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Eine solche Dichtungsanordnung ist aus der DE-PS 20 25 777 bekannt.
Die Längsdichtung ist hierbei als in die Längsnut eingepaßter leistenförmiger Flachkolben
ausgebildet. Die Druckflüssigkeit wird über eine in den Grund der Längsnut mündende
Leitung zugeführt. Ein
Teil der Druckflüssigkeit tritt durch seine
Querkanäle in den leistenförmigen Flachkolben hindurch und in der Nähe der an der
Innenseite der Hohlwalze anliegenden Dichtfläche aus.
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Eine solche Dichtungsanordnung ist für die Praxis weniger geeignet,
weil es schwer ist, den leistenförmigen Flachkolben auf seiner ganzen, unter Umständen
bis zu 10 m betragenden Länge gleichmäßig dicht in die Längsnut einzupassen. Dies
würde jedenfalls einen erheblichen Bearbeitungsaufwand erfordern. Undichtigkeiten
bringen jedoch Leckflüssigkeitsverluste und Schwierigkeiten bei der Steuerung des
Anlagedrucks der Längsdichtungen mit sich.
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Die Erfindung hat die Aufgabe, eine Dichtungsanordnung der in Rede
stehenden Art so auszugestalten, daß der zur Erzielung einer Abdichtung erforderliche
Bearbeitungsaufwand vermindert ist.
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Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß ein in die Längsnut
eingesetzter Dichtungsträger vorgesehen, der in seiner Länge der Längsdichtung entspricht,
in Umfangsrichtung Abstand zu den Flanken der Längsnut beläßt, in radialer Richtung
in der Nut festgelegt ist, auf beiden Seiten genüber den Flanken der Längsnut abgedichtet
ist und einen Schlitz aufweist, aus dem ein Dichtstreifen radial gegen die Innenseite
der Hohlwalze auslädt und unter dem Druck einer Druckflüssigkeit aus dem Schlitz
heraus gegen diese andrückbar ist.
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Dadurch, daß der Dichtungsträger nicht mehr genau in die Längsnut
eingepaßt sein muß, ist es nicht mehr erforderlich, diese Längsnut an ihren Flanken
präzise zu bearbeiten. Eine solche Bearbeitung stellt einen erheblichen Aufwand
dar, da es sich bei dem Kern unter Umständen um ein 10 m langes und 50 und mehr
cm im Durchmesser aufweisendes schweres Werkstück handelt. Die Längsnut kann jetzt
ohne besondere Präzisionsanforderungen in den Kern eingefräst werden, da die Abdichtung
zwischen den Flanken der Längsnut und der Längsdichtung nicht mehr unmittelbar,
sondern durch dazwischen befindliche Dichtelemente erfolgt. Die Vorsehung eines
Schlitzes zur Aufnahme des relativ dünnwandigen Dichtungsstreifens in dem Dichtungsträger,
der nur ein leichtes Bauteil geringen Querschnitts darstellt, bedeutet keinen großen
Bearbeitungsaufwand und kann im übrigen bei der noch zu schildernden besonderen
Ausführungsform des Dichtungsträgers überhaupt ohne eigenen Bearbeitungsaufwand
bewerkstelligt werden.
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Der Dichtungsstreifen kann in dem Schlitz des Dichtungsträgers dicht,
jedoch radial verschiebbar angeordnet sein, und es können in dem Dichtungsträger
Kanäle vorgesehen werden, durch die Druckflüssigkeit in den Schlitz in den Raum
unter dem Dichtstreifen zuführbar ist.
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Was bei der aus der DE-PS 20 25 777 bekannten Ausführungsform mit
der dortigen Längsdichtung vor sich geht, geschieht bei der Erfindung an dem Dichtstreifen
in dem Schlitz des separaten Dichtungsträgers: Der Dichtstreifen wird durch eine
Druckflüssigkeit, die von der Druckflüssigkeit in der Längskammer separat steuerbar
sein kann, bezüglich der Walzenachse radial nach außen gegen die Innenwandung der
Hohlwalze gedrückt. Die Verlagerung erfolgt dabei zwischen Dichtstreifen und Dichtungsträger,
der aber seinerseits in der Längsnut des Kerns der Walze in radialer Richtung festgelegt
ist. wodurch sich die bereits erwähnte Möglichkeit zur Einsparung am Bearbeitungsaufwand
ergibt.
