DE2943644A1 - Walzenanordnung zur druckbehandlung von warenbahnen - Google Patents
Walzenanordnung zur druckbehandlung von warenbahnenInfo
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Description
Eduard Küsters
in 415o Krefeld.
Walzenanordnung zur Druckbehandlung von Warenbahnen.
Die Erfindung bezieht sich auf eine Walzenanordnung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Art.
Derartige Walzen sind aus der DE-PS 1o 26 6o9 und der DE-AS 22 54 392 bekannt; ein Vorteil derartiger
Walzen besteht in der Möglichkeit der besonders feinfühligen Anpassung des Liniendrucks, sei
es, daß dieser auf jeden Fall, also auch bei einer Durchbiegung der Geoenwalze, gleichmäßig ist,, wie
bei der DE-PS 1o 26 6o9, sei es, daß dieser sich bis an die Walzenenden in seinem Verlauf steuern läßt,
wie bei der DE-AS 22 54 392. Bei Walzen, bei denen die Hohlwalze über an deren Enden vorgesehene Wälzlager
auf dem Kern abgestützt sind iDE-VS 14 11 327^.
ÜS-PS 3 58 7 152) bestehen in dieser Hinsicht gewisse
Beschränkungen.
Ein Nachteil der bisher bekannten Walzen der in Rede stehenden Art besteht darin,daß an den Enden
der Hohlwalze die Lage des Kerns gegenüber der Hohlwalze nicht definiert ist, Der Kern stellt sich in
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INSPECTED
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irgendeine Position ein, die durch das Gleichgewicht der von dem fluiden Medium ausgeübten Kräfte und der
Kräfte der Belastungseinrichtungen gegeben ist.
Ausgangspunkt der Erfindung war der Wunsch, an Walzenanordnungen der in Rede stehenden Art die Hohlwalze
antreiben zu können. Für durchbiegungsgesteuerte Walzen sind Antriebskonstruktionen bekannt, die die Durchbiegung
des Kerns gegenüber der Hohlwalze bewältigen können (DE-OSen 2o 5o 696 und 27 2o 219). Diese Antriebe
sind aber für Hohlwalzen vorgesehen, die an den Enden über Wälzlager auf dem Kern abgestützt sind. Sie
können zwar die Winkelstellung des Kerns am Ende der Hohlwalze ausgleichen, jedoch nicht derart große
radiale Verlagerungen des Kerns in der Hohlwalze, wie sie bei den eingangs genannten Walzen vorkommen
können.
Die Erfindung hat daher die Aufgabe, eine Walzenanordnung der dem Oberbegriff zugrundeliegenden Art
so auszugestalten, daß der Kern gegenüber dem Ende der Hohlwalze eine im wesentlichen definierte Lage
einnimmt.
Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ist im Kennzeichen des Anspruchs 1 wiedergegeben.
Bei einer Abweichung des Kerns von der richtigen Lage in der Hohlwalze wird das Steuerelement betätigt
und sorgt durch Veränderung der von den Belastungseinrichtungen der Walzenanordnung ausgeübten Kräfte sogleich
für eine Rückführung in diese Lage. Die Vorteile der Walzen mit freibeweglicher Hohlwalze hinsichtlich
der Druckeinstellung und der Zentrierung des Kerns an den Enden der Hohlwalze sind dadurch
vereint.
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Günstig ist darüber hinaus noch, daß der Durchmesser
der Hohlwalze kleingehalten werden kann, weil er nur für die Aufnahme der Durchbiegung des Kernj,
nicht aber für einen eventuellen Hub desselben innerhalb der Hohlwalze ausreichen muß.
Schließlich bewirkt die Erfindung auf einfachste Weise eine genaueste Anpassung der Kräfte der Belastungseinrichtungen an die von dem fluiden Medium zwischen
Kern und Hohlwalze ausgeübten Kräfte. Diese Anpassung war bei den bisher bekannten Walzen ein durchaus
nicht leicht zu lösendes Problem, insbesondere bei Walzen mit einzelnen S tut ze leinen ten, die unterschiedliche
Kräfte ausüben können. Die Ermittlung der daraus resultierenden Gesamtkraft und die entsprechende Steuerung
der Belastungseinrichtungen verursachte einen erheblichen Aufwand {siehe DE-AS 25 1o 4 1o),
Die Erfindung ist zwar vorwiegend für Walzen vorgesehen, bei denen das fluide Medium in einzelnen Stützelementen
-wirkt, etwa nach der DE-PS 11 93 792. Sie ist jedoch nicht hierauf beschränkt, sondern ebenso bei sogenannten
schwimmenden Walzen nach der DE-PS 1 o26 60S oder Walzen mit einer inneren Abstützung nach der DE-OS
14 61 066 oder vergleichbaren weiteren Konstruktionen anwendbar.
