DE3734832A1

DE3734832A1 - Durchbiegungsgeregelte walze

Info

Publication number: DE3734832A1
Application number: DE19873734832
Authority: DE
Inventors: Juhani Niskanen
Original assignee: Valmet Oy
Current assignee: Metso Paper Oy
Priority date: 1986-11-10
Filing date: 1987-10-14
Publication date: 1988-05-11
Also published as: JP2543124Y2; JP2529652Y2; US4757585A; SE8704374L; JPH081285U; FI864564A0; JPS63135610A; FI75217C; CA1305621C; FI75217B; SE8704374D0; SE467753B; JPH0744801U

Description

Die Erfindung betrifft eine durchbiegungsgeregelte Walze, bestehend aus einer massiven Zentralwelle und einem auf dieser drehbar angebrachten Walzenmantel, wobei in dem Raum zwischen der Zentralwelle und genanntem Mantel Gleit schuh-Belastungskolbenvorrichtungen oder eine ähnliche Druck flüssigkeitskammer oder Serie von diesen angebracht ist, mit der sich das Profil des mit einer Gegenwalze der betreffenden durchbiegungsgeregelten Walze zu bildenden Pressenspaltes regeln läßt, und die Gleitschuh-Kolbenvorrichtung oder der gleichen im wesentlichen im Bereich der Ebene des genannten Pressenspaltes angebracht ist, und der Walzenmantel in Nähe seiner beiden Enden mit Lagern auf der genannten stationären Welle drehbar gelagert ist, und die stationäre Welle außer halb der Lagerungsstellen des Walzenmantels abgestützt wird.

In Papiermaschinen kommen im allgemeinen Walzen zur Anwendung, die zusammen mit einer Gegenwalze einen entwäs sernden Pressenspalt, Ausgleichsspalt oder Kalanderspalt bilden. Bei diesen Verwendungszwecken ist wichtig, daß eine konstante Liniendruckverteilung des Pressenspaltes, d. h. konstantes Profil in Axialrichtung der Walzen erhältlich ist oder daß sich dieses Profil dem Bedarf entsprechend regeln läßt, um z. B. das Feuchtigkeitsprofil und/oder das Dicken profil in Querrichtung der Bahn (Kaliber) zu beherrschen. Es sind verschiedene durchbiegungskompensierte oder durchbie gungsgeregelte Walzen für diesen Zweck bekannt, mit denen angestrebt wird, die Liniendruckverteilung im Pressenspalt zu beeinflussen.

Es sind mehrere verschiedene durchbiegungskompensierte oder -geregelte Papiermaschinenwalzen bekannt. Diese Walzen bestehen im allgemeinen aus einer massiven oder rohrförmigen, stationären Walzenwelle und einem um diese drehbar angeordne ten Walzenmantel. Zwischen genannter Welle und Mantel sind gegen die Innenfläche des Mantels wirkende Gleitschuhanord nungen und/oder Druckflüssigkeitskammern oder Kammernreihe angebracht derart, daß das axiale Profil im Pressenspalt nach Bedarf korrigiert oder geregelt werden kann. Im allgemeinen werden die von diesen Walzen gebildeten Spalte, wie Pressen spalte oder Kalanderspalte, durch auf die Wellenzapfen der durchbiegungskompensierten Walze und deren Gegenwalze gerich tete Belastungskräfte belastet.

Die Gegenwalze einer durchbiegungskompensierten Walze hat im allgemeinen fest mit dem Walzenmantel verbundene ro tierende Wellenzapfen, an denen die Walze gelagert ist. Die durchbiegungskompensierte Walze ist ihrerseits auf der sta tionären massiven Welle gelagert. Die Lagerabstände der Ge genwalze und der durchbiegungskompensierten Walze sind im allgemeinen untereinander unterschiedlich groß derart, daß der Lagerabstand der durchbiegungskompensierten Walze wesent lich kleiner ist als der Lagerabstand der Gegenwalze, woraus sich gewisse Nachteile ergeben.

Das Problem des sich aus der unterschiedlichen Größe des Lagerabstandes der Gegenwalze und des Lagerabstandes des Mantels der durchbiegungskompensierten Walze ergebenden Un terschiedes der Durchbiegungsformen wurde in an sich bekann ter Weise u. a. versucht mit folgenden Mitteln zu lösen. Die Walzen werden bombiert, aber es wird dadurch nur bei einer bestimmten Linienlast ein gleichmäßiges Spaltprofil erreicht. Speziell an Kalanderwalzen sind Heizvorrichtungen verwendet worden, mit denen der Walzenmantel bezüglich seiner Umgebung an den Stellen erhitzt wird, an denen ein höherer Liniendruck gewünscht wird. Auch diese Art und Weise hat ihre eigenen Grenzen und Nachteile. An der durchbiegungskompensierten Walze wird ein verlängerter Lagerabstand verwendet, wodurch die Probleme auf die Papiermaschinenständerkonstruktionen verlegt werden. Es ist auch bekannt, in der Lagerung der durchbiegungskompensierten Walze und der Gegenwalze überein anderliegende Gelenklager und Wälzlager einzusetzen. Diese an sich bekannte Lösung braucht sehr viel Platz. Weiter bekannt sind auch sog. selbsttätige Gegenmomentwalzen.

