DE3640903A1 - Dichtungsglied fuer eine walze mit steuerbarem liniendruck - Google Patents
Dichtungsglied fuer eine walze mit steuerbarem liniendruckInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Walze der
dem Oberbegriff des Anspruchs 1 entsprechenden Art.
Ein solches Dichtungsglied ist aus der DE-OS
22 30 139 bekannt. Die Stempel sind hierbei zu mehreren
in einer Reihe meist auf der Seite des Walzspalts an
geordnet und üben stellenweise positive Kräfte aus,
die den Liniendruck ergeben. In dem Zwischenraum
zwischen Querhaupt und Hohlwalze ist hierbei allenfalls
Lecköl vorhanden. Dieses Lecköl kann allerdings nach
der DE-AS 23 32 861 in einer auf der Seite des Walz
spalts gelegenen abgedichteten Längskammer des Zwischen
raums auch aufgestaut werden, so daß es einen Beitrag
zur Bildung des Liniendrucks leistet. Der Druck in der
Längskammer ist hierbei aber grundsätzlich niedriger
als in den Stempeln.
Eine auf einen anderen Gedanken beruhende Walze
ist aus der DE-PS 30 03 395 bekannt. Auch hierbei ist
in dem Zwischenraum zwischen Querhaupt und Innenumfang
der Hohlwalze eine auf der Seite des Walzspalts ge
legene Längskammer abgeteilt, die mit Druckflüssigkeit
füllbar ist, wobei der gegen den Innenumfang der Hohl
walze wirkende Druck den Liniendruck im Walzspalt er
zeugt. In dieser Längskammer sind Zonen erniedrigten
Drucks gelegen und bilden Ungleichmäßigkeiten in dem
ansonsten gleichmäßigen Druckkissen, durch welche
dessen Druckausübung in bestimmter Weise modifiziert
werden kann. Die Zonen erniedrigten Drucks sind durch
am Querhaupt angebrachte, gegen den Innenumfang der
Hohlwalze anliegende, ringförmige Dichtungsglieder
erzeugt, die gegen den umgebenden Druck der Längs
kammer abdichten und drosselfrei mit dem Vorratsbe
hälter oder jedenfalls einem Bereich gegenüber der
Längskammer erniedrigten Drucks verbunden sind.
Während es bei der DE-OS 22 30 139 und der DE-AS
23 32 861 für die Funktion auf das Vorhandensein der
Drosselkanäle ankommt, dürfen diese bei den Dichtungs
gliedern nach der DE-PS 30 03 395 nicht vorhanden sein,
weil sich sonst durch aus der Längskammer über den Rand
der Dichtungsglieder einströmende Druckflüssigkeit ein
Druck in den Dichtungsgliedern aufbauen kann, der ihre
angestrebte Funktion, "Löcher" in dem gleichmäßigen
Druck der Längskammer auszusparen, zunichte macht.
Es handelt sich also bei den bekannten Dichtungs
gliedern um solche verschiedener Art, die nur je eigene
Funktionen auszuüben in der Lage sind.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein dem
Oberbegriff entsprechendes Dichtungsglied so auszuge
stalten, daß mit ihnen die Beeinflussungsmöglichkeiten
des Liniendrucks gesteigert werden können.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das im
Kennzeichen des Anspruchs 1 wiedergegebene Merkmal gelöst.
Die "Stempel" vereinigen die Funktionen der Druck
stücke nach der DE-OS 22 30 139 und der ringförmigen Dich
tungsglieder nach der DE-PS 30 03 395.
Der Grundgedanke hierbei ist, daß ein und dieselbe
Zone wahlweise einmal als "Loch" oder "Leerstelle" mit
einem gegenüber der Umgebung niedrigeren Druck und anderer
seits auch als positives Druckglied mit einem gegenüber
dem Druck der Umgebung erhöhten Druck betrieben werden
kann, d. h. als "Unterdruckelement" bzw. als Überdruck
element.
Das Problem besteht darin, daß, wenn die Stempel
als Überdruckelemente arbeiten sollen und in der
Zylinderkammer dementsprechend ein hoher Druck herrscht,
der Stempel gegen diesen Druck bis auf die Drossel
bohrungen abgedichtet sein muß, damit die erforderliche
Anpressung an den Innenumfang der Hohlwalze stattfinden
kann. Wenn der Stempel aber als Unterdruckelement ar
beiten soll, muß in die hydrostatische Druckkammer ein
strömende Druckflüssigkeit ungehindert, d. h. ohne nennens
werten Druckaufbau abströmen können. Der Strömungswider
stand muß also in den beiden Richtungen verschieden sein.
Zu diesem Zweck sind in den Stempeln, deren grundsätzlicher
Aufbau den Druckstücken der DE-OS 22 30 139 entspricht,
die zusätzlichen Rückschlagventile angeordnet.
Ein wesentlicher Anwendungsfall ist derjenige, bei
welchem in dem Zwischenraum keineLängskammer abgeteilt ist,
deren Druckflüssigkeit einseitig wirkt, sondern der ge
samte Zwischenraum mit Druckflüssigkeit gefüllt ist.
Bei einer solchen Walze gelingt es mit nur einer Seite
des Querhaupts gelegenen erfindungsgemäßen Dichtungs
gliedern, daß sowohl der Innenumfang der Hohlwalze gegen
das Querhaupt "angesaugt" als auch "fortgeschoben"
werden kann. Zur Erzielung solcher Wirkungen wurden
bisher auf verschiedenen Seiten des Querhaupts gelegene
Elemente benötigt, die entsprechende Bohrungen in
dem Querhaupt erforderten und dieses dementsprechend
schwächten.
Sind z. B. die Zonen erniedrigten Drucks auf der
dem Walzspalt gegenüberliegenden Seite angeordnet, so
entsteht durch den Umstand, daß die Druckflüssigkeit
ihren Druck in den bezüglich der Meridianebene spiegel
bildlich gelegenen Zonen auf der Seite des Walzspalts
ausübt, auf der gegenüberliegenden Seite aber nicht,
eine gegen den Walzspalt gerichtete Kraft, die zu einer
Liniendruckverteilung führt, die in besonderer Weise
dadurch geprägt ist, daß die zu dem Liniendruck führen
den Elemente auf der dem Walzspalt abgelegenen Seite
liegen. Es werden dort "Löcher" bzw. "Leerstellen" in
der ansonsten gleichmäßigen Druckverteilung erzeugt,
denen auf der Seite des Walzspalts entsprechende Zonen
des gleichmäßigen vollen Drucks gegenüberstehen, die
sich wie gegen den Walzspalt gerichtete Druckstempel
auswirken.
Sind die Zonen erniedrigten Drucks auf der Seite
des Walzspalts gelegen, so ergibt sich durch den vollen
Druck in den entsprechenden Zonen auf der gegenüberliegen
den Seite eine resultierende Kraft, die die Hohlwalze
vom Walzspalt wegzuziehen bestrebt ist. Dies kann so
wohl zur Beeinflussung des Liniendruckverlaufs ver
wendet werden, wenn der Liniendruck insgesamt durch
äußere Mittel, zum Beispiel Stützwalzen, die an der Hohl
walze angreifen, erzeugt wird. Die Kraft der Stützwalzen
überlagert sich dann den durch die "Löcher" oder "Leer
stellen" gegebenen resultierenden lokalen Kraftkomponenten.
Die Anordnung kann aber insbesondere in der erwähnten
Weise zur Erzeugung des sogenannten "inneren Hubs" dienen,
durch den der Walzspalt gelüftet wird. Der innere Hub
ist bei Walzen möglich, bei denen die Hohlwalze an den
Enden nicht auf dem Querhaupt gelagert , sondern in
der Wirkebene, d. h. in der die Achsen der Walze und
der Gegenwalze verbindenden Ebene, gegenüber dem Quer
haupt radial zu diesem insgesamt verlagerbar ist.
