rotieren und sich auch sonst praktisch nicht bewegen, werden sie nicht verschlissen. Die Stützkraft wird auf die rotierenden Teile über Wälzlager übertragen, die mit Lecköl geschmiert werden.

Um eine gewünschte Schwingungsdämpfung zu erzeugen und die Richtungsveränderung der Kraft zu ermöglichen, müssen die Belastung organe wenigstens drei radiale Bohrungen aufweisen, die ca. 12o° voneinander liegen und in denen eine durch den Druck bewegbare Kugel angebracht ist.

Unter allen Kugeln wird Druck aufrechterhalten, damit die gewünschte Dämpfung in alle Richtungen zustandegebracht wird. Dieses gewährleistet auch das Schmieren der Kugeln.

Zur Verminderung der Leckage kann Ol verwendet werden, dessen Viskosität relativ hoch 1st.

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Leerseite

Claims

Pat ent ans prüche

.) Walze mit regulierbarer Durchbiegung, die aus einer drehend gelagerten Innenachse und einem mitdrehenden äußeren Walzenmantel besteht, der auf der Innenachse in der Mitte oder in der Nähe der Walzenlänge befestigt ist, und außerhalb des Befestigungsbereichs radialen Abstand zur Innenachse beläßt und bei der der durch eine äußere Belastung der Walze veranlaßten Durchbiegung des Walzenmantels mittels von an den Enden des Walzenmantels angeordneten zwischen diesem und der Innenachse wirkenden Belastungsorganen ausgeübten Stützkräfte entgegengewirkt werden kann, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützkräfte durch in radialen Bohrungen (lo, 3^0 des Belastungsorgans (8, 9* 11* 2o; 33* 35* 32) angeordnete Kugeln (11, 35) erzeugt werden, auf die"in Kraftrichtung ein regulierbarer Flüssigkeitsdruck wirkt.

2. Walze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stützring (2o),gegen den die Kugeln (11) des Belastungsorgans (8, 9, 11, 2o) wirken, konzentrisch mit der Innenachse (2) verbunden ist.

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ORIGINAL INSPECTED

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3· Walze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stützring (3²),gegen den die Kugeln (35) des Belastungsorgans (33* 35* 32) wirken, konzentrisch mit dem Walzenmantel (1) verbunden ist.

4. Walze nach Anspruch 2.oder 3* dadurch gekennzeichnet, daß das Belastungsorgan (8, 9* 11, 2o; 33* 35*32) undrehbar festgelegt ist.

5· Walze nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Belastungsorgan (8, 9» H* 2o) mit der feststehenden Abstützung (21) der Walze über einen in beide eingreifenden axialen elastischen und /oder elastisch gelagerten Zapfen (23) drehfest verbunden ist.

6. Walze nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Belastungsorgan (33* 35* 32) durch ein starres, jedoch eine geringe radiale Verlagerung des Belastungsorgans (33* 35* 32) zulassendes Kuppelglied mit der feststehenden Abstützung (39) der Walze verbunden ist.

7· Walze nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützkraft auf den Walzenmantel (1, 29) über ein Wälzlager (8, 3¹) übertragen wird.

8. Walze nach Anspruch 7* dadurch gekennzeichnet, daß das Wälzlager (3¹·) radial außerhalb des Belastungsorgans (33* 35* 32) angeordnet ist.

9. Walze nach Anspruch 7* dadurch gekennzeichnet, daß das Wälzlager (8) radial innerhalb des Belastungsorgans (8, 9* H* 2o) angeordnet ist.

Io. Walze nach einem der Ansprüche 1 bis 9* dadurch gekennzeichnet, daß das Belastungsorgan (8, 9, 11, 2o; 33, 35, 32) wenigstens drei radiale Bohrungen (lo; 34) aufweist, die gleichwinklig angeordnet sind.

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11. Walze nach einem der Ansprüche 1 bis lo, dadurch gekennzeichnet, daß die auf die Kugeln (lo; 3¹I) des Belastungsorgans (8, 9, 11, 2o; 33, 35, 32) wirkenden Drücke einzeln regulierbar sind.

12. Walze nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das unter den Kugeln (lo; 3*0 befindliche öl gegen eine Drosselstelle abströmen kann.

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