DE3625802C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Walze mit einstellbarer Durch­ biegung für die Druckbehandlung von Warenbahnen, insbeson­ dere für einseitige Wellpappenmaschine, mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruches 1.

Eine solche Walze ist bekannt aus der Zeitschrift "Das Pa­ pier", 1980, Seite 165 bis 171 (sh. auch Patentanmeldung P 30 03 359). Diese bekannte Walze besitzt zwischen Walzenkern und Walzenmantel einen Ringraum, der durch zwei Längsdich­ tungen in zwei Kammern aufgeteilt ist. Die linienförmige An­ passung des Walzenmantels an die Form der Gegenwalze wird durch Veränderung des Differenzöldruckes in den beiden Kam­ mern gesteuert. Eine zusätzliche örtliche Anpassung kann durch Dichtelemente erfolgen, die zwischen Walzenkern und Walzenmantel angeordnet sind. Diese sind federnd gegenüber dem Walzenkern abgestützt und liegen an der Innenwand des Walzenmantels an. Die Innenräume dieser Dichtelemente sind steuerbar mit einem Druckmedium beaufschlagbar oder weisen Außendruck auf. Nachteilig ist, daß zwei Längsdichtungen von mehreren Metern Länge, entsprechende Führungsnuten im Wal­ zenkern und Andrückmittel für diese Dichtleisten erforder­ lich sind. Ein heißes Medium, wie Dampf, kann nicht verwen­ det werden. Die Steuerung der Druckmedien ist unnötig auf­ wendig.

Es ist an sich, z.B. durch die DE-OS 29 07 761 bereits be­ kannt, den Ringraum zwischen Walzenmantel und Walzenkern un­ geteilt auszubilden. Die Korrekturkraft für den Walzenmantel wird durch Stützelemente aufgebracht, die als Hülsen abge­ dichtet in einer Ausnehmung im Walzenkern ausgebildet sind. Die Hülsenränder liegen abdichtend an der Innenwandung des Walzenmantels an. Der von diesen Hülsen umschlossene Innen­ raum wird mit einem entsprechenden Druckmedium mit entspre­ chendem Druck beaufschlagt. Der Ringraum zwischen Walzenman­ tel und Walzenkern dient ggf. lediglich zur Abführung des leckenden Druckmediums. Über diese Abstützelemente müssen unverhältnismäßig hohe Druckkräfte aufgebracht werden.

Aus der DE-AS 24 21 771 ist es auch schon bekannt, solche Walzen mit einstellbarer Durchbiegung unter Verwendung hydrostatischer Stützelemente zwischen Walzenträger und Walzenmantel für die Riffelwalzen einer einseitigen Wellpappenmaschine zu verwenden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die eingangs be­ schriebene bekannte Walze bei gleicher Wirkung dahingehend zu verbessern, daß ihr Aufbau und damit ihre Herstellungsko­ sten vermindert werden.

Die Erfindung löst diese Aufgabe mit dem kennzeichnenden Merkmal des Patentanspruches 1.

Dadurch, daß ein in Längsrichtung ungeteilter Ringraum zwi­ schen Walzenmantel und Walzenkern verwendet wird, entfallen die bisherigen meterlangen Längsdichtungen. Es kann auch ein heißes Druckmedium, z.B. Wasserdampf verwenden werden. Der Aufbau der Walze und die Steuerung der Druckmedien wird ver­ einfacht und verbilligt.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher beschrieben. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 einen vertikalen Längsschnitt der Walze mit angedeuteter Gegenwalze;

Fig. 2 einen Querschnitt nach der Linie II-II in Fig. 1;

Fig. 3 einen schematischen Längsschnitt der Walze mit Gegenwalze unter Druckbelastung;

Fig. 4 einen schematischen Querschnitt des Walzen­ satzes einer einseitigen Wellpappenmaschine;

Fig. 5 einen Teilquerschnitt einer geänderten Aus­ führungsform und

Fig. 6 einen Teilquerschnitt einer weiteren geänder­ ten Ausführungsform.

