DE3645034C3 - Walze - Google Patents

Description

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

Eine solche Walze ist aus der DE-OS 33 43 313 bekannt. Die Abstützung des Endes des Querhaupts ist hierbei durch ringförmige Abstützböcke gebildet, die in der Glocke an­ geordnet sind und das Lager umgeben. Die Stützkräfte werden also vom Ansatz der Hohlwalze radial über das Lager und die Abstückböcke in die äußere Stützkonstruktion, z.B. den Ma­ schinenständer, abgeleitet.

Das hat zwar den Vorteil, daß auf die Glocke in einer durch die Achse gehenden Ebene keine Kantmomente ausgeübt werden, doch führt die Übereinanderanordnung von Lager und Abstützung zu einer in dieser Richtung erheblichen Abmessung. Dazu trägt bei, daß die Abstützung in der mit dem Ende des Querhaupts verbundenen und somit dessen Biegebewegungen mitmachenden Glocke angeordnet ist und deren Bewegungen also ebenfalls erfährt. Da sie die Stützkräfte in den feststehenden Maschinenständer oder eine vergleichbare Stützkonstruktion zu übertragen hat, muß eine Maßnahme zum Ausgleich der Bewegungen getroffen sein. Vergleichbare Abstützungen sind daher als Pendellager mit Kugelflächen ausgebildet, welches zwar keine Drehbewegungen zuläßt, wohl aber Verkantungen der gelagerten Teile in einer durch die Achse gehenden Ebene. Ein solches Pendellager hat notwendig eine gewisse radiale Bauhöhe. Da es nicht erwünscht ist, daß das Pendellager über den Umfang der Hohlwalze vorsteht, bleibt nur die Möglichkeit, die er­ hebliche radiale Abmessung sich nach innen erstrecken zu lassen, wodurch die Durchmesser des Endes des Querhaupts und des Ansatzes eine Beschränkung erfahren, die im Sinne einer biegefesten Konstruktion untunlich ist.

Auch hat natürlich ein das Lager noch umgebendes Pendellager einen großen Durchmesser und ist entsprechend aufwendig.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Walze der dem Oberbegriff des Anspruchs entsprechenden Art so auszugestalten, daß die mit der Anordnung der Abstützung radial außerhalb des eigentlichen Lagers einhergehenden Be­ schränkungen nicht mehr gegeben sind.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Anspruchs wiedergegebenen Merkmale gelöst.

Es ist hierdurch erreicht, daß die Glocke bzw. das Lager um die sonst von dem Pendellager eingenommene radiale Strecke nach außen rücken können, so daß sich der mögliche Durchmesser des Ansatzes und des Endes des Querhauptes ver­ größert. Das Pendellager, auf welchem sich die Glocke in einem Maschinenständer oder dergleichen abstützt, kann in seinem Außendurchmesser leicht unter dem der Hohlwalze bleiben, was aus konstruktiven Gründen wichtig ist.

Der spielfreie Sitz der Lagerglocke auf einer "Stützlänge" ist erforderlich, um das Kantmoment abzufangen, welches durch den axialen Abstand des Lagers und des Pendel­ lagers zustande kommt, insofern das Lager in dem Bereich der Lagerglocke mit dem größeren Innendurchmesser auf die Lagerglocke bei Belastung der Walze eine radiale Kraft aus­ übt, die mit einem dem Abstand entsprechenden Momentenarm in dem Bereich der Lagerglocke mit dem kleineren Innen­ durchmesser, wo also das Pendellager sitzt, wirkt.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.

Sie zeigt einen Teillängsschnitt durch das linke Ende einer erfindungsgemäßen Walze.

