DE2814244B1 - Hohlwalze mit koaxial eingebautem Verdraengerkoerper - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Hohlwelle mit koaxial eingebautem Verdrängerkörper, der zwischen sich und einem mit Lagerzapfen-Endstücken versehenen Walzenmantel einen Spalt zur Durchleitung eines Wärmeträgers bildet und mittels mindestens einer Stützvorrichtung an einer eine axiale Komponente aufweisenden Stützfläche der übrigen Hohlwalze abgestützt ist.

Zur möglichst gleichmäßigen Beheizung oder Kühlung von Hohlwalzen ist es bekannt, einen rohrförmigen Verdrängerkörper in den Walzenmantel einzubauen und den zuströmenden Wärmeträger in Längsrichtung durch den verbleibenden Ringspalt zu leiten. Die Rückleitung des Wärmeträgers kann durch den Innenraum des Verdrängerkörpers vorgenommen werden, so daß Zu- und Abfuhr des Wärmeträgers durch einen Lagerzapfen erfolgt.

Bei einer bekannten Hohlwalze der eingangs erwähnten Art ist der Verdrängerkörper mit einem Ende an einem Lagerzapfen-Endstück befestigt. Am anderen Ende trägt er Vorsprünge, mit denen er sich an der Innenfläche des Walzenmantels abstützt (GB-PS 8 19 808).

Wenn sich bei Verdrängerkörper und Walzenmantel die Temperatur unterschiedlich ändert, wie es bei Druck ausübenden Hohlwalzen infolge des sehr dicken Walzenmantels zumindest bei Betriebsbeginn der Fall ist, treten störende, von der Temperaturdifferenz abhängige Ausdehnungsunterschiede auf. Bei einer beheizten Hohlwalze kann man die axialen Längenunterschiede im bekannten Fall dadurch ausgleichen, daß das freie Ende des Verdrängerkörpers mittels der Vorsprünge verschieblich im Walzenmantel gelagert ist. Eine radiale Dehnung des Verdrängerkörpers ist aber nur möglich, wenn die Vorsprünge bei Temperaturgleichheit einen radialen Abstand von der Innenfläche des Walzenmantels haben. Dies wiederum führt dazu, daß das freie Ende im Normalbetrieb nicht mehr am Walzenmantel geführt ist, wodurch sich Unwuchten, Schwingungen, Schlagbeanspruchungen und schließlich eine Zerstörung des Verdrängerkörpers ergeben.

Dieses Problem ist um so schwerwiegender, je langer die Hohlwalze ist, je größer ihr Durchmesser ist, je größer ihre Drehzahl ist und je höher die Temperaturunterschiede sind. Dies zeigt sich vor allem bei den Hohlwalzen von modernen Superkalandern zur Behandlung der Papierbahnen, die eine Länge von etwa 8 m, einen Durchmesser von etwa 0,5 m, eine Umfangsgeschwindigkeit von über 500 m/min und eine Temperatur des Wärmeträgers von über 100° C haben.

Bei einer anderen bekannten Hohlwalze (US-PS 25 31 988) ist der Verdrängerkörper an beiden Enden mit Radialflossen versehen, die an der Außenkante abgeschrägt und von je einem Innenkonus an beiden Lagerzapfen-Endstücken übergriffen werden. Hier treten die genannten Probleme in noch größerem Maße auf, weil nicht einmal eine axiale Dehnung möglich ist.

Des weiteren ist es bekannt (GB-PS 10 80 795), den Verdrängerkörper mit Zapfen zu versehen, als drehbaren Träger zu verwenden und auf ihm die Hohlwalze mittels zweier an den Enden angeordneter, gummielastischer, hohlzylindrischer Kupplungen zu halten, denen durch axiales Zusammenziehen zweier stirnseitig anliegender Ringscheiben eine solche Spannung gegeben werden kann, daß sie den zwischen Verdrängerkörper und Hohlwalze verbleibenden Ringraum nach außen hin dicht abschließen. Bei dieser Konstruktion ist die Hohlwalze »schwimmend« gelagert. Bei Einwirkung größerer axialer, radialer oder tangentialer Kräfte verlagert sich die Hohlwalze unkontrolliert. In einem Kalander beispielsweise wären die Kupplungen überbeansprucht; eine brauchbare Bearbeitung der Warenbahn wäre nicht möglich. Eine Einleitung größerer Drehmomente vom angetriebenen Träger auf die Hohlwalze ist nicht möglich, weil auch dadurch die Kupplungen überlastet werden würden.

Des weiteren ist ein Lager dadurch bekannt (GB-PS 3 37 495), das eine kleine Schwenkbewegung zuläßt, wobei ein gummielastischer Pufferkörper in der Form eines hohlen Kegelstumpfes zwischen dem Konus eines ersten Gelenkteils und dem Innenkonus eines zweiten Gelenkteils unter Vorspannung angeordnet ist.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Hohlwalze der eingangs beschriebenen Art anzugeben, bei der der Verdrängerkörper sicher in dem Walzenmantel gehalten ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Stützvorrichtung einen gummielastischen Pufferkörper aufweist, der unter Vorspannung eingebaut ist und bei einer Relativbewegung zwischen Verdrängerkörper und Walzenmantel unter Aufrechterhaltung der Abstützung an der Stützfläche in radialer und/oder axialer Richtung verformbar ist.