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Um den Dichtstreifen nicht zu stramm in den Schlitz des Dichtungsträgers
einpassen zu müssen, ist es von Vorteil, wenn gegen die Unterseite des Dichtstreifens
in dem Schlitz ein separates Dichtprofil anliegt, welches gegen die beiden Flanken
des Schlitzes abdichtet.
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Dieses Dichtprofil kann durch ein insbesondere aus Stahl bestehendes
U-Profil gebildet sein, welches mit den beiden Dichtlippen bildenden Schenkeln an
den Flanken des Schlitzes, mit dem Steg gegen die Unterseite des Dichtstreifens
anliegt.
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Es empfiehlt sich, daß der Dichtstreifen aus elastischem Material
besteht, wobei sich insbesondere eine Ausbildung aus glasfaserverstärktem Polytetrafluoräthylen
bewährt hat.
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Um eine einwandfreie Abdichtung an den Enden auch bei unterschiedlichen
Wärmekontraktionen von Dichtstreifen und Dichtungsträger zu gewährleisten, besteht
eine zweckmäßige Gestaltung darin, daß der Dichtstreifen an den Enden aus dem Schlitz
heraus um das Ende des Dichtungsträgers umgebogen ist.
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Auf diese Weise kann bei einem Zusammenziehen des Dichtstreifens
an den Enden keine Lücke auftreten.
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Die Kombination eines aus Stahl bestehenden U-förmigen Dichtprofils
mit dem elastischen Dichtstreifen der angegebenen Ausbildung besitzt besondere Vorteile,
weil die Abdichtung auch bei Wärmedehnungen dicht bleibt. Der Dichtungsstreifen,
der ja nicht selbsttragend zu sein braucht und entsprechend dünn bemessen sein kann,
gibt nach, und das U-Profil dehnt sich in gleichem Maß wie die ebenfalls aus Stahl
bestehende Umgebung. Bei Ausführungsformen etwa nach der DE-PS 11 93 739, bei der
die Dichtleiste selbsttragend aus Bronze oder einem ähnlichen Material besteht,
können bei großen Temperaturunterschieden Probleme auftreten, weil entweder an den
Enden der Dichtleiste ein größeres Spiel belassen werden muß, wodurch ein Leck an
der Druckkammer entsteht, oder aber bei geringem Spiel eine Längsdruckspannung in
der Dichtleiste auftritt, die zu unerwünschten Ausbeulungen desselben führen kann.
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Eine einfache Ausführungsform des Dichtungsträgers besteht darin,
daß er zwei mit den flachen Seiten parallel mit Abstand einande:- gegenüberstehende
Flachstreifen umfaßt, zwischen denen ein an einer Seite den Schlitz freilassender
Abstandsstreifen mit den Flachstreifen zusammengefügt ist.
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Ein wesentlicher Vorteil bei dieser Ausführungsform besteht darin,
daß für die Bildung des Schlitzes keine spanabhebende Bearbeitung erforderlich ist.
Für die Flachstreifen und den Abstandsstreifen besteht z. B.
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Walzstahl oder Walzbronze mit exakten Außenquerschnitten zur Verfügung.
Das Zusammenfügen kann durch Nieten, Schrauben oder in ähnlicher Weise erfolgen.
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Auch die den Zugang für die Druckflüssigkeit zum Grund der Schlitze
bildenden Kanäle lassen sich auf diese Weise leicht und ohne spanabhebende Bearbeitung
herstellen: Es kann einfach der Flachstreifen zur Bildung der Kanäle stellenweise
unterbrochen sein.
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Eine weitere Ausgestaltung besteht darin, daß ein Abstandsglied vorgesehen
ist, welches den Dichtungsträger in einem solchen Abstand vom Grund der Längsnut
hält, daß ein Übertritt von dem Grund der Längsnut zugeführter Druckflüssigkeit
in die Kanäle möglich ist.
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Dieses Abstandsglied kann dadurch gegeben sein, daß einer der Flachstreifen
oder der Abstandsstreifen über die Rückseite des Dichtungsträgers übersteht, oder
aber
auch durch einen separaten in den Nutgrund eingelegten Draht.
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In der bevorzugten Ausführungsform ist zur Abdichtung des Dichtungsträgers
in der Längsnut einseitig zwischen einer Seite des Dichtungsträgers und der dieser
zugewandten Flanke der Längsnut ein sich über die Länge des Dichtungsträgers erstreckendes,
eleastisches, den Dichtungsträger unter Spannung gegen die anderen Flanke der Längsnut
drückendes Dichtelement vorgesehen.
