DE2851747A1

DE2851747A1 - Druckbehandlungs- oder transportwalze, insbesondere kalanderwalze

Info

Publication number: DE2851747A1
Application number: DE19782851747
Authority: DE
Inventors: Josef Dipl Ing Pav; Josef Dr Ing Pav
Original assignee: Kleinewefers GmbH
Current assignee: Kleinewefers GmbH
Priority date: 1978-11-30
Filing date: 1978-11-30
Publication date: 1980-06-04
Also published as: FI69148B; GB2036256A; FI793624A; FI69148C; JPS5580596A; US4290353A; IT7969311A0; AT369445B; CH645958A5; JPS5818478B2; ATA710379A; IT1119578B; GB2036256B; DE2851747C2

Description

Druckbehandlungs- oder Transportwalze, insbesondere Kalanderwalze

Die Erfindung bezieht sich auf eine Druckbehandlungs- oder Transportwalze, insbesondere Kalanderwalze, mit einem drehbaren, hohlen Walzenmantel, der zumindest über einen Teil seiner Dicke aus magnetisierbarem Material besteht, mit einem den Walzenmantel durchsetzenden, drehfesten Träger mit Elektromagneten, deren Polflächen mit dem Innenumfang des Walzenmantels einen Luftspalt bilden, und mit einer Vorrichtung zur Änderung des Erregerstromes der Elektromagnete.

Bei einer bekannten Walze, die zur Druckbehandlung flexibler Materialien mit einer Gegendruckwalze zusammenwirkt, ist im Innern des Walzenmantels auf der der Gegendruckwalze gegenüberliegenden Seite ein zwei Polflächen aufweisender Elektro*- magnet vorgesehen, der auch durch eine Mehrzahl von in Reihe geschalteten Elektromagneten ersetzt werden kann. Der Erregerstrom ist steuerbar, um den Auflagedruck der Walze auf der Gegendruckwalze zu verändern. Die Polflächen erstrecken sich höchstens über 180°, bevorzugt nur über etwa 90°. Zum Ausgleich von Walzendurchbiegungen ist eine außen am Träger des Elektromagneten angreifende, verstellbare Stützvorrichtung vorgesehen. Der Walzenmantel ist an seinen Enden in vom Träger unabhängigen Lagern gehalten.

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Es ist ferner eine Kalanderwalze bekannt, bei der im Innern des Walzenmantels an einem Träger axial nebeneinander mehrere hydrostatische Stützvorrichtungeh vorgesehen sind. Diese erzeugen jeweils ein Druckpolster, dessen Druck individuell oder gruppenweise so einstellbar sein soll, daß ein Durchbiegungsausgleich erzielt und ein über die Walzenlänge konstanter Liniendruck erzeugt wird. Diese Konstruktion ist jedoch kompliziert und störanfällig. Die Reibung zwischen Druckflüssigkeit und Walzenmantel erzeugt zusätzliche Verluste.

Wenn der hohle Walzenmantel durch den Druck einer Gegenwalze oder durch die Kraft des zu transportierenden Materials stark belastet wird, besteht die Gefahr, daß er sich im Querschnitt elliptisch verformt, wenn man die Manteldicke nicht ausreichend stark dimensioniert. Dieser Möglichkeit sind aber aus Gründen der Materialersparnis oder - bei großen und langen Walzen aus Gründen des Gewichts Grenzen gesetzt. Dies führt bei einer Vielzahl von Anwendungszwecken, wie bei Kalandern, Glättwalzen oder Leitwalzen für Papier, Textilien oder Kunststoff, bei Druckereimaschinen oder bei Walzstraßen in Stahlwerken, zu Unzuträglichkeiten. Beispielsweise ergibt sich bei einem Kalander in dem Spalt zwischen Walze und Gegendruckwalze statt der gewünschten Linie, längs derer Druck auf die durchlaufende Bahn ausgeübt wird, eine vergrößerte Spaltfläche, so daß das behandelte Gut zwar länger, aber mit geringerem Druck behandelt wird. Hierdurch werden die Eigenschaften des fertigen Produkts, häufig sogar unterschiedlich über die Länge der Walze, geändert, Ähnliches gilt für Leitwalzen, die von unter Zug stehenden Materialbahnen über einen Winkel umschlungen sind und eine elliptische Querschnittsverformung erleiden. Auch werden die Walzenmäntel von langen Walzen, mittels derer ein Drehmoment übertragen wird, infolge der Reaktionskraft quer zu der Ebene, in der Walze und Gegendruckwalze angeordnet sind, durchgebogen, was die Form des Spaltes beeinflußt und zu einer unterschiedlichen Behandlung der durchlaufenden Bahn in Richtung der Walzenlänge führt. Diese Verformungen oder Unwuchten oder Schwankungen der physikalischen Eigenschaften der zu verar-

