DE3131799A1

DE3131799A1 - "walzwerk, insbesondere kalander, fuer papier- und andere materialbahnen"

Info

Publication number: DE3131799A1
Application number: DE3131799A
Authority: DE
Inventors: Josef Dr.-Ing. 4150 Krefeld Pav; Wimmar 4152 Kempen Schmitz; Reinhard 4150 Krefeld Wenzel
Original assignee: Kleinewefers GmbH
Current assignee: Kleinewefers GmbH
Priority date: 1981-08-12
Filing date: 1981-08-12
Publication date: 1983-04-28
Also published as: FI822689A0; JPS5854095A; FI822689L; GB2105497A; SE8204609L; IT1155902B; US4498383A; SE8204609D0; CH657396A5; IT8268010A0; FI69667B; DE3131799C2; JPS622079B2; IT8253622V0; GB2105497B; SE447664B; CA1181621A

Description

Walzwerk, insbesondere Kalander, für Papier- und andere Materialbahnen

Die Erfindung bezieht sich auf ein Walzenaggregat für Papier- und andere Materialbahnen mit wenigstens einer elastischen Walze, die zumindest an ihrer Oberfläche aus visk^elastischem oder gummielastischem Material besteht und mit einer Gegenwalze einen Spalt bildet, wobei die eine Walze, insbesondere die elastische Walze, einen Walzenmantel aufweist, der von einem drehfest gehaltenen Träger durchsetzt und von einer am Träger angeordneten Mantelstützvorrichtung mit änderbaren Lagerkräften abstützbar ist. Die Erfindung ist insbesondere für Kalander interessant, kann aber auch für Druckwerke, Walzwerke und andere Anwendungszwecke benutzt werden.

Bei einem bekannnten Walzenaggregat dieser Art in der Form eines Kalanders (DE-OS 27 37 346) werden jeweils zwei elastische Walzen symmetrisch von beiden Seiten gegen eine harte Walze gedrückt. Zum Zweck der Durchbiegungs-Kompensation in einer durch die Achsen der zusammenwirkenden Walzen bestimmten Ebene ist zwischen Träger, Walzenmantel und zwei vom Träger gehaltenen Längsleisten ein sich über die gesamte Walzenlänge erstreckender Druckraum vorgesehen, der von einem ersten hydraulischen Druck beaufschlagbar ist. Auf3erden ist zur Durchbiegungs-Kompensation in Schwerkraftrichtung an der Oberseite des Trägers ein sich über die gesamte Walzenlänge erstreckender Gleitschuh vorgesehen, der durch einen zweiten hy-

draulischen Druck gegen den Innenumfang des Walzenmantels drückbar ist.

Der Walzenmantel besteht aus einer Hohlachse und einem viskoelastischen Bezug aus einem Fasermaterial, wie Papier. Es ist aber auch bekannt, solche Bezüge aus mit Kunststoff getränktem Traggewebe herzustellen, gegossene oder extrudierte Kunststoffe als Bezugsmaterial einzusetzen oder einen gummielastischen Kunst stoff zu verwenden.

Die Oberflächentemperatur solcher elastischer Walzen weist über deren Länge erhebliche Unterschiede auf, die zwischen 8 und 30⁰C liegen. Die dabei auftretenden Temperaturspitzen können zu einer Zerstörung der Oberflächenschicht führen. Außerdem ergibt sich über die Walzenlänge ein Temperaturprofil, das zu einer unterschiedlichen Beeinflussung der Materialbahn führt. Diese Temperaturunterschiede findet man unabhängig davon, ob die elastische Walze mit einer Durchbiegungsausgleichsvorrichtung versehen ist oder nicht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Walzenaggregat der eingangs beschriebenen Art anzugeben, mit dem an der Oberfläche der elastischen Walze ein gewünschtes Temperaturprofil erzielbar ist und unerwünschte Temperaturspitzen vermieden werden können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine Temperaturmeßvorrichtung vorgesehen ist, die über die axiale Walzenlänge Ist-Temperaturen feststellt, welche der Oberflächen_temperatur der elastischen Walze entsprechen, daß die Mantelstützvorrichtung mehrere über die Länge des Trägers verteilte Lagerelemente aufweist und daß eine Regelvorrichtung vorgesehen ist, die die mit Hilfe der Lagerelemente erzeugten Lagerkräfte so ändert, daß die Ist-Temperaturen einem durch eine Temperatur-Führungsgröße vorgegebenen Temperaturprofil entsprechen.

