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Kennwort: "Hydrostatische Lagerstützung"
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Hydrostatische Lagerstützung für hochbelastete Preßwalzen, insbesondere
für Papiermaschinen Preßwalzen für hohe Belastungen sind in der Regel in Wälzlagern
gestützt, welche die gesamte Linienlast sowie das Eigengewicht der Walze aufzunehmen
haben. Es ist auch bekannt, hydrostatische Lager für die Obertragung hoher Kräfte
zu benützen.
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Ferner sind sogenannte "Schwimmende Walzen" oder S-Walzen bekannt,
bei welchen ein rotierbares Walzenrohr einem durch dieses hindurchgehenden feststehenden
Kern zugeordnet ist, wobei zwischen feststehendem Kern und Walzenrohr hydrostatische
Druckelemente angeordnet sind, welche in der Anpreßebene wirken und die Linienkräfte
vom Walzenmantel direkt auf den feststehenden Kern übertragen.
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Bei sehr hohen Walzenkräften haben diese drei Konstruktionen Nachteile:
Die reine Wälzlagerung wird sehr kompliziert, weil ein einziges Rollenlager je Seite
nicht mehr ausreicht. Die Hydrostatiklagerung hat den Nachteil, daß sie ohne Servo-
öldruck nicht rotierbar ist. Die Schwimmende Walze wird dermaßen schwer, daß sie
besonders verstärkte Hebezeuge für Transport und Montage erfordert. Außerdem benötigt
eine solche S-Walze meist eine komplizierte Regelung. Sie ist wegen des hohen Materialaufwandes
teurer als eine Walze ohne Kern und umständlich in der Wartung.
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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Preßwalze zu schaffen,
welche all diese Nachteile vermeidet und geeignet ist, beliebig hohe Linienkräfte
aufzunehmen. Besonders geeignet soll die Preßwalze sein für den Betrieb einer "Sattelpresse"
(extended nip press") Bei dieser Art Presse wird eine in Laufrichtung breite Preßzone
(Sattel) dadurch erreicht, daß der Preßwalze keine Gegenwalze zugeordnet ist, sondern
ein konkaver Preßschuh, über welchen ein flüssigkeitsdichtes Preßband gleitet.
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Nach dem Hauptgedanken der Erfindung besteht die Lagerung des rotierenden
Walzenkörpers aus der Kombination mechanischer, vorzugsweise sphärisch einstellbarer
Lager, beispielsweise Pendelrollenlager mit hydraulischen Druckkissen bzw. hydrostatischen
Druckelementen, in der Weise, daß die mechanischen Lager innerhalb rohrförmiger
Walzenenden angeordnet sind und sich auf rohrförmigen Kragstücken der Lagerböcke
abstützen. Dabei können die mechanischen Lager innerhalb oder außerhalb auf den
rohrförmigen Kragstücken befestigt sein. Außerdem greifen die hydraulischen bzw.
hydrostatischen Druckelemente mit Wirkrichtung auf die Preßzone hin an den rohrförmigen
Enden des Walzenkörpers an. Dabei können die hydraulischen Druckkissen an den Außenflächen
und/ oder an den Innenflächen der rohrförmigen Walzenenden angreifen.
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Während das mechanische Lager die Positionierung des Walzenkörpers
übernimmt und für reibungsarme Bewegbarkeit des Walzenkörpers auch bei Stillstand
der Hydraulikpumpen sorgt, Ubernimmt das hydraulische Druckkissen mit Wirkrichtung
auf die Preßzone hin mindestens einen Teil der Lagerkraft, vorzugsweise den größeren
Teil davon.
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Nach einem zweiten Gedanken sind die (sphärisch einstellbaren) mechanischen
Lager innerhalb des Walzenrohres und die hydraulischen Druckkissen außerhalb der
Lagerung angeordnet. Dies hat den Vorteil, daß die hydraulischen Druckkissen bei
derselben Lagerbreite größer ausgebildet werden können und damit bei gleichen Außenabmessungen
der Lagerböcke für dieselbe Hydraulikkraft ein niedrigerer hydraulischer Druck erforderlich
ist.
