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Stützelement
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Die Erfindung betrifft ein Stützelement, welches zwischen einem stationären
Träger und einem um diesen rotierbar angeordneten Walzenmantel, um diesen zu stützen
vorgesehen ist, indem es zur Aufnahme einer in Richtung radial vom Träger zum Walzenmantel
hin wirkenden Kraft ausgelegt ist, um diese Kraft über einen den Walzenmantel zugewandten
Kopfteil des Stützelements und einen zwischen dem Kopfteil und dem Walzenmantel
vorhandenen Flüssigkeitsfilm auf den Mantel zu übertragen.
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Solche Stützelemente werden in den s.g. Durchbiegungsausgleich-,
bzw. Druckausgleich-, bzw. Druckeinstellwalzen benutzt und wurden beispielsweise
in der USA-Patentschrift 3 802 044 beschrieben. Der Kopfteil des Stützelements weist
einen runden oder rechteckigen Grundriss auf und seine dem Walzenmantel zugewandte
Fläche weist, im Querschnitt zur Walzenachse gesehen, einen annähernd gleichen Radius
auf wie die Innenwand des Walzenmantels.
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Es wurde festgestellt, dass besonders bei Anwendung.einer grossen
auf die Innenwand des Walzenmantels wirkende Kraft und insbesondere wenn der Walzenmantel
elastisch ist, sich der Walzenmantel verformt und weist dann im Bereich des Kopfteils
des Stützelementes einen im Mittel grösseren Radius auf als der Kopfteil. Dementsprechend
ist auch der Spalt zwischen diesen beiden Flächen verändert, welcher Spalt für den
hydrodynamisch bzw. hydrostatisch aufgebauten Flüssigkeitsfilm vorgesehen ist. Durch
die Veränderung des Spaltes wird der Flüssigkeitsfilm und seine vorgesehene Wirkung
negativ beeinflusst und es kann örtlich zu einer unerwünschten Reibung zwischen
dem Kopfteil des Stützelements und der Innenwand des Walzenmantels kommen, wodurch
das Stützelement und/oder der Walzenmantel beschädigt werden können.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen wirksamen Flüssigkeitsfilm
zwischen dem Kopfteil des Stützelements und der Innenwand aufrechtzuerhalten, auch
wenn der Walzenmantel beim Betrieb von der ursprünglichen zylindrischen Form der
Innenwand nach Massgabe der aufgebrachten Kraft abweicht. Diese Aufgabe wird am
Stützelement der eingangsbeschriebenen Art erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass
im Stützelement unterhalb des Kopfteiles ein Raum freigelassen ist, welcher von
dem Kopfteil überbrückt ist, so dass ein Kraftfluss der zu übertragenden Kraft zu
dem Kopfteil ausserhalb der Wirkungs-
linie der Kraft, um den freigelassenen
Raum herum geführt ist. Bei dieser Kraftführung wirkt die Kraft an den Auflagestellen
des brückenartigen Kopfteiles, welcher dadurch elastisch verformt, d.h. durchgebogen
wird, da er an den Auflagestellen in Richtung zur Innenwand des Walzmantels hingedrückt
ist, so dass die dem Walzenmantel zugewandte Fläche des Kopfteiles einen der momentanen
Form des Walzenmantels weiterhin zugepasste Form aufweist.
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Der Flüssigkeitsfilm bleibt in dem Spalt zwischen dem Kopfteil des
Stützelements und der Innenwand des Walzmantels in gewünschter Schichtdicke wirksam
verteilt erhalten.
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Bei einem hydrostatischen Stützelement mit mindestens einer hydrostatischen
Tasche im Kopfteil, welche durch eine Zufuhrleitung durch das Stützelement hinweg
mit einem zur Betätigung des Stützelements dienenden hydrostatischen Druckraum im
Träger verbunden ist, wird erfindungsgemäss vorgeschlagen, dass die Zufuhrleitung
durch oder um den freigeiassenen Raum zu dem Druckraum geführt ist und den Durchbiegungen
des Kopfteiles formschlüssig folgend ausgeführt ist. Nach einer bevqrzugter Ausführungsform
dadurch, dass die Zufuhrleitung in einem Rohrstück untergebracht ist, welches zum
Kopfteil befestigt ist, durch den freigelassenen Raum weiter zum Druckraum führt,
wobei für das Rohrstück im Stützelement eine vom Druckraum zum freigelassenen Raum
reichende Bohrung vorgesehen ist, in welcher das Rohrstück verschiebbar ge-
führt
und abgedichtet ist, so dass ein Durchfluss vom Druckraum in den freigelassenen
Raum verhindert ist.
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Im weiteren wird der Erfindungsgegenstand anhand einiger in der Zeichnung
dargestellten Ausführungsbeispielen näher beschrieben und erklärt.