An sich bekannt ist die Verwendung einer mit verlän gertem Mantel versehenen durchbiegungskompensierten Walze derart, daß die Lagerabstände der durchbiegungskompensierten Walze und der Gegenwalze gleich groß werden. Auf diese Weise wird für die durchbiegungskompensierte Walze eine Durchbie gungskurve erzielt, die der Durchbiegungskurve der Gegenwalze entspricht, was dazu führt, daß das Dickenprofil des von der durchbiegungskompensierten Walze und der Gegenwalze gebilde ten Pressenspaltes im wesentlichen gleichmäßig ist. Die ge nannte Verlängerung des Mantels bringt jedoch eine Vielzahl Probleme mit sich.

Bei bisher bekannten durchbiegungskompensierten Walzen hat die Handhabung der Endbereiche des Mantels zu Problemen geführt derart, daß von der Regelungsreserve der hydrauli schen Belastungselemente der größte Teil vielfach zur Korrek tur der Durchbiegungsabweichungen der Endbereiche der Walze verwendet werden mußte. Aufgrund dieses Nachteils ist der verbleibende eigentliche Regelungsbereich oft zu klein.

Weiter sind auch sog. belastungsarmlose durchbiegungs kompensierte Walzen bekannt, bei denen die Hublänge der Kol ben-Zylinder-Elemente der hydraulischen Belastungselemente so groß ausgeführt ist, daß sie auch zur Erzielung der Spaltöff nungsbewegung und dementsprechend der Schließbewegung aus reicht sogar derart, daß auf die Enden der Walzenwelle wir kende, mit Kraftvorrichtungen ausgerüstete Belastungsarme überhaupt nicht benötigt werden. An solchen belastungsarm losen durchbiegungskompensierten Walzen sorgen hydraulische Belastungselemente, die gegen die Innenfläche des Walzen mantels wirken, außer für die Kompensation der Durchbiegung und das Profilieren auch für die eigentliche Spaltdruckbe lastung. Die Nachteile bei an sich bekannten belastungsarm losen durchbiegungskompensierten Walzen liegen in der kompli zierten Konstruktion und bei den Schwierigkeiten, die Hub länge der Kolben-Zylinderelemente der stationären Welle und des Walzenmantels ausreichend groß auszuführen und mit letzt genannten ausreichende Spaltbelastungs- und -kompensations kräfte zu erzielen. Im einzelnen haben sich diesbezüglich die Endbereiche des Walzenmantels als besonders problematisch erwiesen.

Zum Stand der Technik, die der vorliegenden Erfindung am nächsten kommt, wird hingewiesen auf FI-PS 57 004 (entspr. US-PS 38 85 283), FI-PS 67 923 (entspr. DE-OS 30 03 396) und die zurückgezogene FI-Anmeldung 7 91 581 (entspr. GB-Anmeldung 20 22 775). In der genannten FI-PS 57 004 ist eine durchbie gungskompensierte Walze beschrieben, in der die Hublänge der hydraulischen Zylinder-Kolben-Gleitschuhelemente so groß bemessen ist, daß sie ausreicht, um die Preß- und Hubbewe gungen des Mantels der durchbiegungskompensierten Walze aus zuführen, und der Zylindermantel der Walze an den Enden mit Führungen versehen ist, die ihn in Richtung der Spaltebene führt derart, daß keine anderen Vorrichtungen zur Preßbe lastung und zum Öffnen/Schließen des Spaltes nötig sind.

Aus genanntem FI-Patent 67 923 ist eine durchbiegungs kompensierte Walze bekannt, bei der außerhalb der Walzenman tellager zwischen den Enden der Zentralwelle und des Walzen mantels Kraftvorrichtungen angebracht sind und mit den Kraft vorrichtungen Kräfte gegen den Walzenmantel gerichtet werden können, mit denen sich das Belastungsprofil des Walzenmantels korrigieren läßt.

Von den letztgenannten Patentschriften kommt der vor liegenden Erfindung vielleicht die in genannter FI-Anmeldung 7 91 581 beschriebene durchbiegungskompensierte Walze am näch sten, bei der im Bereich der Walzenmantellager innerhalb deren stationären Innenringes sich in Zylinderbohrungen in der Zentralwelle angebrachte Kolben befinden, mit denen der Walzenmantel angehoben werden kann, um den Spalt zu öffnen. Genannte Kolben-Zylindervorrichtungen sind ausschließlich zum Öffnen des Spaltes vorgesehen und mit ihnen können keine den Spalt belastende Kräfte erzeugt werden.

Die vorliegende Erfindung hat zur Aufgabe, die genann ten Nachteile zu vermeiden.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine durch biegungskompensierte Walze zu schaffen, die auch als sog. belastungsarmlose durchbiegungskompensierte oder als Walze verwendet werden kann, mit der die Öffnungsbewegung (im all gemeinen 30-100 mm) des von ihr gebildeten Pressenspaltes von der Gegenwalze weg ebenso wie das Schließen des Spaltes und die Belastung der Endbereiche mit Hilfe von innerhalb des Mantels der durchbiegungskompensierten Walze und dessen mög lichen Verlängerungen angebrachten hydraulischen Gleitschuh- Kolben-Zylinderelementen erfolgen kann.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht auch darin, eine durchbiegungskompensierte Walze zu schaffen, bei der vorteilhaft innerhalb des Walzenmantels oder der an des sen Enden befindlichen Verlängerungen zwischen Zentralwelle und Walzenmantel im Bereich der Lager oder außerhalb von diesen Kraftvorrichtungen angebracht sind, mit denen sich der Pressenspalt sowohl öffnen als auch schließen läßt, sowie zusätzlich auf die Enden des Walzenmantels Belastungskräfte optimal und derart richten lassen, daß die gesamte Regelungs kapazität der zwischen Walzenmantel und Welle befindlichen hydraulischen Gleitelemente zur Kompensation lokaler Profil fehler verfügbar bleibt.

