DE3528333A1 - Walze - Google Patents

Description

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

Eine solche Walze ist aus der DE-PS 27 44 524 bekannt. Die Druckflüssigkeit in der Längskammer übt einen gleichmäßigen hydraulischen Druck gegen den Innenumfang der Hohlwalze aus, wodurch der Linien­ druck im Walzspalt zustande kommt. Das Querhaupt biegt sich unter der hydraulischen Streckenlast durch, ohne wegen des Abstandes an dem Innenumfang der Hohl­ walze zur Anlage zu kommen. Auf diese Weise kann die Hohlwalze von belastungsbedingten Durchbiegungen weitgehend freigehalten werden.

In den meisten Fällen kommt es darauf an, mit einem relativ geringen hydraulischen Druck möglichst große Kräfte ausüben zu können. Die Längsdichtungen sind dann an der Stelle der größten Breite zu beiden Seiten des Querhaupts einander gegenüberliegend bzw. um 180° gegeneinander versetzt angeordnet. Die Drücke in der Längskammer liegen normalerweise im Bereich zwischen 0 und 3 bar. Die Abdichtung an den Endquerdichtungen und den Längsdichtungen der Längs­ kammer braucht nicht hermetisch zu sein. Drücke der angegebenen Größenordnung lassen sich im hydrodynami­ schen Gleichgewicht mit erträglicher Pumpenleistung auch dann noch aufrechterhalten, wenn ständig kleinere Leckflüssigkeitsmengen an den Dichtungen austreten. Diese Leckflüssigkeitsmengen sammeln sich in dem außerhalb der Längskammer verbleibenden Zwischenraum zwischen Querhaupt und Innenumfang der Hohlwalze. Dieser Zwischenraum füllt sich daher bald mit Leck­ flüssigkeit.

Wenn die der mit Druckflüssigkeit gefüllten Längskammer gegenüberliegende Längskammer mit Leck­ flüssigkeit gefüllt ist, kommt es durch die Mitnahme der Flüssigkeit am rasch umlaufenden Innenumfang der Hohlwalze zu starken Verwirbelungen innerhalb der Druckflüssigkeit, die besonders bei höheren Geschwin­ digkeiten den überwiegenden Teil der Antriebsleistung einer solchen Walze verschlingen. Es wird daher dafür gesorgt, daß sich die gegenüberliegende Längskammer gar nicht erst mit Flüssigkeit füllen kann. Diesem Zweck dienen die Leitflächen, die die am Innenumfang der Hohlwalze anhaftende Flüssigkeit dicht neben den Längsdichtungen abstreifen und sogleich in geeignete Ableit- oder Absaugkanäle dirigieren.

Bei der bekannten Ausführungsform sind die Leit­ flächen unmittelbar am Querhaupt angebracht und liegen entweder leicht am Innenumfang der Hohlwalze an oder halten einen ganz geringen Abstand von dem Innenumfang ein. Da sich das Querhaupt bei langen Walzen und großer Belastung bis zu 30 mm innerhalb der Hohlwalze durchbiegt, ist es nicht einfach, eine über die Länge ausreichend gleichförmige Anlage der band- oder streifenförmigen Leitflächen am Innenumfang der Hohlwalze sicherzustellen. Die Befestigungsstelle und die Anlagestelle verändern ihre gegenseitige Lage bei derartigen Durchbiegungen erheblich, und es müßte die Leitfläche in der Lage sein, derartige Änderungen durch elastische Verformung zu überbrücken. Die Leit­ flächen liegen dann entweder zu fest am Innenumfang der Hohlwalze an und verschleißen schnell, oder sie heben in der Mitte, wo die größte Abstandsänderung stattfindet, vom Innenumfang der Hohlwalze ab und erfüllen ihre Funktion nicht mehr.

Diese Probleme werden schwieriger, wenn es sich um Walzen handelt, die nicht einander gegenüberliegen­ de Längsdichtungen aufweisen, sondern in der Nähe des Walzspalts relativ nahe benachbarte Längsdichtungen, die nur um einen Umfangswinkel von beispielsweise 30 bis 40° voneinander entfernt sind und eine ent­ sprechend schmale Längskammer begrenzen. Derartige Walzenkonstruktionen kommen in der Papierindustrie zum Einsatz, wenn es um Anwendungsfälle mit besonders hohen Bahngeschwindigkeiten bis in die Größenordnung von 2000 m/min geht. Bei einer schmalen Kammer können die Verwirbelungsverluste in der darin befindlichen Druckflüssigkeit geringer gehalten werden.

Da die Leitflächen den Längsdichtungen benach­ bart sein müssen und die Längsdichtungen bei derar­ tigen Walzen, die aus der DE-AS 24 61 914 bekannt sind, in der Nähe der Wirkebene, d. h. der durch die Achse der Walze und ihrer Gegenwalze gehenden Ebene gelegen sind, erfahren sie bei einer Durchbiegung des Querhaupts praktisch den vollen Hub, d.h. die volle Abstandsänderung zwischen den Enden des Quer­ haupts und der sich am meisten vom Innenumfang der Hohlwalze entfernenden Zone in der Mitte. Eine ge­ eignete Ausbildung der Leitflächen, um auch bei solchen Abstandsänderungen zwischen ihrer Befestigungsstelle und der Anlagestelle noch eine brauchbare Anlage bzw. Fastanlage aufrechtzuerhalten, ist besonders schwer zu bewerkstelligen.

