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Die Erfindung betrifft eine Walze für die Druckbehandlung von Ware
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bahnen, insbesondere für ein Quetschwerk zum gleichmäßigen Entwässern
von textilen Stoffbahnen, mit einem drehbar gelagerten Walzenkern, mit einem den
Walzenkern umgebenden Mantelrohr und mit einer Mittenabstützung auf dem Walzenkern
für das Mantelrohr.
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Es ist ein Quetschwalzenpaar mit einer derartigen Walze bekannt, bei
welcher das Mantelrohr ausschließlich in seiner Mitte uber einen kleinstmöglichen
Teil seiner Länge auf dem Walzenkern abgestützt ist.
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Um das zu erreichen, ist die Mittenabstützung als Abstutzscheibe ausgebildet,
die im übrigen mit dem Walzenkern und dem Mantelrohr eine Baueinheit bildet und
weitere über die Ftohrlãnge verteilte radiale Versteifungsringe verlangt, die auch
bei Deformationen des Mantelrohres den Walzenkern nicht berührten sollen (vgl. DES
14 60 290).
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Bei einem anderen Quetschwerk ist eine Walze der eingangs beschriebenen
Ausführungsform verwirklicht, deren Mantelrohr aus zwei gleich großen, rohrförmigen
Mantelhälften besteht, welche auf die Mittenabstützung in Porm zweier Kegelstümpfe,
deren Grundflächen einander zugekehrt sind, aufgepreßt sind. Ferner sind die einander
zugekehrten Enden der beiden Mantelrohrhälften innen mit je einer ringfõrmigen Paßfläche
und je einer abgesetzten Eindrehung versehen, wobei die Paßflächen zumindest annähernd
den jeweiligen Mantelflächen der (eelstümpfe entsprechen. Die einander zugekehrten
Enden der beiden Mantelhälften sind durch eine Schweißnaht miteinander verbunden
(val. DE-OS 32 05 251).
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Die vorbehandelten Mittenabstützungen für das Mantelrohr sind als
starre Abstützungen mit der Möglichkeit einer Durchbiegungskorrektur an den Walzenenden
ausgebildet. Die unterschiedlichen Abstutzungsbreiten bestimmen die Biegeliniencharakteristik
des Mantelrohres über die Rohrlänge. Jedoch kann infolge der starren Mittenabstützung
des Mantelrohres zwangsläufig nicht erreicht werden, daß die beiden Biegelinien
von Walze und Gegenwalze deckungsgleich sind. Folglich versucht man Durchbiegungskorrekturen
an den Walzenenden, ohne jedoch eine vollständige Biegelinienübereinstimmung zu
erreichen, zumal infolge der starren Mittenabstützung die Durchbiegung des Walzenkerns
die entgegengerichtete Durchbiegung des Mantelrohres beeinflußt.
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Die Folge sind zu große Walzenspaltdifferenzen und daraus resultierende
ungleichmäßige Entwässerung der zu behandelnden Warenbahnen.
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Ferner treten Spannungsspitzen und dadurch erhöhte Kerbwirkung im
Obergangsbereich vom Mantelrohr zur Mittenabstutzung auf. Außerdem lassen sich Mikrofriktionierungen
im Bereich der Sitzfläche zwischen dem Walzenkern und dem Mantelrohr durch gleichzeitige
Zug- und Druckbeanspruchungen nicht verhindern, da sich das Mantelrohr bei Durchbiegung
längst, der Walzenkern dagegen verkürzt oder umgekehrt. Derartige Mikrofriktionierungen
wiederum führen zu einer alsbaldigen Zerstörung der Sitzfläche. Endlich müssen auch
noch ungünstige Verhältnisse der Trägheitsmomente in Kauf genommen werden, weil
mit einer verhältnismäßig großen Gegenwalze gearbeitet werden muß, so daß sich ein
geringer spezifischer Spaltdruck enstellt, aus dem wiederum ein geringer Entwässerungseffekt
resultiert. - Diese Nachteile will die Erfindung vermeiden. Der Erfindung liegt
die Aufzugrunde,
eine Walze für die Druckbehandlung von Warenbahnen,
insbesondere für ein Quetschwerk zum gleichmäßigen Entwässern von textilen Stoffbahnen,
der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, welche eine deckungsgleiche Biegelinie
und dadurch einen gleichmäßigen Spaltdruck über die gesamte Walzenbreite mit der
ihr zugeordneten Gegenwalze gewährleistet, so daß eine gleichmäßige Entwässerung
erreicht wird. Außerdem sollen Mikrofriktionierung und Spannungsspitzen auf der
Sitzfläche zwischen der Mittenabstiitzung und dem Mantelrohr vermieden und ein günstiges
Verhältnis der Trägheitsmomente zur Verwirklichung eines hohen spezifischen Spaltdruckes
und folglich eines verbesserten Entwässerungseffektes erreicht werden.