Zur Erreichung der genannten und weiter unten deutlich werdenden Ziele ist für die erste Ausführung der Erfindung im wesentlichen charakteristisch,
daß innerhalb des rotierenden Mantels der durchbiegungsgere gelten Walze und/oder dessen Verlängerung auf dem Stirnteil der Zentralwelle ein Ringteil untergebracht ist, um welches das Lager oder die Lager zwischen Zentralwelle und Walzen mantel angebracht ist/sind,
daß zwischen genanntem Ringteil und genanntem Endstück der Zentralwelle hydraulische Kraftvorrichtungen angebracht sind, die mit bestimmten Hydraulikflüssigkeitsdrücken belastbar sind, um die den Spalt belastenden Kräfte teilweise zu er zeugen, und außerdem mit genannten Kraftvorrichtungen der Mantel der durchbiegungsgeregelten Walze bezüglich seiner Zentralwelle versetzbar ist, um den genannten Spalt zu öff nen/schließen, und
daß innerhalb des Mantels der durchbiegungsgeregelten Walze und dessen Lagerungsabstandes Vorrichtungen angebracht sind, mit denen beide Stirnbereiche des Walzenmantels belastende Kompensierungsmomente erzeugt werden, die sich mit Kompen sierungskräften so groß ausführen lassen, daß die Moment kurven an den Walzenmänteln im Bereich des zwischen Gegen walze und durchbiegungsgeregelter Walze gebildeten Spaltes im wesentlichen die gleiche Form haben.

Für die zweite Ausführung der Erfindung ist im wesent lichen charakteristisch,
daß innerhalb der durchbiegungskompensierten Walze und deren rotierenden Mantels und/oder dessen Verlängerung um das End stück der Zentralwalze der durchbiegungskompensierten Walze herum ein Ringteil angebracht ist,
daß zwischen genanntem Ringteil und dem Endstück und/ oder der Verlängerung des Mantels der durchbiegungskompensierten Walze das Lager oder die Lager des Mantels der durchbiegungs kompensierten Walze angebracht sind,
daß zwischen genanntem Ringteil und dem Endstück der Zentral welle der durchbiegungskompensierten Walze hydraulische Kraftvorrichtungen angebracht sind, die hauptsächlich auf Pressenspaltebene arbeiten, und
daß genannte hydraulische Kraftvorrichtungen angebracht und mit hydraulischer Druckflüssigkeit belastbar sind derart, daß sich mit ihnen der mit der Gegenwalze der durchbiegungskom pensierten Walze gebildete Pressenspalt öffnen/schließen läßt, und außerdem mit den hydraulischen Kraftvorrichtungen auf die Enden des Walzenmantels die Belastungskraftverteilung ausgleichende Kräfte gerichtet werden können.

Bei der Erfindung sind innerhalb der Endbereiche des rotierenden Mantels der durchbiegungskompensierten Walze und/oder innerhalb spezieller Verlängerungshülsen und in der Nähe der Walzenmantellager hydraulische Gleitschuh-Kolben- Zylinderelemente angebracht, die zweckmäßig symmetrisch zur Vertikalebene des Lagers auf beiden Seiten der Zentralwelle angeordnet sind. Mit diesen Vorrichtungen wird vorteilhaft wenigstens ein Teil der Belastung des von der durchbiegungs kompensierten Walze gebildeten Pressenspaltes speziell im Bereich der Walzenmantelenden erzeugt, und außerdem wird mit genannten hydraulischen Vorrichtungen die Öffnungsbewegung und die entsprechende Schließbewegung des Spaltes erzeugt.

Entsprechend der ersten Ausführung der Erfindung wird ohne Mantelverlängerung der durchbiegungskompensierten Walze ein auf die Mantelenden wirkendes, in der richtigen Größe einstellbares Moment erzielt, indem eine innenseitige Hülse des Walzenmantels oder ein ähnliches Teil verwendet wird, das z. B. von einer Belastungsschuhanordnung gepreßt wird, wo durch das betreffende kompensierende Moment verursacht wird, ohne die Spaltbelastung zu stören.

Erfindungsgemäß kann das das betreffende Pressenprofil ausgleichende Moment mit hydrostatischen oder entsprechenden Gleitschuh-Kolben-Zylinderelementen dergleichen Art erzeugt werden, wie sie auch sonst in durchbiegungskompensierten Walzen zur Regelung der Durchbiegung und zur Profilgebung verwendet werden.

Im folgenden wird die Erfindung unter Hinweis auf einige in den Abbildungen der beigefügten Zeichnung darge stellte Beispiele, auf deren Einzelheiten die Erfindung jedoch nicht eng begrenzt ist, ausführlich beschrieben.

Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemäße durchbiegungs kompensierte Walze schematisch als vertikalen Axialschnitt, wobei die durchbiegungskompen sierte Walze mit einer Gegenwalze einen Pressenspalt bildet.

Fig. 2 zeigt den Bereich der Enden des rotierenden Mantels einer durchbiegungskompensierten Walze als Senkrecht-Teilschnitt durch die Mittelachse.