Dies betrifft aber nicht nur die Leitflächen, sondern auch die Längsdichtungen, die in diesem Fall nicht mehr durch L-förmige Dichtungen nach der DE-PS 11 93 739 ausgebildet sein können, sondern als Streifendichtungen in der in der DE-AS 24 61 914 wiedergegebenen Art, die sich in parallel zur Wir­ ebene gelegenen Ebenen gegen den Innenumfang der Hohlwalze verlagern können. Es ist nicht einfach, Dichtungen dieser Art zu konstruieren, die einen Hub von 30 mm und mehr bewerkstelligen können und die dabei auch noch frei von Schwingungserscheinungen sind, die durch die mit hoher Geschwindigkeit in Querrich­ tung vorbeigleitende Innenumfangsfläche erzeugt wer­ den können.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Walze der dem Oberbegriff des Anspruchs 1 entspre­ chenden Art so auszugestalten, daß sowohl die Leit­ flächen als auch die Längsdichtungen auch bei starker Durchbiegung des Querhaupts innerhalb der Hohlwalze und entsprechender Abstandsänderung zwischen Querhaupt und Innenumfang der Hohlwalze zwängungsfrei, dicht und schwingungssicher mit dem Innenumfang der Hohlwalze zusammenwirken können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 wiedergegebenen Merk­ male gelöst.

Die Wirkung dieser Merkmale besteht darin, daß die die Druckflüssigkeit enthaltende Längs­ kammer nicht mehr am eigentlichen Querhaupt, sondern zwischen dem Stützschuh, den daran vorgesehenen Längsdichtungen und dem Innenumfang der Hohlwalze gebildet ist und sich bei Durchbiegungen des Quer­ haupts nicht ändert. Der Stützschuh liegt stets gleichmäßig auf den Längsdichtungen bzw. Endquer­ dichtungen am Innenumfang der Hohlwalze an und wird durch den Druck der Druckflüssigkeit angedrückt. Die Verlagerung vollzieht sich zwischen dem Stütz­ schuh und dem tragenden Teil des Querhaupts. Die Dichtungen und auch die Leitflächen bekommen von dieser Verlagerung nichts mit.

Der Stützschuh geht über die Länge der Längs­ kammer, d. h. in den meisten Konstruktionen über die Länge der Walze durch.

Er kann in einer ersten in Betracht kommenden Ausführungsform nach Anspruch 2 durch eine Anzahl längs des Querhauptes verteilter kreiszylindrischer Kolben/Zylindereinheiten gegen den tragenden Teil des Querhaupts abgestützt sein. Die andere Alter­ native ist die Abstützung nach Anspruch 3 an einem in Längsrichtung des Querhaupts durchgehenden Steg- oder Leistenkolben, wie er an einer anderen Kon­ struktion von Walzen etwa durch die DE-OS 14 61 066 bekannt ist.

Bei der Ausgestaltung nach Anspruch 4 besteht keine konstruktive Bindung zwischen den Wirkflächen des Drucks in der Längskammer und in der Kolben/Zy­ lindereinheit. Die den beiden hydraulischen Kammern zugeführten Druckflüssigkeiten müssen dann aber einen genau gesteuerten, voneinander abhängigen Druck auf­ weisen, damit die Anlage der Längsdichtungen am In­ nenumfang der Hohlwalze unter einem genau passenden Anlagedruck sichergestellt ist.

Wenn indessen die Ausbildung nach Anspruch 5 gewählt wird, kann in beiden Kammern der gleiche Druck herrschen. Die Anpressung der Längsdichtungen unter dem genau passenden Druck erfolgt dadurch, daß der Wirkungsquerschnitt in der Längskammer etwas kleiner ist als der der Kolben/Zylindereinheit. Die Querschnittsdifferenz ergibt einen Drucküberschuß auf den Stützschuh, der diesen automatisch bei allen vorkommenden Druckniveaus mit einem entsprechenden Kraftanteil gegen den Innenumfang der Hohlwalze in Anlage hält.

Da sich das Querhaupt gegenüber dem Stützschuh bei einer Durchbiegung verlagert, besteht eine wei­ tergehende Aufgabe darin, für diese Abstandsänderun­ gen überbrückende Flüssigkeitsverbindungen vom Quer­ haupt zum Stützschuh Sorge zu tragen. Dies ist Gegen­ stand der Ansprüche 6 und 7.

Die in Betracht kommenden Verbindungsleitungen können insbesondere in der in Anspruch 8 wiedergege­ benen Weise ausgebildet sein.

Diese Ausführungsform gestattet nicht nur Lage­ änderungen in Längsrichtung der Büchsen, sondern auch geringe Lageänderungen in Querrichtung, die beispiels­ weise durch unterschiedliche Wärmedehnungen des Stützschuhs und des tragenden Teils des Querhaupts zustande kommen können.

Die Leitflächen können in der aus der DE-PS 27 44 524 bekannten Weise als federnd nachgiebige Bänder oder Streifen ausgebildet sein (Anspruch 9) oder aber als starre mit dem Stützschuh verbundene, d. h. einstückige oder angeschraubte Leisten (Anspruch 10).

Im letzteren Fall liegt der Stützschuh auf den Leisten gegen den Innenumfang der Hohlwalze an. Damit es nicht zu einer Mehrfachpassung kommt (auch die Längsdichtungen müssen ja ständig gegen den Innenum­ fang der Hohlwalze dichtend anliegen), können in die­ sem Fall gemäß Anspruch 11 die Längsdichtungen nach­ giebig gegen den Innenumfang der Hohlwalze andrück­ bar sein.

Die Ausbildung der festen Leisten nach Anspruch 12 ermöglicht es, daß am Innenumfang der Hohlwalze anhaf­ tende Druckflüssigkeit, wenn sie in den Zwickel mit dem spitzen Einzugswinkel hinein mitgenommen wird, unter der Anlagestelle hindurch in die Leckkammer be­ fördert wird, wo sie von der benachbarten Längsdich­ tung abgerakelt und durch die dafür vorgesehenen Lei­ tungen abgeführt wird.

Bei der Ausgestaltung nach Anspruch 13 ist die Leitfläche meißelartig in der der Drehrichtung entgegen­ gesetzten Richtung gegen den Innenumfang der Hohlwalze gerichtet und kann die unter der benachbarten Längs­ dichtung ausgetretene Druckflüssigkeit nach kurzer Mit­ nahme durch den Innenumfang der Hohlwalze von diesem wieder abstreifen.

