DE3005526A1 - Walze mit einer zu heizenden oder zu kuehlenden walzenoberflaeche - Google Patents

Walze mit einer zu heizenden oder zu kuehlenden walzenoberflaeche

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DE3005526A1
DE3005526A1 DE19803005526 DE3005526A DE3005526A1 DE 3005526 A1 DE3005526 A1 DE 3005526A1 DE 19803005526 DE19803005526 DE 19803005526 DE 3005526 A DE3005526 A DE 3005526A DE 3005526 A1 DE3005526 A1 DE 3005526A1
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roller
chamber
fluid
roll
chambers
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Schlatter Mutschellen Beat
Alfred Dipl.-Ing.ETH Dr. Zürich Christ
Rolf Rudolfstetten Lehmann
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Escher Wyss AG
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Description

  • Walze mit einer zu heizenden oder zu kühlenden Walzen-
  • oberfläche Die Erfindung betrifft eine Walze mit einer mittels eines Fluid zu heizenden oder zu kühlenden Walzenoberfläche, mit einer Wärmeaustauschvorrichtung, die wenigstens eine gegen die Walzenoberfläche angrenzende, gegen diese offene Kammer für das Fluid aufweist, wobei die der Walzenoberfläche zugewandten Flächen der Kammerwände mit der Walzenoberfläche einen Spalt bilden, mit einer Fluidzufuhr für die Kammer und mit Haltemittel zur Halterung der Kammer in Walzenumfangsrichtung.
  • Eine solche Walze ist beispielsweise bekannt aus der amerikanischen Patentschrift US-PS 4 149 379. Gemäss dieser Schrift werden die Walzenoberflächen der Arbeitswalzen thermisch durch äussere hydrostatische Stützvorrichtungen beeinflusst. Das in dieser Schrift als Kühlmittel verwendete Druckmittel der hydrostatischen Stützvorrichtung wird über Drosselbohrungen hydrostatischen, gegen die zu kühlende Walzenoberfläche offenen, kammerförmigen Lagertaschen zugeführt, aus denen es durch den Spalt zwischen den Stirnflächen der Kammerwände und der Walzenoberfläche unter Ausbildung eines annähernd konstanten, hydrostatischen Kühlmittelfilms abfliesst, wobei im Spaltraum verglichen mit der benötigten Kühlmittelmenge ein besonders guter Wärmeübergang besteht.
  • Diese bekannte Anordnung ist hochempfindlich gegenüber kleinsten Druckschwankungen des zugeführten Druck-bzw. Kühlmittels. So bewirkt beispielsweise eine Verschmutzung oder gar eine Verstopfung der Drosselzuführungen bereits enorme Beeinträchtigung des ffihleffektes.
  • Die temperaturmässige Veränderung des zugeführten Druckmittels auf dem Weg von der Druckmittelquelle zum Ort der Wärmeabgabe an der Walzenoberfläche ist ferner so gross, dass eine gewünschte Endtemperatur des an der Walzenoberfläche seine Wärme abgebenden Druckmittels-sich kaum vorausberechnen lässt.
  • Andere bekannte Anordnungen, in welchen Kühl- oder Heizmittel gegen die Walzenoberfläche oder gegen die Innenwand eines Walzenmantels versprüht werden, sind beispielsweise aus der CH-PS 577'598, Fig. 4 oder aus der US-PS 3 802 044 oder der US-PS 3 885 283 bekannt. Die aus diesen Schriften bekannte Art der Wärmebeeinflussung von Walzen ist weit verbreitet und durchwegs gegenüber Druckschwankungen des zugeführten Druck- bzw. Wärmeaustauschmittels unempfindlich. Jedoch müssen bei sämtlichen Ausführungen dieser Art grosse Druckmittelmengen zugeführt werden, wozu, vor allem bei höheren Temperaturen des Wärmeaustauschmittels, im Vergleich zur Wirksamkeit unvertretbar grosse Pumpkapazitäten notwendig sind. Ferner ist die Beseitigung bzw. Rückführung des Wärmeaustauschmittels bei derartigen Mengen problematisch.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine kostengünstige, bei jeder Walze mit einer zu heizenden oder zu kühlenden Walzenoberfläche verwendbare Wärmeaustauschvorrichtung anzugeben, die sowohl gegen Druckschwankungen relativ unempfindlich ist als auch bei grosser Wirksamkeit wenig Pumpleistung benötigt.
