DE2700379C3 - Walze mit regulierbarer Durchbiegung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Walze der dem Oberbegriff zugrundeliegenden Art, die aus der DIi-OS 25 919 bekannt ist.

Bei der bekannten Ausführungsform ist das undrehbare Belastungsorgan durch ineinandergeschachtelte Ex/enter (F i g. 7) bzw. durch ein hydraulisches Stützsystem (Fig.8) gegeben. Diese Belastungsorgane, die ja nicht milumlaufen, jedoch zwischen der umlaufenden Innenachse und dem ebenfalls umlaufenden Walzenmantel angeordnet sind, stützen sich über je ein Lager an der Innenachse und an dem Walzenmantel ab. Dies ist erforderlich, weil eben dem undrehbaren Belastungsorgan zwei drehbare Gegenflächen gegenüberstehen.

Die Notwendigkeit zweier Lager bedeutet angesichts der erforderlichen Größe derselben einen erheblichen Aufwand.

Die Erfindung hat die Aufgabe, eine Walze der dem Oberbegriff entsprechenden Art so auszugestalten, daß d'e mit nur einem Lager in jedem Wellenende auskommt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Anspruchs I wiedergegebenep Merkmale gelöst.

Die erfindungsgemäße Anordnung bewirkt, daß zwischen dem Belastungsorgan und dem Stützring keine Drehlagerung erforderlich ist und zur Übertragung der Kraft des Belastungsorgans nur noch ein Drehlager vorgesehen sein muß.

Eine Anordnung mit druckausübenden Kugeln ist für sich genommen bei Walzen aus der DE-AS 12 40 804 bekannt, die eine W,»!ze mit Innenachse und Walzenmantel zeigt, die insofern grundsätzlich vom Oberbegriff abweicht, als die Innenachse feststeht und der Walzenmantel um die Innenachse umläuft und die mittlere Abstützung des Walzenmantels an der Innenachsc fehlt. Über die Lange und den Umfang verteilt sind radiale Bohrungen, in denen Kugeln sitzen, an denen der Innenumfang des Walzenmantel abrollt und die vom Innern der Innenachse her mit einem stützenden Flüssigkeilsdruck beaufschlagt sind.

Die Kugeln drehen sich bei dieser Ausführungsform beim Umlauf des Walzenmantels und dienen primär als Wälzlagerelemente. Es gibt Verschleiß der Kugeln in ihren Führungen durch die Drehung, die bei entsprechenden Umfangsgeschwindigkeit!! der Walze zu erheblichen Drehzahlen der Kugeln führen kann. Aus dem gleichen Grund findet eine ständige Ausschleppung von Drucköl in den Raum zwischen der Innenachse und dem Walzenmantel statt.

Bei der Erfindung bilden die Kugeln reine Druekausübungsclcmcntc, die sich im Betrieb nicht drehen und dadurch auch kein nennenswertes Öl aus dem Ölraum ausschleppen.

Ausfühningsforrncn und Ausgestaltungen der Erfindung sind aus den Unlcransprüchcn ersichtlich.

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

Fig. I einen Längsschnitt durch einen Endbereich einer ersten Ausfiihrungsform der erfindungsgemäßen Walze;

Fig. 2 einen Querschnitt entlang der Linie A-A in Fig. I;

F i g. J ein Detail der Walze;

F ι g. 4 cmc alternative Ausfühfüngsform als Längsschnitt entsprechend F i g. I;

Fig. 5 einen Querschnitt entlang der Linie Uli in F i g. 4.

Die in Fig. I dargestellte Walze besteht aus einem äußeren Walzenmantel 1, der beispielsweise auf die in der deutschen Patentanmeldung P 25 02 ibb.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 Walzenmaniels 1 Abstand, damit eine der auszugleichenden Durchbiegung entsprechende radiale Verlagerung des Walzenmantels 1 gegenüber der Innenachse 2 möglich iät. 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 "erlaufende Bohrungen 10 aufweist, vorzugsweise gleichmäßig verteilt. In den Bohrungen 10 sind Kugeln U angebracht. In den unter den Kugeln 11 befindlichen Raum 12 der Bohrungen 10 kann öl durch Kanäle 13 und 14 zugeführt werden, die mittels einer Leitung 15 mit einer Pumpe 16 in Verbindung sind.

Jeder unter den jeweiligen Kugeln 11 befindliche ölraum 12 ist über eine eigene Leitung 15 und ein eigenes Druckminderungsventil 17 mit einer Zuführleilung 18 verbunden. Jede Leitung 15 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 20 angebracht, gegen den die Kugeln 11 von innen anliegen und der an einem mit einem Lager 22 versehenen Lagerbock 21 befestigt ist, in welchem Lager der Achszapfen 5 der Innenachsc 2 gelagert ist. Der Widerlagerring 9 ist mittels eines oder mehrerer elastischer oder elastisch gelagerter axialer Zapfen 23 mit dem Lagerbock 21 drchfest, 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 Widcrlagcrrings 9 bzw. des Lagerbocks 21 ein, die sich gegeneinander etwas erweitern, um die radialen Verlagerungen zuzulassen.