Damit die Walze in beiden Drehrichtungen betreib­ bar ist, empfiehlt sich die symmetrische Ausbildung des Stützschuhs gemäß Anspruch 14.

Die Maßnahmen nach Anspruch 15 und 16 dienen einem Temperaturausgleich längs der Walze. Bei einer nur einseitigen Strömung kann es bei dem relativ lan­ gen Strömungsweg von einem Ende der Walze zum anderen Ende zu einem merklichen Temperaturgefälle kommen.

Bei den bisher behandelten Ausführungsbeispielen geht die Längskammer praktisch über die gesamte Länge der Walze durch und kann daher nur ein über die Länge der Walze gleichmäßiger Druck gegen den Innenumfang der Hohlwalze ausgeübt werden. In vielen Fällen ist es aber erwünscht, den gegen den Innenumfang der Hohlwalze ausgeübten Druck über die Länge der Hohlwalze zu modi­ fizieren, beispielsweise an den Enden der Walze einen etwas höheren oder niedrigeren Druck auszuüben.

Dies kann in einer ersten in Betracht kommenden Ausführungsform gemäß Anspruch 17 verwirklicht werden, indem gewissermaßen mehrere voneinander unabhängige Stützschuhe hintereinander längs der Walze aufgereiht werden.

Eine gänzliche Unabhängigkeit der einzelnen Ab­ schnitte ist indessen in vielen Fällen nicht erforder­ lich und verursacht ja auch einen erhöhten konstrukti­ ven Aufwand für Dichtungen und Zuleitungen.

Die alternative Ausführungsform nach Anspruch 18 ist daher bevorzugt.

Da die Hohlwalze ein sehr steifes Bauteil ist und sich bei unterschiedlichen Innendrücken nur sehr geringfügig durchbiegt, reicht die Anpassungsfähig­ keit des Stützschuhs aus, um die gewünschte Beeinflus­ sung des Liniendrucks zustande zu bringen.

Die Ansprüche 19 bis 21 geben zweckmäßige bau­ liche Ausgestaltungen der Unterteilung an.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.

Fig. 1 zeigt einen Querschnitt durch den oberen Teil einer erfindungsgemäßen Walze;

Fig. 2 zeigt einen Längsschnitt nach der Linie II-II in Fig. 1 in etwas verkleinertem Maßstab;

Fig. 3 zeigt einen Querschnitt entsprechend Fig. 1 durch eine andere Ausführungsform;

Fig. 4 zeigt eine Ansicht teilweise im Schnitt, nach der Linie IV-IV in Fig. 3;

Fig. 5 und 6 zeigen Querschnitte entsprechend Fig. 1 durch weitere Ausführungsformen;

Fig. 7 zeigt eine Ansicht nach der Linie VII-VII in Fig. 6;

Fig. 8 zeigt schematisch eine Ansicht gemäß Fig. 6 von oben auf einen Stützschuh, bei welchem die Längskammer in Längsrichtung in drei Einzelkammern unterteilt ist;

Fig. 8a zeigt schematisch eine entsprechende Teilansicht einer Stoßstelle zwischen aufeinanderfol­ genden separaten Stützschuhen;

Fig. 9 zeigt einen Querschnitt entsprechend Fig. 6 an der Stelle einer Unterteilung, d. h. nach der Linie IX-IX in Fig. 10;

Fig. 10 zeigt eine Teilansicht von oben auf den Stützschuh nach Fig. 9;

Fig. 11 zeigt eine Teilansicht von rechts auf den Stützschuh nach Fig. 9, teilweise im Schnitt nach der Linie XI-XI in Fig. 9.

Die in Fig. 1 als Ganzes mit 20 bezeichnete Walze umfaßt eine umlaufende und den arbeitenden Wal­ zenumfang bildende Hohlwalze 1, die mit einer gemäß Fig. 1 darüber angeordneten nur angedeuteten Gegen­ walze 2 einen Walzspalt 3 bildet. Die Hohlwalze 1 be­ sitzt einen glatten zylindrischen Innenumfang 4.

In der Hohlwalze 1 ist ein feststehendes die Hohlwalze der Länge nach durchgreifendes, an den En­ den aus dieser vorstehendes und dort in einem Maschi­ nenständer oder dergleichen gelagertes Querhaupt 5 angeordnet. Das Querhaupt 5 umfaßt einen tragenden Teil 6 sowie darüber, d. h. auf der Seite des Walz­ spaltes 3, einen Stützschuh 10, der über die Länge der Hohlwalze 1 durchgeht und einen Querschnitt in der Form eines nach unten offenen "U" aufweist. Nahe den beiden Ecken sind in dem Stützschuh 10 etwa radial gegen den Innenumfang 4 der Hohlwalze 1 ausladende Längsdichtungen 7 angeordnet, die aus einer geeigne­ ten Bronzelegierung bestehen und auf denen sich der Stützschuh 10 dichtend gegen den Innenumfang 4 der Hohlwalze 1 abstützt. Die Längsdichtungen 7 gehen der Länge nach bis in die Nähe der Enden der Hohl­ walze 1 durch, wo an dem Stützschuh 10 nicht darge­ stellte Endquerdichtungen vorgesehen sind, die die durch den Stützschuh 10, die beiden Längsdichtungen 7 und den Innenumfang 4 der Hohlwalze 1 gebildete Längs­ kammer 8 in den beiden Achsrichtungen verschließen.