Es empfiehlt sich, gemäß Anspruch 2
das Steuerelement anf eier Ober^ bzw, Unterseite
des Kerns anzuordnen, weil hier die grcxßte Abstandsänderung
zwischen Kern und Innenumfang der Hohlwalze stattfindet. Vorzugsweise wird das Steuerelement
in der Nähe der Arbeitsebene liegen. Als Arbeitsebene sei die Ebene verstanden, in der die Walze
ihren Liniendruck ausübt, d.h. bei einem Walzenpaar die durch die Achsen der beiden Walzen gegebene Ebene.
Anspruch 3 bezieht sich auf eine Ausfuhrungsform*
wie sie wiederum aus der DE-PS 1o 26 6o9 oder der DE-AS 22 54 332 bekannt ist. Die Anordnung des Steuerelements
zwischen dem Führungsring und dem Kern hat den Vorteil, daß das Steuerelement zwischen gegeneinander nicht drehbaren
Konstruktionsteilen angeordnet werden kann, so daß also keinerlei Maßnahmen zur Bewältigung der Reibung
beim umlauf der Hohlwalze erforderlich sind.
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Für hydraulische Belastungselemente, beispielsweise in Gestalt von Kolben/Zylindereinheiten kommt
als Steuerelement ein hydraulisches Ventil mit einer Steuerkante in Betracht, welches in der Lage ist, eine
genaue Lage einzuregeln.
Ansprüche 5 und 6 geben Ausgestaltungen eines solchen Ventils an, während die Ansprüche 7 und 8 auf
eine andere Ausführungsform eines hydraulischen Ventils gerichtet sind.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch dargestellt.
Fig. 1 zeigt eine erste Ausführungsform einer Walzenanordnung nach der Erfindung;
Fig. 2 zeigt einen Schnitt nach der Linie II-II
durch die in Fig. 1 obere Walze;
Fig. 3 zeigt eine Ansicht entsprechend Fig. 1 durch eine abgewandelte Ausführungsform;
Fig. 4 zeigt einen Schnitt nach der Linie IV-IV durch die in Fig. 3 obere Walze.
Die Walzenanordnung umfaßt eine Walze 1, die
gegen eine beliebige Gegenwalze 2 arbeitet und an den beiden Enden durch je eine Belastungseinrichtung
3 abgestützt ist, von denen in der Zeichnung nur jeweils eine dargestellt ist.
Die Walze 1 umfaßt einen feststehenden Kern 4, der eine Hohlwalze 5 der Länge nach durchgreift und
an den Enden 41 aus dieser hervorsteht. An den vorstehenden
Enden 4· greift die Belastungseinrichtung 3 an. Die Hohlwalze 5 beläßt ringsum Abstand zum
Innenumfang 6 der Hohlwalze 5, so daß sich der Kern innerhalb der Hohlwalze 5 etwas durchbiegen kann,
ohne mit dem Innenumfang 6 in Berührung zu kommen.
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Die den Liniendruck im Walzspalt 7 ergebende Kraft wird in dem Ausführungsbeispiel durch Stützelemente
8 geliefert, die auf der Seite des Walzspalts 7 zwischen dem Kern 4 und dem Innenumfang 6
der Hohlwalze 5 angeordnet sind und die beispielsweise als durch eine hydraulische Flüssigkeit beaufschlagte,
in Bohrungen auf der Unterseite des Kerns 4 angeordnete Kolben mit Gleitschuhen ausgebildet
sein können, auf denen der Innenumfang 6 der Hohlwalze 5 bei der Drehung über einen aufrechterhaltenen
Ölfilm gleiten. Die Durchbiegung des Kerns 4.kommt zustande, weil er an den Enden 4*
durch die Belastungseinrichtungen 3 abgestützt ist und dazwischen in der entgegengesetzten Richtung die
Stützelemente 8 wirken.
