DE2902956A1

DE2902956A1 - Beheizte durchbiegungseinstellwalze

Info

Publication number: DE2902956A1
Application number: DE19792902956
Authority: DE
Inventors: Alfred Dr Christ; Rolf Lehmann
Original assignee: Escher Wyss AG
Current assignee: Sulzer Escher Wyss AG
Priority date: 1979-01-23
Filing date: 1979-01-26
Publication date: 1980-07-24
Also published as: JPS5751569B2; CA1125978A; BR8000401A; IT1127746B; AT366733B; JPS55100416A; ATA70579A; US4282639A; IT7928099A0; AR221397A1; DE2902956C2

Description

P. 5389/VsBr

Escher Wyss Aktiengesellschaft, Zürich (Schweiz) Beheizte Durchbiegungseinstellwalze

Die Erfindung betrifft eine beheizte Durchbiegungseinstellwalze mit einem feststehenden Träger und einen um diesen drehbaren Walzenmantel sowie mit mindestens einem Stützelement, das zur Abstützung des Walzenmantels dient, und welches an die Druckleitung einer Pumpvorrichtung für hydraulisches Druckmedium angeschlossen ist, welche ihrerseits an eine Rücklaufleitung des Mediums angeschlossen ist.

Eine derartige Walze ist z.B. aus der CH-PS 577 598 bekannt. Nach dieser Patentschrift wird das heisse hydraulische Medium, z.B. OeI,durch eine Pumpe auf den erforderlichen Druck gebracht und darauf dem Stützelement bzw. mehreren Stützelementen zugeführt. Eine derartige Vorrichtung ist jedoch nur für niedrigere Drücke oder Temperaturen geeignet. Bei höheren Drücken und Temperaturen ist es schwierig mit den zur Verfugung stehenden Pumpen das heisse OeI, dass bis zu 300 Celsius und mehr haben kann, auf den gewünschten Druck zu bringen.

Die Erfindung hat die Schaffung einer Vorrichtung zum Ziel, durch welche diese erwähnte Schwierigkeit beseitigt wird und ein wirtschaftlicher Betrieb von beheizten Durchbiegungseinstellwalzen auch bei höheren Temperaturen des hydraulischen Mediums möglich ist.

Die erfindungsgemässe Walze, durch welche dieses Ziel erreicht wird, ist gekennzeichnet durch einen Wärmeübertrager,

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welcher die Rücklaufleitung mit der Druckleitung verbindet und zur Uebertragung von Wärme von der Rücklaufleitung an die Druckleitung dient, wobei in der Rücklaufleitung dem Wärmeträger ein Kühler nachgeschaltet ist, der mit einem Temperaturregler versehen sein kann.

Durch die Kombination eines derartigen Wärmeübertragers mit dem Kühler wird das durch die Rücklaufleitung der Pumpe zugeführte OeI abgekühlt, während gleichzeitig das von der Pumpe geförderte OeI aufgeheizt wird. Durch diesen Wärmeaustausch wird es ermöglicht, die Temperatur des der Pumpe zugeführten Oeles mit minimalen Wärmeverlusten auf einen für die Pumpe geeigneten Viert zu senken.

Vorzugsweise kann der Wärmeübertrager nach dem Gegenstromprinzip ausgebildet sein, wodurch die Wärmeverluste noch weiter vermindert werden.

In der Druckleitung kann dem Wärmeübertrager eine Heizvorrichtung nachgeschaltet sein. Auf diese Weise kann zusätzlich die Temperatur des aus dem Wärmeübertrager austretenden Druckmediums auf einem gewünschten oberen Wert gehalten werden.

Wenn in der Walze eine Heizvorrichtung vorgesehen ist, welcher aus einem Behälter die zur Beheizung der Walze dienende hydraulische Flüssigkeit zugeführt wird, kann die Rücklaufleitung an den Behälter über ein Ueberstromventil angeschlossen sein. Das Ueberstromventil trennt in diesem Fall zwei Kreisläufe des gleichen Druckmediums, nämlich den durch das Stützelement bzw= die Stützelemente führenden Teil und den durch die Heizvorrichtung führenden Kreislauf.

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Obwohl die erfindungsgemässe Massnahme bei hydraulische betätigbaren Walzen verschiedener Ausführungsformen verwendbar ist, werden die meisten Vorteile bei einer Walze erhalten, welche mehrere kolben- bzw. stempelartige Stützelemente aufweist, welche zur hydrostatischen Abstützung und Lagerung des Walzenmantels dienen. Eine derartige Walze ist nämlich zur Arbeit mit hohen Drücken des Druckmediums geeignet, so dass hohe Druckkräfte der Walze unter Schonung des Walzenmantels erzielbar sind, andererseits ist das aus der hydrostatischen Lagerfläche der Stützelemente ausquellende OeI massgeblich am Wärmeübergang an den Walzenmantel beteiligt.