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Diese Aufgabe lost die Erfindung bei einer gattungsgemäßen Walze dadurch,
daß die Mittenabstützung als biegeelastische Abstützung ausgebildet ist. Nach einer
bevorzugten Ausführungsform der Erfindung mit selbständiger Bedeutung ist vorgesehen,
daß die Mittenabstützung als ein im Querschnitt amboßförmiger Stützring ausgebildet
ist, der sowohl als Stahlring als auch als Kühlstoffring mit Stahl entsprechenden
Werkstoffeigenschaften ausgeführt sein kann. - Die Erfindung geht von der Erkenntnis
aus, daß sich durch eine derartige biegeelastische Mitten abstützung ein nachteiliger
Einfluß des Walzenkerns auf das Mantelrohr eliminieren läßt, wonach die stegbildende
Einschnürung des amboßformigen Stützringes unschwer nach den zulässigen Druckspannungen
ausgelegt werden kann. Der amboaformige Stützring ist gleichsam als ein doppelter
Stützträger gleicher Festigkeit ausgebildet, er trägt also das Mantelrohr und stützt
sich auf dem Walzenkern ab. Vorzugsweise wird die Stegbreite des Stutzringes
im
Bereich seiner amboßförmigen Einschnürung in Abhängigkeit von dem Walzendurchmesser
und der Walzenlange zwischen 5 mm und 100 mm betragen. Außerdem wird man zwischen
dein Mantelrohr und dem amboßförmigen Stützring eine breitere Abstützung bzw. Sitzfläche
als zwischen dem Stützring und dem Walzenkern vorsehen. In diesem Zusammenhang lehrt
die Erfindung, daß die Stützbreite des Stützringes zwischen dem Mantelrohr und dem
Stützring mindestens 0,5 mal so groß wie der Innendurchmesser des Mantelrohres ist,
dagegen die Stutzbreite des Stützringes zwischen dem Walzenkern und dem Stutzring
mindestens 0,5 mal so groß wie der Kerndurchmesser ist. Sowohl der innere Kranz
als auch der äußere Kranz des amboßförmigen eingeschnurten Stützringes sind als
Stützträger gleicher Festigkeit ausgebildet. Der Walzenkern und der Stützring können
als einstückiges Bauteil ausgebildet sein. Nach bevorzugter Ausführungsform der
Erfindung sind jedoch die Sitze zwischen dem Walzenkern und dem Stützring sowie
zwischen dem Mantelrohr und dem Stützring als Schrumpfsitze ausgeführt. Diese Schrumpfsitze
lassen sich so auslegen, daß die Tangentialspannungen zu den Biegespannungen in
den Verhältnissen 1 : 2 bis 1 : 4 liegen, vorzugsweise bei 1 : 3 liegen. Grundsätzlich
werden bei der erfindungsgemäßen Ausfuhrungstorm die Spannungsspitzen an den Übergangsstellen
zu den Schrumpfsitzen durch den amboßförmigen Stützring entschärft, Dadurch kann
die zulässige Wechselbiegespannung erhöht werden, wird insbesondere die Lebensdauer
der erfindungsgemäßen Walze erhöht. Das gilt auch unter Berücksichtigung der Tatsache,
daß auf den Sitzflächen zwischen dem amboßförmigen Stützring und dem Mantelrohr
sowie zwischen Stützring
und Walzenkern keine entgegengerichteten
Spannungen auftreten, fol glich Nikrofriktionierungen vermieden werden. Ferner sieht
die Erfindung vor. daß das Verhältnis der Trägheitsmomente I1 12 zwischen der Walze
und einer Gegenwalze <; 2,5 ist. Daraus resultiert, daß eine Gegenwalze mit einem
kleineren Durchmesser verwendet werden kann und dadurch ein höherer spezifischer
Spaltdruck sowie verbesserter Entwässerungseffekt erreicht wird.