Die Hohlwalze 5 kann sich auf ihrer ganzen Länge gegenüber dem Kern im Sinne des Pfeiles 9 , d.h. in
der die Achsen der beiden Walzen 1, 2 verbindenden Arbeitsebene verlagern. Das Wälzlager Io am Ende
der Hohlwalze 5 hat also nicht den Zweck, diese auf dem Kern in der Arbeitsrichtung abzustützen, sondern
lediglich, eine Führung in der dazu senkrechten Richtung zu verleihen. Der äußere Lagerring 11 des Wälzlagers
1o ist in der Hohlwalze 5 in der Nähe deren Endes fest angeordnet. Mit dem inneren Lagerring 12
jedoch ist, wie aus Fig. 2 ersichtlich^ auf den einander
in der gemäß Fig. 1 senkrecht zur Zeichenebene gegenüberliegenden Seiten jeweils ein Gleitstück 13
verbunden, welches an den parallel zur Arbeitsebene abgeflachten Flanken 14 der Enden 41 des Kern«4 im
Sinne der Pfeile 15 gleitet. Das Wälzlager 1o und damit die Hohlwalze 5 können sich also gegenüber dem
Ende 41 des Kerns 4 gemäß Fig. 2 eine gewisse Strecke
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nach oben oder unten verlagern, sind aber in der Querrichtung am Kern 4 geführt. Angestrebt ist,
der Hohlwalze 5 die Freiheit im Sinne der Pfeile 15 gegenüber dem Kern 4 an dessen Enden 4' zu belassen,
dennoch aber eine im wesentlichen gleichbleibende zentrische Lage des Endes 4' des Kerns in der Hohlwalze
5 an deren Enden aufrechtzuerhalten.
Dieses Ziel wird mit Hilfe der an den Enden der Hohlwalze im Kern 4 unter dem inneren Lagerring
12 angeordneten Steuerelemente in Gestalt der Ventile 2o erreicht. An dieser Stelle sind in der Arbeitsebene
im Kern radiale Bohrungen 21 vorgesehen, in denen jeweils ein zylindrischer Ventilkörper 22
angeordnet ist, der seinerseits eine koaxiale Bohrung 23 aufweist, in welcher ein Fühlstift 24
beweglich ist. Die Bohrung 23 ist am inneren Ende geschlossen und enthält dort eine Feder 25, die
den Fühlstift 24 nach außen gegen den Innenumfang des Lagerrings 12 drückt. Da der innere Lagerring
12 undrehbar feststeht, findet an der Stirnseite des Fühlstifts 24 keine Reibung statt. Über eine
Zuleitung im Kern wird Steuerdruckflüssigkeit in eine von der Bohrung 23 durchgriffene Kammer 27
gegenüber dem Fühlerstift vergrößerten Duchmessers geleitet. Der Rand der Bohrung 23 an der inneren
Stirnwand der Kammer 27 bildet eine Steuerkante 28, mit der der Rand der voreilenden Stirnfläche 29 des
Fühlßjrstifts 24, der also gleichzeitig eine Ventilspindel
bildet, zusammenwirkt. Wird der Fühljirstift 24 gegen die Feder 25 weiter in die Bohrung 23 eingedrückt,
gelangt die Stirnseite 29 über die Steuerkante 28 hinaus und schließt den übertritt von durch
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die Zeuleitung 26 herangeförderter Steuerdruckflüssigkeit
in den Ablauf 3o aus. Verlagert sich jedoch die Hohlwalze 5 und damit der innere Laufring 12 des Wälzlagers
To gemäß Fig. 2 nach unten,so wird der Durchgang
an der Steuerkante 28 mehr oder weniger freigegeben und strömt Flüssigkeit in den Ablauf 3o über,
von wo sie über eine Nut 31 in der Oberfläche des Ventilkörpers 22 in das Innere der Hohlwalze 5 abströmen
kann. An der Steuerkante 28 ist also eine Drosselstelle gebildet, deren Wirksamkeit von der
Lage des Fühlstiftes 24 abhängt. Die auftretenden Steuerbewegungen des Fühlstiftes 24 sind nur gering
und betragen etwa einige hunderstel Millimeter. Mit dieser Genauigkeit wird demnach auch der Kern 4 am
Ende der Hohlwalze 5 zentrisch zu dieser gehalten,und
zwar unabhängig von und ohne separate Ermittlung der durch die Stützelemente 8 ausgeübten Kräfte.
Das Ventil 2o dient der Steuerung der Belastungseinrichtung 3, die einen Zylinder 16 sowie einen darin
beweglichen Kolben 17 umfaßt, der mit seiner Kolbenstange 18 am vorstehenden Ende 41 des Kerns 4 angreift.