Das Spiel zwischen den Kugeln Il und den Bohrungen 10 ist so gewählt, daß die Kugeln sich leicht in den Bohrungen bewegen können, aoer die ölleckage möglichst klein ist. Das Lecköl wird durch eine Bohrung 24 im Lagerbock 21 und eine Leitung 25 abgeführt.

Wenn Drucköl in die unter den Kugeln 11 befindlichen Räume 12 gefördert wird, dienen die Kugeln 11 als Kolben und erzeugen radiale Kräfte /wischen dein Stützring 20 und dem ringförmigen Ansatz 6. Falls die Kugeln 11 gleich groß sind und in ebenso großen Abitänden voneinander am Umfang des Widerlagcrrings 9 verteilt sind, und der Widerlagerrir.g 9 und der Stützring 20 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 Widcrlagcrririg 9 dem Stützring 20 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 georacht werden, mittels dessen die von der äußeren Belastung der Walze verursachte Durchbiegung des Walzenmantels I 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 10 eingepreßt werden und das unter der Kugel U befindliche öl durch die parallel zu den Rückschlagventilen 19 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 A.:isführungsform nach Fig.4 ist ein Rohr 26 der Innenachse der Walze drehend ir. >; den Endstücken 27 angeordneten Lagern 28 gelagert. De·· Walzenmantel 29, der an der Innenachse in der Mitte oder in der Nähe der Mitte der Walzenlänge befestigt ist, ist in an seinen Endstücken 20 angeordneten Lagern 31 gelagert. Ein als 'Anenring 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 ist mittels des Lagers 28 an dem Tragzapfen 33 abgestützt.

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 Filzlcitwalzen der Papiermaschinen. Der Unterschied besteht lediglich darin, daß bei der Ausführungsform nach Fig. 1 bis 3 der Stützring 20, der die Belastungskräfve auf den Lagerbock 21 überträgt, das Belastungsorgan umgibt, während der dem Stützring 20 in der Funktion entsprechende Tragzapfen 33 bei der Ausführungsform nach Fig. 4 und 5 in das Belastungsorgan 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 io:ist praktisch nicht bewegen, werden sie nicht verschlissen. Die Stützkraft wird auf die rotierenden Teile über Wälzlager übertragen, die rtv.t Lecköl geschmiert werden.

Um eine gewünschte Schwingungsdämpfung zu erzeugen und dte Richtungsveränderung der Kraft zu ermöglichen, müssen die Belastungsorgane wenigstens drei radiale Bohrungen aufweisen, die ca. 120° 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 öl verwendet werden, dessen Viskosität relativ hoch ist.

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Claims (9)

1 Patentansprüche:

1. Walze mit regulierbarer Durchbiegung, die aus einer in zeitlichen Lagerungen drehbar gelagerten Innenachse und einem mitdrehenden äußeren Walzenmantel besteht, der auf der Innenachse in der Mitte der Walzenlänge befestigt ist und außerhalb des Befestigungsbereichs radialen Abstand zur Innenachse beläßt, und bei der an den Enden des Walzenmantels zwischen diesem und der Innenachse wirkende, undrehbare und über Lager an der Welle abgestützte Belastungsorgane vorgesehen sind, mittels deren der durch eine äußere Belastung der Walze veranlaßten Durchbiegung des Walzenmantels entgegengewirkt werden kann, dadurch gekennzeichnet, daß die radialen Bohrungen (10, 34) des Beiastungsorgans {9, 33) angeordnete Kugeln vorgesehen sind, auf die vom Innern des Belastungsei jans (9, 33) her ein regulierbarer Flüssigkeitsdruck wirkt und die gegen einen mit der Lagerung (21, 39) undrehbar verbundenen, konzentrisch mit Spiel zum Belastungsorgan (9, 33) angeordneten Stützring (20,32) radial anliegen.

2. Walze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stützring (20) starr mit der Lagerung (21) verbunden und über ein Lager (8) am Walzenmantel (1) abgestützt ist.

3. Walze nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß der Stützring (32) gegenüber der Lagerung (39) radial beweglich und über ein Lager (31) am Walzenmantel (1) abgestützt ist.

4. Walze nach Anspruch I oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Wälzlager (31) radial außerhalb des Belastungsorgans _v <3) angeordnet ist.

5. Walze nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Wälzlager (8) radial innerhalb des Belastungsorgans (9) angeordnet ist.

6. Walze nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Bclastungsorgan (9) mit der Lagerung (21) der Walze über einen in beide eingreifenden axialen elastischen und/oder elastisch gelagerten Zapfen (23) drehfest verbunden ist.

7. Walze nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Belastungsorgan (33) durch ein starres, jedoch eine geringe radiale Verlagerung des Beiastungsorgans (33) zulassendes Kuppelglied mit der Lagerung (39) der Walze verbunden ist.

8. Walze nach einem der Ansprüche I bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Belastungsorgan (9, 33) wenigstens drei radiale Bohrungen (10, 34) aufweist, die im gleichen Winkelabstand zueinander angeordnet sind.

9. Walze nach einem der Ansprüche I bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß in den zu dem unter den Kugeln (11, 35) befindlichen Ölraum (12, 36) führenden Leitungen (15) eine bei Rückstrom des Öls wirksame Drosselstelle vorhanden ist.