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Weitere erfindungswesentliche Merkmale sind im folgenden aufgeführt,
So sieht die Erfindung vor, daß das Mantelrohr an seinen Enden für Durchbiegungskorrekturen
mit veränderbaren Abstützdrücken elastisch abgestützt ist. Eine solche Durchbiegungskorrektur
empfiehlt sich dann, wenn die Warenbahn verhältnismäßig dick und schmaler als die
Walzenbreite ist, um über die Warenbreite wieder einen gleichmäßigen Spaltdruck
zu erhalten. Dazu läßt sich beispielsweise der Spaltdruck an beiden Walzenenden
erhöhen, erniedrigen oder an einem IYalzenende erhöhen und am anderen Walzenende
erniedrigen. Nach einem Vorschlag der Erfindung mit selbständiger Bedeutung ist
vorgesehen, daß der Walzenkern in feststehenden Lagerbuchsen unter Zwischenschaltung
von Axiallagern drehbar gelagert ist, daß auf den in das Mantelrohr vorkragenden
Lagerbuchsen Druckkissen angeordnet sind, daß die Druckkissen in sie umgebenden
Führungsbuchsen mit radlalbeweglichen von den Druckkissen beaufschlagbaren Lagerringen
für innenseitig gegen das Mantelrohr anliegende Wälzkörper, z.B.
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Stützrollen, angeordnet sind, und daß zu den Druckkissen Druckmittelleitungen
führen. Als Druckmittel kommen Druckluft oder Druckflüssigkeit wie Wasser in Frage.
Die Einrichtungen für die Durchbiegungskorrektur
sind praktisch
voll in die erfindungsgemäße Walze intariert, so daß externe Drucksysteme entfallen.
Die Lagerbuchsen können in Gelenkbuchsen gelagerte Lagerzapfen aufweisen. Die Druckmittelleitungen
fuhren durch Axialbohrungen in den Lagerzapfen der Lagerbuchsen hindurch zu den
Druckkissen.
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Die durch die Erfindung erreichten Vorteile sind im wesentlichen darin
zu sehen, daß eine Walze für die Druckbehandlung von Warenbahnen, insbesondere fur
ein Quetschwerk verwirklicht wird, welche tatsächlich ein gleichmäßiges Entwässern
von insbesondere textilen Stoffbahnen gewährleistet, weil durch die biegeelastische
amboß artige Mittenabstutzung des Mantelrohres eine deckungsgleiche Biegelinie mit
einer Gegenwalze und dadurch ein gleichmäßiger Spaltdruck über die gesamte Walzenbreite
erreicht werden. Zugleich wird bei kleineren Walzen abmessungen ein höherer Entwässerungseffekt
erreicht. Die Walzenspaltdifferenz liegt selbst bei Walzenbreiten über 3500 mm unter
0,1 mm, selbst wenn die erfindungsgemãße Walze gegen eine im Durchmesser wesentlich
kleinere Gegenwalze läuft. Dadurch wird zugleich ein höherer spezifischer Spaltdruck
mit verbesserten Effekten erzielt.
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Spannungsspitzen und Mikrofriktionierungen im Übergangsbereich von
der Mittenabstutzung zu dem Mantelrohr werden derart reduziert, daß sich die erfindungsgemäße
Walze außerdem durch erhöhte Lebensdauer auszeichnet. Nach bevorzugter Ausführungsform
sind Biegungskorrekturen an den Walzenenden möglich, um selbst bei verhaltnismäßig
dicken und schmalen Warenbahnen einen gleichmaßigen Spaltdruck über die Warenbreite
zu erhalten.