Die Erfindung wird im folgenden anhand in der Zeichnung schematisch dargestellter Ausführungsbeispiele erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 einen schematischen Schnitt mit Teilansicht einer Walze, bei welcher die erfindungsgemässe Massnahme angewendet wird,

Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie II - II in der Fig. 1,

Fig. 3 eine schematische Darstellung der Walze mit den zugehörigen Kreisläufen für die Beheizung und die Abstützung,

Fig. 4 ein Temperaturdiagramm des durch die Stützelemente führenden Kreislaufs zur Erläuterung der Wirkungsweise der Erfindung und

Fig. 5 einen Ausschnitt aus der Fig. 3 mit einer etwas abgeänderten Schaltung.

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Die in den Fig. 1 und 2 schematisch dargestellte Walze enthält einen feststehenden Träger 1 und einen um diesen drehbaren rohrförmigen Walzenmantel 2. Der Walzenmantel 2 ist nach der Fig. 1 auf dem Träger in Wälzlagern 3 gelagert. Die Enden des Walzenmantels 2 sind durch Dichtungsscheiben 4 abgeschlossen. Wie insbesondere aus der Fig. 2 hervorgeht, sind im Träger 1 Bohrungen 5 ausgebildet, in denen dichtend hydrostatische Stützelemente 6 geführt sind. Die hydrostatischen Stützelemente 6 sind mit Lagertaschen 7 versehen, die durch Drosselbohrungen 8 mit dem Innenraum der Zylinderbohrung 5 verbunden sind. Die Lagertaschen 7 dienen zusammen mit in Bohrungen 8 zur hydrostatischen Lagerung des Walzenmantels 2 auf dem Stützelement 6. Die Zylinderbohrung 5 ist an eine zentrale Bohrung 10 im Träger angeschlossen, welche an eine Speisevorrichtung für ein hydraulisches Druckmedium z.B. Drucköl angeschlossen ist.

Die in der Fig. 1 dargestellten Stützelemente 6 können mehrere Gruppen bilden, denen das Drucköl mit verschiedenen Drücken zugeführt wird, so dass verschiedene Druckkräfte entstehen. Zu diesem Zweck sind in der zentralen Bohrung 10 noch Rohre 11 angeordnet, welche zu den einzelnen Gruppen von Stützelementen 6 führen.

Eine Walze, wie sie in den Fig. 1 und 2 dargestellt ist, ist im Prinzip aus der US-PS 3 802 044 bekannt, auf welche auch wegen der Funktion der Stützelemente ausdrücklich hingewiesen wird. Eine beheizte Walze dieser Art ist andererseits aus der CH-PS 577 598 bekannt. Eine Walze mit einem gegenüber dem Träger 1 beweglichen Walzenmantel 2, bei welcher die erfindungsgemässe Massnahme ebenfalls angewendet werden kann, ist aus der US-PS 3 885 283 bekannt.

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Die in den Fig. 1 und 2 dargestellte Walze ist noch zusätzlich mit Heizelementen 12 versehen, welche die Form von Kästen haben, die an Rohrleitungen 13 angeschlossen und am Träger 1 befestigt sind. Die Heizelemente 13 weisen Bohrungen 14 auf, aus welchen im Betrieb Oelstrahlen 15 austreten, die gegen die Innenv/and des Walzenmantels 2 prallen und diesen beheizen.

Die Fig. 3 zeigt eine schematische Darstellung der Walze zusammen mit einer Schaltung der durch die Stützelemente 6 führenden Heizkreisläufe und der durch die Heizelemente 12 führenden Heizkreisläufe. Aus Gründen der Anschaulichkeit werden die bereits anhand der Fig. 1 und 2 beschriebenen Teile mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet.

Die in der Fig. 3 dargestellte Walze enthält eine Pumpvorrichtung 16 mit einer Pumpe mit Druckregler, welche zur Versorgung der Stützelemente 6 mit hydraulischem Medium mit geeignetem Druck dient. Die Pumpe 16 hat eine Förderleitung 11, welche im dargestellten Fall drei Aeste A, B und C hat, in welchen verschiedene Drücke herrschen können, die durch Druckregelventile 17 bestimmt werden«, Die Druckregelventile 17 erhalten Steuersignale über Signalleitungen 18 von einer nicht dargestellten Steuervorrichtung.