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beitenden Materialbahnen, wie ζ. B. Dicke, Dichte, Stoffzusammensetzung, Oberflächenbeschaffenheit, Jcönnen darüber hinaus schwingungserregende Kräfte ergeben, die zu periodischen Formänderungen des Walzenmantels insgesamt oder längs seines Umfangs führen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Walze der eingangs beschriebenen Art anzugeben, deren Lage und Querschnittsform über die gesamte Walzenlänge in einem wesentlich höheren Maße als bisher stabilisiert ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Polflächen sich über einen Umfangswinkel von mindestens 200° erstrecken und daß die Elektromagnete in Umfangsrichtung in mindestens drei Sektionen unterteilt sind, deren Erregerströme Je für sich änderbar sind.

Bei dieser Ausgestaltung wirken Magnetkräfte nicht nur in derjenigen Richtung, in der die Walze hauptsächlich belastet ist, sei es durch die Gegendruckwalze oder durch das Gewicht des zu transportierenden Materials, sondern auch in wählbaren anderen Richtungen. Insbesondere können Magnetkräfte auch quer zur Hauptbelastungsrichtung wirksam gemacht werden. Da die Elektromagnete in den einzelnen Sektionen unabhängig voneinander änderbar sind, lassen sich sowohl Abweichungen des Walzenmantels von der Kreisringform als auch seitliche Auslenkungen der Walze sicher kompensieren. Da die Sektionen über den Umfang verteilt sind, können auch in beliebiger Richtung verlaufende Schwingungen oder um den Umfang des Walzenmantels verlaufende Schwingungen durch entsprechende Magnetkräfte gedämpft werden. Die Magnetanordnung bietet darüber hinaus den Vorteil, daß für den magnetischen Deformationsausgleich keine Abdichtungen, wie bei einem hydrostatischen Druckausgleich, erforderlich sind. Außerdem wird mit Zugkräften gearbeitet, was die Möglichkeit bietet, die Ausgleichselemente, welche der Querschnittsverformung entgegenwirken, im Innern des Walzenmantels anzuordnen.

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Der Walzenmantel kann in üblicher Weise an den Enden in mechanischen Lagern gehalten sein. Sehr viel günstiger ist es jedoch, den Walzenmantel über seine gesamte Länge mittels der Elektromagnete frei schwebend zu lagern. Dies erlaubt es, die Form des Walzenmantels über die gesamte Länge magnetisch zu beeinflussen, also mechanische Zwänge, die durch eine mechanische Lagerung eingeführt werden könnten, auszuschalten. Außerdem kann der Walzenmantel insgesamt radial verlagert werden.

Hierbei ist es günstig, wenn das in !Richtung der Druckbelastung vorgesehene radiale Spiel zwischen dem in Arbeitsstellung befindlichen Walzenmantel und dem Träger bzw. den daran befestigten Teilen größer ist als der zwischen dem Walzenmantel und einer Gegendruckwalze zwecks Trennung benötigte Trennspalt. Dies erlaubt ein Sehne11trennen der Walzen durch Änderung der Erregungsverhältnisse der Elektromagnete, bei unter der Gegendruckwalze angeordnetem Walzenmantel einfach durch Herabsetzung des Erregerstromes der unteren Elektromagnete.

Hierbei empfiehlt es sich, daß der Walzenmantel eine mit Bezug auf den Träger zentrische Ruhelage und eine zur Gegendruckwalze hin versetzte Arbeitslage hat.· Die in der Arbeitsstellung ungleichmäßigen Luftspalte der quer zur Druckbelastung wirkenden Elektromagnete unterstützen die Rückkehr in die Ruhestellung. Auch ein Überschwingen in der Ruhelage führt nicht zu Kollisionen zwischen Walzenmantel und Träger. Die in der Arbeitsstellung kleinen Luftspalte auf der der Gegendruckwalze gegenüberliegenden Seite erlauben es, hohe magnetische Kräfte zur Erzeugung eines gleichmäßigen Liniendrucks aufzubringen.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform beträgt der Umfangswinkel vorzugsweise etwa 270°. Auf diese Weise lassen sich bei der Mehrzahl aller Anwendungszwecke ausgeprägte Magnetkräfte zum Deformationsausgleich, zur Stabilisierung und zur schwebenden Lagerung erreichen.