In der einfachsten Ausführungsform gemäß Anspruch 2
stehen die Drosselbohrungen mit dem Zylinderraum in
Verbindung.
Die dem Zylinderraum zugeführte Druckflüssigkeit
schiebt beim Betrieb als Überdruckelement den Stempel ge
gen den Innenumfang der Hohlwalze, wobei durch die Drossel
bohrungen aus dem Zylinderraum die zum Aufbau des hydro
statischen Drucks erforderliche Druckflüssigkeit in die
hydrostatischen Druckkammern einströmt.
Hierbei braucht also dem Zylinderraum nur ein Druck
zugeführt zu werden.
Bei einer alternativen Ausführungsform nach Anspruch 3
sind die Zuleitungen zu dem Zylinderraum und zu der hydro
statischen Kammer getrennt. Der Druck in der hydrostatischen
Kammer stellt sich also nicht von selbst ein, sondern muß
extern in Abhängigkeit von dem Druck in dem Zylinderraum ge
regelt werden.
Eine für die befriedigende Funktionsfähigkeit in der
Praxis wichtige Ausgestaltung sind die vorgelagerten Ab
leitkammern nach Anspruch 4 . Die Ableitkammern nehmen in
beiden Betriebszuständen des Stempels als Überdruckelement
und Unterdruckelement über die Berandung des jeweils den
höheren Druck aufweisenden Bereichs durch Anhaften am In
nenumfang der Hohlwalze mitgeführte Druckflüssigkeit auf
und fangen sie ab, bevor sie in den Bereich niedrigeren
Drucks gelangen kann.
Arbeitet der Stempel beispielsweise als Überdruck
element und herrscht in dem Zylinderraum ein höherer Druck
als in dem Zwischenraum zwischen dem Querhaupt und der Hohl
walze, so tritt ohne besondere Vorkehrungen ständig eine
gewisse Menge von Druckflüssigkeit aus der hydrostatischen
Druckkammer in den Zwischenraum über. Das kann zum Beispiel
zu Problemen führen, wenn die Druckflüssigkeit im Zwischen
raum und die Druckflüssigkeit in dem Zylinderraum unter
schiedliche Temperaturen aufweisen. Die ausgeschleppte
Druckflüssigkeit erzeugt dann eine ringförmige kältere
Zone am Innenumfang der Hohlwalze, die zu Temperaturun
gleichmäßigkeiten längs der Hohlwalze Anlaß ist, die sich
schon störend bemerkbar machen können.
Im anderen Fall, wenn also der Druck in dem Zwischen
raum zwischen Querhaupt und Hohlwalze höher ist als in dem
Zylinderraum, wird ohne besondere Vorkehrungen Druckflüs
sigkeit aus dem Zylinderraum in den Bereich der hydrosta
tischen Druckkammer eingeschleppt und kann dort zu einem
die angestrebte Funktion verfälschenden Druckaufbau Anlaß
sein. Durch die Ableitkammer wird die über den Rand des
Stempels eingeschleppte Druckflüssigkeit vorher abgefangen.
Eine besondere Ausführungsform ist Gegenstand des
Anspruchs 5.
Der Überhang am Rand des Stempels ist notwendig, da
es für eine einwandfreie Funktion des Stempels als Über
druckelement erforderlich ist, daß der Stützquerschnitt
der hydrostatischen Druckkammer größer ist als der Quer
schnitt des Zylinders. Dies läßt sich nur bewerkstelligen,
wenn die gegen den Innenumfang der Hohlwalze anliegende
Stützfläche des Stempels größer ist als dessen kolbenar
tiger Teil. Dadurch kommt es zwangsläufig zu einem Über
hang. Wird der Stempel als Unterdruckelement betrieben, so
greift der dann in dem Zwischenraum zwischen Querhaupt und
Hohlwalze anstehende höhere Druck unter den Überhang und
preßt den Stempel mit entsprechender Kraft gegen den In
nenumfang der Hohlwalze. Bei hohen Drücken in dem Zwischen
raum kann diese Kraft zu hoch werden. Aus diesem Grund ist
eine Druckentlastung geschaffen, insofern beim Betrieb als
Unterdruckelement der hohe Druck des Zwischenraums über
das Rückschlagventil in die innere Kammer des Stempels und
von dort über die Drosselbohrungen der hydrostatischen
Druckkammer zugeleitet wird. Dadurch baut sich in dieser
ein Druck auf, der dem gegen den Überhang wirkenden Druck
entgegengerichtet ist und den Stempel entlastet. Es ver
steht sich, daß hierbei eine geeignete Anpassung der Wir
kungsquerschnitte erfolgt.
Gemäß Anspruch 6 kann der Zylinderraum über eine Dros
selbohrung mit der Ableitkammer verbunden sein.
Dadurch kann beim Betrieb des Stempels als Überdruck
element der Wirkungsquerschnitt der Ableitkammer ebenfalls
zur Ausübung hydrostatischen Druckes genutzt werden.
Eine zweckmäßige Ausführungsform ist Gegenstand des
Anspruchs 7.
Die hydrostatische Druckkammer liegt hierbei wie eine
Insel im Innern der Ableitkammer. Sie kann auf diese Weise
in ihrem Wirkungsquerschnitt dem Wirkungsquerschnitt des
Überhangs angepaßt werden, so daß die den Stempel vom In
nenumfang der Hohlwalze wegzudrücken bestrebte Kraft nicht
zu groß wird. Dennoch steht für den Betrieb als Überdruck
element ein großer Wirkungsquerschnitt zur Verfügung, näm
lich der Wirkungsquerschnitt der eigentlichen hydrostati
schen Druckkammer und der Ableitkammer.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der
Erfindung dargestellt.
Fig. 1 zeigt schematisch die Ansicht eines Walzen
paars, von dem die untere Walze mit erfindungsgemäßen Dich
tungsgliedern ausgerüstet ist, teilweise im Schnitt;
Fig. 2 zeigt einen Querschnitt gemäß der Linie II-II
in Fig. 1 in leicht vergrößertem Maßstab;
Fig. 3 zeigt eine Ansicht entsprechend Fig. 1 eines
anderen Walzenpaars, bei welchem die untere Walze mit er
findungsgemäßen Dichtungsgliedern ausgerüstet ist, teil
weise im Schnitt;
Fig. 4 zeigt einen Schnitt nach der Linie IV-IV in
Fig. 3;
Fig. 5 zeigt einen vergrößerten Teilquerschnitt durch
eine Walze mit einer ersten Ausführungsform eines Stempels;
Fig. 6 zeigt einen Querschnitt entsprechend Fig. 5
in verkleinertem Maßstab, worin der hydraulische Schalt
plan der Walze nach Fig. 5 angegeben ist;
Fig. 7 zeigt eine Ansicht auf den Stempel nach
Fig. 5 von oben;
Fig 8 zeigt schematisch einen Kalanderstapel, in
welchem die mit den Druckgliedern ausgerüstete Walze
schraffiert angedeutet ist;
Fig. 8 zeigt einen Teillängsschnitt durch das Ende
einer erfindungsgemäßen Walze mit innerem Hub;
Fig. 10, 11 und 12 zeigen den Fig. 5, 6 und 7 entsprechende
Ansichten mit einer weiteren Ausführungsform des Dichtungsgliedes;
Fig. 13, 14 und 15 zeigen den Fig. 5, 6 und 7 ent
sprechende Ansichten mit einer dritten Ausführungsform.