Bei dieser Konstruktion bildet der Walzenmantel eine starre Einheit mit den Zapfen, so daß keine äußeren Kräfte über den Verdrängerkörper geführt werden müssen. Temperaturabhängige Dehnungsunterschiede in radialer und/oder axialer Richtung werden durch Verformung des oder der Pufferkörper aufgenommen. Die Stützvorrichtung liegt daher sowohl bei gleichmäßiger Temperatur von Verdrängerkörper und Walzenmantel, also im Normalbetrieb, als auch bei ungleichmä-

ßiger Temperatur, also während der Anlaufzeit, an der Stützfläche an. Diese Anlage bleibt auch erhalten, wenn aufgrund von Zentrifugalkräften exzentrische radiale Belastungen auftreten, weil ein Teil des Pufferkörpers der Bewegung in der einen Radialrichtung durch zusammendrückende Verformung Widerstand entgegensetzt, der gegenüberliegende und daher entlastete Teil des Pufferkörpers infolge der Vorspannung aber noch kein Abheben von der Stützfläche erlaubt. Wenn infolge Schwingungen des Verdrängerkörpers eine periodische Zusammendrückung und Entlastung des Pufferkörpers erfolgt, tritt eine die Laufruhe unterstützende Dämpfung ein, weil die dem gummielastischen Material innewohnende Hysterese Verformungsarbeit in Wärme umsetzt. Darüber hinaus vermag der Pufferkörper Toleranzen bei der Bearbeitung des Verdrängerkörpers und der übrigen Hohlwalze auszugleichen.

Für die Ausgestaltung der Stützvorrichtung im einzelnen gibt es zahlreiche Möglichkeiten, von denen einige bevorzugte Ausführungsformen nachstehend betrachtet werden.

Bei einer ersten Ausführungsform hat der Pufferkörper die Form eines hohlen Kegelstumpfs, der zwischen der als Konusfläche ausgebildeten Stützfläche und einer am Verdrängerkörper ausgebildeten konischen Anlagefläche angeordnet ist. Bei dieser Form führt ein axiales Zusammenspannen von Stützfläche und Anlagefläche unmittelbar zur gewünschten Vorspannung des Pufferkörpers. Dies läßt sich besonders einfach dadurch bewerkstelligen, daß die Stützfläche an einem axial am Walzenmantel festspannbaren Endstück angebracht ist. Durch das ohnehin notwendige Befestigen des Endstücks wird auch der Pufferkörper vorgespannt.

Bei einer weiteren, besonders bevorzugten Ausführungsform ist dafür gesorgt, daß der Pufferkörper die Form eines Hohlzylinders hat, der zwischen einer ersten und einer zweiten zylindrischen Fläche angeordnet ist und daß die zweite zylindrische Fläche an einem mehrteiligen Spannfutter ausgebildet ist, das mittels einer keilartig wirkenden Spannfläche eines Spannkörpers, bei einer axialen Relativbewegung zwischen diesem und dem Spannfutter, radial verstellbar ist. Mit Hilfe von Spannfutter und Spannkörper kann dem Pufferkörper, obwohl er Hohlzylinderform hat, eine definierte Vorspannung gegeben werden. Die Dicke des Pufferkörpers läßt sich ohne weiteres so bemessen, daß nicht nur radiale, sondern auch axiale Dehnungsunterschiede vollständig durch eine Verformung des Pufferkörpers aufgenommen werden können. Die Hohlzylinderform hat darüber hinaus den Vorteil, daß die endgültige Vorspannung unabhängig von der genauen Lage des Pufferkörpers auf der ersten zylindrischen Fläche ist und daß diese erste zylindrische Fläche an den großen Bauteilen, wie Verdrängerkörper oder Walzenmantel, leichter als eine Kegelfläche hergestellt werden kann.

Mit besonderem Vorteil weist der Verdrängerkörper an seinem Ende einen zylindrischen Zapfen auf und die Stützvorrichtung ist zwischen Zapfen und einer diesen umgebenden Stützfläche angeordnet. Bei dieser Ausgestaltung steht ein verhältnismäßig großer Ringraum zwischen Zapfen und Stützfläche zur Verfügung, um bei der Montage die Stützvorrichtung einzubauen und das Spannfutter zu spannen.

Hierbei kann der Zapfen die erste zylindrische Fläche bilden, so daß der Pufferkörper unmittelbar auf dem Zapfen sitzt. Es ist aber auch möglich, die Stützfläche die erste zylindrische Fläche bilden zu lassen, so daß der Pufferkörper unmittelbar an der Stützfläche anliegt. Diese Möglichkeiten ergeben einen einfacheren Aufbau, als wenn der Pufferkörper zwischen Zapfen und Stützfläche angeordnet wird.