  • Diese Auf gabe wird bei einer Walze mit einer wenigstens eine Kammer aufweisenden Wärmeaustauschvorrichtung erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass zwecks Wirbelbildung die senkrecht zur Walzenachse geschnittene Kammer einen annähernd quadratischen Innenquerschnitt aufweist, dass zwecks Unterstützung der Wirbelbildung die Mündung der Fluidzufuhrleitung in Bewegungsrichtung der Walzenoberfläche vor den Hauptaustrittsöffnungen der Fluidabfuhr liegt, dass der Druck in der Kammer kleiner als 5 bar ist, und dass der Druckabfall in der Fluidzufuhrleitung insgesamt kleiner als 5 bar ist.
  • Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn die der Walze zugewandten Flächen der Kammerwände bei rotierender Walze über einen hydrodynamischen Schmierfilm auf der Walzenoberfläche abgestützt sind. Eine gute und betriebssichere Ausführung wird dadurch erzielt, dass die Kammerwände mit hydrodynamischen Gleitschuhen versehen sind.
  • Bei kleineren Ausführungen ist es von Vorteil, wenn die gesamte Kammer in radialer Richtung durch vorgespannte elastische Mittel gegen die Walzenoberfläche angepresst ist, während bei grösseren Ausführungen der erfindunsgemässen Kammer vorzugsweise die hydrodynamischen Gleitschuhe durch elastische Teile und/oder durch die Elastizität der Kammerwände in radialer Richtung zur Walzenachse verschiebbar sind.
  • Bei Walzen mit hochelastischen Walzenoberflächen ist eine besonders einfache Konstruktion damit erzielbar, dass die Kammer durch Haltemittel sowohl in Umfangsrichtung als auch in radialer Richtung starr fixiert ist.
  • In den Zeichnungen, anhand welchen die Erfindung veranschaulicht werden soll, sind Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes vereinfacht dargestellt. Es zeigen: Fig. 1 einen Querschnitt durch eine Walze mit zwei verschiedenen Ausführungsbeispielen für die erfindungsgemässe Wärmeaustauschvorrichtung, Fig. 2 einen Querschnitt durch das in Fig. 1 rechts gezeigte Ausführungsbeispiel für eine erfindungsgemässe Wärmeaustauschvorrichtung, Fig. 3 einen Querschnitt durch eine der Kammerwände, welche die Kammern der Wärmeaustauschvorrichtung gemäss Fig. 2 bilden, Fig. 4 eine Schrägriss-Darstellung durch das Ausführungsbeispiel der Wärmeaustauschvorrichtung, wie sie in Fig. 1 rechts im Querschnitt dargestellt ist, Fig. 5 einen Querschnitt durch eine Walze mit einem weiteren Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemässen Wärmeaustauschvorrichtung, Fig. 6 einen Querschnitt durch eine Durchbiegungsausgleichswalze mit schematisierten Beispielen von erfindungsgemässen Wärmeaustauschvorrichtungen im Innern und Aeussern der Walze, Fig. 7 einen vergrösserten Ausschnitt aus dem in Fig. 4 rechts gezeigten Teil einer Durchbiegungsausgleichswalze mit dem Beispiel von Wärmeaustauschervorrichtungen im Innern der Walze, Fig. 8 einen Querschnitt durch eine Walze mit einem äusseren Stützelement, das mit einem Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Wärmeaustauschvorrichtung versehen ist, Fig. 9 eine weitere Ausführungsart der erfindungsgemässen Wärmeaustauschvorrichtung bei einer Walze mit einem äusseren Stützelement, Fig. 10 und 11 Verwendungsbeispiele von Walzen mit erfindungsgemässen Wärmeaustauschvorrichtungen in Walzgerüsten.