Die in den Fig. 1 und 2 dargestellte Walzenanordnung
umfaßt eine Oberwalze 10 und eine Unterwalze 100, zwischen
denen eine Warenbahn 30 einer Druckbehandlung in dem Walz
spalt 31 ausgesetzt wird. Die Oberwalze 10 ist eine kon
ventionelle massive Walze. Die Unterwalze 100 hingegen um
faßt eine umlaufende Hohlwalze 1, deren Außenumfang 2 den
arbeitenden Walzenumfang bildet und die der Länge nach
von einem stillstehenden Querhaupt 3 durchgriffen ist,
welches allseitig Abstand zum Innenumfang 4 der Hohlwalze
1 beläßt, so daß es sich innerhalb der Hohlwalze 1 durch
biegen kann, ohne mit dem Innenumfang 4 in Berührung zu
kommen.
Die Zapfen 21 der Oberwalze 10 sowie die aus der
Hohlwalze 1 an den Enden vorstehenden Enden 5 des Quer
hauptes 3 sind im Walzenständer geführt und werden gegebenenfalls
durch nicht dargestellte Belastungsvorrichtungen ge
geneinandergedrückt.
Die Hohlwalze 1 kann an ihren Enden auf dem Quer
haupt 3 durch in den Fig. 1 und 2 nicht dargestellte La
ger drehbar gelagert sein. Bei einem alternativen Ausfüh
rungsbeispiel ist die Hohlwalze 1 an dem Querhaupt 3 in der
Wirkebene W, d. h. in der in Fig. 1 parallel zur Zeichen
ebene gelegenen Verbindungsebene der Achsen der beiden
Walzen 10 und 100, geführt und kann sich als Ganzes
gegenüber dem Querhaupt 3 in dieser Ebene verlagern.
In dem Zwischenraum 6 zwischen dem Querhaupt 3 und
dem Innenumfang 4 der Hohlwalze 1 ist durch längs des
Querhaupts 3 verlaufende, an der breitesten Stelle des
Querschnitts einander diametral gegenüberliegende Längs
dichtungen 13 eine auf der Seite des Walzspalts 31 ge
legene Längskammer 14 abgeteilt, die an den Enden durch
nicht dargestellte Endquerdichtungen abgedichtet ist und
über eine Zuleitung 7 mit Druckflüssigkeit gefüllt werden
kann, die über eine Leitung 8 wieder in den Vorratsbehälter
9 zurückführbar ist. In der Leitung 8 ist ein Druckbe
grenzungsventil 11 angeordnet, welches es gestattet, in
der Längskammer 14 einen vorgebbaren Druck aufrechtzuer
halten. Die Zuleitung 7 mündet an dem in Fig. 1 linken
Ende in die Längskammer 14 ein, die Rückleitung 8 am
rechten Ende. Auf diese Weise ergibt sich eine Strömung
in Längsrichtung der Längskammer 14, die zu einer Ver
gleichmäßigung der Temperatur der Hohlwalze 1 führt, wenn
die Druckflüssigkeit gleichzeitig zur Beeinflussung der
Temperatur dient. Die Druckflüssigkeit wird dem Vorrats
behälter entnommen und über eine Pumpe 12, an die die Zu
leitung 7 angeschlossen ist, auf Druck gebracht.
In der Längskammer 14 der Hohlwalze 1 sind Zonen 23
gebildet, in denen der in der Längskammer 14 herrschende
Druck ausgespart ist. Die Längenerstreckung der Zonen
ist durch die kleinen Klammern angedeutet. In dem Aus
führungsbeispiel der Fig. 1 und 2 sind sechs solcher
Zonen vorhanden, doch ist diese Zahl keineswegs zwingend.
Die Zonen 23 sind durch Dichtungsglieder in Gestalt
von Stempeln 24 gebildet, die in zylindrischen Sackbohrungen
15 an der Oberseite des Querhauptes 3 verschiebbar geführt
sind und mit einer entsprechend gestalteten Stirnseite
dichtend am Innenumfang 4 der Hohlwalze 1 anliegen.
Jede der Sackbohrungen 15 ist über eine Verbindungsleitung
mit einer von mehreren Zuleitungen 26 (Fig. 2) und über
diese mit einer Steuereinrichtung 17 verbunden, mittels
deren im Bereich der Stempel 24, also in den Zonen 23,
ein Druck aufrechterhalten werden kann, der von dem Druck
der Längskammer 14 abweicht und der in den einzelnen
Stempeln 24 oder in Gruppen von Stempeln 24 je nach der
Anzahl der Zuleitungen 26 unabhängig gesteuert werden kann.
Es ist wesentlich, daß die Stempel 24 so ausge
bildet sind, daß der Druck in ihnen sowohl höher als
auch niedriger sein kann als der Druck in der Längs
kammer 14. Im einfachsten Fall der letzteren Alter
native verbindet die Steuereinrichtung 17 die Stempel
24 einfach mit dem Vorratsbehälter 9, so daß die
Stempel 24 praktisch drucklos sind.
Der an sich gleichmäßige Druck in der Längskammer
14 wird also in den Zonen 23 modifiziert, indem dort
bei höherem Druck in den 8tempeln 24 zusätzliche Einzel
kräfte ausgeübt werden oder indem bei niedrigerem Druck
in den Stempeln 24 aus dem gleichmäßigen Druckpolster in
der Längskammer 14 "Löcher" ausgespart werden. Mit beiden
kann die Liniendruckverteilung im Walzspalt 31 in unter
schiedlicher Weise beeinflußt werden.
Wie die Stempel 24 beschaffen sein müssen, damit in
den Zonen 23 wahlweise ein niedrigerer oder höherer Druck
als in der Umgebung gefahren werden kann, wird anhand
der Fig. 5 bis 15 erläutert.
In Fig. 1 sind noch zwei weitere Druckstempel 19 dar
gestellt, die an der Unterseite des Querhaupts 3 angeordnet
sind und eine positive Kraft gegen die Unterseite des Innen
umfangs 4 der Hohlwalze 1 ausüben können. Sie werden von
einer Pumpe 20 mit Druckflüssigkeit versorgt. Natürlich
kann der Druck zur Versorgung der Druckstempel 19 auch von
der Pumpe 12 abgeleitet sein. Da die Druckstempel 19
lediglich zusätzliche Elemente sind, mittels deren die durch
die Zonen 13 hervorgerufene Liniendruckverteilung
fakultativ modifizierbar ist, sind die Druckstempel 19
mit ihren Zuleitungen und ihrer Pumpe 20 strichpunktiert
wiedergegeben.
In den Fig. 3 und 4 ist ein weiteres wichtiges
Anwendungsbeispiel dargestellt. Soweit die Teile denen
der Fig. 1 entsprechen, sind die Bezugszahlen gleich.
In der Walzenanordnung der Fig. 3 und 4 ist eine
Unterwalze 200 vorgesehen, die ebenso wie die Unterwalze
100 nach den Fig. 1 und 2 eine um ein Querhaupt 3′ um
laufende Hohlwalze 1 umfaßt, die gegen eine Oberwalze
10 arbeitet und einen Druck auf eine Warenbahn 30 aus
übt. Im Gegensatz zu dem Ausführungsbeispiel nach den
Fig. 1 und 2 ist in dem Zwischenraum 6 hier aber keine
Längsdichtung vorhanden, die eine einseitige Längskammer
abteilt. Vielmehr ist bei der Walze 200 der gesamte
Zwischenraum 6 zwischen dem Innenumfang 4 der Hohlwalze 1
und dem Querhaupt 3′ über die Zuleitung 7 und eine Rück
leitung 8 vollständig mit Druckflüssigkeit unter einem
wählbaren Druck füllbar.
Dieser Druck herrscht in dem keinerlei Unterteilungen
aufweisenden hohlzylindrischen Zwischenraum 6 überall in
gleicher Weise, so daß er ohne zusätzliche Maßnahmen keine
Kraftwirkungen auf die Hohlwalze 1 ausüben würde, die zu
einer Verlagerung bzw. Kraftausübung derselben in der Wirk
ebene W führt. Die Hohlwalze 1 wird durch den Druck im Zwi
schenraum 6 lediglich "aufgeblasen", ohne sonstige von
außen erkennbare Wirkungen zu zeigen.