In vielen Fällen ist es günstig, wenn die Stützfläche an einem Basisring ausgebildet ist, der axial festgehalten in eine von der Stirnseite des Walzenmantels ausgehende Ausdrehung eingesetzt ist. Auf diese Weise kann die Stützfläche eine besonders sorgfältige Bearbeitung erfahren, wie es beim relativ großen Walzenmantel nur mit Schwierigkeiten möglich ist. Außerdem kann dieser Basisring auch zur Übernahme weiterer Funktionen benutzt werden, wie nachstehend noch erläutert wird.

Es gibt auch die Möglichkeit, daß der Verdrängerkörper durch ein Rohr gebildet ist, dessen Innenfläche nahe dem Rohrende die erste zylindrische Fläche bildet und daß die Stützfläche an einem in das Rohrende greifenden Einsatz ausgebildet ist, der mit dem Walzenmantel über einen Haltering verbunden ist. Bei dieser Konstruktion kann der Verdrängerkörper mit dem Einsatz über den Pufferkörper verbunden werden, was die Montage vereinfacht. Erst nach Fertigstellung wird das Ganze mit dem Walzenmantel verbunden.

Im einzelnen kann die Stützfläche bzw. Zapfenfläche konisch sein und als Spannfläche dienen und das Spannfutter kann mit einer konischen Fläche an der Spannfläche anliegen. Dies ergibt einen sehr einfachen Aufbau.

Bevorzugt ist aber der Spannkörper als Ring zwischen dem Spannfutter und der Stützfläche bzw. Zapfenfläche angeordnet, weil dann beim Einspannen das Spannfutter axial festgehalten werden kann und der Pufferkörper nicht unter erheblicher Reibung verschoben werden muß.

Hierbei empfehlen sich Widerlager, die das Spannfutter beim Einschieben des Spannkörpers axial festhalten. Beispielsweise kann der Spannkörper mittels den Basisring durchsetzenden Spannschrauben zum Ende des Walzenmantels hin gezogen werden und das Widerlager an der Stirnseite des Walzenmantels befestigbar sein. Eine andere Möglichkeit besteht darin, daß das Widerlager durch einen Flansch des Basisrings gebildet ist, an dessen einer Seite der ringförmige Spannkörper und an dessen anderer Seite ein Flansch des Spannfutters angeordnet ist, wobei Spannschrauben alle drei Teile durchsetzen. Des weiteren kann dafür gesorgt sein, daß das Widerlager durch einen Absatz im Zapfen gebildet ist, an den sich ein Flansch des Spannfutters anlegt, an dessen anderer Seite sich der ringförmige Spannkörper befindet, wobei Spannschrauben alle drei Teile durchsetzen. Es besteht auch die Möglichkeit, daß der Spannkörper mittels Spannschrauben, welche einen die Stützfläche tragenden Körper durchsetzen, verschiebbar ist und das Widerlager am letztgenannten Körper ausgebildet ist.

Eine besonders bevorzugte Konstruktion ist dadurch ausgezeichnet, daß das Spannfutter und der dieses umgebende, ringförmige Spannkörper eine sich vom Ende des Walzenmantels weg verjüngende Spannfläche haben, daß der Spannkörper einen Flansch mit Gewindelöchern aufweist, in die den Basisring durchsetzende Spannschrauben eingreifen, daß das Spannfutter radiale Fortsätze aufweist, die von in den Basisring geschraubten Befestigungsschrauben durchsetzt sind, und daß der Basisring dadurch gegen Axialverschiebung gesichert ist, daß er zwischen einer Schulter des Walzenmantels und einer von der inneren Stirnfläche

des Lagerzapfen-Endstücks arretierten Distanzhülse angeordnet ist. Dies erlaubt einen sehr einfachen Zusammenbau bei während des Verspannens axial festgehaltenem Pufferkörper. Nach dem Einbau des Lagerzapfen-Endstücks ist die gesamte Stützvorrichtung gegen Axialbewegung gesichert.

Bei einer weiteren Ausführungsform hat der Pufferkörper die Form einer Scheibe, die in einer stirnseitigen Ausnehmung einer am Verdrängerkörper angebrachten, in den Spalt ragenden Haltevorrichtung angeordnet ist, und zwischen Scheibe und der als Stützfläche dienenden Innenfläche des Walzenmantels ist ein kolbenartiges Stützelement angeordnet. Bei dieser Konstruktion werden axiale Dehnungsunterschiede dadurch ausgeglichen, daß die Stützelemente relativ zu der Stützfläche, an der sie dauernd anliegen, verschiebbar sind. Radiale Dehnungsunterschiede und Schwingungsbewegungen werden durch eine Zusammendrükkung des Pufferkörpers aufgenommen.

Zweckmäßigerweise durchsetzt die Haltevorrichtung den Verdrängerkörper vollständig und ist an beiden Enden mit Scheibe und Stützelement versehen. Dies führt zu einem übersichtlichen, einfachen Aufbau.

