DE2727885C3

DE2727885C3 - Walze zur Erzeugung einer gleichmäßigen Belastung über die Breite eines Bogenmaterials bei dessen Bearbeitung

Info

Publication number: DE2727885C3
Application number: DE2727885A
Authority: DE
Inventors: Julij Rafailovitsch Zeldin
Original assignee: IVANOVSKIJ NAUCNO-ISSLEDOVATEL'SKIJ EKSPERIMENTAL'NO-KONSTRUKTORSKIJ MASINOSTROITEL'NYJ INSTITUT IVANOVO SU
Current assignee: IVANOVSKIJ NAUCNO-ISSLEDOVATEL'SKIJ EKSPERIMENTAL'NO-KONSTRUKTORSKIJ MASINOSTROITEL'NYJ INSTITUT IVANOVO SU
Priority date: 1977-06-21
Filing date: 1977-06-21
Publication date: 1983-11-17
Also published as: DE2727885A1; DE2727885B2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Walze zur Erzeugung einer gleichmäßigen Belastung über die Breite eines Bogenmaterials bei dessen Bearbeitung, die einen Kern und einen am Kern befestigten, durch zwei koaxial mit radialem Abstand miteinander angeordnete Rohre gebildeten Walzenkörper enthält.

Eine derartige Walze kann in der Textilindustrie, z. B. bei Finishkalandern, Quetschwerken, Schlicht- und Klotzmaschinen, sowie bei der technologischen Ausrüstung für die Papier- und Hüttenindustrie, bei deren Ausrüstung zum Walzen der Bogenmaterialien aus Kunststoffen und Gummi, d. h. praktisch in allen Zweigen, wo eine gleichmäßige Lastverteilung über die Breite des Bogenmaterials gewährleistet werden muß, mit gutem Erfolg verwendet werden.

Zur Erzeugung einer gleichmäßigen Belastung über die Breite des Bogenmaterials (des Gewebes) wurden bisher bei dessen Bearbeitung zwei Typen von Walzen verwendet.

Zu dem ersten bekannten Typ von Walzen gehören »schwimmende« Walzen, bei denen die Durchbiegung der Walze während der Belastung mit einer Schicht Flüssigkeit, die in dem der Gegenwalze zugekehrten und mit Hilfe von Gleitring- und axialen Dichtungen gebildeten Hohlraum der Walze unter Druck steht, geregelt wird. Derartige Walzen sind jedoch in ihrer baulichen Gestaltung kompliziert, erfordern eine hohe Herstellungsgenauigkeit, die Verwendung von Pumpenanlagen und häufige Ausbesserungen wegen des Ausfalles von, einem vorzeitigen Verschleiß ausgesetzten Dichtungen. Zum zweiten bekannten Typ gehören Walzen, die einen Kern und einen zu diesem koaxial angeordneten Walzenkörper enthalten, der am Kern befestigt ist (s. SU-PS 152 233). Bei einer solchen

ίο Bauweise der Walze ist es jedoch unmöglich, die Bedingungen einer Null-Durchbiegung der Enden des Walzenkörpers in Bezug zu dessen Mitte wegen de? Nichtübereinstimmung der rechnerisch ermittelten mit den tatsächlichen Steifigkeitswerten des Walzenquer schnittes zu erfüllen, weswegen die Durchbiegung des Walzenkörpers die Berechnungsgröße wesentlich überschreitet. Zum Ausgleich der Nichtübereinstimmung der tatsächlichen, mit den rechnerisch ermittelten Steifigkeitswerten des Walzenquerschnittes muß die Steifig- keit des Kernes und des Walzenkörpers beträchtlich erhöht werden.

Das führt naturgemäß zu einer Vergrößerung der geometrischen Abmessungen und der Masse der Walzen, sowie jener Maschinen, in denen diese Walzen eingesetzt werden. Die gleichen Nachteile sind einer