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Ferner empfiehlt es sich, die Elektromagnete symmetrisch zur Ebene der Druckbelastung anzuordnen, bei vertikaler Walzenbelastung also symmetrisch zur vertikalen Mitte3ä>ene. Es können allerdings in Abhängigkeit vom Anwendungszweck auch andere Arten der Elektromagnet-Anordnung zweckmäßig sein.

Jede Sektion kann aus mehreren in Achsrichtung nebeneinander· angeordneten Elektromagneten bestehen. Dies ergibt gegenüber einem durchlaufenden Elektromagneten eine gleichmäßigere Verteilung der Magnetkraft.

Besonders günstig ist es hierbei aber, wenn die Erregerströme dar Elektromagnete jeder Sektion einzeln oder gruppenweise unabhängig voneinander änderbar sind. Es lassen sich dann über die Länge der Walze unterschiedliche Magnetkräfte innerhalb jeder Sektion einstellen.

Zwe dcmäßigerweise hat jeder Elektromagnet zumindest zwei benachbarte Polflächen. Diese Polflächen bestimmen einen genau lokalisierten Wirkungsbereich dieses Elektromagneten. Es sind keine magnetischen Rückschlüsse über andere Magnete erforderlich. Jeder Elektromagnet hat zweckmäßigerweise einen U- oder E-Kern.

Eine besonders einfache Ausführung ergibt sich, wenn der Träger durch eine Achse gebildet ist, auf die ringscheibenförmige Magnetbleche drehfest aufgeschoben sind, an deren Umfang Nuten zur Aufnahme der Magnetwicklungen vorgesehen sind. Diese Scheiben werden mit den Magnetwicklungen versehen und nacheinander auf den Träger aufgeschoben und arretiert, was Herstellung und Montage sehr erleichtert. Für die Übertragung großer Kräfte kann es aber auch günstig sein, zur Vergrößerung des tragenden Querschnitts ©inen massiven Träger zu verwenden, in den Nuten zur Aufnahme der Magnetwicklungen eingeschnitten sind. Des weiteren können am Träger auch Einzelmagnete je für sieh befestigt sein.

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Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind mehrere Regelkreise vorgesehen, die mindestens einen Meßwertaufnehmer für den Ist-Wert der Lage oder des Drucks des Walzenmantels aufweisen und den Erregerstrom eines einzelnen Elektromagneten oder einer Gruppe von Elektromagneten in Abhängigkeit von einem vorgegebenen Soll-Wert regeln. Im Gegensatz zu einer aus Erfahrungswerten ableitbaren Voreinstellung der Erregerströme ist auf diese Weise für mehrere Bereiche der Walze eine Regelung der Magnetkräfte in Abhängigkeit von den jeweiligen Form- und Lageänderungen des Walzenmantels möglich. Dies ergibt eine wesentlich verbesserte Lage- und Formstabilität.

Hierbei können mehrere Lage-Meßwertauf nehmer über dem Umfang des Walzenmantels verteilt angeordnet sein. Beispielsweise kann man mit drei derartigen Meßwertaufnehmern eine sehr genaue Regelung von drei oder mehr Sektionen durchführen.

Wesentlich günstiger ist es jedoch, wenn in mehreren axial versetzten, senkrecht zur Walzenachse verlaufenden Ebenen jeweils mehrere Lage-Meßwertaufnehmer Uoer dem Umfang des Walzenmantels verteilt angeordnet sind. Dies erlaubt eine individuelle Regelung innerhalb jeder Sektion über die Länge der Walze.