Auf der Seite des Walzspalts 31 sind jedoch die an
sich gleichmäßige Druckverteilung unterbrechende und einen
Liniendruck erzeugende Stempel 24 angeordnet. Mittels der
Stempel 24 der Walze 200 ist es sowohl möglich, in den
entsprechenden, durch die Stempel abgeteilten Zonen 23
einen gegenüber dem Zwischenraum 6 erniedrigten Druck
als auch einen gegenüber dem Zwischenraum 6 erhöhten
Druck einzustellen. Mittels der Steuereinrichtung 27
kann also das Innere der Stempel 24 wahlweise über die
Leitung 25 z. B. mit dem Vorratsbehälter 9 verbunden
werden, so daß in ihnen praktisch kein Druck herrscht,
oder es kann mittels der Pumpe 22 auf die Stempel 24 in
den Zonen 23 ein gegenüber dem Druck in dem Zwischenraum
6 erhöhter Druck aufgegeben werden.
Ist der Druck in den Zonen 23 niedriger und der
Zwischenraum 6 ganz mit Druckflüssigkeit gefüllt, werden
in dem ansonsten gleichmäßigen Druck in dem Zwischenraum 6
gewissermaßen "Löcher" oder "Leerstellen" ausgespart, in
denen der Druck nicht herrscht. Dadurch wird die Druck
ausübung der in dem Zwischenraum 6 befindlichen Flüssigkeit
verungleichmäßigt. Den Zonen 23 liegen bezüglich der
Meridianebene der Walze 200, d. h. der zur Zeichenebene senk
rechten horizontalen Längsmittelebene der Walze 200
bzw. des Querhaupts 3 gedachte Zonen 18 gegenüber, die
in Fig. 3 wieder durch kleine Klammern angedeutet sind
und in denen der volle Druck in dem Zwischenraum 6 herrscht.
Da diesen Zonen 18 oberhalb der Meridianebene in den Zonen
23 kein oder nur ein verminderter Druck gegenübersteht,
ist die Gesamtwirkung des Vorhandenseins der Zonen 23
im wesentlichen die gleiche, als würde an der Unter
seite des Querhaupts 3 lokal, also in den durch die
Zonen 18 gegebenen Bereichen ein dem Druck in dem Zwischen
raum 6 entsprechender Druck ausgeübt, der gemäß Fig. 3
die Hohlwalze 1 gegenüber dem Querhaupt 3 nach unten, d. h.
vom Walzspalt 31 weg, zu verlagern bestrebt ist. Obwohl
also die Stempel 24 auf der Oberseite des Querhaupts 3
angeordnet sind, erfolgt in dem Fall die Kraftausübung
nach unten. Dies resultiert daraus, daß der Zwischenraum 6
rundum, also ohne Längsunterteilungen, mit Druckflüssigkeit
unter einem einheitlichen Druck gefüllt ist.
Auf diese Weise erhalten die Stempel 24 zwei
Funktionen: Herrscht in den Zonen 23 ein niedrigerer
Druck als in dem Zwischenraum 6, so hat der Druck in dem
Zwischenraum 6 in den Zonen 23 gegenüberliegenden, in
Fig. 3 mit 18 gekennzeichneten Zonen die Überhand und
entsteht eine Kraft, die die Hohlwalze 1 von der Gegen
walze 10 wegzuziehen bestrebt ist. Wenn also die Hohl
walze 1 an den Enden nicht gelagert, sondern als Ganzes
gegenüber dem Querhaupt 3′ in der Wirkebene W verlager
bar ist, kann auf diese Weise ein Abheben der Hohlwalze 1
vom Walzspalt 31 stattfinden, beispielsweise um die
Warenbahn 30 einfädeln zu können. In diesem Fall wirken
die Stempel 24 also als "Unterdruckelemente". Wird aber
in den Stempeln 24 ein gegenüber dem Zwischenraum 6 er
höhter Druck erzeugt, so wirken sie als gemäß Fig. 3
nach oben, d.h. gegen den Walzspalt 31 gerichtet Kraft
ausübungselemente, mittels deren ein Liniendruck in be
stimmter Verteilung erzielbar ist. In diesem Fall sind
die Stempel 24 "Überdruckelemente".
Praktische Ausführungsformen der in den Fig. 1 bis 4
nur schematisch dargestellten Stempel 24, die sowohl als
Unterdruckelemente als auch als Überdruckelemente arbeiten
und sowohl in der Walze 100 als auch in der Walze 200
können, sind in den Fig. 5 bis 15 erläutert. Als Anwendungs
beispiel ist dabei die Walze 200 gewählt. Wenn jedoch im
Folgenden von dem Druck in dem Zwischenraum 6 die Rede ist,
so soll damit in dem Fall, daß der Stempel 24 in der Walze
100 angeordnet ist, auch die Längskammer 14 gemeint sein.
In den Fig. 5 bis 7 ist der einfachste Stempel 24
wiedergegeben. Der Stempel 24 besteht aus einem topfförmigen
Gußteil 32 aus einer geeigneten Bronze, welches mit seiner
offenen Seite nach unten in die Sackbohrung 15 eingesetzt
und darin nach Art eines Kolbens beweglich ist, wobei die
Abdichtung durch einen unteren Rand des topfförmigen Guß
teils 32 angeordneten umlaufenden Dichtring 23 erfolgt.
Am Boden 34 des topfförmigen Gußteils 32 ist eine in ihrer
Gestalt dem Innenumfang 4 der Hohlwalze 1 angepaßte Stütz
fläche 34 gebildet, mit der der Stempel 24 gegen den Innen
umfang 4 der Hohlwalze 1 anliegt. Die Anlage erfolgt in den
Fig. 5, 6; 10, 11 und 13, 14 von unten gegen die Oberseite
der Hohlwalze 1, also in der gleichen Richtung wie in der
Ausführungsbeispielen der Fig. 1 bis 4.
Die Stützfläche 34 umfaßt einen geschlossen umlaufen
den stegartig gegen den Innenumfang 4 der Hohlwalze 1 vor
stehenden Rand 35 sowie einen in der Wirkebene gelegenen
Verbindungssteg 36. Der Rand 35 und der Verbindungssteg 36
umgrenzen zwei in Umfangsrichtung der Hohlwalze 1 benach
barte hydrostatische Druckkammern 37, 38, die gegenüber der
Stützfläche 34 eine flache Vertiefung bilden. In einem prak
tischen Ausführungsbeispiel hat der Rand 35 einen Außen
durchmesser von etwa 180 bis 200 mm und sind die hydrosta
tischen Druckkammern 6 bis 8 mm tief.
Der im Innern der Sackbohrung 15 unterhalb des Stem
pels 24 gebildete Zylinderraum 40 steht über zwei Drossel
bohrungen 39 mit den hydrostatischen Druckkammern 37 und
38 in Verbindung. Außerdem sind in dem "Boden" des den
Stempel 24 bildenden topfförmigen Gußteils 32 von den hy
drostatischen Druckkammern 37 bzw. 38 in den Zylinderraum
führende Kanäle 41 bzw. 42 vorgesehen, in denen in dem Aus
führungsbeispiel als Kugelrückschlagventile ausgebildete
Rückschlagventile 43 angeordnet sind, die in der Richtung
gegen den Zylinderraum 40 hin öffnen, in der entgegenge
setzten Richtung sperren.