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Dieses Dichtelement kann insbesondere als sich längs des Dichtungsträgers
erstreckendes, in Querrichtung zusammengedrücktes Rohr ausgebildet sein.
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Die Festlegung des Dichtungskörpers in der Längsnut in radialer Richtung
kann in verschiedener Weise erfolgen. Eine besonders einfache besteht in im Kern
angeordneten und in dem Dichtungsträger eingreifenden Stiften.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
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F i g. list eine Gesamtansicht der erfindungsgemäßen Walze, teilweise
längs der Längsmittelebene aufgebrochen; F i g. 2 ist ein Querschnitt nach der Linie
ll-ll in Fig. 1; F i g. 3 ist eine Ansicht auf das gemäß F i g. 1 linke Ende des
Kerns bei weggelassener Hohlwalze; F i g. 4 ist ein Ausschnitt aus F i g. 2 in vergrößertem
Maßstab; F i g. 5 ist eine Teilansicht von oben des Dichtungsträgers.
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Die in F i g. 1 als Ganzes mit 10 bezeichnete Walze umfaßt einen
feststehenden, im Walzenständer undrehbar gelagerten Kern 1, auf dem eine Hohlwalze
2 über an den Enden angebrachte Lager 3 drehbar gelagert ist.
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Der feststehende Kern 1 ist seinerseits in Form einer massiven Walze
ausgebildet, die die Hohlwalze 2 der Länge nach durchgreift, jedoch Abstand zur
Innenwandung der Hohlwalze 2 beläßt, so daß sich der Kern 1 gegenüber der Hohlwalze
2 etwas durchbiegen kann, ohne mit der umlaufenden Hohlwalze 2 in Berührung zu kommen.
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An den Enden der Arbeitsbreite sind zwischen der Hohlwalze 2 und
dem feststehenden Kern 1 Ringdichtungen 4 vorgesehen, die innerhalb der Lager 3
gelegen sind und den Zwischenraum zwischen dem Kern 1 und der Hohlwalze 2 in axialer
Richtung abdichten.
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Zu beiden Seiten des Kerns 1 sind außerdem Längsdichtungen 5 angeordnet,
die von Enddichtung 4 zu Enddichtung 4 gehen und in dem Zwischenraum zwischen dem
Kern 1 und der Hohlwalze 2 eine auf der Arbeitsseite der Walze, auf der sie also
mit einer Gegenwalze 7 (F i g. 2) einen Walzspalt 8 bildet, gelegene Längskammer
6 abteilen. Die Längskammer 6 kann über eine Zuleitung 9 mit einer Druckflüssigkeit
gefüllt werden. Diese Druckflüssigkeit überträgt die von der Hohlwalze 2 aufgenommene
Kraft auf den stillstehenden Kern 1, der sich unter dieser Belastung innerhalb der
Hohlwalze 2 durchbiegen kann, ohne daß die Hohlwalze 2 selbst in ihrer Gestalt davon
beeinflußt wird. Durch geeignete Wahl des Druckes in der Längskammer 6 können auch
vorgegebene Durchbiegungen der Hohlwalze 2 gezielt eingestellt werden.
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Die Ausbildung der in Fig. 1 aus Gründen der zeichnerischen Vereinfachung
lediglich durch zwei parallele Linien angedeuteten, als Ganzes mit 5 bezeichneten
Längsdichtung im einzelnen geht am deutlichsten aus F i g. 4 hervor. Die l.ängsdichtung
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umfaßt einen als Ganzes mit 20 bezeichneten Dichtungsträger, welcher in dem Ausführungsbeispiel
aus einem oberen Flachstreifen 21 und einem diesem mit einer Flachseite gegenüberliegend
mit Abstand parallel dazu angeordneten gleichen Flachstreifen 22 besteht und in
der sich längs des Kerns 1 auf dessen Seite erstreckenden Nut 13 angeordnet ist.
Zwischen den Flachstreifen 21,22 ist auf der in F i g. 4 rechten Seite ein Abstandsstreifen
23 vorgesehen, mittels dessen die Flachstreifen 21, 22 in einem solchen Abstand
gehalten werden, daß auf der in F i g. 4 linken Seite der Dichtstreifen 25 verschiebbar
zwischen die Flachstreifen 21, 22 paßt. Die Flachstreifen 21, 22 bilden einen Schlitz
24 und sind miteinander und mit dem Abstandsstreifen mittels in Abständen angebrachter
Schrauben 14 verbunden. An der Unterseite des Dichtstreifens 25, d. h. auf der gegen
den Abstandsstreifen 23 gerichteten Seite, ist ein Dichtprofil 26 in Form eines
U-Profils vorgesehen, dessen beide Schenkel 27, 28 nach Art von Dichtlippen gegen
die Flanken 29 bzw.