Die Erfindung geht von der Überlegung aus, daß das viskoelastische oder gummielastische Material der elastischen Walze während des Betriebs fortwährend verformt und die hierbei auftretende Formänderungsenergie zum großen Teil in Wärme umgesetzt wird. Diese Verformung ist über die Länge der Walze nicht gleichmäßig. Sie hängt unter anderem von dem Dicken- und Feuchtigkeits-Profil, also der Massenverteilung, der Materialbahn und von der Verformung der Walze durch an ihr angreifende Kräfte ab, wie den am Umfang angreifenden Antriebskräften, dem Eigengewicht und den durch Walzenzapfen und Lager gebildeten überhängenden Gewichten. Außerdem verschiebt sich bei viskoelastischen Materialien das Stoffverhalteri durch Erhöhung ihrer Temperatur und Feuchtigkeit in Richtung viskos.

Dadurch daß die in Längsrichtung nebeneinander angeordneten Lagerelemente den Walzenmantel in Abhängigkeit von der Oberflächentemperatur der elastischen Walze belasten, kann die Verformung des Bezuges so geregelt werden, daß ein gewünschtes Temperaturprofil entsteht. Hierbei kann die Temperatur-Führungsgröße konstant sein oder sich über die Länge der Walze ändern; sie kann zeitlich variabel sein oder gleich bleiben„ Sie kann auch durch zusätzliche Größen, wie bestimmte Eigenschaften der Materialbahn, beeinflußt werden. Insbesondere fallen Temperaturspitζen fort, die bisher häufig zu Verbrennungen und damit zu einer Zerstörung des Bezuges führten; hierdurch steigt die Lebensdauer der elastischen Walze. Außerdem ist es möglich, die Linienkraft zwischen der elastischen Walze und der Gegenwalze und/oder die Umfangsgeschwindigkeit der elastischen Walze ganz wesentlich zu erhöhen, ohne daß Beschädigungen am Bezug zu erwarten sind. Daher kann eine so geregelte elastische Walze auch innerhalb eines Anlagenaggregats, z.B. einer Papiermaschine, im sogenannten "inline"-Betrieb, eingesetzt werden. Obwohl es auch möglich ist, die Lagerelemente im Inneren einer harten Gegenwalze anzuordnen, ist es.doch zu bevorzugen, die Mantelstützeinrichtung der elastischen Walze zuzuordnen, weil/^in der Regel mit geringeren Kräften verformt werden

kann ^-^hr Walzenmantel

Die Temperaturmeßvorrichtung kann mehrere über die Länge der

elastischen Walze verteilte Fühler aufweisen. Es besteht aber

mindestens

auch die MöglichkeitYeinen längs der elastischen Walze axial ver schiebbaren Fühler vorzusehen. Es können aber auch andere Temperaturen als Ist-Temperaturen gemessen werden, wenn diese der Oberflächentemperatur der elastischen Walze unter den gegebenen Betriebsverhältnissen eindeutig entsprechen. So kann beispielswe se die Temperaturmeßvorrichtung auch Ist-Temperaturen der Materialbahn über deren Breite messen.

Die Lagerkräfte können auf die verschiedenste Art erzeugt werden Bekannt sind insbesondere elektromagnetisch oder hydrostatisch wirkende Lagerelemente. Bei Verwendung elektromagnetisch wirkender Lagerelemente sollte die Regelvorrichtung die Erregerströme beeinflussende Stellglieder steuern. Bei Verwendung hydrostatisc wirkender Lagerelemente sollte die Regelvorrichtung die hydraulischen Drücke beeinflussende Stellglieder steuern.