Für die Anordnung der Lage-Meßwertaufnehmer gibt es die verschiedensten Möglichkeiten. Häufig ist jedoch der äußere Umfang des Walzenmantels nicht zugänglich, weil er durch das zu behandelnde Bahnmaterial belegt ist. Man kann aber die Lage-Meßwertaufnehmer im Innern des Walzenmantels anordnen, wenn sie von einer Halterung getragen sind, die vom Walzenmantel und dem Träger mit den Elektromagneten unabhängig montiert sind. Durchbiegungen des Trägers und des Walzenmantels beeinflussen daher die Lage dieser Meßwertaufnehmer nicht.

Man kann auch am Walzenmantel einen Druck-Meßwertaufnehmer befestigen, sollte dann aber dafür sorgen, daß ein Speicher für

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den Maximalwert der Amplitude vorgesehen ist. Obwohl'der Meßwertaufnehmer mit dem Walzenmantel umläuft, ergibt sich dann ein für die Dauerregelung ausnutzbarer Dauerwert.

Zur Dämpfung radialer Schwingungen des Walzenmantels kann der Erregerstrom mehrerer, in Umfangsrichtung versetzter Elektromagnete von einem Regelkreis, jedoch mit Phasenverschiebung geregelt werden. Ein solcher Regelkreis erfaßt die Frequenz der radialen Schwingungen und erzeugt jeweils dämpfende Magnetkräfte .

Vorzugsweise bilden zur Dämpfung radialer Schwingungen dienende Elektromagnete zusätzliche Sektionen, die achssymmetrisch über dem Umfang verteilt sind. Dies erlaubt es, die Schwingungsdämpfung unabhängig von der Form- und Lagestabilisierung durchzuführen.

Um die Walze beim Abschalten des Erregerstroms sicher zu halten, gibt es mehrere Möglichkeiten. Beispielsweise können am Träger Notlaufrollen oder Ringscheiben angebracht sein, auf denen sich der Walzenmantel bei Stromausfall abstützt. Diese Ringscheiben oder Notlaufrollen können zwischen axial benachbarten Elektromagneten angeordnet sein, so daß sich nicht nur an den Enden, sondern auch zwischen den Enden eine Abstützung des Walzenmantels ergibt.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist dafür gesorgt, daß der Walzenmantel an mindestens einem Ende einen Führungsflansch trägt, der zwiscbsi zwei axial festgehaltenen ringförmigen Elektromagneten angeordnet ist, und daß ein Regelkreis den Abstand des Führungsflansches von den Polflächen der Elektromagnete durch Regelung des Erregerstroms in Abhängigkeit von einem Lage-Meßwertaufnehmer konstant hält. Auf diese Weise wird auch die axiale Lage der Walze stabilisiert.

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Der Träger kann auch für weitere Funktionen ausgenutzt werden. Beispielsweise kann der Träger oder daran befestigte Bauteile Kanäle für die Zu- und Abfuhr eines Temperierungsmediums in den Spalt zwischen Walzenmantel und diesen Bauteilen aufweisen. Da es häufig genügt, die Temperierung an derjenigen Stelle vorzunehmen, wo die Materialbahn der Druckbehandlung ausgesetzt wird, ergibt sich eine sehr einfache Konstruktion, wenn die Kanäle und ihre Ein- und Austrittsöffnungen in Umfangsrichtung versetzt sind und im Spalt in Umfangsrichtung versetzte Begrenzungsvorrichtungen außerhalb der Öffnungen vorgesehen sind. Als Begrenzungsvorrichtungen können beispielsweise Dichtlippen dienen. Es besteht aber auch die Möglichkeit, daß ein magnetisch beeinflußbares Temperierungsmedium verwendet wird und die Begrenzungsmittel durch Magnetfelder gebildet sind.

Die Erfindung wird nachstehend anhand mehrerer bevorzugter, in der Zeichnung veranschaulichter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen schematischen Schnitt durch eine erfindungsgemäße Druckbehandlungswalze mit zwei Gegendruckwalzen,

Fig. 2 einen schematischen Längsschnitt durch eine Walze'mit Gegendruckwalze,

Fig. J5 einen Querschnitt durch eine abgewandelte Ausführungsform,

Fig. 4 ein Blockschaltbild für einen Regelkreis für einen einzelnen Elektromagneten oder eine Gruppe von Elektromagneten,

Fig. 5 einen schematischen Querschnitt durch eine abgewandelte Ausführungsform der Walze,

Fig. 6 im Längsschnitt den Endabschnitt einer weiteren Ausführungsform einer Walze,

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Fig. 7 einen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Walze mit einer Gegendruckwalze und

Fig. 8 im Längsschnitt den Endabschnitt einer axial geführten Walze.

Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemäße Walze 1 zwischen zwei Gegendruckwalzen 2 und 3. Es sei angenommen, daß diese Walzen vertikal übereinander angeordnet sind, wobei die untere Walze 3 ortsfest gelagert ist und auf die obere Walze 2 eine vertikale Druckkraft wirkt, der sich noch die Gewichtskräfte der jeweiligen Walzen überlagern. Diese Walzen können auch Teil eines Kalanders mit einer größeren Anzahl von Walzen sein. Infolgedessen entsteht eine vertikale Kraft q, die im Walzenspalt 4 bzw. 5 einen Liniendruck hervorruft, der einem bahnförmigen Material 6, wie Papier, Kunststoff oder Textilien, eine bestimmte Struktur oder Oberflächenbeschaffenheit geben soll.

Aufgrund der Vertikalkräfte besteht die Gefahr, daß sich die Walze 1 in der Mitte nach unten durchbiegt. Außerdem wird der Walzenmantel 7 der Walze 1 zusammengedrückt, so daß er eine elliptische Querschnittsform annimmt» Wenn die obere Walze angetrieben wird und die beiden unteren Walzen durch Reibung mitnimmt, ergibt sich eine Reaktionskraft q , die senkrecht oder in einem anderen Winkel zu der vertikalen Kraft q steht und bewirkt, daß sich der Walzenmantel 7 in Richtung dieser Reaktionskraft q_r in der Mitte durchbiegt. Alle geschilderten Maßnahmen haben Einfluß auf die Form der Walzenspalte 4 und und damit auf die an jeder Stelle der Spalte auftretende Druckbehandlung der Materialbahn 6.

Zusätzlich treten noch Schwingungskräfte q(t) auf, die verschiedene Ursachen haben können und den zuvor beschriebenen Verformungen des Walzenmantels 7 periodische Verformungen überlagert.

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Im Innern des Walzenmantels 7 ist ein Träger 8 stationär angeordnet. An ihm sind schematisch angedeutete Elektromagneten 9, 10 und 11 befestigt, die in drei Sektionen A, B und C über einen Winkel von 270° über den Innenumfang des Walzenmantels 7 verteilt sind. Der Erregerstrom und damit die Magnetkraft dieser drei Sektionen ist individuell regelbar. Die Sektion A vermag daher eine Durchbiegung des Walzenmantels 7 in vertikaler Richtung zu verhindern. Die Sektion B kann eine Durchbiegung des Walzenmantels 7 in Richtung der Heaktionskraft q verhindern. Und die Sektionen B und C können gemeinsam eine elliptische Verformung des Walzenmantels 7 verhindern. Durch Schwingungskräfte verursachte Formänderungen können durch periodische Änderung der Erregerströme gedämpft werden. Die so geschaffene Deformationsausgleichs- und Stabilisierungseinrichtung kann daher die Bedingungen in den Walzenspalten 4 und 5, unabhängig von der Jeweiligen Belastung q, sehr genau aufrechterhalten.

Gemäß Fig. 2 ist die Gegendruckwalze 2 mit ihrem Lagerzapfen 12 in vertikal verschiebbaren Lagern 13 gehalten. Der Träger 8 . besitzt Zapfen 14, die in vertikal verschiebbaren Halterungen J 15 mittels Schrauben 16 drehfest gehalten ist. Jede Sektion ; besteht aus mehreren nebeneinander angeordneten Elektromagneten, ; Dies ist für die Seitionen A und G bezüglich der Elektromagnete j 9 und 11 erkennbar. Zwischen benachbarten Elektromagneten sind j Stützringe 17 vorgesehen, auf denen sich der Walzenmantel mit j seinem inneren Umfang 18 abstützt, wenn der Magnetstrom aus- ; geschaltet wird. Im Normalbetrieb ist der Walzenmantel 7 frei schwebend gehalten. Eine Halterung 19, die in den Halterungen 15 gelagert ist, trägt eine Vielzahl von Lage-Meßwertaufnehmern 20, die im Innern des Walzenmantels 7 über deren Umfang verteilt sind, beispielsweise in der Nähe der Sektionen B und C sowie gegenüber der Sektion A. Diese Halterung 19 ist unabhängig von einer eventuellen Durchbiegung des Walzenmantels 7 oder einer Durchbiegung des Trägers 14. Ihr Längsträger verläuft durch Aussparungen in den Stützringen und durch einen von Magnetmaterial freigehaltenen Raum oberhalb des Trägers 8. Bei starker Durch biegung des Trägers kann dieser in Kalottenlagern gelenkig