Walze eigen, bei der der Kern mit emem Durchmesser

ausgeführt ist, der von seiner Mitte zu den Enden hin abnimmt

Die Durchmesserverminderung des Kernes zu seinen

Enden hin ist nicbts anderes als sein Bombieren, dessen Größe durch den Biegepfeil des Kernes bei jeder Belastung gegeben wird. Da ein geradliniger Kontakt zwischen dem verformten Kern und der Innenwand des Walzenkörpers gemäß den Betriebsbedingungen der Walze bei einer derartigen Ausführung gewährleistet werden muß, tritt auch ein weiterer, für alle bombierten Walzen charakteristischer Nachteil auf, der in dem Vorhandensein einer merklichen Ungleichmäßigkeit der Lastverteilung, folglich auch einer über die Breite des zu bearbeitenden Materiales ungleichförmigen technologischen Wirkung besteht, sofern eine Nichtübereinstimmung der tatsächlichen Belastung mit der rechnerisch ermittelten vorliegt. Es ist auch eine Kalander-Walze mit einem umlaufenden Walzenmantel und einem feststehenden Kern bekannt (s. DE-PS 14 10 914), zwischen denen ein Rohr drehbar gelagert ist, das mit dem Kern einen in zwei Längskammern aufgeteilten und unter Druck setzbaren Ringraum aufweist, wobei der Walzenmantel

so mittels dreier Lager, deren eines in der Mitte und zwei an den Enden des Walzenmantels angeordnet sind, auf asm Kern gelagert ist.

Eine derartige Gestaltung, bei der das Außenrohr in den Lagerstellen über das Innenrohr am Kern abgestützt wird, weist jedoch den Nachteil auf, daß die

Steifigkeit des Außenrohres nicht erhöht und somit die Durchbiegung des Walzenkörpers nicht vermindert

wird.

Der Zweck der vorliegenden Erfindung besteht darin,

so die genannten Nachteile zu beheben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine solche Walze zur Erzeugung einer gleichmäßigen Belastung über die Breite eines Bogenmateriales bei dessen Bearbeitung zu schaffen, bei der die Durchbie gung des Walzenkörpers während des Betriebes minimal ist, was einen Kontakt dieses Walzenkörpers mit dem zu bearbeitenden Material im wesentlichen in gerader Linie gewährleistet.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß das Innenrohr des Walzenkörpers am Kern in seinem mittleren Teil befestigt ist und das Außenrohr desselben am Innenrohr in seinem mittleren Teil und an seinen Enden starr befestigt ist Durch eine derartige Bauart des Walzenkörpers wird ein kleiner Biegepfeil der Walze und folglich eine gleichmäßige Lastverteilung über das zu bearbeitende Material gewährleistet Dies gestattet es, den Walzenkörper aus dünnwandigen Klein?ohren auszuführen, was seinerseits eine Verminderung der Masse, z.B. der Quetschwerke begünstigt und die Möglichkeit für die Herstellung von zuverlässig arbeitenden und keine sorgfältige Wartung erfordernden Maschinen bietet

Der Gegenstand der Erfindung zeichnet sich auch dadurch aus, daß die Enden der Rohre miteinander hermetisch verbunden sind, wobei dadurch ein geschlossener Ringraum zwischen den Rohren gebildet wird.

Eine derartige Gestaltung bietet die Möglichkeit, diesen Ringraum für die Unterbringung von eine Temperaturregelung der Oberfläche des Walzenkörpers ermöglichenden Einrichtungen zu benutzen. Das trägt zur Erweiterung des Anwendungsbereiches der Walze auf solche Maschinentypen, wie Textilkalander, Rollenkalander für Papierbahnen, Kalander zum Behandeln von technischen Gummiwaren und polymeren Folien bei.

Es ist dabei zweckdienlich, wenn die Walze mit dem Ringraum des Walzenkörpers verbundene Rohrleitungen zum Zuführen eines leicht flüssigen Kühl- bzw. Heizmittels zu diesem Ringraum oder im geschlossenen Ringraum längs der Achse des Walzenkörpers angeordnete elektrische Erhitzer aufweist

Bei der Anordnung von elektrischen Erhitzern im Ringraum ist es dabei zweckmäßig, diese in Rohren unterzubringen, was die Möglichkeit bietet, den geschlossenen Ringraum mit einem flüssigen Wärmeträger oder einem beim Betrieb der elektrischen Erhitzer schmelzenden Mittel zu füllen.

Das trägt zu einer gleichmäßigen Temperaturverteilung über die Länge der Walze bei und verlängert die Lebensdauer der Erhitzer, sofern eine hohe Temperatur auf der Oberfläche des Walzenkörpers durch die Erhöhung der Wärmeübergangszahl von den elektrischen Erhitzern zum Außenrohr der Welle aufrechterhalten wird.

Es ist erwünscht, wenn die Oberfläche des Außenrohres des Walzenkörpers einen Belag aus elastischem Werkstoff aufweist, worauf es bei solchen Maschinen, wie Textilkalander und Rollenkalander, zum Behandeln der Papierbahnen besonders ankommt.