Die in der Zeichnung als Ganzes mit 10 bezeich­ nete Walze umfaßt ein feststehendes Querhaupt 1 in Ge­ stalt eines im wesentlichen massiven und zylindrischen Trägers, um welchen eine Hohlwalze 2 umläuft, die mit ihrem Innenumfang 3 Abstand von dem Außenumfang 4 des Querhaupts 1 beläßt. Der zylindrische Zwischenraum zwi­ schen dem Innenumfang 3 der Hohlwalze 2 und dem Außen­ umfang 4 des Querhaupts 1 ist in eine auf der Seite des Walzspalts 7, d.h. auf der Seite einer Gegenwalze 8, ge­ legene Längskammer 5 (Druckkammer) und eine auf der ge­ genüberliegenden Seite gelegene Längskammer 6 (Leckkam­ mer) unterteilt, und zwar durch am Querhaupt angeordnete, am Innenumfang 3 der Hohlwalze 2 dichtend anliegende Längsdichtungen 9, die zu beiden Seiten des Querhaupts 1 an dessen breitester Stelle angeordnet sind und von denen in der Zeichnung nur die vordere Längsdichtung 9 zu sehen ist. Die Längskammern 5, 6 haben also etwa die Gestalt zylindrischer Halbschalen, und es ist die Längs­ kammer 5 (Druckkammer) an beiden Enden durch Endquer­ dichtungen 11 geschlossen. Die Endquerdichtungen 11 ha­ ben in dem Ausführungsbeispiel die Form von Halbringen, die sich über die obere Hälfte des Querhauptes 1 er­ strecken und mit ihrem Außenumfang am Innenumfang 3 der Hohlwalze 2 anliegen. Die Endquerdichtungen 11 sind an Führungsstiften 12 geführt, die sich senkrecht zur Achse des Querhauptes 1 in der Wirkebene erstrecken, d.h. in der Ebene, in der die Resultierende der von der Druckflüssigkeit in der Längskammer 5 ausgeübten Kräfte liegt. Diese Wirkebene fällt in vielen Fällen mit der Verbindungsebene der Achse der Hohlwalze 2 und der Achse der Gegenwalze 8 zusammen.

Die Endquerdichtung 11 hat einen im wesentlichen rechteckigen Querschnitt und liegt mit einer Flanke an einem Absatz 13 des Querhauptes 1 an, mit der anderen Flanke an der Flanke 14 eines von dem Führungsstift 12 auf dem Querhaupt 1 festgehaltenen Halterings 15.

Die Längsdichtungen 9 auf den beiden Seiten bilden mit den an den beiden Enden der Hohlwalze 2 angebrachten Endquerdichtungen eine geschlossene Druckkammer 5, die über eine isolierte Zuleitung 16, die in einen Einlaß 17 an der Oberseite des Querhauptes 1 mündet, mit Druck- und Wärmeträgerflüssigkeit versorgt werden kann. Die Druck- und Wärmeträgerflüssigkeit strömt in der Längs­ kammer 5 gemäß der Zeichnung nach rechts, tritt nahe dem dortigen Ende der Längskammer 5 durch einen Querkanal in die Leckkammer 6 über und strömt in dieser wieder von rechts nach links, um an einem Auslaß 18 und einem nicht dargestellten Auslaßkanal wieder abgesaugt zu werden. Die Leckkammer 6 ist manchmal auch mit Druckflüssigkeit gefüllt. Sie hat dann ebenfalls Endquerdichtungen. Der Druck in der Leckkammer 6 ist dann allerdings geringer als der in der Druckkammer 5. Für die Ausübung des Li­ niendrucks im Walzspalt 7 ist die Differenz der Drücke in den beiden Kammern 5, 6 maßgebend.

In dem gezeigten Ausführungsbeispiel jedoch ist die Leckkammer nach links nicht durch eine Endquerdich­ tung abgeschlossen. Es kann also Druckflüssigkeit an dem Auslaß 18 vorbei nach links über die Flanke 13 hin­ aus übertreten. Damit die Hauptmenge in der Leckkammer 6 verbleibt, ist ein Abweisring 19 vorgesehen, der anströ­ mende Flüssigkeit wieder in die Leckkammer 6 zurück­ lenkt, wo sie über den Auslaß 18 abgeführt wird.

