DE29710040U1

DE29710040U1 - Beheizbare Walze

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Publication number: DE29710040U1
Application number: DE29710040U
Authority: DE
Original assignee: Eduard Kuesters Maschinenfabrik GmbH and Co KG
Current assignee: Eduard Kuesters Maschinenfabrik GmbH and Co KG
Priority date: 1997-06-09
Filing date: 1997-06-09
Publication date: 1998-10-08
Anticipated expiration: 2007-06-10

Description

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PATENTANWÄLTE

UNSER ZEICHEN: 97 502 &Rgr;/&Pgr;&Pgr;. D ü s s e I d &ogr; r f, den 9. Juni 1997

AKTEN-NR. 512

EDUARD KÜSTERS

MASCHINENFABRIK GMBH & CO. KG Gladbacher Straße 457

D - 47805 Krefeld

Beheizbare Walze

Die Erfindung bezieht sich auf eine beheizbare Walze der dem Oberbegriff des Anspruchs 1 entsprechenden Art.

Eine solche Walze ist aus dem DE-GM 295 10 512 Fig. 3 bis 6 bekannt. Bei der bekannten Ausführungsform sind die Enden der Kanäle durch eine umlaufende Ringkammer miteinander verbunden, die bei der praktischen Ausführung durch eine in die Stirnseite des Walzenkörpers in Höhe der Enden der länglichen Kanäle eingedrehte umlaufende Ringnut gebildet ist, die durch den Flansch des als separates Teil ausgebildeten und in den rohrförmigen Walzenkörper eingesetzten Walzenzapfens verschlossen ist. Der Flansch des Walzenzapfens ist durch achsparallele, in die Stirnseite des Walzenkörpers eingesetzte Schrauben mit dem Walzenkörper verbunden.

In dem DE-GM 2 95 10 512 ist in Fig. 1 eine weitere Ausführungsform dargestellt, bei der die Walzenzapfen mit dem Walzenkörper als einstückiges Teil gegossen sind. Die Zeichnung ist nur schematisch. Um die Ringkammer praktisch realisieren zu können, wäre es notwendig, vor die Stirn-

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seite des Walzenkörpers einen Deckel zu setzen, der mit achsparallelen Schrauben zu befestigen wäre.

In einer beheizbaren Walze der in Rede stehenden Art können Temperaturen bis zu 29O⁰C und Drücke bis zu 80 Bar auftreten. Diese Drücke herrschen in der Ringkammer auf einer relativ großen Fläche und belasten die Schraubverbindung entsprechend. Die ausreichende Dimensionierung der Schraubverbindung und die behördliche Genehmigung einer derartigen, einen hochgespannten Druckbehälter bildenden beheizbaren Walze sind nicht einfach.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Walze hinsichtlich des Abschlusses und der Verbindung der länglichen Kanäle zu verbessern.

Diese Aufgabe wird durch die in Anspruch 1 wiedergegebene Erfindung gelöst.

Die Schrägbohrungen verbinden je zwei einander benachbarte längliche Kanäle miteinander, und die Gesamtheit der Schrägbohrungen führt dazu, daß alle länglichen Kanäle untereinander ebenso verbunden sind, wie es bei der bekannten Ausführungsform mit der Ringkammer der Fall war. Es wird aber jeder einzelne Kanal für sich durch einen Stopfen verschlossen, der in dem Walzenkörper gehalten ist und somit die Schraubverbindung zwischen dem Walzenkörper und dem Walzenzapfen nicht belastet. Auf den einzelnen Stopfen wirkt der Druck im System nur auf einer dem Kanalquerschnitt entsprechenden geringen Fläche. Ob die Walzenkörper separate Walzenzapfen tragen oder mit diesen einstückig sind, ist nicht maßgebend. Die Erfindung ist für beide Fälle geeignet, sofern nur im Bereich einer Stirnfläche des Walzenkörpers endende längliche Kanäle vorhanden sind.

Damit die einzelnen Stopfen sauber eingesetzt und durch die Schrägbohrungen in ihrem Sitz nicht beeinträchtigt werden, empfiehlt sich die Anordnung der Schrägbohrungen nach Anspruch 2.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Walze schematisch dargestellt.

Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt durch die Walze;
Fig. 2 zeigt einen Querschnitt nach der Linie II-II in Fig. 1;

Fig. 3 zeigt eine vergrößerte Teilansicht entsprechend Fig. 2;

Fig. 4 zeigt eine geschnittene Teilansicht nach der Linie IV-IV in Fig. 3.