Die Saugseite der Pumpe 16 ist an eine Rücklaufleitung 20 mit einer Rücklaufpumpe 21 angeschlossen, die das hydraulische Medium aus einem Zwischenraum 22 zwischen dem Träger 1 und dem Walzenmantel 2 mit der Hilfe eines Absaugstutzens 23 entnimmt.

Erfindungsgemass ist in der Rücklaufleitung 20 ein Wärmeübertrager 24 geschaltet, welcher die Rücklaufleitung 20 wärme-Ubergangsmässig mit der Druckleitung 11 verbindet und zur Uebertragung von Wärme von der Rücklaufleitung 20 an die

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Druckleitung 11 dient.

Wie aus der Figur hervorgeht, ist der Wärmeübertrager 24 nach dem Gegenstromprinzip ausgebildet, d.h. die Medien der Rücklaufleitung 20 und der Druckleitung 11 strömen im Wärmeübertrager 24 in Gegenrichtung zueinander.

Wie weiter aus der Fig. S hervorgeht, ist in der Rücklaufleitung 20 dem Wärmeübertrager 24 ein Kühler 25 nachgeschaltet, der an eine Leitung 26 eines geeigneten Kühlmittels angeschlossen ist. Zum Zweck der Temperaturregelung ist der Kühler 25 mit einer Bypassleitung 27 versehen, in welcher sich ein Temperaturregelventil 28 mit einem Regler 30 befindet. Der Regler 30 ist mit einer Temperaturmessstelle 31 verbunden, und steuert die Strömung des hydraulischen Mittels durch die Bypassleitung 27 derart, dass der Pumpe 16 das Medium mit einer gewünschten eingestellten Temperatur zugeführt wird.

Was weiter den Kreislauf der Stützelemente 6 betrifft, so sind die Zweige A, B, C der Druckleitung 11 mit Heizkörpern 32 versehen, welche über Temperaturregler 33 betätigt werden. Bei den in Frage kommenden Temperaturen können die Heizkörper die einzelnen Rohrleitungen umschliessende Bandagen mit elektrischen Widerstandsheizkörpern sein.

Was den Kreislauf der Heizelemente 12 betrifft, so wird dieser aus der Rücklaufleitung 20 nach der Rücklaufpumpe 21 über ein Ueberströmventil 34 abgezweigt. Das Ueberströmventil 34 kann ein federbelastetes Ventil sein, welches in einer Leitung 35 geschaltet ist, die in einen Behälter 36 für das hydraulische Mittel führt. Das Ueberströmventil 34 führt dabei den Behälter 36 nur das überschüssige Medium zu, dass von der Pumpe 16 nicht angesaugt wird.

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Im Behälter 36 ist ein Heizkörper 37 mit einem Temperaturregler 38 angeordnet, welcher bei den in Frage kommenden Temperaturen ebenfalls ein elektrischer Widerstandsheizkörper sein kann.

Wie noch aus der Fig. 3 hervorgeht, ist die zu den Heizvorrichtungen 12 führende Leitung 13 ebenfalls in drei Aeste A, B und C unterteilt, die gemeinsam von einer Pumpe 40 gespeist werden. In den einzelnen Zweigleitungen der Leitung 13 sind Regelventile 41 geschaltet, die von Temperaturfühlern 42 betätigt v/erden, welche die Temperatur des Walzenmantels 2 an den zugeordneten Stellen abtasten. Die Temperatur des Walzenmantels wird durch die Strömungsmenge des zur Beheizung dienenden Oeles beeinflusst.

Entsprechend der Darstellung in der Fig. 5 erfolgt die Teilung der einzelnen Zweigleitungen A, B und C von der Druckleitung 11 erst nach dem Wärmeübertrager 24. Im übrigen ist die Wirkungsweise dieser Schaltung gleich wie die der nach der Fig. 3.

Die Fig. 4 zeigt ein Diagramm zur Erläuterung der Arbeitsweise der erfindungsgemässen Massnahme. Sie zeigt den Temperaturverlauf des im Kreislauf der Druckelemente 6 strömenden Mediums vom Verlassen der Walze bis zu dessen Eintritt in die Walze von neuem.

Auf der vertikalen Achse des Diagrammes sind dabei Temperaturen aufgetragen, auf der Horizontalen die einzelnen Abschnitte des Kreislaufesjund zwar entspricht der Abschnitt III dem Wärmeübertrager 24, der Abschnitt II der Pumpe 16 und der Abschnitt I dem Kühler 25. Die Temperaturangaben sind einem Ausführungsbeispiel der Erfindung entnommen, sollen aber in keiner Weise auf die Erfindung einschränkend wirken.

