DE2943644C2

DE2943644C2 -

Info

Publication number: DE2943644C2
Application number: DE2943644A
Authority: DE
Inventors: Des Erfinders Auf Nennung Verzicht
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1979-10-29
Filing date: 1979-10-29
Publication date: 1988-02-18
Also published as: US4299162A; DE2943644A1; CA1122043A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Walzenan ordnung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Art.

Eine derartige Walzenanordnung gehört durch die nicht vorveröffentlichte, jedoch einen früheren Zeit rang aufweisende DE-AS 28 49 253 zum Stand der Technik. Sie umfaßt eine Durchbiegungseinstellwalze, bei der die hydraulische Abstützung der Hohlwalze am Kern über kolbenartige Stützelemente erfolgt, die in auf der Seite des Walzspalts im Kern vorge sehenen zylinderartigen, mit einem hydraulischen Medium gefüllten Bohrungen geführt sind und über Gleitschuhe gegen den Innenumfang der Hohlwalze wirken. Das Problem der Lagejustierung des Kerns innerhalb der Hohlwalze ist hierbei durch ein zwischen Kern und Führungsring angeordnetes Regelventil ge löst, welches die Zuführung des hydraulischen Mediums zu den einzelnen die Hohlwalze am Kern abstützen den Stützelementen derart steuert, daß sich der Kern nie zu weit aus der Mitte der Hohlwalze ver lagern kann und nicht in die Gefahr kommt, den Innen umfang der umlaufenden Hohlwalze zu berühren.

Da für eine Änderung der Lage des Kerns inner halb der Hohlwalze eine ganze Reihe längs des Walz spalts verteilter Stützelemente sich verlagern und das hydraulische Druckmedium durch ein ziemlich aus gedehntes Leitungssystem bewegt werden muß, sind die Ansprechempfindlichkeit und damit die Genauigkeit der Lageregelung nicht allzu hoch.

Walzenanordnungen der dem Oberbegriff des An spruchs 1 entsprechenden Art sind in zwei alternativen Ausführungsformen bekannt. Bei der ersten Ausführungs form nach der DE-AS 28 49 253 sind die aus den Walzen enden herausragenden Enden des Kerns im Walzenständer fest gelagert und wird die Hubbewegung auch zum Ab heben der Walze nur durch Betätigung der inneren Stützelemente erzeugt, auf die dementsprechend auch das Ventil wirkt. Bei der anderen Ausführungsform sind die Enden des Kerns in einem Walzenständer oder einem sonstigen Teil der Walzenanordnung an Schwingen oder in einer Geradführung in der Wirkebene beweglich gelagert und stehen unter der Kraft äußerer hydrau lischer Belastungseinrichtungen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Walzenanordnung der dem Oberbegriff des An spruchs 1 entsprechenden Art, bei der auf die her ausragenden Enden des Kerns äußere hydraulische Be lastungseinrichtungen wirken, eine genauere Lage regelung des Kerns in der Hohlwalze zu verwirklichen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 wiedergegebenen Merkmale gelöst.

Bei einer Abweichung des Kerns von der richtigen Lage in der Hohlwalze sorgt das Ventil durch Veränderung der von den Belastungseinrichtungen ausgeübten Kräfte sogleich für eine Rückführung in diese Lage. Da nur zwei Belastungseinrichtungen vorhanden sind, erfolgt die Kraftänderung spontan schon bei kleinen Fehl stellungen, so daß sich eine genaue Zentrierung des Kerns an den Enden der Hohlwalze einstellt.

Günstig ist darüber hinaus noch, daß der Durch messer der Hohlwalze kleingehalten werden kann, weil er nur für die Aufnahme der Durchbiegung des Kerns, nicht aber für einen eventuellen Hub desselben inner halb der Hohlwalze ausreichen muß.

Schließlich bewirkt die Erfindung auf ein fachste 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, ins besondere bei Walzen mit einzelnen Stützelementen, die voneinander unterschiedliche Kräfte ausüben können.

Die Ermittlung der daraus resultierenden Gesamtkraft und die entsprechende Steuerung der Belastungseinrichtungen verursachten einen erheblichen Aufwand, wie aus der DE-AS 25 10 410 zu ersehen ist.