Besonders günstig ist es, wenn die in Axialrichtung verteilten Lagerelemente je mindestens zwei in Umfangsrichtung versetzte Lagerabschnitte aufweisen, die in Abhängigkeit von der Regelvorrichtung mit unterschiedlichen Lagerkräften arbeiten. Mit solche in Umfangsrichtung versetzten Lagerabschnitten ist es möglich, Querverformungen der elastischen Walze, wie sie insbesondere auf grund der am Umfang angreifenden Antriebskräfte auftreten^ zu kompensieren und allein schon durch die bessere Ausrichtung der den Spalt begrenzenden Flächen die Verformung des Bezuges über die Länge der elastischen Walzen zu vergleichmäßigen»

Mit Vorteil ist dafür gesorgt, daß jedes Lagerelement einen Lage schuh aufweist, der in seiner der Innenfläche des Walzenmantels zugewandten Lagerfläche mindestens zwei in Umfangsrichtung versetzte, mit unterschiedlichen Drücken beaufschlagbare taschenartige Lagerabschnitte aufweist und durch mindestens zwei in Umfangsrichtung versetzte, zwischen Träger und überschuh geschaltete Kolben-Zylinder-Einheiten gegen den Walzenmantel gedrückt wird. Mit einem solchen Lagerschuh können Kräfte auf den Walzenmantel aufgebracht werden, die sowohl eine Komponente in der di

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Achsen der beanchbarten Walzen durchsetzenden Ebene als auch eine Komponente senkrecht hierzu haben.

Insbesondere sollteidie Seitenwände der Lagerschuhe parallel zueinander verlaufen und dicht benachbart sein₀ Der Abstand dieser Lagerschuhe kann insbesondere weniger als 20 oder gar 10 % der Breite eines Schuhs betragen» Entsprechend groß können die taschenartigen Lagerabschnitte sein. Der Walzenmantel ist daher über den überwiegenden Teil seiner Länge abgestützt. Es genügen verhältnismäßig kleine hydraulische Drücke, umfrie geforderten Lagerkräfte aufzubringen.

Des weiteren kann der Walzenmantel an den Enden auf Lagern gehalten sein, die in der durch die Achsen von elastischer Walze und Gegenwalze bestimmten Ebene radial auf dem Träger geführt sind. Das bedeutet, daß auch an den Walzenenden eine wählbare Zusammendrückung des Walzenbezuges möglich ist»

Mit Vorteil ist dafür gesorgt, daß weitere Fühler zur Messung von Daten der Materialbahn vorgesehen sind und diese Daten der Regelvorrichtung als Hilfsgröße zur Festlegung des Temperaturprofils zugeführt werden. Auf diese Weise läßt sich das Profil der Ist-Temperatur in Abhängigkeit von vorbestimmten Daten der Materialbahn regeln. Solche Daten sind beispielsweise das Dickenoder Feuchtigkeitsprofil, also die Massenverteilung, der Materialbahn oder die Härte des Materialbahnwickels. Insbesondere kann die Regelvorrichtung einen Rechner enthalten, der das Temperaturprofil unter Berücksichtigung der Hilfs-Größe berechnet.

Günstig ist es auch, wenn weitere Fühler zur Messung von Daten über die Querdeformation der elastischen Walze vorgesehen sind und diese Daten zur Festlegung der Aufteilung der Lagerkräfte bei den in Umfangsrichtung versetzten Lagerabschnitten der Regelvorrichtung zugeführt werden. Mit Hilfe dieser Fühler wird erreicht, daß die Querdeformation der elastischen Walze kompensiert wird und in dem dann genau ausgerichteten Spalt eine definierte Zusammendrückung des Bezuges erfolgt«, Insbesondere kann die

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Regelvorrichtung einen Rechner enthalten, der die Aufteilung der Lagerkräfte anhand der zugeführten Daten berechnet.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist dafür gesorgt, daß die Gegenwalze eine der elastischen Walze entsprechende zweite elastische Walze ist. Da in beiden elastischen Bezügen durch Walkarbeit Wärme erzeugt wird, ist eine kontrollierte Wärmebehandlun der Materialbahn von beiden Seiten möglich.

Zweckmäßigerweise steuert die Regelvorrichtung die Lagerelemente der beiden elastischen Walzen so an, daß die Lagerkräfte in jeder Querschnittsebene einander entgegengesetzt gleich sind. Dies führt zu einer gleichmäßigen Verformung der beiden elastishen Bezüge. Wenn die Walzen im übrigen gleich aufgebaut sind, kann man die einander gegenüberliegenden Lagerelemente mit dem gleichen Signal ansteuern.