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In der Zeichnung zeigen: Fig. 1 bis 4 jeweils ein Ausführungsbeispiel
im teilweiweisen axialen Querschnitt durch eine Walze.
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In allen vier Figuren ist ein Stützelement 1, teilweise im Schnitt
dargestellt, welches zwischen einem stationären Träger 2 und einem Walzenmantel
3 angeordnet ist.
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Der Walzenmantel ist rotierbar um den Träger angeordnet.
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Es handelt sich um eine Walze, welche mit einer Gegenwalze einen Spalt
bildet, in dem eine Ware, z.B. eine Warenbahn mit Druck behandelt wird, und welche
unter der Bezeichnung Durchbiegungsausgleich-, bzw. Druckausgleich-, bzw, Druckeinstellwalze
bekannt ist. Das Stützelement 1 ist zum Stützen des Walzenmantels 3 vorgesehen,
bekannterweise dem Spalt zwischen den kooperierenden Walzen entlang.
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Das Stützelement ist zur Aufnahme einer in Richtung radial vom Träger
2 zum Walzenmantel wirkenden Kraft ausgelegt.- Die Wirkungslinie dieser Kraft ist
in der Fig. 1 mit einem Pfeil 4 veranschaulicht. Diese Kraft wird über einen dem
Walzenmantel 3 zugewandten Kopfteil 5 des
Stützelementes über einen
Druck in einem nicht dargestellten, zwischen dem Kopfteil und dem Walzenmantel vorhandenen
Flüssigkeitsfilm auf den Walzenmantel übertragen. Bei allen Ausführungen wurde ein
hydraulisch betätigtes Stützelement als Beispiel gewählt. Im Träger 2 ist ein Druckraum
6 vorgesehen, welcher über eine Druckleitung 7 mit einer Druckflüssigkeit beaufschlagt
wird. Zur Aufnahme der zu übertragenden Kraft ist das Stützelement kolbenartig zum
Druckraum 6 ausgeführt.
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Unterhalb des dem Walzenmantel zugewandten Kopfteiles 5 ist im Stützelement
ein Raum 8 freigelassen, welcher vom Kopfteil5 überbrück ist. Der Kraftfluss der
zu übertragenden Kraft führt zum Kopfteil ausserhalb der Wirkungslinie 4 der Kraft
um den freigelassenen Raum 8 herum zu den Auflagestellen 9 des brückenartigen Kopfteiles
5. Dieser biegt sich unter Wirkung der Kraft durch und wird so ständig der auch
sich während des Betriebes nach Massgabe der angewandten Drücke ändernden Form des
Walzenmantels 3 angepasst. Eine so geänderte Form des Walzenmantels ist beispielsweise
mit einer gestrichelten Linie 10 in Fig. 2, bzw. 4 gezeigt.
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Der freigelassene Raum 8 ist bei den gezeigten Ausführungsbeispielen
tunnelförmig. Er verläuft unterhalb des Kopfteiles durch das Stützelement parallel
zur Achse des Trägers 2, bzw. der Achse des Walzenmantels 3 und ist an beiden Stirnseiten
geöffnet. Die Erfindung bezieht
sich jedoch auch auf jene vorstellbare
Ausführungsformen, wo der freigelassene Raum, z.B. rotationssymetrisch zur Wirkungslinie
der zu übertragenden Kraft ausgeführt und gegen die Umgebung geschlossen sein könnte.
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Die Fig. 2 und 4 zeigen jeweils ein Stützelement, welches geteilt
ist Dabei bildet einen ersten Teil der Kopfteil 5, welcher brückenartig ausgeführt
und quer zur Längsachse des Trägers 2 gewölbt angeordnet ist. Ein zweiter Teil 11
des Stützelements 1 ist einerseits zur Aufnahme der vom Träger ausgehenden Kraft
dem Druckraum 6 kolbenartig zugeordnet und andererseits ist er zum Tragen des ersten
Teiles, nämlich des brückenförmigen Kopfteiles 5 ausgelegt. Vorzugsweise, wie auch
in den Fig.
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2 und 4 gezeigt, ist der Kopfteil 5 und dem zweiten tragenden Teil
11 an den Auflagestellen 9 seines brückenartigen Profils beweglich abgestützt. Der
im Stützelement 1 freigelassene Raum 8 ist vom ersten Teil, dem Kopfteil 5 und dem
zweiten Teil 11, zwischen diesen beiden begrenzt.