Hierbei ist es günstig, wenn die Scheibe einen kleineren Durchmesser hat als die Ausnehmung, den freien Raum der Ausnehmung aber infolge Verformung füllt, bevor die Haltevorrichtung an der Innenfläche des Walzenmantels zur Anlage kommt. Sobald der freie Raum ausgefüllt ist, wird eine weitere Verformung weitgehend verhindert. Das elastische Verhalten kann daher zum Zweck der Schwingungsdämpfung über einen wesentlichen Teil der Spaltbreite gewährleistet, trotzdem aber ein Anschlagen am Walzenmantel verhindert werden.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind mehrere Pufferkörper zu einer gummielastischen Baueinheit verbunden, die sich zumindest längs der Oberfläche des Verdrängerkörpers erstreckt. Dies hat nicht nur den Vorteil einer sehr einfachen Montage, sondern erlaubt es auch, die bei Axial- und/oder Radialbewegungen auftretenden Verformungen von einer größeren Menge des gummielastischen Materials aufnehmen zu lassen.

Hierbei kann der Verdrängerkörper weitgehend oder vollständig aus gummielastischem Material bestehen und einstückig mit den Pufferkörpern ausgebildet sein. Dies ergibt ein Optimum an verformbarem gummielastischen Material.

Bei einer Variante ist der Verdrängerkörper an mindestens einem Ende konisch gestaltet und in einer als Konusfläche ausgebildeten Stützfläche gehalten. Beim axialen Festspannen dieser Stützfläche wird der Verdrängerkörper axial vorgespannt.

Des weiteren können Pufferkörper als den Spalt durchsetzende Vorsprünge der gummielastischen Baueinheit ausgebildet sein. Die Vorsprünge können insbesondere schraubenlinienförmig verlaufende Rippen, aber auch axial verlaufende Rippen oder kurze Rippenabschnitte sein.

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

F i g. 1 einen Längsschnitt durch eine Hohlwalze gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung,

Fig.2 einen Längsschnitt durch ein Walzenende während der Montage gemäß einer zweiten Ausführungsform,

F i g. 3 einen Längsschnitt durch die fertig montierte Hohlwalze gemäß F i g. 2,

F i g. 4 bis 7 Längsschnitte durch Walzenenden gemäß vier weiteren Ausführungsbeispielen der Erfindung,

Fig.8 einen Querschnitt durch eine Hohlwalze gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel, und

F i g. 9 bis 14 drei weitere Ausführungsbeispiele, bei denen die Fig.9, 11 und 13 Längsschnitte durch Walzenenden und die Fig. 10, 12 und 14 Querschnitte durch den Verdrängerkörper zeigen.

In Fig. 1 ist eine Hohlwalze veranschaulicht, die als beheizbare Kalenderwalze verwendbar ist. Sie besitzt einen dicken Walzenmantel 1, der beidseitig durch je einen Lagerzapfen 2, 3 tragende Endstücke 4, 5 abgeschlossen ist, welche mit Hilfe von Spannschrauben 6 am Walzenmantel stirnseitig befestigt sind. Ein Verdrängerkörper 7 besteht aus einem Rohr 8, das beidseitig mit je einem Abschlußkörper 9, 10 versehen ist. Der Abschlußkörper 9 ist mit Schrauben 11 am Endstück 4 befestigt. Das Abschlußstück 10 ist unter Zwischenlage eines Pufferkörpers 12 aus gummielastischem Material in der Form eines hohlen Kegelstumpes im Endstück 5 gehalten. Der Pufferkörper 12 ist zwischen einer konischen Stützfläche 13 des Endstückes 5 und einer konischen Anlagefläche 14 des Abschluß-Stückes 10 angeordnet. Zur Zentrierung weist das Abschlußstück 10 einen Zapfen 15 auf, der in eine Bohrung 16 des Endstücks 5 greift. Wenn der mit dem Endstück 4 und über dieses mit dem Walzenmantel 1 verbundene Verdrängerkörper mit dem Pufferkörper 12 versehen ist und dann das Endstück 5 axial festgespannt wird, erhält auch der Pufferkörper 12 eine Vorspannung.

Zwischen Verdrängerkörper 7 und Walzenmantel 1 verbleibt ein ringförmiger Axialspalt 17, der über eine Bohrung 18 im Anschlußstück 10 mit dem Innenraum 19 des Verdrängerkörpers verbunden ist. Durch den Zapfen 2 führt ein Anschlußkanal 20, der über eine Bohrung 21 im Anschlußstück & mit dem Ringspalt 17 verbunden ist und der Zufuhr eines Wärmeträgers dient.

Das Anschlußstück 9 und diese Bohrung 20 ist von einem zweiten Kanal 22 durchsetzt, der der Abfuhr des Wärmeträgers dient. Der Strömungsverlauf ist durch Pfeile angedeutet.