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gehalten sein.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 sind Lage-Meßwert-Äufnehmer 21 außerhalb der Walze 1 vorgesehen. Die in Fig. 2 schematisch veranschaulichten Elektromagneten können einzeln auf den Träger 8 aufgesetzt sein. Günstiger ist es aber, Scheiben 22 aus Magnetblech vorzusehen, welche Nuten 23 und dazwischen Polschuhe 24 bilden. Im vorliegenden Fall besteht jede Magnetwicklung aus zwei Teilen, z. B. 9a und 9b, die je einen Pol umschließen, so daß für jeden Elektromagneten zwei benachbarte Polflächen 25a und 25b vorhanden sind, die dem Innenumfang des Walzenmantels 7 mit einem Luftspalt 26 gegenüberstehen.

Fig. 3 zeigt außerdem, daß in den Magnetblechen 22 zwei Axialkanäle 27 und 28 für die Zufuhr und die Abfuhr eines Temperierungsmittels, z. B. eines Heizmittels, vorgesehen sind, das in einem Spaltabschnitt 29 in der Nähe der Gegendruckwalze 2 in Umfangsrichtung geleitet wird. Dieser Spaltabschnitt ist durch Begrenzungsmittel 30, hier in der. Form von federbelasteten Schiebern, begrenzt.

Jede Sektion weist zumindest einen Regelkreis auf, wie er in Fig. 4 dargestellt"ist. Vorzugsweise sind jedoch in jeder Sektion mehrere solcher Hegelkreise für die einzelnen Elektromagneten oder Gruppen dieser Elektromagneten vorgesehen. Zu diesem Zweck wird einem Regler 31 von einem Lage-Meßwertaufnehmer 20 ein Ist-Wert x1 und von einem Sollwertgeber ein Soll-Wert x2 zugeführt. Daraus wird ein Stellsignal y abgeleitet, das den Erregerstrom für einen Elektromagneten, z. B. 11, bestimmt. Dieser wirkt mit seiner Hubkraft H auf den Walzenmantel 7, der seinerseits von den Kräften q, q_r, q(t) als Störgröße beeinflußt ist. Die sich so ergebende Lage des überwachten Walzenmantelabschnitts wird wiederum als Ist-Wert x1 dem Regler 31 zugeführt» Wenn der Meßwertgeber 20 nicht die Lage, sondern den Druck im Walzenmantel fühlt, also bei jeder Umdrehung nur einmal anspricht, sollte ein Speicher 32 nachgeschaltet sein.

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Bei der AusfUhrungsform der Fig. 5 sind auf dem Träger 8 außer den drei Sektionen A, B und C noch vier weitere Sektionen D, E, F, G mit einer Anzahl von Elektromagneten vorgesehen. Diese vier Sektionen D bis G werden von einem Regler gesteuert, der Schwingungsamplituden festzustellen vermag und dementsprechend die Elektromagnete mit einem periodisch veränderbaren Erregerstrom versorgt. Hierbei ist es möglich, die einzelnen Sektionen mit einem Regler 31, aber phasenverschoben, im schwingungsdämpfenden Sinn zu steuern.

Fig. 6 zeigt, daß man statt der Stützringe 17 auch sogenannte Notlaufrollen 33 verwenden kann, welche den Walzenmantel 7 abstützen, wenn der Strom abgeschaltet wird.