Die erfindungsgemäße Walze kann demnach aus Kleinrohren mit nicht großer Wanddicke hergestellt werden, was die Möglichkeit bietet, ihre Herstellungsgenauigkeit zu erhöhen, die Abmessungen und Maße von Quetschwerken, Klotzmaschinen und sämtlichen Kalandertypen wesentlich zu vermindern, und deren Selbstkosten zu senken. Eine derartige Walze erfordert keine Sonderbedienung während des Betriebes der Maschine, wobei durch die Möglichkeit einer Temperatursteuerung an der Oberfläche der Walze eine Erweiterung ihres Anwendungsgebietes gewährleistet wird.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung dargestellt. Es zeigt

F i g. 1 die prinzipielle Anordnung der Walze, teils im Längsschnitt;

F i g. 2 eine Stirnansicht gemäß F i g. 1;

Fig.3 einen Längsschnitt durch die Walze mit Rohrleitungen;

Fig.4 einen Längsschnitt durch die Walze mit elektrischen Erhitzern;

Fig.5 einen Längsschnitt durch die Walze mit in Rohren untergebrachten elektrischen Erhitzern;

Fi g. 6 die Walze mit einem elastischen Belag, teils im Längsschnitt;

Fig.7 eine schematische Darstellung der Walze ι ο während des Betriebes, teils im Längsschnitt

Die Walze zur Erzeugung einer gleichmäßigen

Belastung über die Breite des Bogenmaterials, z. B. eines Gewebes bei dessen Bearbeitung enthält einen Kern 1 (F i g. 1 bis 6) und einen daran befestigten Walzenkörper

is Z

Der Walzenkörper 2 ist durch zwei zueinander koaxial angeordnete Rohre 3 und 4 gebildet von denen das Innenrohr 3 in seinem mittleren Teil auf beliebige bekannte Weise am Kern 1, und das Außenrohr 4 in seinem mittleren Teil und an ssvnen Enden am Innenrohr 3 starr befestigt ist

In Übereinstimmung mit einer der Befestigungsvarianten der Rohre (gemäß F i g. 1) sind das Innenrohr 3 und das Außenrohr 4 im mittleren Teil mit Hilfe eines Ringes 5 und an den Enden mittels Rippen 6 miteinander verbunden (F i g. 2).

Der Kern 1 hat einen Durchmesser, der von seinem mittleren Teil 7 zu den Enden hin abnimmt, wodurch ein Spalt 8 zwischen den Enden des Innenrohres 3 und dem Kern entsteht

Gemäß der zweiten, in Fig.3 gezeigten Befestigungsvariante der Rohre sind die Enden des Innenrohres 3 und des Außenrohres 4 mittels Ringen 9 und 10 hermetisch miteinander verbunden, wodurch ein geschlossener Ringraum 11 zwischen dem Innenrohr 3 und dem Außenrohr 4 entsteht Dieser Ringraum 11 steht über Rohrleitungen 12 und 13, die durch den Ring 9 geführt und mit einem Stutzen 14 verbunden sind, mit einer (nicht dargestellten) Hauptrohrleitung zum Fördem eines leicht flüssigen Kühl- bzw. Heizmittels in den Hoh-.aum des Ringraumes U der Walze in Verbindung. Der Stutzen 14 findet in einem Hohlraum 15 PIaU, der im Kern 1 ausgebildet und zum Abführen des verbrauchten Heiz- bzw. Kühlmittels bestimmt ist Die Verbindung des Hohlraumes 15 mit dem Ringraum 11 erfolgt über ein Rohr 16.

Die Auswahl des zuzuführenden Kühlmittels, z. B. Wasser oder Heizmittels, z. B. Dampf, hängt vom Verwendungszweck der Walze ab, wobei es zweckmä-Big ist, das verbrauchte Mittel für eine gleichmäßigere Temperaturverteilung über die Oberfläche des Walzenkörpers vor dem Ring 10 zu entnehmen.

Im »ßschlossenen Ringraum 11 der in Fig.4

dargestellten Walze sind längs der Achse des Wellenkörpers 2 elektrische Erhitzer 17 (Fig. 1) angeordnet, die sich in, in den Ringen 9 und 10 befestigten Rohren 18 (F i g. 5) befinden können, wobei der Ringraum 11 mit einem flüssigen Wärmeträger oder mit einem beim Betrieb der elektr.schen Erhitzer 17 schmelzenden Mittel 19 gefüllt ist Als solches Mittel lassen sich beliebige sonstige Legierungen, die zur Verwirklichung des gesetzten Zieles geeignet sind, verwenden. Das Außenrohr 4 der in F i g. 6 dargestellten Walze weist einen Belag 20 aus elastischem Werkstoff, z. B.

f-5 Polyamidstoff oder zusammengepreßtem Faserstoff auf.

Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Walze ist

folgende:

Die erfindungsgemäße Walze (F i g. 1 bis 6) arbeitet

gekoppelt mit einer weiteren Walze 21 (F i g. 1) in einer Zweiwalzeneinrichtung oder im Kontakt mit einer Zwischenwalze in Mehrwalzeneinrichtungen, wobei die Durchbiegungen der weiteren Walze 21 oder der Zwischenwalze unbedeutend sind. Eine der Gegenwalzen oder die beiden Walzen können antreibend ausgeführt werden.

Die Walze kann in Bezug zur weiteren Walze 21 oder zur Zwischenwalze eine beliebige räumliche Stellung einnehmen z. B. sich unter der weiteren Walze 21 befinden, wie das in F i g. 7 dargestellt ist, wobei man die Belastung üblicherweise an den Enden des Kernes 1 angreifen läßt, wie das aus F i g. 7 ersichtlich ist. Dabei wird das Bogenmaterial 22, z. B. das Gewebe sowohl von Seiten der Walze als auch von Seiten der weiteren Walze 21 der Einwirkung einer Belastung ausgesetzt.

Unter dem Einfluß der Belastung biegt sich der Kern 1 der Walze gegenüber den Lagerungen nach unten

UUiUiI. wicmi£ciiig uaiiiu uicgt ami uci iitiiucic ι nt uca Rohres 3 mit Balligkeit nach unten, und die Enden des

Innenrohres 3 biegen sich unter dem Einfluß der durch die Ringe 5, 9 und 10 übertagenen Belastung ebenfalls nach unten durch. Bei entsprechender Auswahl der Steifigkeit des Kernes 1 und des Innenrohres 3 wird diese Durchbiegung gegenüber den Lagern der Walzen der Durchbiegung ihres mittleren Querschnittes gleich sein, und die Ringe 5, 9 und 10 werden sich auf ein und derselben geraden Linie befinden.

ίο Da die Ringe 5, 9 und 10 das Innenrohr 3 und das Außenrohr 4 starr, z. B. mittels Schweißnähten verbinden, stellt das Außenrohr 4 eine dreifach gelagerte Walze dar. Infolgedessen ist die Durchbiegung des Außenrohres 4 des Walzenkörpers 2 viel geringer als die Durchbiegung des Innenrohres 3. So beträgt die Durchbiegung einer Walze mit einem Durchmesser von 215 mm bei einer Belastung von 50 kg je 1 cm für eine Arbeitsbreite von 1400 mm etwa 0,005 mm. Das liegt .._>-_ j__ -..)»„;„„_ i_i„„._ii..--v-f„ui-- j„ A..n„„

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durchmessen der Walze.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Walze zur Erzeugung einer gleichmäßigen Belastung über die Breite eines Bogenmaterials bei dessen Bearbeitung, die einen Kern und einen am Kern befestigten, durch zwei koaxial mit radialem Abstand miteinander angeordnete Rohre gebildeten Walzenkörper enthält, dadurch gekennzeichnet, daß das Innenrohr (3) des Walzenkörpers (2) am Kern (1) in seinem mittleren Teil befestigt ist und das Außenrohr (4) desselben am Innenrohr (3) in seinem mittleren Teil und an seinen Enden starr befestigt ist

2. Walze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden des Außenrohres (3) und des Innenrohres (4) miteinander hermetisch verbunden sind, wobei dadurch ein geschlossener Ringraum (11) zwischen den Rohren gebildet wird.

3. Walze nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß «at dem Ringraum (11) des Walzenkörpers (2) verbundene Rohrleitungen (12 und 13) zum Zuführen eines leicht flüssigen Kühl- bzw. Heizmittels zu diesem Ringraum (11) vorgesehen sind.

4. Walze nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß elektrische Erhitzer (17) im geschlossenen Ringraum (11) längs der Achse des Walzenkörpers (2) angeordnet sind.

5. Walze nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrischen Erhitzer (17) in Rohren (18) untergebracht sind.

6. Walze räch Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der geschlossene R>ngraum (11) mit einem flüssigen Wärmeträger oder mit einem beim Betrieb der elektrischen Erhitzer (17) schmelzenden Mittel (19) gefüllt ist

7. Walze nach einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche des Außenrohres (4) einen Belag (20) aus elastischem Werkstoff aufweist.