Außerdem empfiehlt es sich, daß die beiden elastischen Walzen den gleichen Durchmesser haben. Hiermit wird erreicht, daß die Materialbahn auf beiden Seiten über gleich große Flächen mit den elastischen Walzen in Berührung steht.

Bei einer anderen Ausführungsform ist eine harte Walze als Gegen walze für mindestens zwei elastische Walzen ausgebildet. Da jede elastische Walze für sich regelbar ist, kann eine Materialbahn auf kleinstem Raum mit unterschiedlichen Temperaturen behandelt werden. Es ist vorteilhaft, die harte Gegenwalze mit einer Temperierungsvorrichtung auszurüsten.

Mit Vorteil liegen die Achsen der harten Walze und zweier elastischer Walzen in einer Ebene. Da die Lagerkräfte der elastischen Walzen einander entgegengerichtet sind, ergibt sich eine sehr einfache Führung der beweglich gelagerten Walzen. Die Durchbiegung der harten Walze ist in der Regel so gering, daß eine Kompensation überflüssig ist.

Die Erfindung wird nachstehend anhand in der Zeichnung dargestellter, bevorzugter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Ansicht, teilweise im Schnitt, einer elastischen und einer harten Gegenwalze eines Kaüaiders mit zugehöriger Regeleinrichtung,

Fig. 2 einen Querschnitt durch die Walzen der Fig. 1,

Fig. 3 eine der Fig. 2 entsprechende Darstellung mit den dort auftretenden Kräften,

Fig. 4 eine noch stärker vereinfachte Ansicht, teilweise im Schnitt, zweier elastischer Walzen eines Kalanders mit zugehöriger Regeleinrichtung,

Fig. 5 einen Querschnitt durch eine weitere Ausführungsform mit zwei elastischen Walzen und

Fig. 6 einen Querschnitt durch zwei elastische Walzen und eine gemeinsame harte Gegenwalze.

In Fig. 1 ist eine harte Gegenwalze 1 und eine elastische Walze 2 veranschaulicht, die zusammen einen Spalt 3 zur Behandlung einer Materialbahn bilden» Die Gegenwalze 1 besteht aus Hartguß und ist mit ihren Lagerzapfen 4 und 5 in entsprechenden Lagern 6 bzw. 7 drehbar gehalten, die in nicht veranschaulichten Kalanderständern fest oder verschiebbar angeordnet sind.

Die elastische Walze 2 besitzt einen Walzenmantel 8, der aus einer Hohlachse 8a und einem viskoelastischen Bezug 9 besteht. Der Bezug verhält sich teilweise wie ein elastischer Körper und teilweise wie ein viskoser Körper» Er kann in üblicher Weise aus aufeinandergeschichteten und gepreßten Blättern oder Bändern aus Papier oder ähnlichen Faserstoffen, aber auch aus mit Kunststoff

getränktem Traggewebe, einem Kunststoffguß oder einem Kunststoff Extrusionskörper oder einem gummielastischen Material bestehen. Den Walzenmantel 8 durchsetzt ein Träger 10, dessen Zapfen 11 über einen Kugelkopf 12 drehfest in einem Lager 13 des Kalanderständers und dessen Zapfen 14 über einen Kugelkopf 15 drehfest in einem Lager 16 des Kalanderständers gehalten ist. Der Walzenmantel ruht mit seinen Enden über Rollenlagern 17 bzw. 18 auf Lagerringen 19 bzw. 20, die auf Führungsflächen 21 bzw. 22 geführt sind. Diese Führungsflächen verlaufen parallel zu der die Achsen der Walzen 1 und 2 durchsetzenden Ebene. Der Walzenmantel 8 ist daher relativ zum Träger 10 in der durch Achsen der Walzer 1 und 2 bestimmten Ebene verstellbar. Außerdem ist zwischen Träger 10 und Walzenmantel 8 eine Mantelstützvorrichtung 23 vorgesehen, die aus einer Vielzahl von über die Länge der Walze 2 verteilten Lagerelementen 24 besteht, mit deren Hilfe Lagerkräft auf den Walzenmantel 8 aufgebracht werden.