Fig. 3 zeigt als axialen Senkrecht-Mittelschnitt die zweite Ausführung der Erfindung.

Fig. 4 zeigt in der Art nach Fig. 3 eine Variante der zweiten Ausführung der Erfindung.

Fig. 5 zeigt eine alternative Ausführung der Erfin dung und Fig. 5 ist im Prinzip der in Fig. 2 an der Stelle V-V eingetragene Schnitt.

Fig. 6 zeigt das Prinzip der Durchbiegung der durch biegungskompensierten Walze und deren Gegen walze und der Belastung sowie die in diesem Zusammenhang entstehenden und nötigen Kräfte und Momente.

Fig. 7 zeigt verschiedene Verteilungen des Pressen spaltprofils.

Im folgenden werden unter Hinweis auf Fig. 1 und 2 die Hauptprinzipien der Walzen gemäß der ersten Ausführung der Erfindung beschrieben.

Nach Fig. 1 und 2 wird der Pressenspalt N, der von einer Bahn W mit der Breite L _W oder einer Bahn und Filz/ Filzen durchlaufen wird, zwischen einer Gegenwalze 20 und einer erfindungsgemäßen durchbiegungskompensierten Walze 10 gebildet. Die durchbiegungskompensierte Walze 10 und Gegen walze 20 haben beide gerillte (in Verbindung mit Rillung immer ein Filz) oder mit glatten Oberflächen 14, 24 versehene Mäntel 13, 23. Die Gegenwalze 20 ist mit ihren Wellenzapfen 21 a und 21 b in Lagern 22 a und 22 b gelagert, deren Lagerungs abstand L ₀ beträgt. Im selben Abstand L ₀ wird die erfindungs gemäße durchbiegungskompensierte Walze 10 an den Endteilen 11 a und 11 b ihrer stationären Zentralwalze 11 von Lagern 15 a und 15 b getragen, die sich an stationären Ständerteilen 50 a und 50 b abstützen, weil die durchbiegungskompensierte Walze 10 belastungsarmlos ist. Am rotierenden Mantel 13 der durch biegungskompensierten Walze 10 ist der Lagerungsabstand L₁ kleiner als der Lagerungsabstand L ₀ der Gegenwalze derart, daß L ₀-L ₁=2×a.

Im Raum zwischen der stationären Zentralwelle und dem rotierenden Mantel 13 der durchbiegungskompensierten Walze 10 befindet sich im Bereich des Spaltes N eine Serie Gleitschuhe 16 _l-16 _N, die von in Zylinderbohrungen 11 _p (Fig. 3) der Welle 11 befindlichen Kolben 17 _l-17 _N mit regelbarem Druck belastet werden derart, daß der Spalt N belastet und sein Profil ge regelt und beherrscht wird.

Nach Fig. 1 und 2 sind innerhalb des Walzenmantels 13 an den Außenseiten der an dessen beiden Enden befindlichen Hülsenteile 19 a Flanschteile 19 b befestigt, mit denen das Hülsenteil 19 a durch Schrauben 27 am Ende des Walzenmantels 13 befestigt ist. Als Verlängerung des Flanschteils 19 b dient ein Vorsprungteil 19 c, das den rotierenden Außenring der Lager 12 a, 12 b des Walzenmantels bildet. An der Außenseite des Vorsprungteils 19 c ist ein Endstück 40 mit Schrauben 41 befestigt. Das stationäre Innenteil der Lager 12 a, 12 b der Walze 10 wird aus einem Ringteil 30 gebildet, in dessen Nut 37 die Wälzelemente der Lager 12 a, 12 b untergebracht sind. Zu beiden Seiten genannter Nut 37 befinden sich nach Fig. 2 in der Ebene, die durch die Mittellinie der Welle 11 und den Spalt N läuft, Zylinderbohrungen 31 a und 31 b, von denen somit an beiden Enden der Walze 10 nach Fig. 2 vier Stück und nach Fig. 5 dementsprechend acht Stück beidseitig der Spaltebene K-K paarweise symmetrisch vorhanden sind.

In den Ringteilen 30 befinden sich Zylinderbohrungen 31, in denen mit Dichtungsringen 36 versehene Kolben 32 a und 32 b angeordnet sind. Nach Fig. 2 befinden sich genannte Kol ben 32 a und 32 b auf derselben zentralen Radialebene der Welle 11. Die inneren Enden der Kolben 32 a und 32 b sind in im End stück 11′′ der Zentralwelle 11 eingearbeiteten Bohrungen oder dergleichen befestigt. In den Kolben 32 a, 32 b befinden sich Kanäle 33, die mit radialen Ölkanälen 34 der Welle 11 verbun den sind, die ihrerseits an axiale Ölkanäle 35 angeschlossen sind, die aus innerhalb des Endstückes 11′′ oder außenseitig an diesem befestigten Rohren bestehen. Durch genannte Ölka näle 34, 35 können unterschiedliche Drücke unter die unteren Kolben 32 a (Druck P₁) und hinter die oberen Kolben 32 b (Druck P₂) geleitet werden.