An den nach unten weisenden freien Enden des U-Profils besitzt der Stützschuh 10 nach außen, d. h. senkrecht zur Wirkebene 9 der Walze 20, ausladende Teile 11, an deren äußeren Rändern mit Abstand vom Innenumfang 4 der Hohlwalze 1 Leitflächen 12 befestigt sind, die durch über die Länge der Längskammer 8 durch­ gehende nachgiebige Streifen aus Bronze oder einem ge­ eigneten Kunststoff gebildet sind, die längs ihres einen Randes mittels Schrauben 13 an den ausladenden Teilen 11 angebracht sind und mit ihrem anderen Rand am Innenumfang 4 der Hohlwalze 1 unter einer gewissen geringen Federspannung anliegen. Die Leitflächen 12 stehen von den ausladenden Teilen 11 gegen die Längs­ dichtungen 7 bis in deren Nähe vor und bilden mit dem Innenumfang 4 der Hohlwalze 1 einen spitzen Winkel. Es ist nicht unbedingt erforderlich, daß die Leit­ flächen 12 unter Druck gegen den Innenumfang 4 an­ liegen; es reicht auch aus, wenn noch ein allerdings geringer Abstand von der vorderen Kante der Leitflä­ chen 12 zum Innenumfang 4 besteht.

Wenn die Hohlwalze 1 im Sinne des Pfeiles 14 um­ läuft, wird unter der linken Längsdichtung 7 ausgetretene am Innenumfang 4 mitgeführte Flüssigkeit von der linken Leitfläche 12 abgestreift und in die Leckkammer 15 gelei­ tet, die an der Außenseite des Stützschuhs 10 zwischen dem dortigen Schenkel des U-Profils, dem ausladenden Teil 11, der Leitfläche 12 und der Längsdichtung 7 ge­ bildet ist. Auf diese Weise wird verhindert, daß wesentliche Mengen an Flüssigkeit in die der Längs­ kammer 8 gegenüberliegende, den Rest des Zwischen­ raums zwischen dem Querhaupt 5 und dem Innenumfang 4 der Hohlwalze 1 einnehmende Längskammer 16 gelangt. Eine Füllung der Längskammer 16 mit solcher Flüssig­ keit würde zu hohen Wirbelverlusten bei hohen Ge­ schwindigkeiten der Hohlwalze 1 führen.

Etwa an dem Innenumfang 4 der Hohlwalze 1 doch noch anhaftende dünne Flüssigkeitsschichten werden unter der rechten Leitfläche 12 hindurch in die rechte Leckkammer 15 mitgenommen und von der Längs­ dichtung 7 vom Innenumfang 4 abgestreift, so daß sie sich in der rechten Leckkammer 15 ansammelt. Die rechte Leitfläche 12 verhindert, daß sich vor der Längsdichtung 7 eine ausgedehntere Stauzone bil­ den kann. Die in den Leckkammern 15 angesammelte Flüssigkeit wird über die Büchsen 17 und die Leitun­ gen 18, 19 abgeleitet bzw. abgesaugt. Wenn in der Zeichnung auch die Büchsen 17 für die beiden Leck­ kammern 15 in gleicher Höhe längs der Walze darge­ stellt sind, so kann es sich in der Praxis doch empfehlen, die Büchsen 17 für die beiden Leckkammern 15 an verschiedenen Enden der Walze anzubringen, da­ mit die Strömung in den Leckkammern 15 in verschie­ denen Richtungen verläuft und ein gewisser Tempera­ turausgleich in der Hohlwalze 1 stattfindet. Die Druckflüssigkeit in der Kammer 8 hat im allgemeinen eine über der Umgebungstemperatur liegende Tempera­ tur. Die Ausbildung der beiden Leckkammern 15, 15 und auch des ganzen Stützschuhs 10 ist zu der die Achsen der Walze 20 und der Gegenwalze 2 verbindenden Wirk­ ebene 9 symmetrisch, obwohl die Funktion der beiden Leckkammern 15, 15 bei einer bestimmten Drehrichtung 14 etwa unterschiedlich ist. Es wird dadurch aber der Möglichkeit Rechnung getragen, die Walze in beiden Richtungen laufen zu lassen.

Der Stützschuh 10 ist am tragenden Teil 6 des Querhaupts 5 nicht starr befestigt, sondern lediglich in Umfangsrichtung geführt und in der Richtung der Wirkebene 9 gegenüber dem tragenden Teil 6 des Querhaupts 5 beweglich. Es sind nämlich auf der flachen Oberseite 21 des tragenden Teils 6 über die Länge der Walze 20 verteilte Kolben/Zy­ lindereinheiten 22 vorgesehen, die in dem Ausfüh­ rungsbeispiel jeweils einen mittels eines Stiftes 23 auf der Oberseite 21 befestigten Kolben 24 mit Kolbenring 25 sowie einen umgekehrt topfförmigen Zylinder 26 umfassen, der im Innern des Stütz­ schuhs 10 sitzt. Der Zylinderraum 27 kann über eine Zuleitung 28 im tragenden Teil 6 des Quer­ haupts 5 und eine Zweigleitung 29, die auch den Kolben 24 durchsetzt, mit Druckflüssigkeit gefüllt werden, die den Stützschuh 10 anhebt und die Längs­ dichtungen 7 mit vorbestimmbarem Druck gegen den Innenumfang 4 der Hohlwalze 1 preßt.

Die Längskammer 8 auf der Oberseite des Stütz­ schuhs 10 wird über eine Leitung 38 des tragenden Teils 6 des Querhaupts 5 und eine Zweigleitung 31 mit Druckflüssigkeit versorgt. Die Leitung 31 setzt sich in einer Bohrung 35 des Kolbens 24 fort, mit welcher eine Bohrung 32 im Stützschuh 10 und im Boden des Zylinders 26 fluchten. In den Bohrungen sitzt mit seitlichem Spiel eine Büchse 33, die an den Enden äußere Ringdichtungen 34 trägt, die in den Bohrungen 32 und 35 dichtend anliegen. Auf diese Weise kann die Längskammer 8 unabhängig von der Zy­ linderkammer 27 mit Druckflüssigkeit versorgt werden. Die Drücke in den Kammern 8, 27 werden in gegenseitiger Abhängigkeit gesteuert, damit der Stützschuh 10 nicht vom Innenumfang 4 der Hohlwalze 1 abhebt.