Jedes Lagerelement 24 weist einen Lagerschuh 25 auf, der mit einer Lagerfläche 26 am Innenumfang 27 des Walzenmantels 8 anliegt. In der Lagerfläche sind zwei in Umfangsrichtung versetzte taschenartige Lagerabschnitte 28 und 29 vorgesehen. Zwischen Trä ger 10 und Lagerschuh 25 befinden sich zwei-in Umfangsrichtung versetzte Kolben-Zylinder-Einheiten 30 und 31» die je einen am Träger befestigten Kolben 32 bzw. 33 und einen im Lagerschuh vor gesehenen Zylinder 34 bzw. 35 aufweisen. Letztere sind über Dros selkanäle 36 bzw. 37 mit den zugehörigen Lagerabschnitten 29 bzw 28 verbunden. Außerdem stehen sie über Kanäle 38 bzw. 39 mit ent sprechenden axialen Zuleitungskanälen 40 bzw. 41 im Träger 10 in Verbindung. Die Seitenwände 42 und 43 jedes Lagerschuhs 25 sind parallel zueinander angeordnet. Zwischen benachbarten Lagerschuhen 25 ist ein sehr kleiner Zwischenraum 44 vorgesehen.

Eine Temperaturmeßvorrichtung 45 weist mehrere fest angeordnete Temperaturfühler 46 auf, die an der Oberfläche des Bezuges 9 anliegen oder einen sehr kleinen Abstand hiervon haben. Über Leitungen 48 wird ein die Ist-Temperatur darstellendes Signal,

also die Regelgröße, einer Regelvorrichtung 49 zugeführt und dort mit einem Temperaturprofil verglichen, das durch eine Temperatur-Führungsgröße vorgegeben ist» Diese Temperatur-Führungsgröße kann beispielsweise durch am Eingang 52 eingestellte Werte bestimmt sein. Weitere Fühler 50 dienen der Messung der Dicke der Materialbahn; ihre Daten werden als Hilfsgrößen an Eingänge 51 der Regelvorrichtung 49 geleitet, um gegebenenfalls die Temperatur-Führungsgröße und damit das Temperaturprofil zu beeinflussen. Ein Eingang 53 erlaubt die Eingabe weiterer, das gewünschte Temperaturprofil beeinflussender Hilfsgrößen, beispielsweise die Massenverteilung der Materialbahnen und/oder die Härte des Wickels. Ein Fühler 54 vermag die Querdeformation der elastischen Walze 2 festzustellen und gibt über die Leitung 55 ein entsprechendes Signal arj&ie Regeleinrichtung 49. Diese weist einen Rechner auf, der aus der Differenz von Temperatur=Führungsgröße und Regelgröße Stellsignale zur Abgabe über Leitungen 56 berechnet» Er kann auch aus der Grösse am Eingang 52 und/oder den Hilfsgrößen an den Eingängen51 und/ oder 53 eine Temperatur-Führungsgröße für ein gewünschtes Temperaturprofil berechnen«, Er kann ferner die Aufteilung der Lagerkräfte in Umfangsrichtung in Abhängigkeit vom Dateneinang 55 ermitteln. Die Leitungen 56 führen zu Stellgliedern 57, die Druckeinstellvorrichtungen aufweisen» Von diesen Stellgliedern geht eine Vielzahl von hydraulischen Druckleitungen 40, 41 aus, welche gruppenweise zu den KoIben-Zylinder-Einheiten 30, 31 und den nachgeschalteten taschenartigen Lagerabschnitten 28, 29 führen.

Die Hohlachse 8a kann aus Metall oder aus Kunststoff bestehen. Sie ist so dimensioniert, daß einerseits keine plastische Verformung durch äußere Kräfte auftritt, die während der Herstellungsverfahren und während des Betriebes auf sie wirken, daß sie aber andererseits leicht partiell durch die Lagerelemente elastisch verformt werden kann,, Damit vollkommen rotationssymmetrische Verhältnisse auftreten, sind keine mechanischen Hilfen, wie Passfeder o. dgl., zur Verdrehsicherung des Bezuges 9 vorgesehen. Die Mantel stützvorrichtung kann im übrigen eine Form haben, wie sie bei Durchbiegungsausgleichsvorrichtungen bereits bekannt oder vorgeschlagen ist, beispielsweise aus DE-OS 29 42 002 oder aus der deutschen PatentanmeHung P 30 22 491»