In Fig. 2 befindet sich der Zylindermantel 13 annähernd in der unteren Lage, in der der Spalt N offen ist. Der Mantel 13 läßt sich durch Erhöhung des Druckes p ₂ um die in Fig. 2 eingetragene Strecke H und durch Senkung des Druckes p ₁ in die obere Lage anheben, in der der Spalt N geschlossen ist, und bei demselben Druck p ₂ kann der Spalt N optimal belastet werden und zusätzlich zur Druckbelastung der hydraulischen Belastungselemente 16, 17 vorteilhaft Druckbelastung auf die Randbereiche des Spaltes erzeugt werden.

Nach der in Fig. 1 und 2 gezeigten ersten Ausführung der vorliegenden Erfindung sind an beiden Enden des Mantels 13 der durchbiegungskompensierten Walze 10 mit Schrauben 27 Rinteile 19 b befestigt, an denen sich in das Innere des Man tels 13 der Walze 10 gerichtete Hülsenstücke 19 a befinden, die innerhalb des Mantels 13 mit einem bestimmten Spiel ein gepaßt sind. In die dünneren Teile 11′ der Zentralwelle 11 sind Zylinderbohrungen 18 a, 18 b eingearbeitet, in denen sich mit Dichtungen 25 c versehene Kolben 26 a, 26 b befinden. An den Außenenden der Kolben 26 a, 26 b befinden sich z. B. über Ge lenk abgestützte geschmierte Gleitschuhe 25 a, 25 b, die an der glatten Innenfläche 19′ der Hülsenteile 19 a gleiten. Von den Kolben 26 a, 26 b befinden sich an beiden Teilen 11′ der Welle 11 zweckmäßig zwei einander gegenüberliegend. Damit gibt es von den Kolben 26 a, 26 b zweckmäßig zwei Paare. Wenn in die von den Kolben 26 a, 26 b begrenzten Zylinderräume durch die Kanäle 31 ein regelbarer Druck p ₀ geführt wird, von dem durch die Bohrungen 26 der Kolben 26 a, 26 b Schmierdrücke in die Schmierräume (nicht gezeigt) der Gleitschuhe 25 a, 25 b abge nommen werden, verursacht der genannte Druck p ₀ Kompensati onskräfte Fk. Diese Kräfte Fk haben bezüglich der Vertikal mittelebene der Lager 12 a, 12 b einen Momentenarm C (Fig. 1). Mit den Drücken p ₀ der Zylinder 18 a, 18 b wird auf den Walzen mantel 13 an dessen beiden Endstücken auf der Seite des Spal tes N ein nach unten biegendes Moment M₂ oder ein entspre chendes nach oben biegendes Moment erzeugt, wobei die Gegen walze 20 vom Eigengewicht in Richtung Spalt N durchgebogen ist, nach folgender Gleichung (1)

M₂ = C × F _k (1)

Durch Regelung des Druckes p ₀ wird das Moment M₂ gere gelt derart, daß die Durchbiegung des Mantels 13 der durch biegungskompensierten Walze 10 am Spalt N dieselbe Form er hält wie die Durchbiegung der Gegenwalze 20. Somit wird mit dieser Grundregelung ein äußerst gleichmäßiges Dickenprofil des Pressenspaltes N erreicht.

Wenn nach Fig. 1 in beiden Hülsenteilen 19 a zwei ent gegengesetzte Gleitschuhvorrichtungen 25 a, 25 b verwendet werden, ist zu beachten, daß die ober- und unterseitigen Kompensationskräfte F _k der Welle 11 natürlich nicht gleich zeitig wirken, wobei sie sich gegenwärtig aufheben würden. Wenn in Fig. 1 am Spalt N die Endstücke des Mantels 13 der Walze 10 nach unten gebogen werden sollen, wird die obersei tige Kompensationskraft F _k derart geregelt, daß sie auf den oberseitigen Gleitschuh 25 b wirkt. Wenn andererseits die Endstücke des Mantels 13 der Walze 10 nach oben gebogen werden sollen, wird entsprechend mit der Kraft F _k auf den Gleitschuh 25 a an der Unterseite der Welle 11 eingewirkt.

Bezüglich der Funktion der erfindungsgemäßen Vorrich tung wird nochmals Fig. 1 herangezogen. Die Kompensations kräfte F _k erzeugen über die Hülsenteile 19 a die genannten Kompensationsmomente M ₂. Die Kräfte F _k erzeugen am Spalt N ein Moment mit der richtigen Form, das in voller Größe an der Stelle des Walzenmantels 13 beginnt, an welcher das Hülsen teil 19 a zuletzt die Innenfläche des Mantels 13 berührt. An bisher bekannten Walzen hat die deren Enden entsprechende Momentenform nicht steil in voller Größe begonnen, sondern das Moment ist zwischen Lager und erstem Gleitschuh gerad linig von Null auf das gewünschte Momentniveau angestiegen.