  • In den nun folgenden Ausführungen sind gleiche Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
  • Fig. 1 - 3 zeigen eine Walze 1 mit Wärmeaustauschvorrichtungen 2 und 3. Die in Fig. 1 links dargestellte Wärmeaustauschvorrichtung 2 besteht aus einer sich parallel zur Walzenachse sich erstreckenden Leiste 4, welche eine Kammer 5 trägt. Die Kammer 5 weist eine gegen die zu heizende oder zu kühlende Walzenoberfläche 6 offene Seite auf. Die die Kammer 5 tragende Leis@@ 4 ist seitlich der Walze 1 derart angebracht, dass die Seitenwände der Kammer 5 mit der Walzenoberfläche 6 einen Spalt bilden.
  • In der Leiste 4 ist eine Zufuhrleitung 7 vorgesehen.
  • Durch diese Zufuhrleitung 7 wird das als Wärmeaustauschmittel vorgesehene Fluid in die Kammer 5 eingespiesen.
  • Im Betrieb rotiert die Walzenoberfläche 6 der Walze 1 beispielsweise in der mit dem Pfeil 8 angegebenen Richtung. Die rotierende Walzenoberfläche 6 erteilt dem in der Kammer 5 sich in der Nähe der Walzenoberfläche 6 befindlichen Fluid eine Beschleunigung, die aufgrund des annähernd quadratischen Innenquerschnitts der Kammer 5 eine Wirbelbildung in der Kammer zur Folge hat. Unter dem für die vorliegende Erfindung wesentlichen annähernd quadratischen Innenquerschnitt der Kammer ist die annähernd gleiche Erstreckung des Kammerinnenraumes sowohl in radialer Richtung als auch in Umfangrichtung der Walze 1 zu verstehen.
  • Bei der in Fig. 1 mit dem Pfeil 8 angegebenen Drehrichtung der Walze befindet sich die Mündung 9 der Fluidzufuhrleitung 7 in Bewegungsrichtung der Walzenoberfläche 6 vor der Austrittsstelle 10 der Fluidabfuhr 12.
  • Durch den durch die Zufuhrleitung 7 eintretenden Fluidstrahl wird diese Wirbelbildung zusätzlich unterstützt.
  • Um die Kammer 5 und die Fluidzufuhrleitung 7 nicht durch ungünstige Drücke zu belasten, ist der Druck in der Kammer 5 kleiner als 5 bar. Der Druckabfall in der Fluidzufuhrleitung 7 ist insgesamt kleiner als 5 bar, damit die Fluid-Förderleistung der Pumpe auf ein technisch vernünftiges Mass beschränkt wird.
  • Die Wirbelbildung ermöglicht eine längere Verweilzeit des zugeführten Fluids in der Kammer 5. Dadurch wird es möglich, einen grösseren Wärmeaustausch pro zugeführter Fluidmenge zu erzielen. So kann beispielsweise beim Metallwalzen das als Kühlmittel zugeführte Fluid durch die längere Verweilzeit in der Kammer mehr Wärme von der heissen Walzenoberfläche 6 abführen. Soll umgekehrt, etwa bei der Thermoverfestigung von Vliessstoffen die Walzenoberfläche 6 geheizt werden, so ermöglicht die durch die Wirbelbildung verlängerte Verweilzeit des als Wärmetransportmittel verwendeten Fluids eine erhöhte Abgabe der Wärme des Fluids @@ die Walzenoberfläche 6.