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Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausfilhrungsbeispiel
darstellenden Zeichnung näher erläutert; es zeigen: Fig. 1 eine erfindungsgemäße
Walze im Axialschnitt, und Fig. 2 den Gegenstand nach Fig. 1 mit endseitigen Einrichtungen
fur Durchbiegungskorrekturen.
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In den Figuren ist eine Walze für die Druckbehandlung von Warenbahnen,
insbesondere für ein Quetschwerk zum gleichmäßigen Entwãssern von textilen Stoffbahnen
dargestellt. Diese Walze weist einen drehbar gelagerten Walzenkern -1, ein den Walzenkern
1 umgebendes Mantelrohr 2 und eine Mittenabstutzung 3 auf dem Walzenkern 1 für das
Mantelrohr 2 auf. Das Mantelrohr 2 besitzt einen elastischen tjberzug 4. Das Innere
des Mantelrohres 2 bzw. der Walze wird nach Fig. 1 durch Gummimanschetten 5 abgedichtet,
welche an den tdantelrohrenden und auf dem Walzenkern 1 befestigt sind. Bei dieser
Ausführungsform weist der Walzenkern 1 im übrigen endseitige Lagerzapfen 6 auf,
die in Pendelrollenlagern 7 drehbar gelagert sind.
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Die Mitten abstützung ist bei beiden Ausführungsformen als biegeelastische
Abstützung 3 ausgebildet. Dazu ist die Mittenabstützung als ein im Querschnitt amboßförmiger
Stützring 3 ausgeführt. Die Stegbreite i3 o des Stützringes 3 beträgt im Bereich
seiner amboßfõrmigen Einschnürung zwischen 5 mm und 10 mm in Abhängigkeit von dem
Walzendurchniesser und der Walzenlänge. Die Stützbreite B 1 des Stutzringes
3
zwischen dem Mantelrohr 2 und dem Stützring 3 ist mindestens D,5 mal so groß wie
der Innendurchmesser des Mantelrohres 2. Die Stutzbreite B 2 des Stützringes 3 zwischen
dem Walzenkern 1 und dem Stützring 3 ist mindestens 0,5 mal so groß wie der Kerndurchmesser.
Regelmäßig ist also die Stutzbreite B des Stützringes 3 zwischen dem Mantelrohr
2 und dem Stützring 3 größer als zwischen dem Stützring 3 und dem Walzenkern 1.
Der Walzenkern 1 und der Stützring 3 können als einstückiges Bauteil ausgebildet
sein. Vorzugsweise sind jedoch die Sitze zwischen dem Walzenkern 1 und dem Stützring
3 sowie zwischen dem Mantelrohr 2 und dem Stützring 3 als Schrumpfsitze ausgeführt.
Das Verhältnis der Trägheitsmomente zwischen der Walze und einer angedeuteten Gegenwalze
ist c 2.5.
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Nach der Ausführungsform gemäß Fig. 2 ist das Mantelrohr 2 an seinen
Enden für Durchbiegungskorrekturen mit veränderbaren Abstnzdrücken elastisch abgestutzt.
In diesem Fall ist der Walzenkern 1 in feststehenden Lagerbuchsen 7 unter Zwischenschaltung
von Axiallagern 8 drehbar gelagert, wobei auf den in das Mantelrohr vorkragenden
Lagerbuchsen 7 Druckkissen 9 angeordnet sind. Die Druckkissen 9 sind in sie umgebende
Führungsbuchsen 10 mit radialbeweglichen von den Druckkissen 9 beaufschlagbaren
Lagerringen 11 für ininnenseitig gegen das Mantelrohr 2 anliegende Wälzkörper 12,
z.B.
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Stützrollen angeordnet. Zu den Druckkissen 9 fuhren Druckmittelleizungen
13 für Druckluft oder Druckflüssigkeit wie Wasser. Die Lagerbuchsen 7 weisen in
Gelenkbuchsen 14 gelagerte Lagerzapfen 15 auf.
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Die Druckmittelleitungen 13 führen durch Axialbohrungen in den La-Lagerzapfen
15 der Lagerbuchsen 7 hindurch zu den t)ruckkissen 9.
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