Wie aus Fig. 5 ersichtlich ist, sind in dem Querhaupt
3′ drei Zuleitungen 26 vorgesehen, von denen die in Fig. 5
rechte mit dem Zylinderraum 40 verbunden ist. Eine andere
Zuleitung 26 ist mit einem benachbarten Stempel 24 verbun
den usw. In vielen Fällen reicht es aus, wenn ein zwar
über die Breite der Bahn veränderlicher, jedoch zur Bahnmit
te symmetrischer Liniendruck ausgeübt werden kann. In einem
solchen Fall lassen sich mit den drei Zuleitungen 26 sechs
Stempel 24 versorgen. wie sie in dem Ausführungsbeispiel der
Fig. 3 vorgesehen sind. Es versteht sich, daß auch andere
Stempelanzahlen vorhanden sein können. Wenn die Stempel
anzahl gerade ist und es nur auf eine zur Mitte symmetrische
Liniendruckverteilung ankommt, reicht die Hälfte der
Stempelzahl als Zahl der Zuleitungen aus. Bei höheren
Ansprüchen an die unabhängige Steuerbarkeit muß für
jeden Stempel 24 eine eigene Zuleitung vorgesehen sein.
Der Stempel 24 wird durch eine Schraubendruckfeder
44, die sich gegen den Boden der Sackbohrung 15 und gegen
den Boden des topfförmigen Gußteils 32 abstützt, ständig,
d.h. auch ohne Flüssigkeitsdruck im Zylinderraum 40, in
Anlage am Innenumfang der Hohlwalze 1 gehalten. Bei Vor
lage von Flüssigkeitsdruck in dem Zwischenraum 6 (oder
der Längskammer 14) wirkt außerdem ein Anlagedruck in
dem Überhang 27, d. h. dem Vorsprung an der Unterseite
des Kopfes des Stempels 24. Dieser Überhang 27 ergibt
sich aus konstruktiven Gründen, wenn den Druckkammern
37, 38 mindestens der gleiche Wirkungsquerschnitt gegeben
werden muß wie der Sackbohrung 15.
Wenn der Stempel 24 als Überdruckelement arbeiten
soll, wird über die jeweils zuständige Zuleitung 26 Druck
flüssigkeit unter einem Druck herangeführt, der höher ist
als der Druck in dem Zwischenraum 6. Der Zylinderraum 40
füllt sich mit dieser Druckflüssigkeit, und es tritt Druck
flüssigkeit über die Drosselbohrungen 39 in die hydrostati
schen Druckkammern 37, 38 ein, bis diese gefüllt sind. Der
Wirkungsquerschnitt der hydrostatischen Druckkammern 37 und
38 ist ein wenig größer als der Wirkungsquerschnitt des
Drucks in der Zylinderkammer 40, d. h. im Querschnitt der
Sackbohrung 15. Dadurch vermag die Druckflüssigkeit in den
hydrostatischen Druckkammern 37, 38, den Stempel 24 ein wenig
vom Innenumfang 4 der Hohlwalze 1 abzudrücken. Druckflüssig
keit strömt dann über den Rand 35 in den Zwischenraum 6 über.
Durch diesen Flüssigkeitsverlust fällt der Druck in den hy
drostatischen Druckkammern 37, 38 wegen des Vorhandenseins
der Drosselbohrungen 39 praktisch augenblicklich ab, wodurch
sich der am Rand 35 entstandene Spalt wieder schließt und
der Druck in den hydrostatischen Druckkammern 37, 38 wieder
ansteigt. Es bildet sich auf diese Weise ein Gleichgewicht
aus, wobei der Rand 35 und der Verbindungssteg 36 stets auf
einer dünnen Flüssigkeitsschicht laufen und nicht in metal
lischen Kontakt mit dem Innenumfang 4 der Hohlwalze 1 kom
men.
Es sind zwei hydrostatische Druckkammern 37, 38 vor
gesehen, damit der Stempel 24 am Innenumfang 4 der Hohlwal
ze 1 besser stabilisiert werden kann und sich die tragende
Flüssigkeitsschicht gleichmäßiger ausbildet.
Auf diese Weise kann eine Kraft gegen den Innenum
fang 4 der Hohlwalze 1 ausgeübt werden, die höher ist als
die Kraft, die sich ergäbe, wenn sich im Wirkungsquer
schnitt der hydrostatischen Druckkammern 37, 38 der Druck
in dem Zwischenraum 6 auswirkte.
Bei der anderen Betriebsweise, bei der also der Stem
pel 24 als Unterdruckelement arbeitet, ist die zuständige
Zuleitung 26 beispielsweise mit dem Vorratsbehälter direkt
verbunden. Der Zylinderraum 40 ist dadurch praktisch druck
lost. Der Stempel 24 wird aber dennoch durch die Feder 44
in Anlage am Innenumfang 4 der Hohlwalze 1 gehalten, auch
wenn in dem Zwischenraum 6 noch kein Druck herrschen soll
te. Ist jedoch dort ein solcher Druck aufgebaut, so wird
durch den Umlauf der Hohlwalze 1 und die Adhäsion der Druck
flüssigkeit am Innenumfang 4 aus dem Zwischenraum 6 über
den Rand 35 hinweg Druckflüssigkeit in die hydrostatischen
Druckkammern 37, 38 eingeschleppt werden, die normalerweise
nach einiger Zeit zur Füllung dieser Druckkammern und zum
Aufbau eines hydrostatischen Druckes in diesen führen wür
de. Um diesem Druckaufbau zu begegnen, sind die Rückschlag
ventile 43 vorgesehen, die schon bei einem geringen Druck
in den Druckkammern 37, 38 öffnen und die Druckflüssigkeit
in den Zylinderraum 40 abströmen lassen. Auf diese Weise herrscht
in der Zone 23 und in dem Zylinderraum 40 nunmehr ein "Unterdruck", d. h. ein
unter dem Druck in dem Zwischenraum 6 gelegener Druck.
Maßgeblich für die Doppelfunktion des Stempels 24
ist das Vorhandensein der Rückschlagventile 43. Diese blockieren
den Flüssigkeitsdurchgang bei der Funktion als hy
drostatisches Überdruckelement, setzen aber bei der Funk
tion als Unterdruckelement dem Flüssigkeitsabstrom keinen
nennenswerten Widerstand entgegen.
In Fig. 6 ist ein hydraulisches Schaltbild der Walze
wiedergegeben. Die Pumpe 12 erzeugt Druckflüssigkeit mit
einem Druck von 60 bis 80 Bar, die über eine Leitung 45 u. a.
auf des Reduzierventil 46 gelangt, in dem der Druck auf den in
dem Zwischenraum 6 (oder der Längskammer 14) erwünschten Wert von ca. 30 Bar
reduziert wird. Die Druckflüssigkeit wird in den Zwischenraum 6
eingespeist und ihm über die Leitung 8 entnommen, über einen
Wärmetauscher 47 geleitet, wo die Druckflüssigkeit bedarfs
weise erwärmt oder gekühlt wird, und über eine Umwälzpumpe
48 und die Leitung 7 dem Zwischenraum 6 wieder zugeleitet.
Die Umwälzpumpe 48 braucht keine großen Druckdifferenzen
zu erzeugen, sondern hat lediglich für die Durchströmung
des Zwischenraums 6 zu sorgen.
Über die Leitung 49 gelangt die von der Druckpumpe
12 abgegebene Druckflüssigkeit über einen Dreiwege-Druck
regler 50 in die Zuleitung 26 und in den Zylinderraum 40
und passiert in der schon beschriebenen Weise die Drossel
bohrungen 39 des Stempels 24. Der Pfeil 51 symbolisiert
die Zuleitungen zu den weiteren Zylinderräumen 40, denen
jeweils eigene Druckregler 50 zugeordnet sind, so daß der
Druck individuell geregelt werden kann.
In Fig. 3 ist die Walze 200 in einer Anordnung mit
nur einer Gegenwalze 10 wiedergegeben. Fig. 8 veranschau
licht schematisch die Verwendungsmöglichkeit der Walze 200
in einem Kalander mit vier Walzen. Durch die stetige Verän
derbarkeit des Druckes von einem Bereich, in welchem die
Walze 200 nach oben drückt, bis zu einem Bereich, in wel
chem sie nach unten wirkt, kann auf einfache Weise die Ver
teilung bzw. die Folge der Liniendrücke in den übereinan
der angeordneten Walzspalten A, B und C beeinflußt werden.