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Es ist außerdem vorteilhaft, Hydraulikkissen und sphärisch einstellbare
Lager axial so einander zuzuordnen, daß die Resultierenden der vom sphärisch einstellbaren
Lager übertragenen Kräfte und der Druckkräfte des bzw. der hydrostatischen Kissen
(es können auch mehrere an gleichen oder auf verschiedenen Radien wirkende Druckkissen
sein) etwa in der gleichen Wirkebene und etwa senkrecht zur Walzenachse wirken,
d. h. die Lagerentfernung der (sphärisch einstellbaren) mechanischen FUhrungslager
und der Hydrostatiklager ist etwa gleich groß. Dadurch werden unerwünschte Biegemomente
auf Gestelle und Fundamente vermieden, die Baulänge der Walze wird minimiert.
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Es ist vorgesehen, die oben beschriebene Art einer Walzenlagerung,
insbesondere zum Betrieb einer "Sattelpresse" zu verwenden , bei welcher statt einer
Gegenwalze ein stationärer Anpreßschuh mit gegen die Preßwalze konkav zylindrisch
ausgebildeter Oberfläche zur Anwendung kommt. Die konkave Fläche des Anpreßschuhs
preßt
über ein umlaufendes Band und Filze die zu entwässernde Bahn
gegen die Preßwalze. Der Preßschuh ist in einer feststehenden Stütztraverse gelagert
und wird z. B. über Hydraulikelemente an das Preßband angedrückt. Eine hydrostatische
oder hydrodynamische Schmierung sorgt für niedrige Reibung zwischen Anpreßschuh
und Band. Der Antrieb der Presse erfolgt über die Walze. Filze, Papierbahn und Preßband
werden von der Walze durch Reibung mitgenommen.
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Es ist weiterhin vorgesehen, den Anpreßschuh hydraulisch gegen die
Preßwalze anzudrücken, wobei über einen Regler analog zum Hydraulikdruck am Anpreßschuh
der Druck in den Hydraulikkissen der Walzenlagerung so geregelt wird, daß diese
die sphärisch einstellbaren Lager stets entlasten bzw. zumindest dafür sorgen, daß
sie nicht überlastet werden können.
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Besonders vorteilhaft ist es jedoch, die hydraulisch wirksame Anpreßfläche
des Anpreßschuhs etwa gleich groß zu machen, wie die Summe der hydraulischen Kissen
der Lagerungen und alle hydraulischen Druckräume von derselben Hydraulikquelle mit
gleichem Druck zu versorgen. Auf diese Weise erübrigt sich ein Regler und es ist
sichergestellt, daß die mechanische Lagerung nie überlastet werden kann.
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Die Erfindung ist anhand der Figuren 1 bis 4 näher erläutert: Fig.
1 zeigt einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäß konstruierte Walze, entlang
Schnittlinie I-I in Fig. 2 Fig. 2 zeigt einen Querschnitt entlang der Schnittlinie
II-II in Fig. 1
Fig. 3 zeigt einen Längsschnitt durch eine andere
Ausführungsform.
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Fig. 4 zeigt einen Längsschnitt durch eine weitere Ausführungsform.
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In den Figuren bezeichnen die Zahlen folgende Teile: 1 = rotierbarer
Walzenkörper 2 = Walzenbezug aus Gummi 1 Kunststoff, Edelstahl etc.
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3 = führerseitiger Walzenzapfen 4 = triebseitiger Walzenzapfen 5
= Lagerbock 6 = sphärisch einstellbares Lager 7 = Haltering, mit Walzenmantel verschraubt
8 = Hydraulikelement mit 9 und 10 Dichtleisten 11 = Hydraulikelement mit 12 und
13 Dichtleisten 14 und 15 = Hydraulikraum 16 und 17 = Hydraulikölzuleitung 18 =
Kühlwasserzulauf 19 = Kühlwasserablauf 20 = Druckluftzuführung 21 = Leckölsammelrinne
22 = Dichtspalt 23 = Leckölauslauf In den Figuren ist die gegenüber einer schwimmenden
Walze
wesentlich einfachere Konstruktion zu erkennen. Außerdem fallen
bei dieser Bauart sämtliche Regelaggregate weg, welche bei S-Walzen ein Drittel
der Gesamtkosten und mehr ausmachen können und entsprechende Personalschulung und
Wartung benötigen. Für die Anordnung und Ausbildung der Hydraulikkissen gibt es
natürlich verschiedene Möglichkeiten, von welchen in den Figuren nur drei beispielhaft
dargestellt sind.
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L e e r s e i t e