Das Ventil 2o und die Belastungseinrichtung 3 sind in ein hydraulisches System eingefügt, welches aus
Fig. 1 ersichtlich ist.
Ein Motor 4o treibt eine Pumpe 41 an, die auf
eine Leitung 42 arbeitet. An die Leitung 42 ist ein Oberdruckabschaitventil 4 3 angeschlossen. Ferner ist
in der Leitung 42 ein Ein- und Ausschaltventil 44 vorgesehen, mit welchem Durck auf die Belastxmgseinrichtungai
3 gegeben werden kann bzw. der Pumpenstrom in der Leitung
42 in den Sumpf 45 umgeleitet wird, Der Pumpenstrom gelangt
bei eingeschaltetem Ventil 44 über die Leitung 46 und das Maximaldruckventil 4 7 in das Kopfende 48
des Zylinders 16. Der dort herrschende Druck kann an einem Manometer 49 abgelesen werden. Er entspricht
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einer bestimmten Kraft auf das Ende 4' des Kerns 4.
Weiterhin gelangt der volle Pumpendruck über eine Leitung 5o und eine Drosselstelle 51 zum Ventil 2o.
Der Druck in der Verbindungsleitung 52 zwischen der Drosselstelle 51 und dem Ventil 2o hängt von der
Drosselwirkung des Ventils 2o ab. Ist diese hoch, entspricht der Druck in der Leitung 52 praktisch
dem vollen Pumpendruck; ist sie niedrig, sinkt der Druck wegen der Drossel 51 rasch ab. Der Druck in
der Leitung 52 steuert ein Ventil 53, welches über eine Leitung 54 mit der den vollen Pumpendruck führenden
Leitung 5o verbunden ist und einen dem Druck in der Leitung 52 entsprechenden Anteil des Drucks
in der Leitung 5o über die Leitung 55 in den Kolbenstangenraum 56 des Zylinders 16 gelangen läßt, wo er
dem Druck in dem Kopfende 48 entgegenwirkt.
Wenn also beispielsweise der Kern 4 gemäß 1 zu tief steht, wird der Fühlstift 24 in den Kern 4 zu
tief eingedrückt und schließt die Drosselstelle an der Steuerkante 28, so daß der Druck in der Leitung
52 ansteigt und ein entsprechend hoher Anteil des vollen Drucks in der Leitung 5o in der Kolbenstangenende
56 des Zylinders 16 gelangt. Dadurch verringert sich die von der Belastungseinheit 3 ausgeübte Kraft
und bewegt sich der Kern 4 unter der Wirkung der von den Stützelementen 8 ausgeübten Kraft etwas nach oben.
Auf diese Weise stellt sich ein Gleichgewicht ein, welches den Kern mit einer Abweichung von Bruchteilen
eines Millimeters in einer vorgegebenen Lage innerhalb der Hohlwalze 5 hält.
Neben dem Ventil 2o ist noch ein zweites Ventil 2o' vorgesehen, welches über eine Drossel 57 und eine
Leitung 58 an den vollen Druck in der Leitung 5o angeschlossen ist. Der Druck in den Leitung 58 wirkt auf
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einen Sichheitsschalter 59, der die Pumpe abschaltet,
wenn ein vorgegebener Druck überschritten wird.
Die ganze Anordnung ist auf der gegenüberliegenden Seite der Walze noch einmal vorhanden und wird
dort über die Leitung 6 7 mit Druckflüssigkeit versorgt.
In dem Ausführungsbeispiel der Fig. 3 und 4 sind gleichgebliebene Teile mit gleichen Zahlen gekennzeichnet.
Das Steuerelement trägt hier die Bezugszahl 6o und umfaßt eine Ventilspindel 61, die in der Bohrung
21 des Kerns 4 (Fig. 4) angeordnet ist und über eine ein Ausweichen der Ventilspindel 61 im Notfall gestattende Feder
nach außen bis zur Anlage an einem Sprengring 6 3 gedrückt wird. Die Ventilspindel 61 besitzt einen Längskanal
64 t der mit der Zuleitung £2 für die Steuerdruckflüssigkeit
in Verbindung steht und gegen den Innenring 12 des Wälzlagers 1o in eine erweiterte Kammer
65 ausmündet, die durch einen ringsum geschlossenen Rand 66, der dichtend gegen den Innenumfang des Innenrings
12 anliegt, abgeschlossen ist. Verlagern sich die Hohlwalze 5 und damit der Innenring des Wälzlagers
1o gemäß Fig. 4 nach oben, so tut sich an dem Rand 66 ein Spalt auf, da die Ventilspindel 61 wegen des
Sprengrings 6 3 nicht nachrücken kann. Es tritt also öl aus der Zuleitung 52 in das Innere der Hohlwalze
5 über und fällt der Druck in der Zuleitung 52-ab.