Eine Möglichkeit der konkreten Verwirklichung der Steuerung ist in Anspruch 2 wiedergegeben.

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 Belastungseinrich tung 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 4′ aus dieser hervorragt. An den vor ragenden 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.

Die den Liniendruck im Walzspalt 7 ergebende Kraft wird in dem Ausführungsbeispiel durch Stütz elemente 8 geliefert, die auf der Seite des Walz spalts 7 zwischen dem Kern 4 und dem Innenumfang 6 der Hohlwalze 5 angeordnet sind und die beispiels weise als durch eine hydraulische Flüssigkeit be aufschlagte, in Bohrungen auf der Unterseite des Kerns 4 angeordnete Kolben mit Gleitschuhen ausge bildet sein können, auf denen der Innenumfang 6 der Hohlwalze 5 bei der Drehung über einen auf rechterhaltenen 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 Ebene, in der die Stützelemente wirken und die Walze 1 ihre Kraft ausübt, ist ihre Wirkebene, die in den meisten Fällen mit der Verbindungsebene der Achse der Hohlwalze 5 und der Achse einer Gegenwalze über einstimmt.

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 10 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 Rich tung zu verleihen. Der äußere Lagerring 11 des Wälz lagers 10 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 ein ander 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 4′ des Kerns 4 im Sinne der Pfeile 15 gleitet. Das Wälzlager 10 und damit die Hohlwalze 5 können sich also gegenüber dem Ende 4′ des Kerns 4 gemäß Fig. 2 eine gewisse Strecke nach oben oder nach 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 Hohl walze 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 Regelelemente in Gestalt der Ventile 20 erreicht. An dieser Stelle sind in der Arbeits ebene 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 Fühlstift vergrößerten Durchmessers 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 Fühlstifts 24, der also gleichzeitig eine Ventil spindel bildet, zusammenwirkt. Wird der Fühlstift 24 gegen die Feder 25 weiter in die Bohrung 23 ein gedrückt, gelangt die Stirnseite 29 über die Steuer kante 28 hinaus und schließt den Übertritt von durch die Zuleitung 26 herangeförderter Steuerdruckflüssig keit in den Ablauf 30 aus. Verlagert sich jedoch die Hohlwalze 5 und damit der innere Laufring 12 des Wälz lagers 10 gemäß Fig. 2 nach unten, so wird der Durch gang an der Steuerkante 28 mehr oder weniger freige geben und strömt Flüssigkeit in den Ablauf 30 über, von wo sie über eine Nut 31 in der Oberfläche des Ventilkörpers 22 in das Innere der Hohlwalze 5 ab strömen 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 ohne separate Ermittlung der durch die Stützelemente 8 ausgeübten Kräfte.

Das Ventil 20 dient der Steuerung der Belastungs einrichtung 3 , die einen Zylinder 16 sowie einen darin beweglichen Kolben 17 umfaßt, der mit seiner Kolben stange 18 am vorstehenden Ende 4′ des Kerns 4 angreift. Das Ventil 20 und die Belastungseinrichtung 3 sind in ein hydraulisches System eingefügt, welches aus Fig. 1 ersichtlich ist.

Ein Motor 40 treibt eine Pumpe 41 an, die auf einer Leitung 42 arbeitet. An die Leitung 42 ist ein Überdruckabschaltventil 43 angeschlossen. Ferner ist in der Leitung 42 ein Ein- und Ausschaltventil 44 vor gesehen, mit welchem Druck auf die Belastungseinrichtung 3 gegeben werden kann bzw. der Pumpenstrom in der Leitung 42 in den Sumpf 45 umgeleitet wird. Der Pumpenstrom ge langt bei eingeschaltetem Ventil 44 über eine Leitung 46 und das Maximaldruckventil 47 in das Kopfende 48 des Zylinders 16. Der dort herrschende Druck kann an einem Manometer 49 abgelesen werden. Er entspricht einer bestimmten Kraft auf das Ende 4′ des Kerns 4. Weiterhin gelangt der volle Pumpendruck über eine Leitung 50 und eine Drosselstelle 51 zum Ventil 20. Der Druck in der Verbindungsleitung 52 zwischen der Drosselstelle 51 und dem Ventil 20 hängt von der Drosselwirkung des Ventils 20 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 füh renden Leitung 50 verbunden ist und einen dem Druck in der Leitung 52 entsprechenden Anteil des Drucks in der Leitung 50 über die Leitung 55 in den Kolben stangenraum 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 50 in das Kolbenstangen ende 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 inner halb der Hohlwalze 5 hält.