  • Bei der in Fig. 1 links gezeigten Wärmeaustauschvorrichtung 2 mit einer einzigen Kammer 5 dient wie erwähnt die Abfuhrleitung 12 zur Abfuhr des Fluids. Ein weiterer Teil des Fluids wird durch den Spalt an der Austrittsstelle 11 abgeführt. Zur Steuerung der abzuführenden Fluidmenge aus der Kammer 5 kann beispielsweise der Querschnitt der Abfuhrleitung 12 durch in Fig. 1 nicht dargestellte, geeignet angebrachte Blenden vergrössert oder verkleinert werden. Zusätzlich kann eine Pumpe an die Abfuhrleitung 12 angeschlossen werden, welche das in der Wirbelkammer 5 befindliche überschüssige Fluid absaugt.
  • Eine Zufuhrleitung 13 für ein gasförmiges Fluid dient zur Beeinflussung der Wirbelbildung in der Kammer 5 ohne Aenderung der flüssigen Fluidmenge. Mit einer solchen zusätzlichen Zufuhrleitung 13 kann beispielsweise eine Zweiphasenstromkühlung erzeugt werden. Zum Kühlen von Metallwalzen kann vorzugsweise ein Luftwalzölgemisch verwendet werden, wobei die Luft durch die Zufuhrleitung 13, das als flüssiges Fluid verwendete Walzöl durch die Zufuhrleitung 7 eintritt. Die Vorteile einer derartigen Zweiphasenstromkühlung sind: kein Druckaufbau in der Kammer 5, da bei Verwendung von zwei Phasen die Kammer 5 hauptsächlich mit der gasförmigen Phase, also Luft, gefüllt werden kann sowie die Möglichkeit, die Kühlwirkung mit dem Mengenverhältnis zwischen der flüssigen und der gasförmigen Phase fein dosieren zu können.
  • Die Wärmeaustauschvorrichtung 3 rechts in Fig. 1 weist mehrere Kammern 14, 15, 16 auf, die alle an einer Leiste 18 befestigt sind. Auch die Kammern 14, 15, 16 müssen jeweils einen annähernd quadratischen Querschnitt aufweisen, um eine einwandfreie Wirbelbildung des zugeführten Fluids zu garantieren. Mit Vorteil werden die Kammern 14, 15, 16 durch individuelle Fluidzufuhrleitungen 19, 20, 21 angespiesen.
  • Da in vielen praktischen Fällen, so etwa beim Metallwalzen, die zwischen der Walze 1 und der Gegenwalze 26 gewalzte Warenbahn im allgemeinen keine Fluidverschmutzung verträgt, dient bei dem in Fig. 1 rechts dargestellten Beispiel eine spezielle Absaugkammer 22 mit einer Absaugleitung 23 zum Absaugen des gegebenenfalls von den Kammern 14, 15, 16, durch die Austrittsstellen 242, 243, 25 heraustretenden Fluids. Der Druck in einer solchen Absaugkammer 22 wird hierzu während des Betriebs stets kleiner als der Atmosphärendruck gehalten. Das durch die Austrittsstelle 241 austretende Fluid wird von der drehenden Walze 1 daran gehindert, in die Kammer 14 zurückzufliessen. Die Anspeisung bei dem in Fig. 1 rechts gezeigten Beispiel erfolgt für jede Kammer individuell.
  • In den Fig. 2 und 3 werden weitere Einzelheiten einer Wärmeaustauschvorrichtung der in Fig. 1 rechts dargestellten Art aufgezeigt.
  • Wie aus den Fig. 2 und 3 ersichtlich, sind die Kammerwände 27 mit hydrodynamischen Gleitschuhen 28 versehen.
  • Für den Fall, dass die Walze 1 eine starre Walzenoberfläche 6 aufweist, kann die gesamte Wärmeaustauschvorrichtung 3, wie in Fig. 2 dargestellt, durch vorgespannte elastische Mittel 29 radial gegen die Walzenoberfläche 6 gepresst sein. Die Halterung in Umfangsrichtung wird dabei durch Haltemittel 30 gewährleistet. Die vorgespannten elastischen Mittel 29 und die Haltemittel 30 bewirken, dass die Kammern 14, 15, 16 sowie die Absaugkammer 22 eventuellen Lageverschiebungen der starren Walzenoberfläche 6 nachfahren.