Die Beweglichkeit der Verbindung zwischen der Längskammer 8 und der Bohrung 35 im Kolben 24 hat den Zweck, eine gewisse Verlagerung des Zylinders 26 in dem Stützschuh 10 in dessen Längsrichtung zuzu­ lassen, die bei unterschiedlichen Wärmedehnungen des Stützschuhs 10 und des tragenden Teils 6 des Quer­ haupts 5 vorkommen kann. Außerdem gestattet die Büchse 33 eine Entfernung der Oberseite 21 des tra­ genden Teils 6 des Querhaupts 5 vom Stützschuh 10 ohne Unterbrechung der Verbindung, wenn sich der tragende Teil 6 unter dem in der Längskammer 8 gegen den Innenumfang 4 wirkenden Druck in der Mitte der Walze gemäß Fig. 1 nach unten durchbiegt. Die Büchsen 17 dienen zur Verbindung der Leckkammern 15 mit den Leitungen im tragenden Teil 6 des Querhaupts 5 und haben die gleiche Funktion wie die Büchse 33. Auch sie weisen an den Enden äußere Ringdichtungen 34 auf und sind in der Lage, die Verbindung zwischen den Leckkammern 15 und den Leitungen 18, 19 aufrechtzu­ erhalten, auch wenn sich Stützschuh 10 und tragender Teil 6 des Querhaupts 5 gegeneinander in Längsrich­ tung und parallel zur Wirkebene 9 verlagern.

Aus Fertigungsgründen besteht in dem gezeigten Ausführungsbeispiel der Stützschuh 10 aus zwei sym­ metrischen Hälften, die in einer in der Wirkebene 9 gelegenen Teilungsebene durch Schrauben 36 mitein­ ander verbunden sind. Statt im Innern des Stütz­ schuhs 10 einzelne topfförmige Zylinder 26 unterzu­ bringen, die sich längs des Stützschuhs 10 etwas ver­ lagern können, wie es in Fig. 2 links angedeutet ist, kann auch eine durchgehende Leiste 37 vorgesehen wer­ den, in der einzelne Bohrungen für die Kolben 24 an­ gebracht sind (s. Fig. 2 rechts). Es muß dann aber dafür Sorge getragen werden, daß sich die Kolben auf der Oberseite 21 des tragenden Teils 6 ein wenig in Längsrichtung verlagern können, damit Zwängungen vermieden werden.

Soweit in den weiteren Ausführungsbeispielen die Teile funktionell gleichwertig sind, tragen sie die gleichen Bezugszahlen wie in dem Ausführungsbei­ spiel der Fig. 1 und 2.

Von konstruktiven Einzelheiten abgesehen, be­ steht der wesentliche Unterschied bei der Walze 40 der Fig. 3 und 4 gegenüber Fig. 1 und 2 darin, daß nicht einzelne kreiszylindrische Kolben 24 über die Länge des Querhaupts 5 verteilt angeordnet sind, sondern ein von der Oberseite 21 des tragenden Teils 6 des Querhaupts 5 vorstehender, über die ganze Länge stegartig durchgehender Längskolben 44 vorgesehen ist, der in dem Ausführungsbeispiel mit dem tragenden Teil 6 ein­ stückig ist. Der Längskolben 44 füllt den gesamten Innenraum 41 des Stützschuhs 30 der Länge nach aus. Die Zylinderkammer 42 oberhalb des Längskolbens 44 wird über die Zuleitung 29 in ähnlicher Weise mit Druckflüssigkeit versorgt wie in dem Ausführungsbei­ spiel der Fig. 1 und 2. Ein weiterer Unterschied zu dieser Ausführungsform besteht aber darin, daß die gleiche Druckflüssigkeit durch einen Durchlaß 43 in dem Stützschuh 30 in die Längskammer 8 gelangt und für die Ausübung des Drucks gegen den Innenumfang 4 der Hohlwalze 1 sorgt. Da die Längskammern 8 und 42 gleichlang sind, die Breite 45 der Längskammer 8 aber etwas geringer ist als die Breite 46 der Längskammer 42, erfährt der Stützschuh 30 stets einen gewissen Kraftüberschuß, der ihn über die Längsdichtungen 7 in Anlage am Innenumfang 4 der Hohlwalze 1 hält.

In Fig. 4 ist die Situation am Ende der Längs­ kammer 8 erkennbar. An dem Stützschuh 30 ist eine in Querrichtung sich erstreckende und die Längskammer 8 und die Leckkammern 15 am Ende abschließende End­ querdichtung 46 angeschraubt. Die Längsdichtung 7 reicht bis an die Endquerdichtung 46 oder bis kurz davor. Geringfügige Undichtigkeiten spielen keine Rolle, weil etwaige Leckflüssigkeit in den Leckkammern 15 sogleich aufgefangen wird.

Die Entleerung der Leckkammern 15 erfolgt in der gleichen Weise über Büchsen 17 wie in dem Ausführungs­ beispiel nach Fig. 1 und 2.

Dies gilt auch für die Walze 60 der Fig. 5, bei der im übrigen ebenfalls ein durchgehender Längskolben 64 ähnlich dem Längskolben 44 der Fig. 3 vorhanden ist. Der Längskolben 64 ist allerdings ein separates mit dem tragenden Teil 6 des Querhauptes 5 verbundenes Teil. Die Druckversorgung der Längskammer 8 erfolgt hier ebenso wie bei den Fig. 1 und 2 wieder separat von der Druckversorgung der Kammer 62 über dem Längs­ kolben 64, wobei die Verbindungsleitung durch eine in den Kolben 64 und den Stützschuh 50 eingreifende, etwas bewegliche und abgedichtete Büchse 33 gebildet wird. Hinsichtlich der mittels Schrauben 47 am Ende des Stützschuhs 50 befestigten Endquerdichtung 46 entspricht die Walze 60 der Walze 40.