Neben dem Ventil 20 ist noch ein zweites Ventil 20′ vorgesehen, welches über eine Drossel 57 und eine Leitung 58 an den vollen Druck in der Leitung 50 an geschlossen ist. Der Druck in der Leitung 58 wirkt auf einen Sicherheitsschalter 59, der die Pumpe abschaltet, wenn ein vorgegebener Druck überschritten wird.

Die ganze Anordnung ist auf der gegenüberliegen den Seite der Walze noch einmal vorhanden und wird dort über die Leitung 67 mit Druckflüssigkeit versorgt.

In dem Ausführungsbeispiel der Fig. 3 und 4 sind gleichgebliebene Teile mit gleichen Zahlen gekenn zeichnet. Das Steuerelement trägt hier die Bezugszahl 60 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 62 nach außen bis zur Anlage an einem Sprengring 63 ge drückt wird. Die Ventilspindel 61 besitzt einen Längs kanal 64, der mit der Zuleitung 52 für die Steuerdruck flüssigkeit in Verbindung steht und gegen den Innen ring 12 des Wälzlagers 10 in eine erweiterte Kammer 65 ausmündet, die durch einen ringsum geschlosssenen Rand 66, der dichtend gegen den Innenumfang des Innen rings 12 anliegt, abgeschlossen ist. Verlagern sich die Hohlwalze 5 und damit der Innenring des Wälzlagers 10 gemäß Fig. 4 nach oben, so tut sich an dem Rand 66 ein Spalt auf, da die Ventilspindel 61 wegen des Sprengrings 63 nicht nachrücken kann. Es tritt also Öl aus der Zuleitung 53 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 ge schlossen und steigt der Druck in der Zuleitung 52 entsprechend an. Ein entsprechend hoher Anteil des Gesamtdrucks in der Leitung 46 wird über das Ventil 70 in das Kopfende 48 der Belastungseinrichtung 3 ge leitet und wirkt direkt auf den Kern 4. Das Kolben stangenende 56 ist bei eingeschaltetem Ventil 44 ent lüftet.

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.

Claims

1. Walzenanordnung
mit einer Walze,

mit einer den Walzenmantel bildenden Hohl walze,
mit einem die Hohlwalze axial durchgreifenden und aus deren Enden herausragenden, drehfesten, gegen den Innenumfang der Hohlwalze ringsum Abstand be lassenden und über ein hydraulisches Medium abge stützten Kern,
mit einem am Innenumfang der Hohlwalze ge lagerten Führungsring, der am Kern in der Wirkebene beweglich geführt ist,
und mit mindestens einem an einem Ende der Hohlwalze auf der dem Walzspalt zugewandten oder vom Walzspalt abgewandten Seite des Kerns zwischen dem Kern und dem Führungsring angeordneten, durch die Relativbewegung der Hohlwalze und des Kerns in der Wirkebene bestätigten Ventil zur Einregelung einer im wesentlichen mittleren Lage des Kerns innerhalb der Hohlwalze,

dadurch gekennzeichnet,
daß bei Vorhandensein äußerer, an den Enden des Kerns angreifender hydraulischer Belastungs einrichtungen (3) das Ventil (20, 60) den Druck in den äußeren Belastungseinrichtungen (3) regelt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß die eine Seite jeder als Kolben/ Zylindereinheit ausgebildeten Belastungseinrichtung (3) unmittelbar mit einer Pumpe (40) verbunden ist, daß das Steuerventil (20, 60) einerseits über eine Drosselstelle (51) mit der Pumpe (40) und anderer seits mit einem Abfluß verbunden ist und daß die andere Seite der Belastungseinrichtung (3) mit der Pumpe (40) über ein Ventil (53, 70) verbunden ist, welches einen dem Druck in der Leitung (52) zwischen der Drosselstelle (51) und dem Steuerventil (20, 60) entsprechenden Druck einstellt.