Wie bereits erwähnt, ist es leicht möglich, die Wal
ze 200 als eine solche mit "innerem Hub" auszubilden, wenn
die Hohlwalze 1 auf dem Querhaupt 3′ an den Enden nicht ge
lagert, sondern in der Wirkebene als Ganze gegenüber dem
Querhaupt 3′ parallel zu sich selbst verschiebbar geführt ist.
In Fig. 9 ist die Hohlwalze 1 erkennbar, die gemäß
der Zeichnung nach oben bzw. nach unten gegenüber dem
Querhaupt 3′ verlagerbar ist. Die Führung der Hohlwalze 1
senkrecht zur Wirkebene, d. h. in Bahnrichtung, erfolgt über
einen Führungsring 52, der den Endbereich 53 des Querhaup
tes 3′ mit radialem Abstand umgibt und an dem gemäß Fig. 8
rechten Ende ein gabelartiges Führungsstück 54 aufweist,
dessen Schenkel einen radialen Führungssteg 55, der an einer
Schulter 56 des Querhaupts 3′ befestigt ist, zu beiden Sei
ten umgreifen. Der Führungsring 52 kann sich also aus der
ausgezogen dargestellten Lage zum Beispiel in die strich
punktiert wiedergegebene Lage 52′ verlagern. Gemäß Fig. 9
senkrecht zur Zeichenebene ist eine Verlagerung jedoch nicht
möglich. Die Hohlwalze 1 ist auf dem Führungsring 52 über
ein Lager 57 abgestützt, welches aber nur Führungsaufgaben
hat und nicht zur Übertragung von Kräften in der Wirkebene
bestimmt ist. In dem Zwischenraum 6 zwischen Hohlwalze 1
und Querhaupt 3′ sind gemäß Fig. 9 rechts die Stempel 24
angebracht. Die Abdichtung des Zwischenraums 6 nach außen,
d.h. gemäß Fig. 9 nach links, erfolgt durch die Gleitring
dichtung 58.
Die Hohlwalze 1 kann also bei feststehendem Querhaupt
3′ gegenüber diesem nach unten gezogen und nach oben gedrückt
werden, wobei das Wesentliche ist, daß infolge der Doppel
funktion der Stempel 24 trotz der doppelten Kraftrichtung
diese nur auf einer Seite des Querhauptes angebracht sein
müssen und das Querhaupt nur auf einer Seite Schwächungen
durch die Sackbohrungen 15 erfährt.
Der Stempel 24′ der Fig. 10 bis 12 unterscheidet sich
zunächst einmal dadurch von dem Stempel 24, daß die Drossel
bohrungen 39 nicht in den Zylinderraum 40 münden, sondern in
eine innere Kammer 60 des Stempels 24′, die als zylindrische
Bohrung eines mittigen, vom Boden in das Innere des "Topfes"
hineinragenden Ansatzes 59 ausgebildet ist, in der der kol
benartige obere Endteil 61 einer Hülse 63 abgedichtet längs
verschiebbar ist.
die an ihrem unteren Ende in eine auf dem Boden der
Sackbohrung 15 angebrachte mit radialen Kanälen 64 verse
hene Verteilerplatte 65 eingeschraubt ist, durch die eine
Verbindung der in der Achse der Sackbohrung 15 gelegenen
Hülse 63 auch mit radial weiter außen gelegenen Zuleitun
gen 66 möglich ist.
Durch die wiedergegebene Anordnung kann der inneren
Kammer 60 aus irgendeiner der Zuleitungen 66 Druck zuge
führt werden, der von dem Druck in der Zylinderkammer 40
verschieden ist. Dabei ist durch die Teile 61, 63 und 64
eine Leitungsanordnung gebildet, die bei jeder beliebigen
Stellung des Stempels 24′ in der Sackbohrung 15 funktio
niert.
Der Sinn dieser Ausbildung liegt darin, daß den hy
drostatischen Druckkammern 37, 38 ein Druck zugeführt wer
den kann, der nicht mehr mit dem Druck in der Zylinderkam
mer 40 gekoppelt ist. Es braucht daher auch die Wirkfläche
der Druckkammern 37, 38 nicht mehr größer zu sein als die
des in der Sackbohrung 15 verschiebbaren Teils des Stempels
24′. Über die Zuleitungen 66 wird den hydrostatischen
Kammern 37, 38 getrennt von den Zuleitungen 26 eine volumen
mäßig geregelte Druckflüssigkeitsmenge zugeführt. Das pro
Zeiteinheit gleichbleibende zwangsweise zugeführte Druck
flüssigkeitsvolumen strömt über den Rand 35 ab und stellt
die stützende Flüssigkeitsschicht zwischen der Anlagefläche
34 und dem Innenumfang 4 der Hohlwalze 1 sicher. Der Druck
in den hydrostatischen Kammern 37, 38 stellt sich dabei von
selbst ein und steht in keinem bestimmten Verhältnis zu
dem Druck in der Zylinderkammer 40.
Ein weiterer wichtiger Unterschied zu dem Stempel 24
besteht darin, daß bei dem Stempel 24′ außerhalb des Randes
35 der hydrostatischen Druckkammern 37, 38 jeweils eine in
Umfangsrichtung vorgelagerte Ableitkammer 70 vorgesehen ist,
die über einen Kanal 67 und ein Rückschlagventil 43 mit der
Zylinderkammer 40 verbindbar ist. Wie aus Fig. 12 zu
ersehen ist, sind die beiden Ableitkammern 70 halbkreis
förmig gestaltet und außerhalb des Randes 35 vorgesehen.
Der Zweck der Ableitkammern 70 besteht darin, an dem Rand
35 übertretende Druckflüssigkeit abzufangen und dem Zylin
derraum 40 zuzuleiten, wenn der Stempel 24′ als Unterdruck
element arbeitet, d. h. wenn der Druck in dem Zwischenraum
6 größer ist als in den hydrostatischen Kammern 37, 38. Dann
wird ziemlich viel Druckflüssigkeit am Innenumfang 4 der
Hohlwalze 1 mitgenommen und ohne die Ableitkammern 70 in
die hydrostatischen Druckkammern 37, 38 eingeschleppt. Dies
verhindert zu einem großen Teil die Ableitkammer 70, die
auf der der Drehrichtung der Hohlwalze 1 entgegengerichte
ten Seite des Stempels 24′ vorgesehen ist. Durch die Ein
baurichtung des Rückschlagventils 43 kann an der Ableitkam
mer 70 abgefangene Druckflüssigkeit bei einem Betrieb als
Unterdruckelement ohne nennenswerten Widerstand abströmen,
während umgekehrt bei einem Betrieb des Stempels 24′ als
Überdruckelement die Ableitkammern 70 verschlossen sind
und unwirksam bleiben. Im ersteren Fall sind die Zylinder
kammer 40 und die jeweilige Zuleitung 26 entlastet, während
über die Leitung 66, die innere Kammer 60 und die Drossel
bohrungen 39 in den Druckkammern 37, 38 ein Druck beibehalten
wird, der gerade zur Überwindung der Kraft der Feder 44 aus
reicht, damit die Aufrechterhaltung des Flüssigkeitsfilms
zwischen dem Rand 35 und dem Innenumfang 4 der Hohlwalze 1
gewährleistet ist. Dieser Druck ist aber wesentlich geringer
als der Druck im Zwischenraum, so daß die Funktion als Unter
druckelement nicht tangiert ist.