Auf diese Weise wird eine räumliche, d.h. dreidimensionale Deformationsregeljung erreicht und die resultierende Kraft präzise so eingestellt, daß die von den Fühlern 46 gemessenen Ist-Temperaturen einem gewünschten Temperaturprofil entsprechen. Dieser Zustand wird aufrechterhalten, auch wenn sich die Betriebsverhältnisse im einzelnen ändern oder durch Einbau einer neuen Walze andere Parameter eingeführt werden. Da für die gewünschte
Temperatureinstellung nur die im Inneren der elastischen Walze vorgesehenen Stützelemente wirksam gemacht werden müssen, ist
eine individulle Regelung unabhängig von den mit der elastischer Walze zusammenwirkenden Walzen möglich. Darüber hinaus kann mit der Mantelstützvorrichtung 23 der gesamte Liniendruck aufgebracht werden, wenn sowohl die Lager 6, 7 der harten Walze 1 als auch die Lager 13, 16 des Trägers 10 im Betrieb ortsfest fixiert sind.

Über die in einer Querschnittsebene auftretenden Kräfte gibt
Fig. 3 Auskunft. Hier ist, genauso wie in Fig. 2, angenommen,
daß die elastische Walze 3 nicht senkrecht unter der harten Walze 1, sondern seitlich zur Vertikalebene versetzt angeordnet ist

Das Koordinaten system ist so angelegt, daß die x-Achse in Tan-

gentialrichtung des Spaltes und die y-Achse^in der die Walzenachsen durchsetzenden Ebene verläuft. Im Spalt soll eine radiale Linienkraft Q vorhanden sein, die zu einer definierten Temperatur des Bezuges 9 führt. In Tangentialrichtung ist im Hinblick
auf die Drehmomentübertragung eine Tangentialkraft F™ vorhanden, welche versucht, die elastische Walze 2 in x-Richtung zu verfor men. Dem taschenartigen Lagerabschnitt 28 wird ein solcher Druck zugeführt, daß der hierdurch gebildete Stützabschnitt eine Lagerkraft F_L hervorruft, während dem taschenartigen Lagerabschnit 29 ein solcher Druck zugeführt wird, daß in dem durch ihn gebildeten Stützabschnitt die Lagerkraft F_R herrscht. Außerdem ist da Gewicht G der elastischen Walze 2 zu berücksichtigen. Die genann ten Lagerkräfte F^, F_R und G haben in der x-Richtung die Komponenten F_Lx, F_Rx und G_x sowie in y-Richtung die Komponenten F-, F_R und G . Die optimale Regelung erfolgt so, daß sich die Summe

aller in x-Richtung erstreckenden Kraftkomponenten gleich Null ist. Hierdurch ist sichergestellt, daß die elastische Walze 2 keine Querdurchbiegung erfährt und der Spalt 3 genau geradlinig ist. Die Kräfte sind ferner so bemessen, daß die Summe aller in

Lager,

y-Richtung verlaufenden Kräfte eine resultierende %raft R ergibt , die der Kraft Q entgegengerichtet ist, deren Größe bestimmt und so eingeregelt wird, daß sich eine für die gewünschte Temperatur passende Zusammendrückung des Bezuges 9 ergibt.

Die harte Gegenwalze 1 kann ihrerseits mit einer Heiz- oder Kühlvorrichtung versehen sein, um eine zusätzliche Temperaturbeeinflussung zu erzielen.

Bei der Ausführungsform nach Figo 4 werden für dieselben oder entsprechende Teile um 100 erhöhte Bezugszeichen gegenüber den Fig. 1 bis 3 verwendet. Es sind zwei elastische Walzen 101 und 102 vorgesehen, die den gleichen Aufbau haben. Dementsprechend sind die Bezugszeichen in der Walze 101 jeweils mit einem Apostroph versehen. Bei diesem Walzenaggregat sind elektromagnetische Lagerelemente 124 und 124" vorgesehen, die nur schematisch dargestellt, aber beispielsweise aus DE-OS 28 51 747 bekannt sind. Sie erzeugen jeweils eine Lagerkraft F bzw. F¹. Dementsprechend sind die Stellglieder 157 als Stromeinstellvorrichtung ausgebildet. Sie können so arbeiten, daß die Erregerströme für einander zugeordnete Lagerelemente 124, 124' mit gleichgroßen Erregerströmen beschickt werden.