Die Preßwalze 1 besteht aus einem rohrförmigen, zylindri­ schen Walzenmantel 2, der auf einem Walzenkern 3 mittels Pendelrollenlagern 4 drehbar gelagert ist. An den Walzenman­ tel 2 sind Stirnschilder 22 angeschraubt, die die Pendelrol­ lenlager 4 zusammen mit Abstufungen am Walzenkern 3 gegen Längsverschiebungen sichern.

Der Walzenkern 3 ist an seinen Enden in Pendellagern 5 gela­ gert. Diese sind nur schematisch angedeutet. Vorzugsweise ist der Walzenkern 3 feststehend; der Walzenmantel 2 ist in bekannter Weise antreibbar.

Der Ringraum 6 zwischen Walzenmantel 2 und Walzenkern 3 ist mittels Ringdichtungen 7 axial abgedichtet. Die Ringdichtun­ gen 7 sind mittels Federringen 8 am Walzenmantel gehalten. Am Walzenkern 3 ist eine Abstufung 9 ausgebildet.

Der Ringraum 6 ist über eine oder mehrere Radialbohrungen 10 mit einem axialen Kanal 11 verbunden, über den ein flüssiges oder gasförmiges Druckmedium mit einem Druck P ₁ von einer nicht dargestellten Quelle zugeführt werden kann. Die Mün­ dungen 12 der Radialbohrungen 10 liegen vorzugsweise auf ei­ nem Mantellinienbereich des Kerns 3, der mit einer Mittele­ bene X-X zusammenfallen kann. Diese Mündungen können dem Zusammenwirkbereich des Walzenmantels 2 mit einer Gegen­ walze zu oder abgewandt sein. Der Ringraum 6 bildet somit einen den Walzenkern 3 umgebenden Druckraum, der mit dem Druck P ₁ beaufschlagt werden kann.

Den Mündungen 12 vorzugsweise diametral gegenüberliegend sind im Walzenkern 3 über seine ganze Länge in Längsrichtung nebeneinanderliegend Dichtelemente 13 angeordnet, die in Ausnehmungen 14 gleitbar und abgedichtet untergebracht sind. Jedes Dichtelement 13 besitzt einen Fuß 15, der abdichtend an der Walzenmantelinnenwandung 16 anliegt. Der Fuß 15 besitzt eine zur Walzenmantelinnenwandung 16 hin offene Aus­ nehmung 17. Diese Ausnehmung 17 kommuniziert mit der Ausneh­ mung 14 im Walzenkern 3. Das hülsenförmige Dichtelement 13 wird mittels einer Druckfeder 18, die sich einerseits auf den Boden der Ausnehmung 14 und andererseits auf einen Ringfortsatz 19 des Dichtelementes 13 abstützt, gegen die Walzenmantelinnenwandung 16 gedrückt.

Die Ausnehmung 14 ist über eine Radialbohrung 20 mit einem Axialkanal 21 verbunden, dem von einer nicht dargestellten Quelle ein flüssiges oder gasförmiges Druckmedium mit dem Druck P ₂ zugeführt werden kann. Die Drücke P ₁ und/oder P ₂ der Druckmedien, die über die Kanälen 11, 21 geführt werden, sind einstellbar. Die Dichtelemente 13 bestimmen eine gegen­ über dem Ringspalt 6 abgedichtete Fläche, die einem Druck P ₂ ausgesetzt ist, der dem Druck P ₁ im Ringspalt gleich sein kann oder von diesem abweicht. Gilt beispielsweise
P ₁=P ₂ dann heben sich die im Ringraum 6 zwischen Walzenkern 3 und Walzenmantel 2 wirkenden Kräfte praktisch auf. Walzenkern 3 und Walzenmantel 2 weisen ihren jeweiligen Gewichten und Wi­ derstandsmomenten entsprechende Biegelinien auf.

Wird nun P ₁ erhöht oder P ₂ gesenkt, oder beides, dann wird die Biegelinie des Walzenmantels 2 nach aufwärts verändert. Bei vorhandener Gegenwalze 23 wird die Linienkraftverteilung wie in Fig. 3 schematisch angegeben, verändert. Als Folge davon nimmt die Durchbiegung des Walzenkerns 3 nach unten zu.

Im Falle P ₁ < P ₂ ist die Wirkung entsprechend umgekehrt.