In Fig. 7 ist eine unten angeordnete Walze 1 in Verbindung mit einer Gegendruckwalze 2 veranschaulicht, wobei der Walzenmantel 7 seine Arbeitsstellung hat. In dieser Arbeitsstellung befindet sich seine Achse M7 in Richtung zur Gegendruckwalze 2 versetzt mit Bezug auf die Achse M8 des Trägers 8. Auf diese Weise hat der Luftspalt 26 im unteren Bereich a einen kleinen Wert und im oberen Bereich b einen großen Wert. Längs des Bereiches c der Sektionen B und C ändert sich die Luftspaltbreite. Dies ist eine für den Betrieb günstige Stellung, weil der kleine Luftspalt im Bereich a verhältnismäßig starke Magnetkräfte auf den Walzenmantel zu übertragen gestattet. Falls infolge eines Fehlers in der zu behandelnden Materialbahn eine Trennung der Walzen 1 und 2 erforderlich ist, wird der Erregerstrom in der Sektion A soweit herabgesetzt, daß der Walzenmantel 7 eine zum Träger 8 zentrische Lage einnimmt, so daß zwischen den Walzen 1 und 2 ein Trennspalt in der Größe (b-a)/2 entsteht. Diese Trennung erfolgt sehr rasch, weil nicht nur die Gewichtskraft des Walzenmantels 7 vorhanden ist, sondern auch die Elektromagnete in den Sektionen B und C die Tendenz habeni vor ihren Polflächen einen gleichmäßigen Luftspalt herbeizuführen. Die Trennung kann sehr schnell erfolgen, da ein Überschwingen des Walzenmantels 7 über die zentiaLe Ruhestellung keine Kollisionsgefahr

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- 17 bewirkt.

Zur axialen Lagestabilisierung hat der Walzenmantel 7 nach Fig.8 stirnseitig einen Flansch 35. Zu beiden Seiten sind Ringmagnete 36 und 37 angeordnet, die mit dem Träger 8 fest verbunden sind. Lage-Meßwertaufnehmer 38 und 39 sorgen in Verbindung mit einem Regelkreis dafür, daß die magnetischen Kräfte der Elektromagnete 36 und 37 den Flansch 35 jeweils in einer Mittellage halten.

Häufig ist es auch günstig, den gesamten Umfang des Trägers mit Elektromagneten zu besetzen, beispielsweise, wenn Gewichtsund Andruckkräfte nicht gleichgerichtet sind oder wenn bei der Ausführungsform nach Fig. 7 die Schnelltrennung durch eine weitere Sektion auf der der Sektion A gegenüberliegenden Seite unterstützt werden soll. Die zentrale Ruhelage der Fig. 7 kann auch mit Hilfe der Sektionen E bis G der Fig. 5 erzielt werden.

Die Meßwertaufnehmer können die verschiedensten Formen haben. Insbesondere sollten die Lage-Meßwertaufnehmer berührungsfrei arbeiten, beispielsweise optisch arbeiten.

Für die Auslegung der Elektromagnete, für die Auslegung der Regelkreise und für viele weitere Einzelheiten lassen sich diejenigen Lehren anwenden, die auf dem Gebiet der Magnetschwebe-Fahrzeugtechnik entwickelt worden sind.

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Claims

Patentansprüche

1. Druckbehandlungs- oder Transportwalze, insbesondere Kalanderwalze, mit einem drehbaren, hohlen Walzenmate rial ,^¹* der zumindest; über einen Teil seiner Dicke aus magnetisierbarem Material besteht, mit einem den Walzenmantel durchsetzenden, drehfesten Träger mit Elektromagneten, deren Polflächen mit dem Innenumfang des Walzenmantels einen Luftspalt bilden, und mit einer Vorrichtung zur Änderung des Erregerstromes der Elektromagnete, dadurch gekennzeichnet, daß die Polflächen (25a, 25b) sich über einen Umfangswinkel von mindestens 200° erstrecken und daß die Elektromagnete (9, 10, 11) in Umfangsrichtung in mindestens drei Sektionen (A, B, C) unterteilt sind, deren Erregerströme

je für sich änderbar sind.

2. Walze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Walzenmantel (7) über seine gesamte Länge mittels der Elektromagnete (9, 10, 11) frei schwebend gelagert ist.

3. Walze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das in Richtung der Druckbelastung vorgesehene radiale Spiel zwischen dem in Arbeitsstellung befindlichen Walzenmantel (7) und dem Träger (8) bzw. den daran befestigten Teilen (17, 22) größer ist als der zwischen dem Walzenmantel und einer Gegendruckwalze (2) zwecks Trennung benötigte Trennspalt.

4. Walze nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Walzenmantel (7) eine mit Bezug auf den Träger (8) zentrische Ruhelage und eine zur Gegendruckwalze (2) hin versetzte Arbeitslage hat.

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5. Walze nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Umfangswinkel vorzugsweise etwa 270° beträgt.