Wenn beispielsweise ein Wärmeträger von 130° C zu Betriebsbeginn zugeführt wird, erwärmt sich der Verdrängerkörper 7 recht rasch, der wesentlich dickere Walzenmantel 1 dagegen nicht. Da das rechte Ende des Verdrängerkörpers am Walzenmantel festgehalten ist, ergibt sich am linken Ende eine Axialverschiebung.

Diese wird vom Pufferkörper 12 durch Verformung aufgenommen. Diese Verformung geht zurück, sobald auch der Walzenmantel die Temperatur des Verdrängerkörpers angenommen hat. Die gleichzeitig auftretenden radialen Dehnungsunterschiede werden ebenfalls vom Pufferkörper 12 aufgenommen.

Wenn im Betrieb Schwingungen des linken Endes des Verdrängerkörpers 7 auftreten, werden diese durch abwechselndes Zusammendrücken von Teilen des Pufferkörpers 12 gedämpft. Aufgrund der Vorspannung kann dafür gesorgt werden, daß auch bei dieser Schwingungsbewegung immer ein Berührungskontakt zwischen dem Pufferkörper 12 und den Flächen 13 und 14 beibehalten bleibt, so daß keinerlei Schlagbeanspruchungen auftreten.

Die Vorspannung kann ohne weiteres auch so groß gewählt werden, daß die Reibungskräfte zur Drehmitnahme des Verdrängerkörpers ausreichen. Dies erlaubt es hier und bei den nachstehenden Ausführungsformen,

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an beiden Enden des Verdrängerkörpers 7 Pufferkörper vorzusehen, so daß eine Schwingungsdämpfung an beiden Enden möglich ist.

Bei der Ausführungsform nach den F i g. 2 und 3 ist in einem Walzenmantel 23 ein Verdrängerkörper 24 mit einem Abschlußstück 25 vorgesehen, das einen Zapfen 26 aufweist. Der Walzenmantel 23 wird mit einem Lagerzapfen-Endstück 27 mit Hilfe von Schrauben 28 verschlossen. Ein Pufferkörper 29 in der Form eines Hohlzylinders liegt zwischen einer ersten zylindrischen Fläche 30, die durch den Zapfen 26 gebildet ist, und einer zweiten zylindrischen Fläche 31, die durch ein Spannfutter 32 gebildet wird. Dieses Spannfutter besteht aus drei sich um je über etwa 120° erstreckenden Abschnitten und weist an der Außenseite eine Konusfläche 33 auf. An ihr greift eine konische Spannfläche 34 eines Spannkörpers 35 an. In eine stirnseitige Aussparung 36 des Walzenmantels 23 ist ein Basisring 37 eingesetzt, der an seiner Innenseite eine zylindrische Stützfläche 38 bildet. Spannschrauben 39 durchsetzen den Basisring 37 und einen Flansch 40 des Spannkörpers 35. Ein Widerlager 41 ist während der Montage an der Stirnseite des Walzenmantels 23 derart befestigbar, daß es über den Zapfen 26 greift, auf einem Hilfszapfen 42 geführt wird und die Lage des Spannfutters 32 fixiert. Werden in dieser Stellung die Spannschrauben 39 durch im Widerlager 41 vorgesehene Aussparungen 43 festgezogen, ergibt sich das in F i g. 2 dargestellte Bild, bei dem der Pufferkörper 29 eine bestimmte Vorspannung hat. Im Basisring 37 ist ferner ein Gewinde 44 vorgesehen, in welches Befestigungsschrauben 45 greifen können, die durch radiale Fortsätze 46 des Spannfutters 32 greifen. Auf diese Weise bilden nach dem Verspannen Basisring 37 und Spannfutter 32 und Spannkörper 35 eine feste Einheit.

Nach Abnahme des Widerlagers 41 kann das Endstück 27 am Walzenmantel 23 befestigt werden, nachdem zuvor ein Distanzring 47 eingesetzt worden ist. Dieser fixiert den Basisring 37, der auf der anderen Seite an einer Schulter 48 der Ausnehmung 36 anliegt, gegen axiale Verschiebung.

Bei den nachstehenden Ausführungsbeispielen werden für gleiche oder ähnliche Teile dieselben Bezugszeichen wie in den F i g. 2 und 3 verwendet.

Bei der Ausführungsform der Fig.4 liegt der Pufferkörper 29 zwischen der ersten zylindrischen Fläche 30 des Zapfens 26 und einer zweiten zylindrischen Fläche 49 eines mehrteiligen Spannfutters 50. Dieses weist eine konische Fläche 51 auf, die mit einer konischen Stütz- oder Spannfläche 52 eines gleichzeitig als Spannkörper 53 dienenden Basisringes 53 zusammenwirkt. Beide Teile werden durch Spannschrauben 54 zusammengezogen, wobei das Spannfutter 50 auf dem Zapfen 26 zum Innern der Hohlwalze hin wandert.