Dabei sind die Walzen 1 und 23 mit Anstelldrücken F aneinan­ der angestellt. Sie schließen zwischen sich eine Warenbahn 24, z.B. Papierbahn, Wellpappenbahn oder dgl., ein. Die Walze 1 kann bei einem Kalander oder dgl. verwendet werden. Beispielsweise können auch, wie aus Fig. 4 ersichtlich, bei einer einseitigen Wellpappenmaschine die obere Riffelwalze 25 und die Andruckwalze 26 erfindungsgemäß ausgebildet sein, während die untere Riffelwalze 27 wie üblich ausgebildet ist. Als Druckmedium kann hier vorzugsweise für den Kanal 11 Wasserdampf mit dem Druck P ₁ verwendet werden. Über den Ka­ nal 21 kann dann das Kondensat mit dem Druck P ₂, nämlich drucklos oder unter einem einstellbaren Gegendruck stehend abgeführt werden. Das Kondensat gelangt dabei infolge des Leckens der Dichtelemente 13 in den Kanal 21. Bei Wellpap­ penmaschinen müssen diese Walzen ohnehin mit Dampf beheizt werden.

Wesentlich ist, daß die Dichtelemente 13 der Walzen 25, 26 in einer Ebene XX liegen, die durch die Walzenachsen ver­ läuft und in der die Wirkungsrichtungen der Kräfte zur Walzenverformung liegen. Dabei können die Dichtelemente den von zwei Walzen gebildeten Preßspalt zugekehrt sein, wie bei der Walze 26 oder aber vom Preßspalt abgekehrt angeordnet sein, wie bei der Walze 25.

Die Anordnung der Dichtelemente 13 in Fig. 4 ist gültig für den Fall P ₁ < P ₂. Infolge des größeren Liniendruckes zwischen oberer Riffelwalze 25 und unterer Riffelwalze 27 (ca. 500 N/cm) als zwischen letzterer und der Anpreßwalze (ca. 200 N/cm), biegt sich die konventionelle, nicht einstellbare untere Riffelwalze 27 nach unten durch. Die Biegelinien der beiden einstellbaren Walzen 25, 26 müssen daher zur Erzielung einer gleichmäßigen Spaltbreite bzw. eines gleichmäßigen Liniendruckes beide nach unten angepaßt werden.

Bei einer geänderten Ausführungsform können nach Fig. 5 die Dichtelemente 13′ durch einen Zapfen 33 geführt sein, der vorzugsweise in der Radialbohrung 20 eingesetzt ist. Er könnte darin aber auch gleiten und mit dem Dichtelement 13′ fest verbunden sein. Zur Trennung der Wirkbereiche von P ₁ und P ₂ kann eine Membran 28 dienen, deren Rand durch ein Ringteil 29 mit dem Walzenkern 3 lösbar verbunden ist. Der eine zentrische Öffnung 30 umgebende innere Randbereich 31 der Membran 28 ist mittels eines Ringteils 32 lösbar mit dem Dichtelement 13′ verbunden. Der Zapfen 33 besitzt eine zentrische, durchgehende Bohrung 34, über die das Druckme­ dium mit dem Druck P ₂ in die Ausnehmung 17 geleitet wird. Über den mit der Innenwandung 16 des Mantels 2 zusammenwir­ kenden Rand des Dichtelements 13′ kann auch Leckmedium in diese Ausnehmung 17 bzw. aus dieser in den Ringraum 6 ge­ langen. Der Zapfen 33 besitzt Querbohrungen 35, über die der Raum hinter der Membran 28 mit der axialen Bohrung 34 ver­ bunden ist. Zum Andrücken des Dichtelements 13′ an die Innenwandung 16 ist eine Druckfeder 36 zwischen Dichtelement 13′ und Kern 3 wirksam.

Bei einer anderen Ausführungsform nach Fig. 6 ist das Dicht­ element 13′′ von einem an der Innenwandung 16 anliegenden Dichtteil 40 mit umlaufendem Rand 41 gebildet. Dieser Dicht­ teil 40 umschließt wiederum eine Ausnehmung 17.