In der Mitte zwischen den Längsdichtungen 7 ist eine über die Länge der Längskammer 8 durch­ gehende Unterteilung in Gestalt einer federnd ra­ dial gegen den Innenumfang 4 der Hohlwalze 1 ge­ drückten Leiste 61 vorgesehen. Die Leiste 61 dient zur Bildung zweier Teillängskammern in der Längs­ kammer 8, in denen die Strömung der Druckflüssigkeit gegenläufig geführt werden kann, um einen Temperatur­ ausgleich herbeizuführen.

Während die Leitflächen 12 bei den vorangegan­ genen Ausführungsbeispielen aus elastisch nachgiebi­ gem Streifenmaterial gebildet waren und die Stütz­ schuhe 10, 30, 50 auf fest mit ihnen verbundenen Längs­ dichtungen 7 am Innenumfang 4 der Hohlwalze 1 ge­ führt waren, liegen die Verhältnisse bei der Walze 80 der Fig. 6 und 7 umgekehrt: Die Leitflächen 72 sind hier durch mit dem Stützschuh 70 einstückige, über seine Länge durchgehende starre Leisten 75 gebildet, die einen im wesentlichen dreieckigen Querschnitt aufweisen und an den Enden der über die flache Ober­ seite 21 des tragenden Teils 6 des Querhaupts 5 aus­ ladenden Teile 71 des Stützschuhs 70 angeformt sind. Auf der der Wirkebene 9 zugewandten Seite sind die Leisten 75 mit zur Wirkebene 9 etwa parallelen Be­ grenzungsflächen versehen, die die Leitflächen 72 bilden und eine Rakelfunktion ausüben können, wie an der in Fig. 6 linken Begrenzungsfläche 72 bei dem an­ gegebenen Drehsinn 14 verständlich wird. Die Leisten 75 liegen mit der oberen Ecke des Dreiecksquerschnitts, d. h. mit dem oberen Rand der Leitfläche 72 am Innenum­ fang 4 der Hohlwalze 1 an, wobei der Winkel 77 der Leitfläche 72 mit dem der Drehrichtung 14 entgegen­ gerichteten Abschnitt 78 der Tangente an den Innenum­ fang 4 im Anlagepunkt stumpf ist.

Die zweite Dreiecksseite des Querschnitts der Leiste 75 wird durch die dem tragenden Teil 6 zuge­ wandte Unterseite, die dritte Seite durch die dem In­ nenumfang 4 zugewandte gewölbte Begrenzungsfläche 73 gebildet, die mit dem Innenumfang 4 der Hohlwalze 1 einen Zwickel mit einem sehr spitzen Einzugswinkel 79 bildet und in einer scharfen Kante in die Begrenzungs­ fläche 72 übergeht. Auch bei einem Verschleiß an der Kante bleibt die grundsätzliche Funktion der Leiste 75 somit erhalten. Die Funktion besteht darin, bei dem angegebenen Drehsinn an der linken Begrenzungsfläche 72 zu rakeln und an dem Innenumfang 4 noch anhaftende Flüssigkeit an dem rechten Zwickel zwischen dem Innen­ umfang 4 und der gewölbten Begrenzungsfläche 73 in die rechte Leckkammer 15 einzuziehen.

Da der Stützschuh 70 in diesem Fall auf den Leisten 75 am Innenumfang 4 anliegt, müssen die Längs­ dichtungen 7 in diesem Fall gegenüber dem Stützschuh 70 nachgiebig gelagert sein, wie es durch die Feder 76 angedeutet ist.

Die Kolben/Zylindereinheit umfaßt bei der Walze 80 einen an den Stützschuh 70 angeformten, sich über seine Länge erstreckenden Längskolben 84, der in eine Längsnut 85 rechteckigen Querschnitts in der Oberseite 21 des tragenden Teils 6 des Querhaupts 5 eingreift. In der Zylinderkammer 86 unter dem Längskolben 84 herrscht der gleiche Druck wie in der Längskammer 8. Diese hat daher ebenso wie in Fig. 3 wieder eine etwas geringere Breite.

In den bisher beschriebenen Ausführungsbeispie­ len ging die Längskammer 8 über die Länge der Walze durch, so daß auf dieser ganzen Länge ein gleichmäßiger Druck gegen den Innenumfang 4 der Hohlwalze 1 ausge­ übt wurde. In Fig. 8 ist eine Möglichkeit angedeutet, die Druckausübung gegen den Innenumfang 4 der Hohl­ walze 1 über die Länge der Walze zu modifizieren, in­ dem die durchgehende Längskammer 8 durch quer dazu verläufende druckfeste Unterteilungen 81, 82 in drei Teil-Längskammern 8′, 8′′ und 8′′′ unterteilt wird. Die Drücke in den Teil-Längskammern 8′, 8′′, 8′′′ können über separate Zuleitungen unterschiedlich eingestellt werden. Statt der zwei Unterteilungen 81, 82 können auch mehr Unterteilungen gewählt werden. In vielen Fällen jedoch reicht es schon aus, wenn der Druck an den Rändern der Bahn vom Mittelbereich abweichend eingestellt werden kann. Der Stützschuh 90 ist jedoch ein einstückiges Teil, welches über die Länge der Walze durchgeht. Die in den Leckkammern 15 strömende Flüssigkeit wird durch ein an einem Ende des Stützschuhs 90 angebrachtes Kopfstück 83 umgelenkt, so daß sie in den beiden Leck­ kammern 15 gegenläufig strömt und sich auf diese Weise ein Temperaturausgleich ergibt.

Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 8a geht der Stützschuh nicht mehr durch, sondern ist in ein­ zelne Teilstützschuhe 90′, 90′′ unterteilt, die vonein­ ander getrennt sind. Die Teil-Längskammern 8′, 8′′ ha­ ben an einer Stoßstelle jeweils eine eigene Untertei­ lung 81′, 82′′, die als Endquerdichtung wirken und die Teil-Längskammern 8, 8′′ voneinander trennen. Auch die Leckkammern 15 sind an der Stoßstelle voneinander ge­ trennt, doch ist der Spalt durch eine nachgiebige Folie 87 überbrückt, damit die Leckflüssigkeit zwischen den Teilstützschuhen 90′, 90′′ übertreten und insgesamt die gegenläufige Bewegung wie in Fig. 8 ausführen kann.

Fig. 9 bis 11 zeigen eine praktische Ausführungs­ form für eine Unterteilung nach Fig. 8. Der Stützschuh 90 entspricht dem Stützschuh 70 nach Fig. 6. Zwischen den Längskammern 8′, 8′′ ist eine Unterteilung 81 in Gestalt einer den lichten Querschnitt möglichst aus­ füllenden Platte vorgesehen. Kleine Spalte, die durch unterschiedlichen Verschleiß oder Toleranzen auftreten mögen, spielen keine Rolle. Die Unterteilung 81 ist in einer nicht dargestellten Weise in Längsrichtung der Längskammern 8′, 8′′ abgestützt, kann sich aber gemäß Fig. 9 von oben nach unten bzw. gemäß Fig. 10 senkrecht zur Zeichenebene geringfügig verlagern.

Gerade unterhalb der Unterteilung 81 ist eine ebenfalls plattenförmige und sich in Querrichtung er­ streckende Unterteilung 91 vorgesehen, die den Quer­ schnitt der Längsnut 85 weitgehend ausfüllt und in einem Querschlitz 92 des Längskolbens 84 in einer Querebene verlagerbar geführt ist. In der Ebene der Unterteilungen 81, 91 sind in dem dazwischenliegenden Teil des Stützschuhs 90 in der Querebene gelegene Bohrungen 93 vorgesehen, in denen Federn 94 angeordnet sind, die sich gegen die Unterseite der Unterteilung 81 und gegen die Oberseite der Unterteilung 91 ab­ stützen und diese gegen den Innenumfang 4 der Hohl­ walze 1 bzw. den Boden der Längsnut 85 drücken.

Eine entsprechende Unterteilung ist auch an der Grenze zwischen den Längskammern 8′′ und 8′′′ vor­ gesehen. Geringe Undichtigkeiten in der durch die Unterteilungen 81, 91 gebildeten Querabschottungen spielen keine Rolle, da sich im Betrieb ein hydrody­ namisches Gleichgewicht ausbildet, welches zur Auf­ rechterhaltung des gewünschten Druckunterschiedes ausreicht.

In jeder der Längskammern 8′, 8′′ und 8′′′ be­ steht wie in der Ausführungsform nach Fig. 6 eine Ver­ bindung zwischen dem Raum 86 unter dem Längskolben 84 und der jeweiligen Längskammer 8′, 8′′ und 8′′′. Auf diese Weise bleiben die Drücke in diesen Räumen gleich und wird die Anpressung des Stützschuhs 90 in dem den Teil- Längskammern 8′, 8′′, 8′′′ entsprechenden Längenbereich durch die Querschnittsdifferenz erzeugt, gleichgültig wie hoch der Druck sein mag.

Claims (21)

1. Walze für die Druckbehandlung von Waren­ bahnen
mit einer den arbeitenden Walzenumfang bilden­ den umlaufenden Hohlwalze,
mit einem die Hohlwalze der Länge nach mit all­ seitigem Abstand durchgreifenden feststehenden Quer­ haupt, dessen Enden aus der Hohlwalze vorstehen und dort in einem Maschinenständer oder dergleichen ab­ gestützt sind,
mit an dem Querhaupt angebrachten und gegen den Innenumfang der Hohlwalze dichtend anliegenden End­ querdichtungen und Längsdichtungen, die zusammen in dem Zwischenraum zwischen dem Innenumfang der Hohl­ walze und dem Querhaupt mindestens eine mit Druck­ flüssigkeit füllbare Längskammer abteilen, und mit außerhalb der Längskammer nahe den Längsdichtungen an dem Querhaupt angebrachten, gegen den Innenumfang der Hohlwalze gerichteten Leitflächen, die mit der jeweils benachbarten Längsdichtung Längs­ kammern begrenzen, in denen sich am Umfang der Hohl­ walze in den außerhalb der Längskammer gelegenen Teil des Zwischenraums zwischen Innenumfang der Hohl­ walze und Querhaupt mitgeführte Druckflüssigkeit an­ sammelt und aus denen sie durch Ableitungen im Quer­ haupt abführbar ist,
dadurch gekennzeichnet, daß das Querhaupt (5) einen gegen den tragen­ den Teil (6) des Querhaupts (5) bis auf die Zulei­ tungen geschlossenen Stützschuh (10, 30, 50, 70) umfaßt, der über die Länge der Längskammer (8) durchgeht und am tragenden Teil (6) des Querhaupts (5) in Umfangs­ richtung gehalten, jedoch in der Wirkebene (9) der Walze (20, 40, 60, 80) gegen den Innenumfang (4) der Hohlwalze (1) beweglich geführt und unter Druck­ flüssigkeitsdruck gegen den Innenumfang (4) der Hohlwalze (1) andrückbar ist und der auf der dem In­ nenumfang (4) der Hohlwalze (1) zugewandten Seite die Längsdichtungen (7) und die Leitflächen (12, 75) trägt.

2. Walze nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Stützschuh (10) auf einzelnen über die Länge der Längskammer (8) verteilten Kolben/Zy­ lindereinheiten (22) von kreisförmigem Querschnitt und zur Walzenachse senkrechter Achse auf dem tragenden Teil (6) des Querhaupts (5) abgestützt ist.