Bevor die in Fig. 3 und 4 gezeigten Ausführungen der Erfindung im einzelnen beschrieben werden, werden unter Hin weis auf Fig. 6 und 7 die allgemeinen Voraussetzungen zur Bildung eines gleichmäßigen Pressenspaltdruckes unter Berück sichtigung der im vorstehenden erläuterten Kompensationsmo mente M ₂ untersucht. In Fig. 6 sind schematisch und übertrie ben die Belastungssituation der durchbiegungskompensierten Walze 10 und deren Gegenwalze 20 und die Endmomente M ₁ und M ₂ dargestellt. Bei Belastung der Gegenwalze 20 durch die Kräfte F ₁ an ihren Wellenzapfen entstehen an ihren Walzenenden Mo mente M ₁ und am Mantel der Gegenwalze 20 im Bereich der Bahn W eine Belastungsverteilung q ₁. Dementsprechend wirken auf die Enden des Mantels 13 der durchbiegungskompensierten Walze 10 Kräfte F ₂, die Momente M ₂ haben entsprechend der genannten Formel (1). Mit den hydraulischen gegen die Innenfläche des Walzenmantels 13 wirkenden Belastungselementen 16, 17 und 31, 32 b wird eine innere Belastung q ₂ am Mantel 13 erzeugt. In der Situation nach Fig. 6 gelten bei optimaler und gleich mäßiger Belastungssituation folgende Gleichungen (2)

Bei der erfindungsgemäßen Walze 10 und deren Belastung können auch die Gewichte der Walzenenden berücksichtigt wer den, was die Gleichmäßigkeit der Liniendruckverteilung des Spaltes N noch weiter als bisher verbessert.

In Fig. 7 sind verschiedene Liniendruckverteilungen P des Pressenspaltes in Richtung der Maschinenbreite 1 aufge tragen. Auf der Horizontalachse L ist die Bahnbreite mit L _W bezeichnet. Das Profil P ₁ stellt eine Liniendruckverteilung dar, die mit einer an den Enden freien Walze erreicht wird, wenn überhaupt keine Zonenkorrektur erfolgt, wie sie in der erfindungsgemäßen durchbiegungskompensierten Walze 10 durch die hyrdraulischen Belastungselemente 16 ₁, 17 ₁, 16 _N, 17 _N re präsentiert wird. Das Profil P ₂ stellt eine entsprechende Verteilung dar, wenn an den Wellenenden optimale Korrektur kräfte angesetzt werden. Das Profil P ₃ gibt eine solche ide ale Situation wieder, bei der an den Wellenenden sowohl Korrekturkräfte als auch im vorstehenden beschriebene Kompensationsmomente M₂ vorhanden sind (Gleichungen (1) und (2)). In der ersten Ausführung der Erfindung kann der idealen Vertei lung P ₃ sehr nahe gekommen werden. Es ist nicht möglich, die Verteilung des Profils P ₁ durch Zonenregelung vollständig zu korrigieren und bei der Korrektur geht in jedem Fall viel von der Regelkapazität der Zonenregelung verloren. Wenn das Pro fil P ₂ zur Erzielung der an den Walzenenden anzusetzenden optimalen Korrekturkräfte verwendet wird, wird mit der Zonen regelung eine fast vollständige Korrektur erreicht, aber gleichzeitig geht Regelkapazität der Zonenregelung verloren. Wenn man sich nach der ersten Ausführung der Erfindung der idealen Situation des Profils P ₃ annähert, braucht die Zonen regelung überhaupt nicht zur Korrektur von Basisungleichmä ßigkeiten der Liniendruckverteilungen (Profile P ₁ und P ₂) verwendet zu werden, sondern der ganze Regelbereich der Zo nenregelung ist zur Korrektur anderer Querprofilfehler ver fügbar.

Nach Fig. 3 sind innerhalb beider Endbereiche des Mantels 13 der durchbiegungskompensierten Walze 10 zwei pa rallele Lager eingebaut, von denen in Fig. 3 nur die Lager 12 a ₁ und 12 a ₂ des einen Endes zu sehen sind, die einen be deutenden Lagerabstand haben, der in Fig. 3 mit B bezeichnet ist. Nach Fig. 3 wird der Innenring der Lager 12 a ₁ und 12 a ₂ von dem erfindungsgemäßen Ringteil 30 gebildet, in dessen Nuten 37 a und 37 b die genannten Lager mit ihren Wälzelementen angeordnet sind.

Nach Fig. 3 sind auf beiden Seiten der äußeren Lager 12 a ₂ Zylinder-Kolbenkombinationen 31 a, 32 a; 31 b, 32 b ange ordnet derart, daß sich die inneren Zylinder-Kolbenkombina tionen innerhalb des Lagerabstandes B in unmittelbarer Nähe des inneren Lagers 12 a ₁ befinden. In die einzelnen Zylinder 31 a und 31 b des Ringteils 30 können über Kanäle 33 und Lei tungen 35 a und 35 b der Kolben 32 a und 32 b getrennt regelbare Drücke p _a1 und p _a2 und entspr. p _b1 und p _b2 geleitet werden, mit denen sowohl der Pressenspalt N durch Bewegung des Wal zenmantels 13 bezüglich der Zentralwelle 11 geöffnet und geschlossen werden kann als auch optimale Belastungskräfte für die Endbereiche des Spaltes N erzeugt werden. Durch Variieren der Größe und des gemeinsamen Verhältnisses der Drücke p _b1 und p_b2 kann die Größe der genannten Endbela stungskräfte und/oder das Wirkungsniveau der gemeinsamen Wirkung in Axialrichtung in vorteilhafter Weise eingestellt werden, bei Bedarf sogar derart, daß mit genannten Drücken auf den Walzenmantel die im vorstehenden durch Gleichung (1) bestimmte Kompensationsmomentwirkung erhalten wird. Ansonsten entspricht die Konstruktion nach Fig. 3 der im vorstehenden beschriebenen nach Fig. 1.