  • Die Kammern 14, 15, 16 und die Absaugkammer 22 können auch durch die Haltemittel 30 sowohl in Umfangsrichtung als auch in radialer Richtung gehaltert sein, wie in Fig. 2 beispielsweise durch Schrauben 31 angedeutet. Dann aber muss, zumindest für den Fall einer Walze 1 mit einer starren Walzenoberfläche 6, eine zur Walzenoberfläche 6 radiale Verschieblichkeit der hydrodynamischen Gleitschuhe 28 durch andere elastische Teile gewährleistet sein. Eine solche Verschieblichkeit kann, wie in Fig. 3 dargestellt, erreicht werden, indem in einer Aussparung des Gleitschuhs 28 ein elastisches Teil 32 gelegt wird, auf welches elastische Teil 32 die verbreiterten Enden 33 der Kammerwände 27 abgestützt sind, wobei die Kammerwände mittels Schrauben 34 sowie passender Teile 35 am Herausfahren aus dem Gleitschuh 28 gehindert werden. Eine Vorspannung, welche den Gleitschuh 28 gegen die Walzenoberfläche 6 drückt, wird in Fig. 3 durch eine Feder 36 erzielt. Gegebenenfalls genügt für die beschriebene radiale Verschieblichkeit der Gleitschuhe 28 auch die blosse elastische Nachgiebigkeit der Kammerwände.
  • Bei hochelastischen Walzenoberflächen 6 kann die Wärmeaustauschvorrichtung auch ohne elastische Nachgiebigkeit sowohl in Umfangs- als auch in radialer Richtung der Walze 1 gehaltert sein, wobei die Kammerwände die Walzenoberfläche 6 gerade nicht berühren.
  • In diesem Fall aber muss die Wärmeaustauschvorrichtung genau zur Walze 1 distanziert sein. Sobald nämlich der Spalt zwischen Walzenoberfläche 6 und einer Kammerwand zu gross wird, wird an dieser Stelle der Kammerdruck zu klein. Die Folge davon ist, dass das Fluid, das die Kammer soeben noch verlassen hat, in die Kammer zurückläuft, wodurch sich leicht eine von der an dieser Stelle gewünschten Temperatur abweichende Temperatur ergibt.
  • Wie aus der Fig. 4 hervorgeht, können die Kammern 14, 15, 16, sowie die Absaugkammer 22 ferner durch Trennwände 37, 38, 39 unterteilt sein. Die Kammern 14 15, 16 und die Absaugkammer 22 werden dadurch in axialer Richtung der Walze in Teilräume 40 unterteilt. Die Teilräume 40 sind über weitere individuelle Zu- und Abfuhrleitungen einzeln mit Fluid beaufschlagbar. Die Kühl- oder Heizwirkung kann so über die Walzenbreite, d.h. in Richtung der Walzenachse, gesteuert werden. Der Einspeisedruck wird mit Vorteil über eine volumetrische Förderpumpe, die direkt mit dem Walzenantrieb gekoppelt ist, aufrechterhalten. Dies bedeutet, dass die Fluidzufuhrmenge entsprechend der Walzgeschwindigkeit bzw. der Drehzahl der Walze 1 zu- oder abnimmt. Die Anordnung von Ventilen an diesen Zu- und Abfuhrleitungen ermöglicht es, einzelne über die Walzenachse verteilte Zonen unterschiedlich oder überhaupt nicht zu kühlen und/oder zu heizen. Die Teilräume 40 sind durch in ihrem Querschnitt veränderbare Durchtrittsöffnungen 41 für das Fluid miteinander verbunden. Diese Durchtrittsöffnungen ermöglichen eine zahlenmässige Reduzierung der Zufuhrleitungen zu den einzelnen Kammern 14, 15, 16 in Umfangsrichtung der Walze 1.