Beiden elastischen Walzen ist je ein ihre Oberflächentemperatur abtastender Meßfühler 146 bzw. I46^f zugeordnet. Diese Meßfühler sind auf durch Pfeile angedeutetei Bahnen 158 bzw. 158' über die gesamte Länge der Walzen 102 bzw. 101 hin und her verfahrbar und geben die dabei aufgenommenen Temperatursignale über die Leitungen 147 bzw. 147' an die Temperaturmeßvorrichtung 145 weiter. Die Betriebsweise dieser Anordnung ist ähnlich derjenigen in Fig. 1 mit dem Unterschied, daß die elastischen Beläge 109 und 109' beider Walzen durch kontrollierte Walarbeit eine gewünschte

Temperatur annehmen.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 5 werden um 200 gegenüber den Fig. 1 bis 3 erhöhte Bezugszeichen verwendet, die für die Walze 201 zusätzlich einen Apostroph erhalten. Aus dieser Fig. ist
ersichtlich, daß man die Anordnung der Fig. 2 auch bei Verwendung zweier elastischer Walzen 201 und 202 verwenden kann, wob« dann je ein Walzenmantel 208 bzw. 208' mit zugehörigem Träger 2' bzw. 210' und Lagerlementen 224 bzw. 224' vorgesehen sind.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 6 werden um 300 gegenüber den Fig. 1 bis 3 erhöhte Bezugszeichen benutzt, wobei diejenigen füj die rechte Walze zusätzlich einen Apostroph erhalten. Bei dieser Ausführungsbeispiel wirkt eine harte Walze 301 als gemeinsame
Gegenwalze für zwei elastische Walzen 302 und 302'. Beide weisei einen Walzenmantel 308 bzw. 308' auf, der einen elastischen Bezug 309 bzw. 309' besitzt und von einem Träger 310 bzw. 310'
durchsetzt wird. Wiederum sind lediglich Lagerkräfte F bzw. F¹
angedeutet, um zu zeigen, wie der Walzenmantel 308 bzw. 308· gegen die harte Gegenwälze 301 gedrückt wird. Die Achsen M₁, M₂
und M, der drei Walzen liegen in einer gemeinsamen Ebene. Im Betrieb können mehrere solcher Walzenaggregate nebeneinander oder übereinander angeordnet werden, so daß die Materialbahn nacheinander unterschiedlich beeinflußt werden kann.

Es ist auch möglich, den Walzenmantel in Form eines selbsttragenden Bezuges herzustellen, also auf eine Hohlachse zu verzichten. Solche selbsttragenden Mäntel sind besonders für niedrigere Steckenlast geeignet. Bei Verwendung einer elektromagnetischen
Lagerung muß allerdings eine magnetisierbare bzw. leitfähige
Schicht eingearbeitet sein.

Leerseite

Claims

Patentansprüche

1. Walzenaggregat, insbesondere Kalander, für Papier- und andere Materialbahnen mit wenigstens einer elastischen Walze, die zumindest an ihrer Oberfläche aus viskoelastischem oder gummielastischem, Material besteht und mit einer Gegenwalze einen Spalt bildet, wobei die eine Walze _P insbesondere die elastische Walze, einen Walzenmantel aufweist, der von einem drehfest gehaltenen Träger durchsetzt und von einer am Träger angeordneten Mantelstutzvorrichtung mit änderbaren Lagerkräften abstützbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine Temperaturmeßvorrichtung (45, 145, 145') vorgesehen ist, die über die axiale ¥alzenlänge Ist-Temperaturen feststellt, welche der Oberflächentemperatur der elastischen Walze (2, 102, 102'; 202, 202'; 302, 302') entsprechen, daß die Mantelstützvorrichtung (23, 123, 123') mehrere über die Länge des Trägers (10; 110, 110'; 210, 210'; 310, 310«) verteilte Lagerelemente (24, 224, 224')aufweist und daß eine Regelvorrichtung (49, 149) vorgesehen ist, die die mit Hilfe der Lagerelemente erzeugten Lagerkräfte so ändert, daß die Ist-Temperaturen einem durch eine Temperatur-Führungsgröße vorgegebenen Temperaturprofil entsprechen.

2. Walzenaggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperaturmeßvorrichtung (45) mehrere über die Länge der elastischen Walze verteilte Fühler (46) aufweist.

3. Walzenaggregat nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperaturmeßvorrichtung (145) mindestens einen längs der elastischen Walze (2, 102, 102') axial verschiebbaren Fühler (146, 146«) aufweist.

4. Walzenaggregat nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge^- kennzeichnet, daß die Regelvorrichtung (149) bei Verwendung elektromagnetisch wirkender Lagerelemente die Erreger-Ströme beeinflussende Stellglieder (157) steuert.

5. Walzenaggregat nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelvorrichtung (49) bei Verwendung hydrostatisch wirkender Lagerlemente die hydraulischen Drücke beeinflussende Stellglieder (57) steuert.

6. Walzenaggregat nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die in Axialrichtung verteilten Lagerelemente (24; 224, 224') je mindestens zwei in Umfangsrichtung versetzte Lagerabschnitte (28, 29; 228, 228', 229, 229') aufweisen, die in Abhängigkeit von der Regelvorrichtung (49; 149 mit unterschiedlichen Lagerkräften arbeiten.

7. Walzenaggregat nach Anspruch 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Lagerelement (24) einen Lagerschuh (25) aufweist, der in seiner der Innenfläche (27) des Walzenmantels (8) zugewandten Lagerfläche (26) mindestens zwei in Umfangsrichtung versetzte, mit unterschiedlichen Drücken- beaufschlagbare taschenartige Lagerabschnitte (28, 29) aufweist und durch mindest-ens zwei in Umfangsrichtung versetzte, zwischen Träger (10) und Lagerschuh geschaltete Kolben-Zylinder-Einheiten (30 31) gegen den Walzenmantel gedrückt wird.

8. Walzenaggregat nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenwände (42, 43) der Lagerschuhe (25) parallel zueinander verlaufen und dicht benachbart sind.

9. Walzenaggregat nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Walzenmantel (8) an den Enden auf Lager ringen (19, 20) gehalten ist, die in der durch die Achsen von elastischer Walze und Gegenwalze (1, 2) bestimmten Ebene radial auf dem Träger (10) geführt sind.

10. Walzenaggregat nach dnem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß weitere Fühler (50) zur Messung von Daten der Materialbahn vorgesehen sind und diese Daten der Regelvorrichtung (49) als zusätzliche Größe zur Festlegung des Temperaturprofils zugeführt werden«

11. Walzenaggregat nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelvorrichtung (49? 149) einen Rechner enthält, der das Temperaturprofil unter Berücksichtigung der zusätzlihen Größe berechnet.

12. Walzenaggregat nach Anspruch 6, und mindestens einem der übrigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß weitere Fühler (54) zur Messung von Daten über die Querdeformation der elastischen Walze (2) vorgesehen sind und diese Daten zur Festlegung der Aufteilung der Lagerkräfte bei den in Umfangsrichtung versetzten Lagerabschnitten (28, 29) der Regelvorrichtung (49) zugeführt werden«

13. Walzenaggregat nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelvorrichtung (49, 149) einen Rechner enthält, der die Aufteilung der Lagerkräfte anhand der zugeführten Daten berechnet.

14. Walzenaggregat nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenwalze (101) eine der elastischen Walze (102) entsprechende zweite elastische Walze ist.

15. Walzenaggregat nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelvorrichtung (149) die Lagerelemente (124, 124') der beiden elastischen Walzen (101, 102) so ansteuert, daß die Lagerkräfte (F, F') in jeder Querschnittsebene einander entgegengesetzt gleich sind.

16. Walzenaggregat nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden elastischen Walzen (101, 102; 201, 202) den gleichen Durchmesser haben.

17. Walzenaggregat nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch g< kennzeichnet, daß eine harte Walze (301) die Gegenwalze für mindestens zwei elastische Walzen (302, 302') ist.

18. V/alzenaggregat nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daf die Achsen (IYL, IVL,, M,) der harten Walze (301) und zweier
elastischer Walzen (302, 302') in einer Ebene liegen.