3. Walze nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß sich der Stützschuh (30, 50, 70) auf einer längs des Querhaupts (5) durchgehenden Kolben/ Zylindereinheit (44, 41; 64, 51; 84, 85) auf dem tragen­ den Teil (6) des Querhaupts (5) abstützt.

4. Walze nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolben/Zylinderein­ heiten (22; 64, 51) und die Längskammer (8) voneinan­ der getrennt sind und getrennte Zuleitungen (29) bzw. (31, 33) für Druckflüssigkeit aufweisen.

5. Walze nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Zylinder­ kammer (41, 86) der Kolben/Zylindereinheit (44, 41; 84, 85) und der Längskammer (8) ein Durchgang (43), eine gemeinsame Zuleitung (29) für Druckflüssig­ keit vorhanden ist und der Wirkungsquerschnitt der Längskammer (8) kleiner als der der Kolben/Zylinder­ einheit (44, 41; 84, 85) ist.

6. Walze nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Stützschuh (10, 30, 50, 70) über die Oberseite (21) des tragenden Teils (6) des Querhaupts (5) auslädt, die Leckkammern (15) im Bereich der ausladenden Teile (11) vorgesehen sind und bewegliche Verbindungsleitungen zwischen den aus­ ladenden Teilen (11) des Stützschuhs (10, 30, 50, 70) und dem tragenden Teil (6) des Querhaupts (5) vorge­ sehen sind.

7. Walze nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (24, 44) auf der Oberseite (21) des tragenden Teils (6) des Quer­ haupts (5) fest angeordnet ist, daß die Zuleitung (31) zur Längskammer (8) von dem tragenden Teil (6) des Querhaupts (5) in einen Durchlaß (35) in dem Kolben (24, 64) mündet und daß eine bewegliche Verbindungs­ leitung von dem Durchlaß (35) im Kolben (24, 64) zur Längskammer (8) führt.

8. Walze nach Anspruch 6 oder 7, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Verbindungsleitungen als in im wesentlichen fluchtende Bohrungen der benachbarten Teile eingreifende, um ihre Achse geringfügig neig­ bare, an den Enden mit äußeren Dichtringen (34) ver­ sehene Büchsen (17, 33) ausgebildet sind.

9. Walze nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitflächen (12) als längs des Stützschuhs (10, 30, 50) an diesem be­ festigte, um ihre Längsrichtung federnd nachgiebige Bänder oder Streifen ausgebildet sind.

10. Walze nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitflächen (75) als starre mit dem Stützschuh (70) verbundene Lei­ sten ausgebildet sind, auf denen der Stützschuh (70) am Innenumfang (4) der Hohlwalze (1) gleitend abge­ stützt ist.

11. Walze nach Anspruch 10, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die zwischen den Leitflächen (75) angeordneten Längsdichtungen (7) in zur Wirkebene (9) parallelen oder radialen Ebenen nachgiebig ge­ führt und gegen den Innenumfang (4) der Hohlwalze (1) andrückbar sind.

12. Walze nach Anspruch 10 oder 11, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Leisten (75) im wesentlichen einen Dreiecksquerschnitt aufweisen und mit einer nach außen gerichteten, leicht nach außen gewölbten Dreiecksseite (73) in einer Ecke an dem Innenumfang (4) der Hohlwalze (1) anliegen und mit dem Innenum­ fang (4) einen sehr spitzen Einzugswinkel (79) bilden.

13. Walze nach Anspruch 12, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die der Dreiecksseite (73) an der An­ lageecke benachbarte, die Leitfläche (72) bildende Dreiecksseite rakelnd angeordnet ist.

14. Walze nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Stützschuh (10, 30, 50, 70, 90) zur Wirkebene (9) symmetrisch ausgebildet ist.

15. Walze nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Längskammer (8) zwischen den Längsdichtungen (7) eine in Längsrich­ tung verlaufende Unterteilung (61) aufweist und in den gebildeten Teil-Längskammern die Druckflüssig­ keitsströme gegenläufig führbar sind.

16. Walze nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Leckflüssigkeits­ ströme in den beiden Leckkammern (15, 15) gegenläufig führbar sind.

17. Walze nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Stützschuh in minde­ stens zwei in Längsrichtung aufeinanderfolgende, von­ einander getrennte und mit unterschiedlichen Drücken beaufschlagbare Teilstützschuhe (90′, 90′′) unterteilt ist.

18. Walze nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Stützschuh (90) durch­ gehend ausgebildet ist, die Längskammer mindestens eine in Querrichtung verlaufende druckfeste Unterteilung (81, 82) aufweist und die gebildeten Teil-Längskammern (8′, 8′′, 8′′′) sowie die Kammer (86) mit unterschiedlichen Drücken beaufschlagbar sind.

19. Walze nach Anspruch 18, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Unterteilung (81, 82) der Längskammer durch ein Querschott gebildet ist, welches an seinem dem Innenumfang (4) der Hohlwalze (1) zugewandten Rand dem Innenumfang (4) entsprechend gewölbt ausgebildet ist.

20. Walze nach Anspruch 18 oder 19, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Unterteilung (91) der Kammer (86) durch ein in einem Querschlitz (92) des Längskolbens (84) angeordnetes, darin in Wirkrichtung (9) der Walze (100) verschiebbares Querschott gebildet ist.

21. Walze nach Anspruch 19 und 20, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Unterteilungen (81, 91) überein­ ander angeordnet sind und in dem Stützschuh (90) in der die Unterteilungen (81, 91) enthaltenden Querebene mindestens eine Bohrung (93) mit einer Druckfeder (94) vorgesehen ist, die die Unterteilung (81) in der Längskammer gegen den Innenumfang (4) der Hohlwalze (1) und gleichzeitig die Unterteilung der Kammer (86) auf deren Grund drückt.