  • Die in Fig. 5 gezeigte Variante einer Wärmeaustauschvorrichtung 3 enthält einen Verdrängungskörper 42 in jeder Kammer. Der Verdrängungskörper 42 kann an einer geeigneten Stelle eine kleisförmige Aussparung 43 aufweisen, in die das Fluid beispielsweise über die Zufuhrleitungen 44 zugeführt wird. Mit dieser Art der Fluidzufuhr kann eine in axialer Richtung der Walze gleichmässig sich ausbreitende Fluidzufuhr erzielt werden. Wie in Fig. 7 dargestellt, strömt das Fluid durch die Zufuhrleitung 44, welche bis in das Zentrum der kreisförmigen Aussparung 43 führt. Aus der im Zentrum der Aussparung 43 befindlichen Mündung 45 der Zufuhrleitung 44 austretend verlässt das Fluid die Aussparung 43 erst, nachdem es sich in der Aussparung 43 verteilt hat. Dies bewirkt die oben beschriebene Verteilung des zuzuführenden Fluids in axialer Richtung der Walze über die gesamte Breite der Kammer.
  • In Fig. 6 ist die Erfindung für den Anwendungsfall bei einer Durchbiegungsausgleichswalze dargestellt. Die Durchbiegungsausgleichswalze besteht, im Beispiel der Fig. 6, aus einem feststehenden Joch 46 und einem um das Joch 46 drehenden Walzenmantel 47 mit einer inneren und äusseren Walzenoberfläche 6. Erfindungsgemässe Wärmeaustauschvorrichtungen sind sowohl im Innern zwischen Joch 46 und Walzenmantel 47 als auch, wie etwa bei den Vollwalzen gemäss Fig. 1 bis 3, aussen angebracht.
  • Wie aus der Fig. 6 hervorgeht, sind im Falle einer im Innern der Walze angebrachten Wärmeaustauschvorrichtung die Kammern 14, 15, 16 gruppenweise am feststehenden Joch 46 befestigt. Im feststehenden Joch 46 sind zentrale Bohrungen 48 zur Fluidzufuhr und zentrale Bohrungen 49 zur Fluidabfuhr vorgesehen. Von diesen zentralen Bohrungen 48, 49 zweigen die zu den einzelnen Kammern führenden Fluidzufuhrleitungen 19, 20 sowie die von den Kammern zurückführenden Abfuhrleitungen 12, 23 ab. Die Kammern können einzeln oder gruppenweise mit Zu-oder Abfuhrleitungen versehen sein.
  • Wie aus der Fig. 7 hervorgeht, können im Falle der in Innern einer Duchbiegungsausgleichswalze wirkenden Kammern deren Wände aus besenartigen Leisten 50 gebildet sein. Zusammen mit den bei Durchbiegungsausgleichswalzen gemäss der Fig. 6 vorhandenen Stützquellen 51 lässt sich das Erneuern des hydrodynamischen Druckmittelringes, der sich im Betrieb auf der Innenseite des Walzenmantels bildet, besonders wirksam gestalten.
  • Wie in Fig. 8 und 9 dargestellt, können etwa die Kammern 14, 15, 16 auch bei einer äusseren Stützquelle 52 angebracht sein. Diese äussere Stützquelle 52 besteht dann aus einem durch die hydrostatischen Lagertaschen 53, 54 gebildeten Stütz- und aus einem aus den Kammern 14, 15, 16 gebildeten Wärmeaustauschteil, welche Teile an die gleiche oder an verschiedene Fluidquellen angeschlossen sein können. Die im Gleitschuh 55 der Stützquelle 52 befindlichen Kammern 14, 15, 16 werden durch Zufuhrleitungen 19, 20, 21 angespiesen. Ueber die Abfuhrleitung 12 wird das Fluid wieder abgeführt.