In Fig. 4 ist eine Ausführung der Erfindung gezeigt, die an diejenige von Fig. 2 erinnert, jedoch derart, daß gemäß Fig. 4 keine das Kompensationsmoment M ₂ erzeugenden speziellen hydraulischen Kraftvorrichtungen eingesetzt wer den. Nach Fig. 4 sind in der Nut 37 des Ringteils 30 die Lager 12 a des Walzenmantels angebracht. Zu beiden Seiten des Lagers 12 a befinden sich hydraulische Kolben-Zylinderkombi nationen 31 a, 32 a; 31 b, 32 b. Das Endstück 11′ der Zentral welle 11 hat ebene Seitenflächen 43. Im übrigen ist die Konstruktion der unter Fig. 2 und 3 beschriebenen ähnlich.

In Fig. 5 ist eine Variante gezeigt, bei der anstelle der in der Mittelebene K-K des Spaltes N der Walze 10 ange brachten Zylinder-Kolbenkombinationen 31, 32 Zylinder 31- und Kolben 32-Paare verwendet werden, wobei die Zylinder 31 a, 31 b und die in diesen befindlichen Kolben 32 a, 32 b symmetrisch auf beiden Seiten der genannten Mittelebene K-K befestigt sind. Auf diese Weise können ausreichende Kraftwirkungen bei kleineren Drücken p ₂ und p ₁ und/oder bei kleineren Quer schnittsflächen der Zylinder 32 und Kolben erzielt werden. In Fig. 5 ist der Spalt N zwischen der durchbiegungskompensier ten Walze 10 und deren Gegenwalze in geöffneter Position gezeigt, wobei der Abstand der Walzen 10 und 20 mit H be zeichnet ist.

Claims

1. Durchbiegungsgeregelte Walze, bestehend aus einer massiven Zentralwelle (11) und einem auf dieser drehbar ange brachten Walzenmantel (13), wobei in dem Raum (V) zwischen der Zentralwelle (11) und genanntem Mantel (30) Gleitschuh- Belastungskolbenvorrichtungen (16, 17) oder eine ähnliche Druckflüssigkeitskammer oder Serie von diesen angebracht ist, mit der sich das Profil des mit einer Gegenwalze (20) der betreffenden durchbiegungsgeregelten Walze zu bildenden Pres senspaltes regeln läßt, und die Gleitschuh-Kolbenvorrichtung (16, 17, 18) oder dergleichen im wesentlichen im Bereich der Ebene (K-K) des genannten Pressenspaltes (N) angebracht ist, und der Walzenmantel (13) in Nähe seiner beiden Enden mit Lagern (12 a, 12 b; 12 a₁, 12 b₁) auf der genannten stationären Welle (10) drehbar gelagert ist, und die stationäre Welle (10) außerhalb der Lagerungsstellen des Walzenmantels abge stützt wird, dadurch gekennzeichnet,
daß innerhalb des rotierenden Mantels (13) der durchbiegungs geregelten Walze (10) und/oder dessen Verlängerung (19 c, 40) auf dem Stirnteil (11′, 11′′) der Zentralwelle (10) ein Ring teil (30) untergebracht ist, um welches das Lager (12 a, 12 b) oder die Lager (12 a ₁, 12 b ₁) zwischen Zentralwelle (11) und Walzenmantel angebracht ist/sind,
daß zwischen genanntem Ringteil (30) und genanntem Endstück (11′, 11′′) der Zentralwelle (11) hydraulische Kraftvorrich tungen (31 a, 32 a; 31 b, 32 b) angebracht sind, die mit bestimm ten Hydraulikflüssigkeitsdrücken (p ₁, p ₂) belastbar sind, um die den Spalt (N) belastenden Kräfte teilweise zu erzeugen, und außerdem mit genannten Kraftvorrichtungen der Mantel (13) der durchbiegungsgeregelten Walze (10) bezüglich seiner Zen tralwelle (11) versetzbar ist, um den genannten Spalt (N) zu öffnen/schließen, und
daß innerhalb des Mantels (13) der durchbiegungsgeregelten Walze (10) und dessen Lagerungsabstandes (L₁) Vorrichtungen angebracht sind, mit denen beide Stirnbereiche des Walzen mantels (13) belastende Kompensierungsmomente (M₂) erzeugt werden, die sich mit Kompensierungskräften (F _k) so groß aus führen lassen, daß die Momentkurven an den Walzenmänteln (13, 23) im Bereich des zwischen Gegenwalze (20) und durch biegungsgeregelter Walze (10) gebildeten Spaltes (N) im wesentlichen die gleiche Form haben.

2. Walze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an beiden Enden des genannten Walzenmantels (13) Ringteile (19) befestigt sind, die einen hülsenförmigen Teil (19 a) haben, an dem eine gegen dessen Gleitfläche (19′) arbeitende Gleitschuhvorrichtung (18, 25, 26) oder an gegenüberliegenden Seiten der Welle (11) der Walze (10) befindliche Gleitschuh vorrichtungen (18 a, 25 a, 26 a; 18 b, 25 b, 26 b) angebracht sind, und daß genannte Gleitschuhvorrichtungen ausgeführt sind, um mit einer Zylinder-Kolbenkombination (18, 26) oder ähnlichen Einrichtung belastet zu werden, die ausgeführt ist, zwischen Gleitschuh (25) und genannter Zentralwelle (11′) zu wirken.