In Fig.5 ist ein mehrteiliges Spannfutter 55 vorgesehen, das die zweite zylindrische Fläche 56 und auch außen eine zylindrische Fläche 57 trägt. Ein Basisring 58 weist eine konische Stützfläche 59 und einen als Widerlager dienenden Flansch 60 auf. Ein ringförmiger Spannkörper 61, der außen eine konische Spannfläche 62 aufweist, wird von Spannschrauben 63 durchsetzt, die auch durch den Widerlager-Flansch 60 und einen Flansch 64 am Spannfutter 55 greifen. Beim Spannen wird der Spannkörper 61 zum Innern der Hohlwalze hin gezogen, während gleichzeitig das Spannfutter 55 durch das Widerlager 60 an einer Verschiebung in entgegengesetzter Richtung gehindert wird.

Bei der Ausführungsform nach F i g. 6 wird die erste zylindrische Fläche, an der der hohlzylindrische Pufferkörper 65 anliegt, durch die Stützfläche 66, hier die Innenfläche des Walzenmantels 23, gebildet. Die zweite zylindrische Fläche 67 ist an einem mehrteiligen Spannfutter 68 ausgebildet, das eine konische Innenfläche 69 besitzt. Sie wirkt mit einer konischen Spannfläche 70 eines ringförmigen Spannkörpers 71 zusammen. Ein Zapfen 72 besitzt eine zylindrische Stützfläche 73 und eine als Widerlager dienende Schulter 74, in die Spannschrauben 75 greifen, welche sowohl den Spannkörper 71 als auch einen Flansch 76 des Spannfutters 68 durchsetzen. Beim Festspannen wird der Spannkörper 71 zum Walzeninneren hin gezogen, wobei das durch die Schulter gebildete Widerlager 74 eine Weiterbewegung des Spannfutters 68 verhindert.

Bei der Ausführungsform nach F i g. 7 weist der Verdrängerkörper 24 ein Rohr 77 auf, an dessen Innenseite die erste zylindrische Fläche 78 ausgebildet ist, an der ein hohlzylindrischer Pufferkörper 79 anliegt. Die zweite zylindrische Fläche 80 ist an einem mehrteiligen Spannfutter 81 ausgebildet, das zwei innere Konusflächen 82 und 83 mit entgegengesetzter Neigung besitzt. Ein Einsatz 84 trägt eine Stützfläche 85, die zunächst konisch ausgeführt ist und dann mit einem Sprung als Zylinderfläche fortgeführt wird. Ein Spannkörper 86 liegt mit seiner konischen Spannfläche 87 am Spannfutter 81 an. Spannschrauben 88 durchsetzen den Einsatz 84 und den Spannkörper 86. Beim Festziehen wird der Pufferkörper 79 radial nach außen verspannt. Eine Bewegung des Spannfutters wird durch einen ein Widerlager bildenden Flansch 89 des Einsatzes 84 verhindert. Der so fertiggestellte Verdrängerkörper 24 wird mit Hilfe eines Halteringes 90 im Walzenmantel 23 befestigt. Der Haltering 90 ist mit Schrauben 91 am Einsatz 64 und am Spannfutter 81 gehalten.

Bei der Ausführungsform nach F i g. 8 wird das Rohr 92 des Verdrängerkörpers 74 von Haltevorrichtungen 93 durchsetzt. Jede Haltevorrichtung weist an beiden Enden je eine stirnseitige Aussparung 94 auf, in der von innen nach außen eine Bodenplatte 95, ein scheibenförmiger Pufferkörper 96 und ein kolbenartiges Stützelement 97 angeordnet sind. Das Pufferelement 96 steht im Einbauzustand unter einer solchen Vorspannung, daß der freie Raum 98 der Ausnehmung 94 nicht vollständig ausgefüllt ist. Die Haltevorrichtungen 93 können durch Schweißen, Schrumpfen od. dgl. im Rohr 92 festgehalten werden. Die erforderliche Vorspannung kann dadurch erzeugt werden, daß der durch die Innenfläche des Walzenmantels 23 gebildeten Stützfläche 99 eine konische Schrägfläche vorgeschaltet ist, die beim Einschieben der Haltevorrichtung 93 die Pufferkörper 96 entsprechend zusammendrückt. Das Volumen des vorgespannten Pufferelements 96 mit Bezug auf den freien Raum 98 ist so gewählt, daß dieser Raum vollständig ausgefüllt ist, bevor die Stirnseite der Haltevorrichtung 93 mit der Stützfläche 99 in Berührung kommt.