  • In den Fig. 10 und 11 sind Beispiele von Walzgerüsten dargestellt, die Walzen mit den erfindungsgemässen Wärmeaustauschvorrichtungen aufweisen. Die dargestellten Walzgerüste bestehen jeweils aus zwei auf die Walzbahn einwirkenden Arbeitswalzen 56, 57 und aus zwei die Arbeitswalzen 56, 57 stützenden Stützwalzen 58, 59.
  • Mit Vorzug lässt man eine als Kühlvorrichtung eingesetzte Wärmeaustauschvorrichtung an jenem Teil der Walzenoberfläche 6 wirken, der gerade den Walzspalt durchlaufen hat. Denn für diesen Bereich der Walzenoberfläche 6 befindet sich die im Walzspalt 60 entstandene Wärme noch mehr oder weniger an der Oberfläche. Von diesen Teilen der Walzenoberfläche kann die Wärme somit wirksamer abgeführt werden. In den dargestellten Beispielen von Walzgerüsten können in Fig. 10 die Wärmeaustauschvorrichtungen 61, 62 und in Fig. 11 die Wärmeaustauschvorrichtungen 63, 64 den grössten Teil der abzuführenden Wärme abführen. Wie in Fig. 11 dargestellt, können für Kühl zwecke an den Stützwalzen weitere Wärmeaustauschvorrichtungen 65, 66 vorgesehen werden.
  • Soll dagegen die Walzenoberfläche beheizt werden, so sollten die Wärmeaustauschvorrichtungen beispielsweise in der Fig. 10 vorzugsweise an den Stellen 67, 68 vorgesehen werden.
  • ZUSAMMENFASSUNG Dargestellt ist eine Walze (1) mit einer Vorrichtung (2, 3) zum Kühlen oder Heizen der Walzenoberfläche (6).
  • Die Vorrichtung (2, 3) besteht im wesentlichen aus einer oder mehreren, gegen die Walzenoberfläche (6) offenen Kammern (5, 14, 15, 16). Die Kammern (5, 14, 15, 16) weisen einen annähernd quadratischen Innenquerschnitt auf.
  • Durch die Zufuhrleitungen (7, 13, 19, 20, 21) wird ein Fluid eingespiesen.
  • Im Betrieb der Walze (1) bilden sich Wirbel in den Kammern (5, 14, 15, 16). Die Wirbelbildung bewirkt eine verlängerte Verweilzeit des Fluids in den Kammern (5, 14, 15, 16), wodurch pro zugeführter Fluidmenge ein grösserer Kühl- bzw.
  • Heizeffekt erzielt wird.

Claims (19)

  1. Patentansprüche 9 Walze mit einer mittels eines Fluids zu heizenden oder zu kühlenden Walzenoberfläche, mit einer Wärmeaustauschvorrichtung, die wenigstens eine gegen die Walzenoberfläche angrenzende, gegen diese offene Kammer für das Fluid aufweist, wobei die der Walzenoberfläche zugewandten Flächen der Kammerwände mit der Walzenoberfläche einen Spalt bilden, mit einer Fluid-Zufuhr für die Kammer und mit Haltemittel zur Halterung der Kammer in Walzenumfangsrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass zwecks Wirbelbildung die senkrecht zur Walzenachse geschnittene Kammer (5, 14, 15, 16) einen annähernd quadratischen Innenquerschnitt aufweist, dass zwecks Unterstützung der Wirbelbildung die Mündung der Fluid-Zufuhrleitung (7, 13, 19, 20, 21)in Bewegungsrichtung der Walzenoberfläche (6) vor den Austrittsstellen (10, 11, 241 242, 243) der Fluid-Abfuhr liegt, dass der Druck in der Kammer (5, 14, 15, 16) kleiner als 5 bar ist, und dass der Druckabfall in der Fluid-Zufuhrleitung (7, 13, 19, 20, 21) insgesamt kleiner als 5 bar ist.
  2. 2. Walze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die der Walze (1) zugewandten Flächen der Kammerwände (27) bei rotierender Walze (1) über einen hydrodynamischen Schmierfilm auf der Walzenoberfläche (6) abgestützt sind.