An der Hohlwalze 2 ist stirnseitig ein hülsen- oder buchsenartiger Ansatz 20 befestigt, der die Hohl­ walze 2 fortsetzt und dessen Außenumfang 23 einen ge­ ringeren Durchmesser als der Außendurchmesser der Hohl­ walze 2 besitzt. Der Innenumfang 21 des Ansatzes 20 be­ läßt einen geringen Abstand zum Außenumfang 22 des aus der Hohlwalze 2 hervorragenden Endes des Querhauptes 1. Es ist also ein Abstandsraum 24 gebildet, in welchen geringfügige Anteile der Druck- und Wärmeträgerflüssig­ keit aus der Leckkammer 6 übertreten können, wenn sie den Abweisring 19 überwunden haben. Eine wesentliche Strömung kann in dem Abstandsraum 24 jedoch nicht statt­ finden, weil dieser am in der Zeichnung linken Ende durch eine als Ganzes mit 25 bezeichnete Gleitringdichtung verschlossen ist. Die Gleitringdichtung 25 umfaßt den eigentlichen Gleitring 26, der an seinem Innenumfang Abstand vom Querhaupt 1 beläßt, den Gegenring 27, der mit der Stirnseite des Ansatzes 20 verbunden ist, einen Führungsring 28, der den Gleitring 26 in der richtigen Position hält und der über einen Metallbalg 29 abge­ dichtet ist. Der Metallbalg 29 ist an seinem einen axialen Ende dicht mit dem Führungsring 28 verbunden, an dem anderen axialen Ende mit einem Haltering 31, der in einer zylindrischen Ausnehmung 32 einer als Ganzes mit 30 bezeichneten Lagerglocke befestigt ist. Die La­ gerglocke 30 ist in dem Ausführungsbeispiel zweiteilig ausgeführt und besitzt einen Bereich 33 größeren Innen­ durchmessers, der der Hohlwalze 2 zugewandt ist und einen geringfügig kleineren Außendurchmesser als diese aufweist, sowie einen daran anschließenden Bereich 34 kleineren Innen- und Außendurchmessers, der mit seinem zylindrischen Innenumfang 35 auf den zylindrischen End­ teil 1′ des Querhauptes 1 spielfrei aufgeschoben ist. Diese Anordnung ergibt eine Stützlänge 36, die die Fluchtung zwischen der Achse des Querhauptes und der Achse der Lagerglocke 30 aufrechterhält, auch wenn die Lagerglocke 30 außerhalb des Bereichs 34 radial belastet wird. Eine solche Belastung kommt durch das Lager 40 zu­ stande, welches in dem Bereich 33 der Lagerglocke 30 zwischen dessen Innenumfang 37 und dem Außenumfang 23 des Ansatzes 20 angeordnet ist und auf welchem die Hohl­ walze 2 an der Lagerglocke 30 drehbar abgestützt ist. Da sich das Querhaupt 1 innerhalb der Hohlwalze 2 bei Be­ lastung durchbiegt und die Lagerglocke 30, da sie ja über die Stützlänge 36 fest mit dem Querhaupt 1 ver­ bunden ist, dieser Durchbiegung folgt, die Hohlwalze 2 aber nicht, sind die Lager 40 als Pendellager ausgebil­ det, die Fluchtfehler zwischen den Flächen 23 und 37 ausgleichen können.

Die äußeren Kräfte werden in das aus der Hohlwalze 2 vorstehende Ende 1′ des Querhauptes 1 in dem Bereich 34 der Lagerglocke 30 eingeleitet, und zwar durch das auf dem dortigen Außenumfang 38 der Lagerglocke 30 angeord­ nete Pendellager 39, welches aber im Gegensatz zu dem Pendellager 40 kein Drehlager ist, da ja die Lagerglocke 30 ebenso wie das Querhaupt 1 stillsteht. Da der Außen­ umfang 38 des Bereichs 34 der Lagerglocke 30 einen we­ sentlich geringeren Durchmesser als die Hohlwalze 2 auf­ weist, kann erreicht werden, daß der Außendurchmesser des Pendellagers 39 ebenfalls noch kleiner ist als der Außendurchmesser der Hohlwalze 2, was aus konstruktiven Gründen erwünscht ist.

Durch die gezeigte Konstruktion ist es möglich, den Kreislauf der Druck- und Wärmeträgerflüssigkeit in den Längskammern 5 und 6 gänzlich von dem Schmierkreis­ lauf für das Lager 40 zu trennen. Die Druck- und Wärme­ trägerflüssigkeit kann zwar noch in den Zwischenraum 24 eindringen, jedoch nur bis zu der Gleitringdichtung 25. Die Schmierflüssigkeit für die Lager 40 wird an dem Einlaß 41 oben zugeführt und an den Auslässen 46 druck­ los, d.h. ohne Staubildung, unten wieder abgesaugt.

Da die Flüssigkeit in dem Zwischenraum 24 steht und nicht strömt, kühlt sie sich sehr rasch ab, so daß ein nennenswerter Wärmeübergang in das Lager 40 nicht stattfindet. Hierzu trägt auch die Isolierung 16′ der Zuleitung 16 bei.

Die Gleitfläche 25′ der Gleitringdichtung 25 ist von einer Kammer 42′ ringförmig umgeben, die als gemeinsame Leck­ ölkammer für an der Gleitfläche 25′ aus dem Zwischenraum 24 und an der Außenseite des Gegenrings 27 aus dem Bereich des Lagers 40 übertretende, sehr kleine Flüssigkeitsmengen dient, die abgezogen und verworfen werden. Der Kammer 42′ ist durch eine Zuleitung 42 Stickstoff zuführbar. Dadurch wird ver­ hindert, daß die aus dem Zwischenraum 24 an der Gleitfläche 25′ übertretende Wärmeträgerflüssigkeit mit Luftsauerstoff in Berührung kommt und auf der Gleitfläche 25′ verlackt.