Das Schaltbild nach Fig. 11 unterscheidet sich nur
durch die separate Zuführung der Druckflüssigkeit über die
Leitungsanordnung 66, 63 von dem Schaltbild nach Fig. 6. Die
ses ist durch ein zu den Zuleitungen 66 führendes Strom
regelventil 68 ergänzt, welches, wie bereits erwähnt, die
Menge der den hydrostatischen Druckkammern 37, 38 zuge
führten Druckflüssigkeit bestimmt. Jedem Stempel 24′ bzw.
jeder Gruppe von symmetrisch gelegenen derartigen Stempeln ist ein eigenes
Stromregelventil 68 zugeordnet, damit sichergestellt ist, daß jeder
Stempel 24′ bzw. jede Gruppe solcher Stempel unabhängig
von den anderen genau die ihnen zugemessene Druckflüssig
keitsmenge erhalten, wobei sich die Drücke von selbst
einstellen.
Bei der Ausführungsform 24′′ nach den Fig. 13 bis 15
erfolgt keine separate Zuführung der Druckflüssigkeit zu
den hydrostatischen Druckkammern 37 und 38, sondern es
stellt sich der darin herrschende Druck wie bei dem Stem
pel 24 in Abhängigkeit von dem in dem Zylinderraum 40 herr
schenden Druck von selbst ein. Dementsprechend sind auch
neben den Zuleitungen 26 keine weiteren Zuleitungen (wie
66 in den Fig. 10-12) vorgesehen. Auch bei dem Stempel 24′′
sind Ableitkammern 80 vorgesehen, die über Rückschlagven
tile 43, die gegen den Zylinderraum 40 hin öffnen, mit die
sem verbunden sind. Die Rückschlagventile 43 sitzen in Kanä
len 67. Auch die Ableitkanäle 80 sind etwa halbkreisförmig
ausgebildet und den hydrostatischen Druckkammern 37, 38 je
weils in Umfangsrichtung vorgelagert. Im Gegensatz zu dem
Stempel 24′ sind jedoch die Enden der halbkreisförmigen
Ableitkanäle 80 bei dem Stempel 24′′ durch Kanalteile 80′
miteinander verbunden, so daß der Ableitkanal 80 insgesamt
eine die jeweilige hydrostatische Druckkammer 37 bzw. 38
ringsum umgebende Ableitzone bildet. Die hydrostatischen
Druckkammern 37, 38 sind durch einen einen ringförmigen
Dichtsteg bildenden Rand 35′ ringsum gegen den Ableitkanal
80 abgetrennt. Die hydrostatischen Druckkammern 37, 38 bil
den also gewissermaßen Inseln innerhalb des Ableitkanals 80.
Auch der Stempel 24′′ ist wieder durch ein topfförmi
ges Gußteil 72 gebildet, welches mit der offenen Seite nach
unten in der Sackbohrung 15 angeordnet ist. Es ist jedoch
durch einen in halber Höhe angeordneten Zwischenboden 73 in
dem Stempel 24′′ eine innere Kammer 90 abgeteilt, von der
die in die hydrostatischen Druckkammern 37, 38 mündenden
Drosselbohrungen 39 ausgehen. In dem Zwischenboden 73 ist
ein in die innere Kammer 90 öffnendes Rückschlagventil 74
angeordnet. Außerdem ist in der Seitenwandung des topfför
migen Gußteils 72 im Bereich der inneren Kammer 90 ein mit
dem Zwischenraum 6 in Verbindung stehendes in die innere
Kammer 90 hinein öffnendes Rückschlagventil 75 angeordnet.
Bei dem Stempel 24′′ liegt die Besonderheit darin,
daß die Ableitkammern 80 im Falle des Betriebes als Über
druckelement als hydrostatische Druckkammern genutzt wer
den können. Hierfür ist wesentlich, daß von den die Rück
schlagventile 43 enthaltenden Kanälen 67 Drosselbohrungen
76 ausgehen, die die Kanäle 67 in dem zwischen den Rück
schlagventilen 43 und dem Innenumfang 4 der Hohlwalze 1
gelegenen Bereich mit dem Zylinderraum 40 verbinden.
Bei einem Betrieb als Überdruckelement wird dem
Zylinderraum 40 Druckflüssigkeit unter einem Druck zuge
führt, der höher als der Druck in dem Zylinderraum 6 ist.
Die Druckflüssigkeit tritt über das Rückschlagventil 74
in die innere Kammer 90 und von dort über die Drosselboh
rungen 39 in die hydrostatischen Kammern 37, 38 über. Das
Rückschlagventil 75 sperrt hierbei, so daß der Druck in
der inneren Kammer 90 nicht etwa zusammenbrechen kann.
Außerdem tritt die Druckflüssigkeit aus dem Zylin
derraum 40 über die Drosselbohrungen 76 und die Kanäle 67
in die Ableitkammern 80 ein, die also in diesem Fall eben
falls als hydrostatische Kammer wirken.
Die Gesamtfläche der hydrostatischen Kammern 37, 38
und der Ableitkammern 80 muß größer sein als die Wirk
fläche des Stempels 24′′ in der Sackbohrung 15, damit eine
einwandfreie Lagerung des Stempels 24′′ auf einem zwischen
diesem und dem Innenumfang 4 gebildeten Flüssigkeitsfilm
eintritt. Die gegen den Innenumfang 4 anliegende Stütz
fläche des Stempels 24 muß also notwendig größer sein als
der Querschnitt der Lochbohrung 15, d. h. es gibt wie in Fig. 5
an der Unterseite 77 des die Stützfläche bildenden Kopf
teils des Stempels 24 einen Überhang 78, d. h. eine kreis
ringförmige, radial über den Umfang des unteren Teils des
Stempels 24′′ vorspringende Wirkfläche, an der in dem Zwi
schenraum 6 befindliche Druckflüssigkeit angreift und eine
den Stempel 24′′ gegen den Innenumfang 4 der Hohlwalze 1
drückende Kraft ausübt.
Dieser Umstand hat eine besondere Bedeutung, wenn
der Stempel 24′′ als Unterdruckelement betrieben wird, d. h.
wenn der Druck in dem Zwischenraum 6 größer ist als der
Druck in dem Zylinderraum 40 bzw. in dem Zylinderraum 40
überhaupt kein Druck herrscht. In diesem Fall wird von
der Hohlwalze 1 beim Umlauf in die Ableitkammern 80 aus
dem Zwischenraum 6 eingetragene Druckflüssigkeit über die
Rückschlagventile 43 in den Zylinderraum 40 abgeführt. Der
hohe Druck in dem Zwischenraum 6 wirkt aber in dem Überhang
78 und preßt den Stempel 24′′ mit einer erheblichen Kraft
gegen den Innenumfang 4 der Hohlwalze 1, was zu Störungen
führen kann, da ja in diesem Fall normalerweise nicht wie
im Überdruckbetrieb ein Flüssigkeitsfilm zwischen der Stütz
fläche des Stempels 24′′ und dem Innenumfang 4 aufrechterhal
ten wird. Um diese Anpressung, die bis zur metallischen Rei
bung führen kann, zu entschärfen und gleichzeitig doch wie
der einen gewissen Flüssigkeitsfilm zu erzeugen, ist das
Rückschlagventil 75 vorgesehen. Durch dieses Ventil tritt
nämlich Druckflüssigkeit aus dem Zwischenraum 6 in die innere
Kammer 90 ein und wird durch das Rückschlagventil 74 am
Abströmen in den Zylinderraum 40 gehindert. Sie strömt
aber über die Drosselbohrungen 39 in die hydrostatischen
Druckkammern 37, 38 ein, die also in diesem Fall auch bei
Unterdruckbetrieb ihre Funktion als hydrostatische Druck
kammer beibehalten und eine Kraft erzeugen, die der an dem
Überhang 78 wirkenden Kraft entgegengerichtet ist. Der
Stempel 24′′ wird auf diese Weise hydraulisch entlastet,
wobei die Flächen des Überhangs 78 und der hydraulischen
Druckkammern 37 und 38 aufeinander abgestimmt sind. Durch
das Übertreten von Flüssigkeit aus den hydrostatischen
Druckkammern 37 und 38 wird überdies wenigstens teilweise
ein Flüssigkeitsfilm erzeugt, der eine metallische Be
rührung verhindert.