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30 des Schlitzes 24 anliegen, während der Steg 31 gegen die Unterseite
des Dichtstreifens 25 anliegt. Der Schlitz 24 bildet mit dem Abstandsstreifen 23
und dem Dichtprofil 26 eine im wesentlichen geschlossene Kammer 32, der durch in
dem Abstandsstreifen 23 vorgesehene Querkanäle 33 Druckflüssigkeit zugeführt werden
kann. Die Zuführung der Druckflüssigkeit erfolgt separat von der Zuführung der Druckflüssigkeit
in die Längskammer 6 über eine Leitung 11 (Fig. 1,2), von der Querkanäle 12 in den
Grund der längs des Kerns 1 verlaufenden Längsnut 13 münden. Damit ein einwandfreier
Übertritt der Druckflüssigkeit aus dem Querkanal 12 in die Kammer 32 gewährleistet
ist, wird der Dichtungsträger 20 auf Abstand vom Grund der Nut 13 gehalten. Dies
kann beispielsweise dadurch geschehen, daß einer der Flachstreifen 21, 22 oder der
Abstandsstreifen 23 gemäß Fig.4 nach rechts etwas überstehen, wie es bei dem Flachstreifen
21 gestrichelt bei 39 angedeutet ist. Es ist aber auch möglich, vor der Einbringung
des Dichtungsträgers 20 in die Längsnut 13 einen Abstandsdraht 16 einzulegen, der
den Dichtungsträger 20 in dem geforderten Abstand hält.
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Der Dichtungsträger 20 beläßt in Umfangsrichtung der Walze 10 Abstand
zu den Flanken der Nut 13 und wird gemäß Fig. 4 durch ein flachgedrücktes Rohr 34
elastisch gegen die gemäß F i g. 4 obere Flanke der Nut 13 gedrückt und dabei gleichzeitig
in radialer Richtung gegen den Druck der unter dem Dichtungsträger 20 in der Längsnut
13 befindlichen Druckflüssigkeit abgedichtet.
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Damit der Dichtungsträger als Ganzes von diesem Druck entlastet ist
und nicht radial aus der Nut 13 herausgetrieben wird, ist er durch in regelmäßigen
Abständen angebrachte Stifte 35 mit dem Kern 1 verbunden. Die Stifte 35 sind in
dem Ausführungsbeispiel schräg von außen in dem Kern 1 angeordnet und greifen in
eine entsprechende Bohrung 36 in dem Flachstreifen 21 ein.
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Die durch die Querbohrung 12 herangeführte Druckflüssigkeit wirkt
also nur in der Kammer 32, um den Dichtstreifen 25 in radialer Richtung gegen die
Innenwandung 37 der Hohlwalze 2 zu drücken und dort die Kammer 6 abzudichten.
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Der Dichtungsträger 20 ist an der oberen Flanke der Nut 13 nicht
befestigt, sondern wird lediglich durch den Druck der Druckflüssigkeit in der Kammer
6 und den Druck des Dichtelements 34 angepreßt.
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Damit Kippmomcnten auf den Dichtungsträger 20
um
die Stelle 38 entgegengewirkt wird, ist das Dichtelement 34 auf der in F i g. 4
rechten Seite angeordnet. Allerdings ist die Anordnung ohnehin so, daß der in der
Nut 13 befindliche Teil der Längsdichtung 5 breiter ist als der aus dem Kern 1 heraus
gegen die Innenseite 37 ausladende Teil.
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Der Dichtstreifen 25 kann aus einem elastischen Dichtmaterial bestehen,
insbesondere aus glasfaserverstärktem Polytetrafluoräthylen. An den Enden, d. h.
in der Nähe der Ringdichtungen 4, ist der Dichtstreifen 25
mit einer Abbiegung 15
versehen, wie aus Fig. 3 ersichtlich ist.
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In F i g. 5 ist zu erkennen, daß die Kanäle 33, die den Zugang zu
der Kammer 32 (Fig.4) bilden, durch Unterbrechungen der Abstandsleisten 23 gebildet
sind.
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Die Abstandsleisten 23 wie auch die Flachleisten 21, 22 können aus
einem geeigneten Walzmaterial mit sauberer Oberflächenausbildung, beispielsweise
Walzstahl hergestellt sein.