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Gemäss dem Diagramm in der Fig. 4 tritt das hydraulische Medium aus der Walze mit einer Temperatur von 260 Celsius aus und wird im Wärmeübertrager 24 auf 120° Celsius abgekühlt. Eine weitere Abkühlung von 120 auf 80° erfolgt im Kühler In der Pumpe 16 wird das OeI bei 80 Celsius auf den gewünschten Druck, der im Bereich von cirka 50 bar liegen kann, gebracht und wird darauf im Wärmeaustauscher 24 auf eine Ausgangstemperatur von 240 gebracht. Falls noch erforderlich, kann durch die Heizelemente 32 die Temperaturerhöhung von 240 auf 260° Celsius bewirkt werden.

In den meisten Fällen genügt jedoch die Beheizung des Oeles der Walze ausschliesslich durch den Heizkörper 37, d.h. über den Heizkreislauf der Heizvorrichtungen 12. Das OeI wird dabei den Stützelementen 6 mit der niedrigeren Temperatur von in diesem Fall 240 Celsius zugeführt und erreicht seine Temperatur von 260 erst durch Vermischen mit dem heissen OeI aus den Heizvorrichtungen 12.

Aus dem Diagramm in Fig. 4 ist in anschaulicher Weise ersichtlich, wie die Kombination des Wärmeübertragers 24 mit dem Kühler 25 auf wirtschaftliche Weise einen Betrieb der Pumpe 16 bei niedrigen Temperaturen ermöglicht. Nach dem Diagramm genügt eine Abkühlung des Oeles im Kühler 25 von 120 auf 80° Celsius und dessen Aufheizung in den Heizvorrichtungen 32 oder durch Vermischung mit dem übrigen OeI in der Walze von 240 auf 260 Celsius. Ohne die erfindungsgemässe Massnahme müsste das OeI von 260 Celsius auf 80 Celsius abgekühlt und darauf wieder von 80 Celsius auf 260° Celsius erhitzt werden.

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Zusammenfassung

Durchbiegungseinstellwalze mit einem feststehenden Träger (1) und einem drehbaren hydraulisch abgestützten Walzenmantel (2) sowie einer Beheizung der hydraulischen Flüssigkeit, welche durch eine Pumpvorrichtung (16) zugeführt wird. Die Druckleitung (11) der Pumpvorrichtung (16) ist mit einer Rücklaufleitung (20) durch einen Wärmeübertrager (24) verbunden. Dem Wärmeübertrager (24) ist ein Kühler (25) mit einem Temperaturregler (30) nachgeschaltet. Dem Wärmeübertrager (24) ist in der Druckleitung (11) eine Heizvorrichtung (32) nachgeschaltet. Die Rücklaufleitung (20) ist über ein Ueberströmventil (34) an den Behälter (36) für hydraulisches Medium einer Heizvorrichtung (12) angeschlossen.

(Fig. 3)

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Claims

Escher Wyss AG, Zürich P. 5389/VsBr Patentansprüche

1. Beheizte Durchbiegungseinstellwalze mit einem feststehenden Träger (1) und einen, um diesen drehbaren Walzenmantel (2) sowie mit mindestens einem Stützelement (6), das zur Abstützung des Walzenmantels (2) dient, und welches an die Druckleitung (11) einer Pumpvorrichtung (16) für hydraulisches Druckmedium angeschlossen ist, welche ihrerseits an eine Rücklaufleitung (20) des Mediums angeschlossen ist, gekennzeichnet durch einen Wärmeübertrager (24), welcher die Rücklaufleitung (20) mit der Druckleitung (14) verbindet und zur Uebertragung von Wärme von der Rücklaufleitung (20) an die Druckleitung (11) dient, wobei in der Rücklaufleitung (20) dem Wärmeübertrager (24) ein Kühler (25) nachgeschaltet ist.

2. Walze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühler (25) mit einem Temperaturregler (30) versehen ist.

3. Walze nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmeübertrager (24) nach dem Gegenstromprinzip ausgebildet ist.

4. Walze nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in der Druckleitung (11) dem Wärmeübertrager (24) eine Heizvorrichtung (32) nachgeschaltet ist.

5. Walze nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch eine in der Walze befindliche Heizvorrichtung (12), welcher aus einem Behälter (36) zur Beheizung der Walze dienende hydraulische Flüssigkeit zugeführt wird, wobei die

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Rücklaufleitung (20) an den Behälter (36) über ein Ueberströmventil (34) angeschlossen ist.

6. Walze nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Walze mehrere kolben- bzw. stempelartige Stützelemente (6) aufweist, welche zur hydrostatischen Abstützung und Lagerung des Walzenmantels (2) dienen·

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