Claims (7)
1. Dichtungsglied für eine Walze mit steuerbarem
Liniendruck
mit eine den arbeitenden Walzenumfang bildenden um laufenden Hohlwalze (1) und einem diese der Länge nach durchgreifenden, rundum Abstand vom Innenumfang der Hohlwalze (1) belassenden feststehenden Querhaupt (3, 3′), an welchem Dichtungsglieder angebracht sind, gegen den Innenumfang (4) der Hohlwalze (1) anliegen und gegenüber dem Zwischenraum (6) zwischen Querhaupt (3, 3′) und Hohlwalze (1) Zonen (23) abteilen, in welche in dem Querhaupt (3, 3′) angeordnete Zuleitungen (26) münden,
welches durch einen kolbenartigen Stempel (24, 24′, 24′′) gebildet ist, welcher in einer zur Achse des Quer haupts (3′) senkrechten Zylindersackbohrung (15) des selben verschiebbar ist,
in welcher auf der Seite des Bodens ein mit der Zuleitung (26) in Verbindung stehender Zylinderraum (40) ausgebildet ist,
bei welchem auf der an dem Innenumfang (4) der Hohlwalze anliegenden stirnseitigen Stützfläche der Stempel mindestens eine gegen den Innenumfang (4) der Hohlwalze offene, ringsum berandete hydrostatische Druckkamer ausgebildet ist,
und bei welchem in dem Stempel in die hydrostatische Druckkammer mündende Drosselbohrungen vorgesehen sind, über die die hydrostatische Druckkammer mit Druck flüssigkeit füllbar ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß in dem Stempel (24, 24′, 24′′) mindestens ein die hydrostatische Druckkammer (37, 38) mit dem Zylinderraum (40) verbindender Kanal (41, 67) vorgesehen ist, in dem ein gegen den Zylinderraum (40) hin öffnendes Rückschlag ventil (43) angeordnet ist.
mit eine den arbeitenden Walzenumfang bildenden um laufenden Hohlwalze (1) und einem diese der Länge nach durchgreifenden, rundum Abstand vom Innenumfang der Hohlwalze (1) belassenden feststehenden Querhaupt (3, 3′), an welchem Dichtungsglieder angebracht sind, gegen den Innenumfang (4) der Hohlwalze (1) anliegen und gegenüber dem Zwischenraum (6) zwischen Querhaupt (3, 3′) und Hohlwalze (1) Zonen (23) abteilen, in welche in dem Querhaupt (3, 3′) angeordnete Zuleitungen (26) münden,
welches durch einen kolbenartigen Stempel (24, 24′, 24′′) gebildet ist, welcher in einer zur Achse des Quer haupts (3′) senkrechten Zylindersackbohrung (15) des selben verschiebbar ist,
in welcher auf der Seite des Bodens ein mit der Zuleitung (26) in Verbindung stehender Zylinderraum (40) ausgebildet ist,
bei welchem auf der an dem Innenumfang (4) der Hohlwalze anliegenden stirnseitigen Stützfläche der Stempel mindestens eine gegen den Innenumfang (4) der Hohlwalze offene, ringsum berandete hydrostatische Druckkamer ausgebildet ist,
und bei welchem in dem Stempel in die hydrostatische Druckkammer mündende Drosselbohrungen vorgesehen sind, über die die hydrostatische Druckkammer mit Druck flüssigkeit füllbar ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß in dem Stempel (24, 24′, 24′′) mindestens ein die hydrostatische Druckkammer (37, 38) mit dem Zylinderraum (40) verbindender Kanal (41, 67) vorgesehen ist, in dem ein gegen den Zylinderraum (40) hin öffnendes Rückschlag ventil (43) angeordnet ist.
2. Dichtungsglied nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Drosselbohrungen (39) mit dem Zylinderraum (40) in
Verbindung stehen.
3. Dichtungsglied nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der Stempel (24′) eine innere Kammer (60) aufweist,
die über die Drosselbohrungen (39) mit der hydrostatischen
Kammer (37, 38) und über eine die Verschiebungen des Stempels
(24′) in der Zylindersackbohrung (15) gestattende Leitungs
anordnung (61, 63) mit einer von der Zuleitung (26) zu dem
Zylinderraum (40) getrennten Zuleitung (66) im Querhaupt
(3′) in Verbindung steht.
4. Dichtungsglied nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß in der Stützfläche eine der hydrostati
schen Druckkammer (37, 38) an dem in Umfangsrichtung gelege
nen äußeren Rand (35) vorgelagerte Ableitkammer (70, 80)
vorgesehen ist, die über ein gegen den Zylinderraum (40)
hin öffnendes Rückschlagventil (43) mit der Zylinder
kammer (40) verbunden ist.
5. Dichtungsglied nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da
durch gekennzeichnet, daß der Stempel (24′′) eine innere
Kammer (90) aufweist, die über die Drosselbohrungen (39)
mit der hydrostatischen Druckkammer (37, 38) über ein
gegen die innere Kammer (90) hin öffnendes Rückschlagventil
(74) mit dem Zylinderraum (40) und über ein gegen die
innere Kammer (90) hin öffnendes Rückschlagventil (75)
mit dem Zwischenraum (6) zwischen Querhaupt (3′) und
Hohlwalze (1) in Verbindung steht, ansonsten aber ge
schlossen ist, daß der Stempel (24′′) über den Quer
schnitt der Zylindersackbohrung (15) radial vorspringt
und einen Überhang (78) bildet, durch den der Stempel
(24′′) unter der Wirkung des in dem Zwischenraum (6)
zwischen dem Querhaupt (3′) und der Hohlwalze (1)
herrschenden Drucks an den Innenumfang (4) der Hohl
walze (1) andrückbar ist und daß die hydrostatische
Wirkfläche des Überhangs (78) der hydrostatischen Wirk
fläche der durch die Drosselbohrungen (39) mit der inneren
Kammer (90) verbundenen hydrostatischen Druckkammer (37, 38)
im Sinne einer hydraulischen Entlastung des Stempels (24′′)
angepaßt ist.
6. Dichtungsglied nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,
daß der das Rückschlagventil (43) enthaltende Kanal (67)
außerhalb der inneren Kammer (90) durch eine Drossel
bohrung (76) mit dem Zylinderraum (40) verbunden ist.
7. Dichtungsglied nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, daß die Ableitkammer (80) die hydrostati
sche Druckkamer (37, 38) ringförmig umgibt und die hydro
statische Druckkammer (37, 38) durch einen ringförmigen
stegartigen dichtenden Rand (35) von der Ableitkammer
(80) getrennt ist.
Priority Applications (9)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19863640903 DE3640903A1 (de) | 1986-11-29 | 1986-11-29 | Dichtungsglied fuer eine walze mit steuerbarem liniendruck |
EP87117132A EP0273185B1 (de) | 1986-11-29 | 1987-11-20 | Walze mit steuerbarem Liniendruck |
EP90101968A EP0384173B1 (de) | 1986-11-29 | 1987-11-20 | Dichtungsglied für eine Walze mit steuerbarem Liniendruck |
FI875213A FI89978C (fi) | 1986-11-29 | 1987-11-26 | Vals vars linjetryck kan kontrolleras |
BR8706391A BR8706391A (pt) | 1986-11-29 | 1987-11-26 | Cilindro com pressao linear controlavel |
JP62299642A JPH0730784B2 (ja) | 1986-11-29 | 1987-11-27 | ロール装置 |
CA000552954A CA1304241C (en) | 1986-11-29 | 1987-11-27 | Roll with controllable line pressure |
US07/126,773 US4856157A (en) | 1986-11-29 | 1987-11-30 | Roll with controllable line pressure |
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