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Bei einem hydrostatischen Stützelement, so wie solches in Fig. 2
und 4 gezeigt ist, weist der Kopfteil 5 mindestens eine hydrostatische Tasche 12
auf. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel sind vier hydrostatische Taschen 12,
gestrichelt angedeutet, im Kopfteil vorgesehen. Zum Speisen der Taschen 12 mit der
Druckflüssigkeit ist eine Zufuhrleitung 13 vorgesehen, welche von der jeweiligen
Tasche 12 durch den Stützelement hinweg zu dem
zur Betätigung des
Stützelements dienenden Druckraum 6 führt. Die Zufuhrleitung 13 ist durch den freigelassenen
Raum 8 geführt und ist den Durchbiegungen des Kopfteiles 5 formschlüssig folgend
ausgeführt. Vorzugsweise ist die Zufuhrleitung 13 in einem Rohrstück 14 untergebracht,
welches zum Kopfteil 5 befestigt ist, z.B. mit diesem zusammengeschraubt. Das Rohrstück
14 führt durch den freigelassenen Raum 8 weiter zum Druckraum 6 durch eine im Stützelement
vorgesehene Bohrung 15, welche vom Druckraum6 bis zu dem freigelassenen Raum 8 führt.
In dieser Bohrung 15 ist das Rohrstück 14 verschiebbar geführt und abgedichtet,
so dass ein Durchfluss der Druckflüssigkeit vom Druckraum 6 in den freigelassenen
Raum 8 verhindert ist. Es ist vorstellbar, eine Zufuhrleitung um den freigelassenen
Raum herumzuführen. Beispielsweise unter Anwendung elastischer Druckschläuche.
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Es kann vorkommen, dass man die Durchbiegsamkeit des brückenförmigen
Kopfteiles 5 an gewissen Abschnitten dem Spalt zwischen den kooperierenden Walzen
entlang beschränken will. Das kann durch zweckmässige Formgestaltung des brückenförmigen
Kopfteiles geschehen, oder man kann vorsehen, einen Teil des Kraftflusses der zu
übertragenden Kraft in Richtung der Wirkungslinie 4 der Kraft durch den freigelassenen
Raum 8 hindurch zu führen zum Stützen des brückenförmigen Kopfteiles 5, bwz. zur
Begrenzung des Durchbiegens des Kopfteiles. Zum Ausführen
dieses
Gedankens ist eine hydrostatisch gegenüber dem Druckraum 6 wirksame Fläche des Rohrstückes
14 in den Stützelementen in Fig. 2 und 4 verschieden gross gestaltet. So weist das
Rohrstück 14 in Fig. 2 eine rel. kleinere hydrostatisch wirksame Fläche 16 auf als
das Rohrstück 14 in Fig. 4 . Im Falle der Ausführung gemäss Fig. 4 wird also die
Durchbiegsamkeit des Kopfteiles 5 mehr begrenzt als im Falle der Ausführung gemäss
Fig. 2.
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Im Falle der Ausführung gemäss Fig. 3, wo der Kopfteil 5 ein s.g.
Gleitschuh ist, der über einen hydrodynamisch aufgebauten Flüssigkeitsfilm den Walzenmantel
stützt, wird der Kopfteil 5 zusätzlich durch ein kolbenartiges Teil 17 unterstützt,
bzw. in seiner Durchbiegsamkeit begrenzt. Dieses ist in einer Bohrung 18 angeordnet,
wobei eine Stange 19 wie Kolbenstange zum Kopfteil 5 reicht und auf diesen den von
dem kolbenartigen Teil 17 aufgenommenen Teil des im Druckraum 6 herrschenden Druckes
überträgt. In Fig. 3 ist auch gezeigt, dass man mit verschieden grossen Futtern
20 die Bohrung 19 verschieden gross gestalten kann. Dem jeweiligen Durchmesser der
Bohrung 19 ist dann der Durchmesser des Teiles 17 anzupassen.
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Es wäre auch denkbar die Begrenzung der Durchbiegsamkeit des Kopfteiles
5 anders auszuführen. Beispielsweise durch Anordnen elastischer Stützen im freigelassenen
Raum selbst. Es wird da an Feder oder elastomere Ele-
mente gedacht.
Es wäre auch bei einem gegen die Umgebung abgeschlossenen freigelassenen Raum 8
denkbar, einen Teil der Druckflüssigkeit vom Druckraum 6 in den freigelassenen Raum
8 mittels einer einstellbaren Drosselleitung zu führen, um durch einen gewissen
Druckaufbau im freigelassenen Raum die Durchbiegsamkeit des Kopfteiles zu begrenzen.
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Die Erfindung ist bei allen Stützelementen anwendbar. Bei einzelnen
dem Spalt zwischen den kooperierenden Walzen entlang angeordneten Stützelementen
ohne Unterschied, ob der Kopfteil 5, im Grundriss gesehen, eine runde oder rechteckige
Form hat. Ebenso bei den sogenannten Stützleisten, welche als einziges Stützelement
über die ganze Länge des Spaltes, dem Walzenmantel entlang angeordnet sind.