Die als Ganzes mit 100 bezeichnete beheizbare Walze umfaßt einen zylindrischen Walzenkörper 10 aus Stahl mit einem arbeitenden Walzenumfang 1 und einer Achse 2, der an den beiden Enden als separate Teile ausgebildete, auf einen geringeren Durchmesser abgesetzte, nach außen vorstehende Walzenzapfen 3 besitzt, die durch achsparallele Schrauben 7 mit dem Walzenkörper 10 verbunden sind und auf denen Lager 4 zur Lagerung der Walze 100 in einem Maschinengestell oder dergleichen angeordnet sind. Der Walzenkörper 10 enthält als erste Hohlraumanordnung H₁ einen einzelnen zur Achse 2 koaxialen zylindrischen inneren Hohlraum 5, in welchem eine als Ganzes mit 20 bezeichnete elektrische Heizeinrichtung angeordnet ist, die in dem gezeigten Ausführungsbeispiel mit dem Walzenkörper 10 drehbar ist. Die Heizeinrichtung 20 umfaßt mehrere, z.B.

sechs, acht oder zwölf auf einem Teilkreis über den Umfang gleichmäßig verteilte achsparallele in der Zeichnung nicht im einzelnen dargestellte elektrische Widerstandsheizstäbe, die mittels in axialen Abständen angeordneter Haltescheiben 22 in ihrer gegenseitigen Anordnung abgestützt sind und das in der Zeichnung linke Ende des Walzenkörpers 10 und den dortigen Walzenzapfen 3 durchgreifen, wobei auf der Außenseite eine Schleifringanordnung 14 vorgesehen ist, durch die der Strom zur Beheizung der Heizeinrichtung 20 einleitbar ist. Die Heizeinrichtung 20 bildet eine in sich geschlossene zur Achse 2 konzentrische Baueinheit, die nach links aus der Walze 100 her-

ausgezogen werden kann, z.B. falls einzelne Heizstäbe 21 defekt sind und ausgewechselt werden müssen.

Die Heizeinrichtung 20 heizt durch Strahlung die Umfangsfläche 6 des Hohlraums 5 auf, wie durch die gewellten Pfeile 21 angedeutet sein soll. Die Wärme wird durch Leitung radial nach außen transportiert und am Außenumfang 1 der Walze 100 auf die zu bearbeitende, nicht dargestellte Warenbahn übertragen. Angestrebt ist ein möglichst gleichmäßige Temperaturverteilung am Außenumfang 1, in erster Linie in Längsrichtung der Walze 100, aber auch in Umfangsrichtung.

Die Gleichmäßigkeit der Temperaturverteilung kann gestört werden, wenn entweder die Heizstäbe der Heizeinrichtung 20 ungleichmäßig arbeiten oder die Warenbahn ungleichmäßige Wärmemengen abnimmt, beispielsweise durch ungleichmäßige Feuchtegehalte.

Um der Ungleichmäßigkeit der Temperaturverteilung entgegenzuwirken, ist in dem Walzenkörper 10 radial außerhalb des Hohlraums 5 eine zweite Hohlraumanordnung H₂ in Gestalt über den Umfang gleichmäßig verteilter, auf einem Teilkreis angeordneter, gleichen Durchmesser aufweisender achsparalleler länglicher Kanäle 30 in Gestalt sogenannter peripherer Bohrungen 31 vorgesehen, die in dem Ausführungsbeispiel etwa um den Betrag ihres Durchmessers außerhalb der Umfangsflache 6 des Hohlraums 5 in dem Walzenkörper 10 angebracht sind und in Umfangsrichtung etwa den doppelten Abstand voneinander belassen.

Die Kanäle 30 bilden ein geschlossenes, teilweise mit Wasser gefülltes System, in welchem der Druck entsprechend der an den Stellen der Kanäle 30 31 herrschenden Temperatur ansteigt. Im Betrieb, wenn also die Walze 100 mit erheblicher Geschwindigkeit umläuft, legt sich das Wasser 8 unter der Wirkung der Zentrifugalkraft gegen die äußere Begrenzung der Bohrungen 31 und bildet einen zylindrischen inneren Spiegel 9 (Fig. 3). Sobald an einer Stelle der inneren, von dem Wasser freien Begrenzung der Bohrung 31

eine niedrigere Temperatur auftritt, kondensiert dort der Wasserdampf und zieht die Temperatur an der betreffenden Stelle wieder hoch. Das Wasser in den teilweise gefüllten Kanäle 30 wirkt also als selbsttätiger Temperaturausgleich.

Die durch die Beheizung im Bereich des arbeitenden Walzenumfangs 1 erzielte Temperatur kann durch einen Temperaturfühler 11, der dicht unterhalb des arbeitenden Walzenumfangs 1 angeordnet ist, erfaßt werden, dessen Signale über eine Leitung 12 einem der Schleifringe der Schleifringanordnung 14 zugeleitet werden.

Einer der länglichen Kanäle 30 ist über einen Zugangskanal 16 mit einer Überdrucksicherung 33 mit einer Berstscheibe verbunden, die bei unzulässig hohem Innendruck in dem System der länglichen Kanäle 30 zerplatzt.