Der Antrieb der Hohlwalze 2 kann gewünschtenfalls auf einfache Weise durch ein am Ende der Hohlwalze 2 angeordnetes Kettenrad und eine darumgeschlungene Kette erfolgen, wie es bei 43 im unteren Teil der Zeichnung dargestellt ist.

Die Führungslänge 36 muß einen gewissen Wert auf­ weisen, damit die Lagerglocke 30 ausreichend gegen die vom Lager 40 eingeleiteten Kippkräfte abgestützt ist. Die Stützlänge ist größenordnungsmäßig etwa gleich dem Ab­ stand 44 von dem der Hohlwalze 2 zugewandten Ende des zylindri­ schen Innenumfangs 35 der Lagerglocke 30 bis zur Mitte des Lagers 40 und ebenfalls größenordnungsmäßig etwa gleich dem Abstand 45 von dieser Mitte bis zum Ende der Hohlwalze 2. Es ergibt sich auf diese Weise die nötige Distanz zwischen der heißen Zone im Bereich der Längskammern 5 und 6 und dem Lager 40. Auch erhält der Zwischenraum 24 zwischen dem Ansatz 20 und dem Ende des Querhauptes 1 dadurch eine ge­ wisse Länge, so daß sich etwa noch übertretende Druck- und Wärmeträgerflüssigkeit in diesem Zwischenraum "totlaufen" kann und es im Bereich des Lagers 40 nicht mehr zu nennens­ werten Strömungen und Wärmetransporten kommt.

Claims (1)

1. Walze

   • - mit einer den arbeitenden Walzenumfang bildenden umlaufenden Hohlwalze (2),
   • - mit einem diese der Länge nach durchgreifenden, ringsum Abstand zum Innenumfang (3) der Hohlwalze (2) belassenden feststehenden Querhaupt (1), auf welches an den aus der Hohlwalze hervorragenden Enden (1′) über zumindest eine Abstützung äußere Kräfte aufbringbar sind und auf dem sich die Hohlwalze (2) über eine in dem Zwi­ schenraum (5) zwischen der Hohlwalze (2) und dem Querhaupt (1) befindliche Druckflüssigkeit abstützt,
   • - mit einer außerhalb jedes Endes der Hohlwalze (2) angeordneten Lagerglocke (30), die einen Bereich (33) großen Innendurchmessers und einen zum nahegelegenen Ende der Walze (10) hin axial benachbarten Bereich (34) geringeren Innendurchmessers aufweist, in den sich das Querhaupt (1) hineinerstreckt, wobei die Lagerglocke (30) in dem Bereich (34) verringerten Innendurchmessers das dortige Ende (1′) des Querhauptes umgreift und ab­ stützt und wobei die äußeren Kräfte der Abstützung an der Lagerglocke (30) angreifen,
   • - und mit einem axialen Ansatz (20) an jedem Ende der Hohlwalze (2), der im Außendurchmesser gegenüber dem Durchmesser der Hohlwalze verringert ist und mit radialem Spiel axial in die Lagerglocke (30) in deren Bereich (33) großen Innendurchmessers eingreift, wobei an jedem Ende der Hohlwalze (2) im Eingreifbereich zwischen der Außenseite (23) des Ansatzes (20) und der Lagerglocke (30) ein Lager (40) angeordnet ist, auf welchem die Hohl­ walze (2) gegenüber der Lagerglocke (30) drehbar abgestützt ist,
     dadurch gekennzeichnet,
   • - daß der Bereich (34) geringeren Innendurchmessers der Lagerglocke (30) einen geringeren Außendurchmesser als der Lagerglockenbereich (33) großen Innendurchmessers aufweist,
   • - daß die Lagerglocke (30) im Bereich (34) verringer­ ten Innendurchmessers das dortige Ende (1′) des Querhauptes (1) spielfrei auf einer Stützlänge (36) umgreift, die mindestens dem Abstand zwischen dem der Hohlwalze (2) zugewandten Ende des Bereichs (34) verringerten Innen- und Außendurchmessers und der Mitte des Lagers (40) entspricht
   • - und daß die Abstützung durch ein Pendellager (39) gebildet ist, welches auf dem Außenumfang (38) des Bereichs (34) verringerten Innen- und Außendurchmessers der Lager­ glocke (30) angeordnet ist.