Bei der Ausführungsform nach den Fig.9 und 10 ist der Walzenmantel 23 durch ein axial festspannbares Endstück 100 mit einem Anschlußkanal 101 versehen. Der gesamte Verdrängerkörper 102 besteht aus gummielastischem Material und ist einstückig mit allen Pufferkörpern ausgebildet. Diese Pufferkörper sind hier am Umfang verteilte kurze Axialrippen 103, die mit axialem Abstand mehrfach längs des VerdrängerkÖr-

pers 102 vorgesehen sein können, und ein konisch gestaltetes Ende 104, das in eine als Konusfläche ausgebildete Stützfläche 105 des Endstücks 100 eingreift. Eine ähnliche Befestigung kann am anderen Ende des Walzenmantels 23 vorgesehen sein. Der Wärmeträger wird über den Anschlußkanal 101, eine Axialbohrung 106 und Radialbohrungen 107 in den Spalt hinein oder aus ihm weg geleitet. Der Verdrängerkörper 102 ist sowohl in Axialrichtung als auch in Radialrichtung unter Vorspannung gehalten. Dies wird teils durch einen Einbau unter Vorspannung und teils durch axiales Anspannen des Endstücks 100 erzielt.

Bei der Ausführungsform nach den F i g. 11 und 12 ist der Verdrängerkörper 108 aus einer im wesentlichen zylindrischen Baueinheit 109 aus gummielastischem Material und darin eingesetzten stirnseitigen Abschlußstücken 110 zusammengesetzt. Die Baueinheit 109 weist am Umfang axial durchgehende Rippen 111 auf, die unter Vorspannung an dem Innenumfang des Walzen mantels 23 anliegen. Auch hier kann eine axiale Vorspannung beim Festspannen der Endstücke 100 hervorgerufen werden; dies ist jedoch nicht unbedingt erforderlich. Der Anschlußkanal 101 setzt sich wiederum über eine Axialbohrung 112 und Radialkanäle 113 fort.

Bei der Ausführungsform nach den F i g. 13 und 14 ist ein Verdrängerkörper 114 vorgesehen, der insgesamt aus gummielastischem Material besteht und an seiner Umfangsfläche zwei schraubenlinienförmig verlaufende Rippen 115 und 116 trägt, die unter Vorspannung gegen die Stützfläche 99 anliegen. Auch hierbei ist eine axiale Vorspannung möglich.

Als Material für die Pufferkörper eignen sich die verschiedensten bekannten gummielastischen Materialien, insbesondere gummielastische Kunststoffe, wie Fluorelastomere und Butylkautschuk. Die besten Ergebnisse zeigten sich mit einer Shorehärte zwischen 59 und 80, insbesondere von 65.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims (25)

Patentansprüche:

1. Hohlwalze mit koaxial eingebautem Verdrängerkörper, der zwischen sich und einem mit Lagerzapfen-Endstücken versehenen Walzenmantel einen Spalt zur Durchleitung eines Wärmeträgers bildet und mittels mindestens einer Stützvorrichtung an einer eine axiale Komponente aufweisenden Stützfläche der übrigen Hohlwalze abgestützt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützvorrichtung einen gummielastischen Pufferkörper (12, 29, 65, 79, 96, 103, 104, 111, 115, 116) aufweist, der unter Vorspannung eingebaut ist und bei einer Relativbewegung zwischen Verdrängerkörper (7, 24) und Walzenmantel (1, 23) unter Aufrechterhai- r> tung der Abstützung an der Stützfläche (13, 38, 52, 59, 73, 85, 99, 105) in radialer und/oder axialer Richtung verformbar ist.

2. Hohlwalze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Pufferkörper (12) die Form eines hohlen Kegelstumpfs hat, der zwischen der als Konusfläche ausgebildeten Stützfläche (13) und einer am Verdrängerkörper (24) ausgebildeten konischen Anlagefläche (14) angeordnet ist.

3. Hohlwalze nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützfläche (13) an einem axial am Walzenmantel (23) festspannbaren Endstück (3) angebracht ist.

4. Hohlwalze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Pufferkörper (29,65, 79) die Form eines Hohlzylinders hat, der zwischen einer ersten (30, 66, 78) und einer zweiten (31, 49, 67, 80) zylindrischen Fläche angeordnet ist und daß die zweite zylindrische Fläche an einem mehrteiligen Spannfutter (32, 50, 55, 68, 81) ausgebildet ist, das js mittels einer keilartig wirkenden Spannfläche (34, 52,62,70,85,87) eines Spannkörpers (35,53,61,71, 84,86), bei einer axialen Relativbewegung zwischen diesem und dem Spannfutter, radial verstellbar ist.

5. Hohlwalze nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Verdrängerkörper (24) an seinem Ende einen zylindrischen Zapfen aufweist (26, 72) und die Stützvorrichtung zwischen Zapfen und einer diesen umgebenden Stützfläche (38, 52, 29, 66) angeordnet ist.

6. Hohlwalze nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Zapfen (26) die erste zylindrische Fläche (30) bildet.

7. Hohlwalze nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützfläche (66) die erste so zylindrische Fläche bildet.

8. Hohlwalze nach Anspruch 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützfläche (38, 52, 59) an einem Basisring (37,52,58) ausgebildet ist, der axial festgehalten in eine von der Stirnseite des Walzenmantels (23) ausgehende Ausdrehung (36) eingesetzt ist.