Claims (14)

1. Walze mit einstellbarer Durchbiegung für die Druckbehand­ lung von Warenbahnen, insbesondere für eine einseitige Well­ pappenmaschine, mit einem als Biegeträger gelagerten Wal­ zenkern, einem dazu pendelnd gelagerten, rotierbaren Wal­ zenmantel, der mit einer Gegenwalze einen Preßspalt bil­ det, einem seitlich abgedichteten Ringraum zwischen Wal­ zenmantel und Walzenkern, der mit einem fließfähigen Me­ dium unter einstellbarem Druck füllbar ist, und mit im Walzenkern gelagerten ringförmigen Dichtelementen, die gegen die Walzenmantelinnenfläche dichtend andrückbar sind und zusammen mit der Walzenmantelinnenfläche abge­ dichtete Räume abschließen, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringraum (6) in Umfangsrichtung ungeteilt, den Wal­ zenkern (3) umschließend, ausgebildet ist.

2. Walze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtelemente (13, 13′, 13′′) in Längsrichtung des Walzen­ kerns (3) über seine ganze Länge mit Abstand ne­ beneinander angeordnet sind.

3. Walze nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeich­ net, daß Dichtelemente (13, 13′, 13′′) längs mehrerer Mantellinien des Walzkerns (3) über seine ganze Länge oder über Teilbereiche angeordnet sind.

4. Walze nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeich­ net, daß der mit Dichtelementen (13, 13′, 13′′) versehene Längswirkbereich des Walzenkerns (3) dem mit der Gegen­ walze (23) gebildeten Preßspalt für die Walzenbahn (24) zugekehrt oder von diesem diametral abgekehrt angeordnet sind.

5. Walze nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeich­ net, daß alle Innenräume der Dichtelemente (13, 13′, 13′′) über radiale Bohrungen (20) mit einem Längskanal (21) im Walzenkern (3) verbunden sind und daß die Innen­ räume über ein flüssiges oder gasförmiges Medium mit ei­ nem einstellbaren Druck P ₂ beaufschlagbar sind, der ge­ genüber dem Druck P ₁ im Ringraum (6) unterschiedlich ist.

6. Walze nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeich­ net, daß die Innenräume von ein oder mehreren Dichtele­ menten (13, 13′, 13′′) mit unterschiedlichen Drücken P ₂ beaufschlagbar sind.

7. Walze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringraum (6) zwischen Walzenmantel (2) und Walzenkern (3) über eine oder mehrere Radialbohrungen (10) mit einem Längskanal (11) im Walzenkern (3) verbunden und über ein flüssiges oder gasförmiges Medium mit einem fixen oder einem einstellbaren Druck P ₁ beaufschlagbar ist, der gegenüber dem Druck P ₂ in den Innenräumen der Dichtele­ mente (13, 13′, 13′′) größer oder kleiner ist.

8. Walze nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Mündungen (12) der Radialbohrung (10) am Walzenkern (3) in einem Längswirkbereich nebeneinander angeordnet sind.

9. Walze nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Mündungen (12) der Radialbohrungen (10) am Walzenkern (3) diametral zu dem Längswirkbereich der Dichtelemente (13, 13′, 13′′) angeordnet sind.

10. Walze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Dichtelement (13, 13′, 13′′) abgedichtet verschiebbar in wenigstens einer Ausnehmung (14, 42, 43) im Walzenkern (3) angeordnet ist, daß diese Ausnehmung (14, 42, 43) an den Mediumzuleitungskanal (21) angeschlossen ist, daß der Dichtelementfuß (15) sich an die Innenwandung (16) des Walzenmantels (2) abdichtend anlegend ausgebildet ist und eine Ausnehmung (17) umfaßt, die zum Walzenmantel (2) hin offen und mit dem Druckmedium füllbar ist.

11. Walze nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtelement (13, 13′, 13′′) federbelastet am Wal­ zenmantel (2) anliegt.

12. Walze nach den Ansprüchen 10 und 11, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Dichtelement (13′) mit einer die Ausnehmung (14) im Walzenkern zum Ringspalt (6) abschließenden flexiblen Membran (28) lösbar verbunden ist.

13. Walze nach den Ansprüchen 10 bis 12, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Ringelement (13′, 13′′) durch ein oder mehrere Zapfen (33) oder Ringteile (44, 45) axial beweg­ lich geführt ist.

14. Walze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als fließfähiges Medium Flüssigkeit oder Gas verwendet ist.