Bei einer Verlagerung der Hohlwalze 5 gemäß Fig. 4 nach unten wird der Drosseldurchlaß am Rand 66 geschlossen
und steigt der Druck in der Zuleitung 52 entsprechend an. Ein entsprechend hoher Anteil des
Gesamtdrucks in der Leitung 46 wird über das Ventil
7o in das Kopfende 48 der Belastungseinrichtung 3 geleitet und wirkt direkt auf den Kern 4. Das Kolbenstangenende
56 ist bei eingeschaltetem Ventil 44 entlüftet.
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Wenn also der Kern 4 in Fig. 3 zu tief steht und die Drosselwirkung am Rand 66 entsprechend
schwach ist, sinkt der Druck in der Leitung 52 ab und damit auch der Druck im Kopfende 48, so
daß der Kern 4 durch die Wirkung der Stützelemente 8 angehoben werden kann. Das Gleichgewicht stellt
sich in entsprechender Weise wie bei Fig. 1 ein.
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Leerseite
Claims (8)
- Patentansprüche.(i. Walzenanordnung zur Druckbehandlung von Warenbahnen, mit einer Walze mit einer den arbeitenden Walzenumfang bildenden Hohlwalze, die der Länge nach von einem feststehenden, ringsum Abstand zum Innenumfang der Hohlwalze belassenden Kern durchgriffen ist, welcher an den aus der Hohlwalze vorstehenden Enden über steuerbare äußere Belastungseinrichtungen und gegen den Innenumfang der Hohlwalze über ein fluides Medium abgestützt ist und an welchem die Hohlwalze in Richtung der Arbeitsebene beweglich geführt ist, dadurch gekennzeichnet, daß an mindestens einem Ende der Hohlwalze (5) zwischen dieser und dem Kern (4) ein durch die Relativbewegung der Hohlwalze (5) und des Kerns (4) in der Arbeitsebene betätigtes Steuerelement (2o, 6o) für die Kraft der Belastungseinrichtung vorgesehen ist, mittels welchem eine bestimmte Lage des Kerns (4) innerhalb der Hohlwalze (59) in der Arbeitsebene am Ende der Hohlwalze (5) einregelbar ist.130019/0U6
- 2. Walzenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerelement (2o, 6o) auf der Ober- bzw. Unterseite des Kerns (4) angeordnet ist.
- 3. Walzenanordnung nach Anspruch 2 mit einemam Innenumfang der Hohlwalze angreifenden undrehbaren Führungsring, der am Kern in der zur Arbeitsrichtung parallelen Richtung beweglich geführt ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerelement (2o, 6o) zwischen dem Führungsring (1o; 12) und dem Kern (4) angeordnet ist.
- 4. Walzenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis3 mit hydraulischen Belastungselementen, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerelement ein hydraulisches Ventil (2o) mit einer Steuerkante (28) ist.
- 5. Walzenanordnung nach Ansprch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper (22) im Kern (4) angeordnet und das Ventil (2o) durch einen gegen den Innenumfang der Hohlwalze (5) in der Arbeitsebene vorstehenden Fühlstift (24) betätigbar ist.
- 6. Walzenanorndung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Fühlstift (24) eine in dem Ventilkörper (22) verschiebbare und mit der Steuerkante (28) zusammenwirkende Ventilspindel bildet.
- 7. Walzenanordnung nach Anspruch 5 mit hydraulischen Belastungselementen, dadurch gekennzeichnet^ daß das Steuerelement ein hydraulisches VEntil (6o) mit einer in einer Bohrung <21) des Kerns (4) verschiebbaren Ventilspindel {61) ist, die einen inneren Längskanal <64) aufweist, der mit einer Steuerdruckzuleitung i52) im Kern i4) in Verbindung steht and an der voreilenäen stirnseitigen Anlagefläche der Ventilspindel (61) mündet.130019/0446
- 8. Walzenanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilspindel (61) gegen ein elastisches Glied (62) in die Bohrung (21) eindrückbar ist.1 30019/OUfi
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