9. Hohlwalze nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Verdrängerkörper (24) durch ein Rohr (77) gebildet ist, dessen Innenfläche (78) nahe dem Rohrende die erste zylindrische Fläche bildet und daß die Stützfläche (82) an einem in das Rohrende greifenden Einsatz (84) ausgebildet ist, der mit dem Walzenmantel (23) über einen Haltering (90) verbunden ist.

10. Hohlwalze nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützfläche (52) bzw. Zapfenfläche konisch ist und als Spannfläche dient und daß das Spannfutter (50) mit einer konischen Fläche (51) an der Spannfläche anliegt.

11. Hohlwalze nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannkörper (35, 61, 71, 86) als Ring zwischem dem Spannfutter (32, 55, 68, 81) und der Stützfläche (38, 59, 82) bzw. Zapfenfläche (73) angeordnet ist.

12. Hohlwalze nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch Widerlager (41,60,74,89), die das Spannfutter (32, 55, 68, 81) beim Einschieben des Spannkörpers (35,61,71,86) axial festhalten.

13. Hohlwalze nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannkörper (35) mittels den Basisring (37) durchsetzender Spannschrauben (39) zum Ende des Walzenmantels hin gezogen wird und das Widerlager (41) an der Stirnseite des Walzenmantels befestigbar ist.

14. Hohlwalze nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Widerlager durch einen Flansch (60) des Basisrings (58) gebildet ist, an dessen einer Seite der ringförmige Spannkörper (61) und an dessen anderer Seite ein Flansch (64) des Spannfutters (55) angeordnet ist, wobei Spannschrauben (63) alle drei Teile durchsetzen.

15. Hohlwalze nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Widerlager durch einen Absatz (74) im Zapfen (72) gebildet ist, an den sich ein Flansch (76) des Spannfutters (68) anlegt, an dessen anderer Seite sich der ringförmige Spannkörper (71) befindet, wobei Spannschrauben (75) alle drei Teile durchsetzen.

16. Hohlwalze nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannkörper (86) mittels Spannschrauben (88), welche einen die Stützfläche (82) tragenden Körper (84) durchsetzen, verschiebbar ist und das Widerlager (89) am letztgenannten Körper ausgebildet ist.

17. Hohlwalze nach den Ansprüchen 4, 5, 6, 8, 11, 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Spannfutter (32) und der dieses umgebende, ringförmige Spannkörper (35) eine sich vom Ende des Walzenmantels (23) weg verjüngende Spannfläche (33, 34) haben, daß der Spannkörper einen Flansch (40) mit Gewindelöchern aufweist, in die den Basisring (37) durchsetzende Spannschrauben (39) eingreifen, daß das Spannfutter radiale Fortsätze (46) aufweist, die von in den Basisring geschraubten Befestigungsschrauben (45) durchsetzt sind, und daß der Basisring dadurch gegen Axialverschiebung gesichert ist, daß er zwischen einer Schulter (48) des Walzenmantels und einer von der inneren Stirnfläche des Lagerzapfen-Endstückes (27) arretierten Distanzhülse (47) angeordnet ist.

18. Hohlwalze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Pufferkörper (96) die Form einer Scheibe hat, die in einer stirnseitigen Ausnehmung (94) einer am Verdrängerkörper (24) angebrachten, in den Spalt (17) ragenden Haltevorrichtung (93) angeordnet ist, und daß zwischen Scheibe und der als Stützfläche (99) dienenden Innenfläche des Walzenmantels (23) ein kolbenartiges Stützelement (97) angeordnet ist.

19. Hohlwalze nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltevorrichtung (93) den Verdrängerkörper (24) vollständig durchsetzt und an beiden Enden mit Scheibe (96) und Stützelement (97) versehen ist.

20. Hohlwalze nach Anspruch 18 bis 19, dadurch

gekennzeichnet, daß die Scheibe (96) einen kleineren Durchmesser hat als die Ausnehmung (94), den freien Raum (98) der Ausnehmung aber infolge Verformung füllt, bevor die Haltevorrichtung (93) an der Innenfläche (99) des Walzenmantels zur Anlage kommt.

21. Hohlwalze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Pufferkörper (103, 104; 111, 115,116) zu einer gummielastischen Baueinheit (102, 109, 114) verbunden sind, die sich zumindest längs der Oberfläche des Verdrängerkörpers erstreckt.

22. Hohlwalze nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß der Verdrängerkörper (102, 108,114) weitgehend oder vollständig aus gummielastischem Material besteht und einstückig mit den Pufferkörpern (103, 104; 111; 115, 116) ausgebildet ist.

23. Hohlwalze nach Anspruch 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, daß der Verdrängerkörper (102) an mindestens einem Ende (104) konisch gestaltet und in einer als Konusfläche gestalteten Stützfläche (105) gehalten ist.

24. Hohlwalze nach einem der Ansprüche 21 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß Pufferkörper (103, 111, 115, 116) als den Spalt durchsetzende Vorsprünge der gummielastischen Baueinheit (102, 109,114) ausgebildet ist.

25. Hohlwalze nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge schraubenlinienförmig verlaufende Rippen (115,116) sind.