6. Walze nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektromagnete (9, 10, 11) symmetrisch zur Ebene der Druckbelastung angeordnet sind.

7. Walze nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß jede Sektion (A, B, C) aus mehreren in Achsrichtung nebeneinander angeordneten Elektromagneten (9, 10, 11) besteht .

8. Walze nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Erregerströme der Elektromagnete (9, 10, 11) jeder Sektion (A, B, C) einzeln oder gruppenweise unabhängig voneinander änderbar sind.

9. Walze nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Elektromagnet zumindest zwei benachbarte Polflächen (25a, 25b) hat.

10. Walze nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (8) durch eine Achse gebildet ist, auf die ringscheibenförmige Magnetbleche (22) drehfest aufgeschoben sind, an deren Umfang Nuten (23) zur Aufnahme der Magnetwicklungen (9a, 9b) vorgesehen sind.

11. Walze nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Regelkreise vorgesehen sind, die mindestens einen Meßwertaufnehmer (20, 21) für den Ist-Wert der Lage oder des Drucks des Walzenmantels (7) aufweisen und den Erregerstrom eines einzelnen Elektromagneten (9, 10, 11) oder einer Gruppe von Elektromagneten in Abhängigkeit von einem vorgegebenen Soll-^Wert regeln.

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12. Walze nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Lage-Meßwertaufnehmer (20, 21) über dem Umfang des Walzenmantels (7) verteilt angeordnet sind.

13. Walze nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß in mehreren axial versetzten, senkrecht zur Walzenachse verlaufenden Ebenen Jeweils mehrere Lage-Meßwertaufnehmer (20) über dem Umfang des Walzenmantels (7) verteilt angeordnet sind.

14. Walze nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß Lage-Meßwertaufnehmer (20) im Innern des Walzenmantels (7) angeordnet und von einer Halterung (19) getragen sind, die vom Walzenmantel und vom Träger (8) mit den Elektromagneten unabhängig montiert ist.

15. Walze nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung eines am Walzenmantel (7) befestigten Druck-Meßwertaufnehmers ein Speicher (32) für den Maximalwert der Amplitude vorgesehen ist.

16. Walze nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß zur Dämpfung radialer Schwingungen des Walzenmantels (7) der Erregerstrom mehrerer, in Umfangsrichtung versetzter Elektromagnete von einem Regelkreis (31), Jedoch mit Phasenverschiebung, geregelt wird.

:17. Walze nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekenn- ; zeichnet, daß zur Dämpfung radialer Schwingungen dienende J Elektromagnete zusätzliche Sektionen (D, E, F, G) bilden, j die achssymmetrisch über dem Umfang verteilt sind.

!18. Walze nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekenn- ! zeichnet, daß am Träger (8) Notlaufrollen (33) angebracht ; sind, auf denen sich der Walzenmantel (7) bei Stromausfall abstützt.

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19. Walze nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß am Träger Ringscheiben (17) angebracht sind, auf denen sich der Walzenmantel (7) bei Stromausfall abstützt.

20. Walze nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, daß Ringscheiben (17) oder Notlaufrollen (33) zwischen axial benachbarten Elektromagneten angeordnet sind.

21. Walze nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß der Walzenmantel (7) an mindestens einem Ende einen Führüngsflansch trägt, der zwischen zwei axial festgehaltenen ringförmigen Elektromagneten (36, 37) angeordnet ist, und daß ein Regelkreis den Abstand des Führungsflansches von den Polflächen der Elektromagnete durch Regelung des Erregerstroms in Abhängigkeit von einem Lage-Meßwertaufnehmer (38, 39) konstant hält.

22. Walze nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (8) oder daran befestigte Bauteile (22) Kanäle (27, 28) für die Zu- und Abfuhr eines Temperierungsmediums in den Spalt (29) zwischen Walzenmantel (7) und diesen Bauteilen aufweisen.

23. Walze nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanäle (7, 8) und ihre Ein- und Austrittsöffnungen in Umfangsrichtung versetzt sind und im Spalt (29) in Umfangsrichtung versetzte Begrenzungsvorrichtungen (30) außerhalb der öffnungen vorgesehen sind.

24. Walze nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß das Temperierungsmedium magnetisch beeinflußbar ist und die Begrenzungsmittel durch Magnetfelder gebildet sind.

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