  3. 3. Walze nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kammerwände (27) mit hydrodynamischen Gleitschuhen (28) versehen sind.
  4. 4. Walze nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kammern (14, 15, 16) in radialer Richtung durch vorgespannte elastische Mittel (29) gegen die Walzenoberfläche (6) angepresst sind.
  5. 5. Walze nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die hydrodynamischen Gleitschuhe (28) durch elastische Teile (32, 36) und/oder durch die Elastizität der Kammerwände (27) in radialer Richtung zur Walzenachse verschiebbar sind.
  6. 6. Walze nach Anspruch 1, mit hochelastischer Walzenoberfläche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kammern (15, 15, 16) durch Haltemittel (30, 31) sowohl in Umfangsrichtung als auch in radialer Richtung starr fixiert sind.
  7. 7. Walze nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwecks Vermeidung einer Verschmutzung der gewalzten Warenbahn durch das Fluid eine Absaugkammer (22) mit einem Kammerdruck, der kleiner als der Atmosphärendruck ist, auf der Warenbahnaustrittseite der Walze (1) an der dem Walzspalt am nächsten liegenden, zur Walzenachse parallel sich erstreckenden Kammerwand vorgesehen ist.
  8. 8. Walze nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kammern (5, 16) eine Zufuhrleitung (7, 44) für ein flüssiges Fluid und eine Zufuhrleitung (13) für ein gasförmiges Fluid aufweisen.
  9. 9. Walze nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kammern (14, 15, 16) nahe dem Walzspalt (60) vorgesehen sind.
  10. 10. Walze nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kammern (14, 15, 16) in axialer Richtung der Walze (1) durch Trennwände (37, 38, 39) in Teilräume (40) unterteilt sind, die mit dem Fluid über individuelle Zu- und Abfuhrleitungen unterschiedlich beaufschlagbar sind.
  11. 11. Walze nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilräume (40) durch in ihrem Querschnitt veränderbare Durchtrittsöffnungen (41) für das Fluid verbunden sind.
  12. 12. Walze nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Kammer (15) ein Verdrängungskörper (42) vorgesehen ist.
  13. 13. Walze nach einem Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Verdrängungskörper (42) in der Kammer (15) zwecks gleichmässiger Verteilung des Fluids in axialer Richtung der Walze (1) eine kreisförmige Aussparung (43) aufweist, in welche die Fluid-Zufuhr (44) führt.
  14. 14. Walze nach einem der vorangehenden Ansprüche, mit einem um ein feststehendes Joch drehbaren Walzenmantel, dadurch gekennzeichnet, dass die Kammern (14, 15, 16) am feststehenden Joch (46) befestigt sind.
  15. 15. Walze nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Kammerwände gegen die Walzenoberfläche (6) hin mit besenartigen Leisten (50) versehen sind.
  16. 16. Walze nach einem der vorangehenden Ansprüche, mit einem auf die Walzenoberfläche wirkenden äusseren Stützelement, dadurch gekennzeichnet, dass das Stützelement (52) neben den hydrostatischen Lagertaschen (53, 54) Kammern (14, 15, 16) aufweist.
  17. 17. Walze nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpe für die Fluid Zufuhr mit dem Walzenantrieb drehzahlmässig gekoppelt ist.
  18. 18. Verwendung von Walzen nach einem der vorangehenden Ansprüche in einem Walzgerüst, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens die den Walzspalt (60) bildenden Arbeitswalzen (56, 57) mit mindestens einer Kammer (5, 14, 15, 16) versehen sind.
  19. 19. Verwendung von Walzen nach Anspruch 18 in einem Walzgerüst dadurch gekennzeichnet, dass sowohl die Arbeitswalzen (56, 57) als auch die Stützwalzen (58, 59) mit mindestens einer Kammer (5, 14, 15, 16) versehen sind.
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