Ein Anschluß 18 dient zum Befüllen und Entleeren des Systems mit dem Wasser 8 sowie gegebenenfalls zum Evakuieren des Systems, nachdem das Wasser eingefüllt ist.

Wie aus Fig. 4 ersichtlich ist, münden die die längliehen Kanäle 30 bildenden Bohrungen 31 an der linken Stirnseite 10' des Walzenkörpers 10 offen aus. Entsprechend gilt dies für die rechte Stirnseite 10'. Die Enden der Bohrungen 31 sind an den Stirnseiten 10',10' durch Stopfen 50,50' verschlossen, von denen der Stopfen 50 als Beispiel ein eingeschweißter Stopfen, der Stopfen 50' als ein anderes Beispiel ein eingeschraubter Stopfen ist.

Axial innerhalb der Stopfen 50,50' sind einander benachbarte längliche Kanäle 30 durch Schrägbohrungen 40 miteinander verbunden, die mittels Spiralbohrern 41 vom offenen Ende des jeweiligen länglichen Kanals 30 her eingebracht werden, wie es in Fig. 3 angedeutet ist. Dabei ist dafür Sorge getragen, daß der axial gesehen am weitesten außen gelegene Bereich 42 der Schrägbohrungen 40 einen solchen Abstand 44 von der Stirnseite 10' aufweist, daß er axial innerhalb des Bereiches der Stopfen 50,50'

gelegen ist, so daß der Verschluß durch die Stopfen 50,50' durch die Schrägbohrungen 40 nicht beeinträchtigt wird.

Die optimale Schrägstellung der Schrägbohrungen 40 ergibt sich aus den räumlichen Verhältnissen. Der Bohrer 41 muß ja an den äußeren Rändern 32 der länglichen Kanäle 30 vorbeipassen. Andererseits dürfen die Schrägbohrungen 40 nicht zu flach verlaufen, weil sonst der Bohrungsansatz sehr erschwert ist. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel beträgt der Winkel 43 zwischen der Achse der Schrägbohrungen 40 und den Kanälen 30 etwa 30°.

Durch die Schrägbohrungen 40 sind alle länglichen Kanäle 30 in der Nähe ihrer Enden untereinander in Umfangsrichtung verbunden und bilden somit ein einheitliches geschlossenes Hohlraumsystem H₂. Der einzelne Stopfen 30,30' hat jedoch nur die Kraft zu ertragen, die sich durch den Innendruck auf dem Querschnitt eines einzelnen länglichen Kanals 30 ergibt. Die Verbindungsschrauben 7, die die Walzenzapfen 3 an dem Walzenkörper 10 halten, sind von dem Innendruck in dem System H₂ nicht betroffen.

Claims

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Schutzansprüche

1. Beheizbare Walze (100)

mit einem um seine Achse (2) umlaufenden zylindrischen Walzenkörper (10), dessen Außenumfang (1) den arbei-. tenden Walzenumfang bildet und der eine erste innere Hohlraumanordnung (H₁) aufweist,

mit einer in der ersten Hohlraumanordnung (H₁) in deren Längsrichtung mindestens über die Arbeitsbreite der Walze (100) sich erstreckenden Heizeinrichtung (20)

und mit einer in dem Walzenkörper (10) radial außerhalb der ersten Hohlraumanordnung (H₁) vorgesehenen geschlossenen zweiten Hohlraumanordnung (H₂) in Gestalt mehrerer, über den Umfang des Walzenkörpers (10) gleichmäßig verteilter, länglicher, an den Enden an der jeweiligen Stirnseite (10') des Walzenkörpers (10) ausmündender und durch separate Verschlußmittel verschlossener, achsparalleler Kanäle (30), die teilweise mit einer bei der durch die Heizeinrichtung (20) im Bereich der Kanäle (30) erzeugten Temperatur verdampfenden Flüssigkeit gefüllt sind, dadurch gekennzeichnet,

daß an mindestens einem Ende einander in Umfangsrichtung benachbarte längliche Kanäle (30) durch eine von

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einem länglichen Kanal (30) zum in Unfangsrichtung benachbarten länglichen Kanal (30) durchgehende, von dem offenen Ende eines länglichen Kanals (30) her eingebrachte Schrägbohrung (40) miteinander verbunden sind

und daß die längliche Kanäle (30) axial außerhalb der Schrägbohrungen (40) durch in dem Walzenkörper (10) gehaltene Stopfen (50,50') verschlossen sind.
2. Walze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schrägbohrungen (40) in einem den Halt der Stopfen (50,50') nicht beeinträchtigenden Abstand (44) von der Stirnseite (10',10') des Walzenkörpers (10) beginnen.