3. Durchbiegungskompensierte Walze nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß sich genanntes Hülsenteil (19 a) in einem bestimmten Spiel (d) zur Innenfläche des Mantels (13) der durchbiegungskompen sierten Walze (10) befindet,
daß genanntes Hülsenteil (19 a) einen Flansch (19 b) hat, mit dem das Hülsenteil mit Schrauben (27) oder dergleichen an den Stirnseiten des Walzenmantels (13) befestigt ist und
daß als Verlängerung des genannten Flansches (19 b) ein vom Walzenmantel (13) nach außen gerichtetes Ringstück (19 c) dient, innerhalb dessen das Lager (12 a) oder die Lager (12 a ₁, 12 a ₂) des Walzenmantels (13) eingebaut sind.

4. Durchbiegungsgeregelte Walze, bestehend aus einer massiven Zentralwelle (11) und einem auf dieser drehbar ange brachten Walzenmantel (13), wobei in dem Raum (V) zwischen der Zentralwelle (11) und genanntem Mantel (30) Gleitschuh- Belastungskolbenvorrichtungen (16, 17) oder eine ähnliche Druckflüssigkeitskammer oder Serie von diesen angebracht ist, mit der sich das Profil des mit einer Gegenwalze (20) der betreffenden durchbiegungsgeregelten Walze zu bildenden Pres senspaltes regeln läßt, und die Gleitschuh-Kolbenvorrichtung (16, 17, 18) oder dergleichen im wesentlichen im Bereich der Ebene (K-K) des genannten Pressenspaltes (N) angebracht ist, und der Walzenmantel (13) in Nähe seiner beiden Enden mit Lagern (12 a, 12 b; 12 a ₁, 12 b ₁) auf der genannten stationären Welle (10) drehbar gelagert ist, und die stationäre Welle (10) außerhalb der Lagerungsstellen des Walzenmantels abgestützt wird, dadurch gekennzeichnet,
daß innerhalb der durchbiegungskompensierten Walze (10) und deren rotierenden Mantels (13) und/oder dessen Verlängerung um das Endstück (11′) der Zentralwalze (11) der durchbie gungskompensierten Walze herum ein Ringteil (30) angebracht ist,
daß zwischen genanntem Ringteil (30) und dem Endstück und/ oder der Verlängerung des Mantels (13) der durchbiegungs kompensierten Walze das Lager (12 a, 12 b) oder die Lager (12 a ₁, 12 a ₂) des Mantels (13) der durchbiegungskompensierten Walze angebracht sind,
daß zwischen genanntem Ringteil (30) und dem Endstück (11′) der Zentralwelle (11) der durchbiegungskompensierten Walze (10) hydraulische Kraftvorrichtungen (31 a, 32 a, 31 b, 32 b) angebracht sind, die hauptsächlich auf Pressenspaltebene arbeiten, und
daß genannte hydraulische Kraftvorrichtungen angebracht und mit hydraulischer Druckflüssigkeit belastbar sind derart, daß sich mit ihnen der mit der Gegenwalze (20) der durchbiegungs kompensierten Walze (10) gebildete Pressenspalt (N) öffnen/ schließen läßt, und außerdem mit den hydraulischen Kraftvor richtungen auf die Enden des Walzenmantels (13) die Bela stungskraftverteilung ausgleichende (Fig. 7) Kräfte gerichtet werden können.

5. Durchbiegungskompensierte Walze nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß genannte hydraulische Kraft vorrichtungen (31 a, 32 a, 31 b, 32 b) angebracht sind, um auf das Endstück (11′) der Zentralwelle (11) an dessen beiden Seiten im wesentlichen in der Ebene (K-K) des Pressenspaltes (N) oder beidseitig davon zu wirken (Fig. 5).

6. Durchbiegungskompensierte Walze nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß sich in genanntem Ringteil (30) im wesentlichen radial gerichtete Zylinderbohrungen (31 a, 31 b) befinden, in denen sich abgedichtete (31) Kolben (32 a, 32 b) befinden, die zweckmäßig mit ihrem inneren Ende am Endstück (11′) der Zentralwelle (11) befestigt sind.

7. Durchbiegungskompensierte Walze nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß an beiden Enden des Walzen mantels (10) zwei parallele Lager (12 a ₁, 12 a ₂) vorhanden sind, zwischen denen sich gegenüberliegende Zylinder-Kolben paare (31 a, 32 a, 31 b, 32 b) befinden, in deren Druckraum sich über Druckrohre (35 a, 35 b) Druckflüssigkeit leiten läßt, und daß außenseitig vom genannten äußeren Lager (12 a ₂) zweite einander gegenüberliegende Zylinder-Kolbenpaare (31 a, 32 a, 31 b, 32 b) vorhanden sind.

8. Durchbiegungskompensierte Walze nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß in einer außenseitigen Nut des Ringteils (30) zentrisch zum Ringteil zwei Endlager (12 a, 12 b) des Walzenmantels (13) angebracht sind, auf deren beiden Seiten einander entgegengesetzte Zylinder-Kolbenpaare oder zwei Paar Zylinder-Kolbenkombinationen angeordnet sind (Fig. 4).

9. Durchbiegungskompensierte Walze nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß in die einzelnen Belastungs zylinder des genannten Ringteils (30) der durchbiegungskom pensierten Walze (10) getrennt regelbare Drücke (p _a1, p _a2, p _b1, p _b2) geleitet werden können, um die Größe der Bela stungskräfte der hydraulischen Kraftvorrichtungen und/oder das Wirkungsniveau deren Resultante zu regeln.