DE3838852C1 - - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Preßwalze mit steuerbarer Durchbiegung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Derartige Preßwalzen sind bekannt und dienen dazu, in Wechselwirkung mit sogenannten Gegenwalzen das zwischen beiden hindurchlaufende, im allgemeinen endlose bahnförmige Gut in spezifischer Weise zu behandeln. In Verbindung mit Papiermaschinen werden Preßwalzen der gattungsgemäßen Art beispielsweise in den sogenannten Preßstationen, z. B. in der Naßpresse, oder in den Glättwerken eingesetzt. Mit zunehmender Breite der Papiermaschinen kommt dabei dem Problem der über die gesamte Papierbahnbreite einzuhaltenden konstanten Linienkraft die ganz entscheidende Bedeutung zu, und dieses Problem ist im Grundsatz nur mit Walzen lösbar, deren Durchbiegung steuerbar ist. Bei diesen Walzen werden in der Preßebene wirkende Stützkräfte zwischen rotierendem Mantel und feststehender Achse erzeugt. Die Stützkräfte zwischen Mantel und Achse werden durch eine oder mehrere hydraulische Druckkammern bzw. Druckelemente erzeugt, die zwischen Mantel und Achse angeordnet sind. Die Preßwalze kann somit über die Breite der Papiermaschine betrachtet jederzeit - Durchbiegungen der Gegenwalze entsprechend - insgesamt oder auch zonenweise nachgestellt werden, so daß der Forderung nach der bahnbreiten konstanten Linienkraft Rechnung getragen werden kann.

Diese Forderung gilt es jedoch nicht nur im mittleren Bereich der Bahnbreite zu erfüllen, sondern sie muß im Idealzustand bis zum Rand der Gutbahn erfüllt sein. Dies gilt ganz besonders für Glättwerke, die aus zwei oder mehr aufeinander gepreßten Walzen bestehen, zwischen denen die zu glättende Papierbahn hindurchläuft. Dabei müssen verständlicherweise die Walzen bis zum Papierbahnrand hin genau aufeinanderpassen, damit diese Papierbahn - über die gesamte Breite des Glättwerks betrachtet - dieses Glättwerk exakt gleich dick verläuft.

In den Randbereichen der bekannten Walzenanordnungen treten insoweit jedoch noch Unzulänglichkeiten auf, und zwar aus folgenden Gründen:

Wenn eine der Walzen des Glättwerks beheizt ist, d. h. wenn die Temperatur der Walze höher ist als die des Papiers, dann entsteht ein Wärmefluß von der Walze zum Papier. Daraus resultiert nun eine Durchmesserreduzierung der Walze, die über die gesamte Breite des Glättwerks betrachtet jedoch ungleich ist, da die Walzenränder in dem über die Papierbahn hinausgehenden Bereich weniger Wärme abgeben. Die Randbereiche der Walze haben somit einen größeren Durchmesser als der von der Papierbahn überstrichene Bereich und die Folge ist, daß die Ränder der Papierbahn zusammengequetscht werden. Die das Glättwerk verlassende Papierbahn weist somit zusammengequetschte Randpartien auf.

Ist andererseits die Temperatur der Walze niedriger als die des Papiers, so entsteht ein reziproker Effekt. Der mittlere Bereich der Walze nimmt vom wärmeren Papier Wärme auf, nicht jedoch die Randbereiche. Diese geben eher noch an die Umgebung Wärme ab, was letztlich dazu führt, daß die Randbereiche im Durchmesser kleiner bleiben, als der mittlere Bereich der Walze, der sich aufgrund der Wärmeaufnahme ausdehnt. Die Folge ist, daß die das Glättwerk verlassende Papierbahn an den Rändern dicker ist als im mittleren Bereich.

Die Abstimmung der Temperaturen der Walzen einerseits und der Papierbahn andererseits ist sehr komplex, zumal diese Abstimmung durch Umgebungseinflüsse und durch Produktionsunterbrechungen starken äußeren Einflüssen unterliegt. Die Paßform zwischen den Walzen im Bereich ihrer Stirnseiten, d. h. im Bereich der Papierbahnränder, hängt letztlich auch nicht nur von der Temperatur der Papierbahn und der Temperatur der Heizflüssigkeit in den Walzen ab. Vielmehr spielen auch Maschinengeschwindigkeit, Feuchte der Papierbahn, Spannung der Papierbahn und Umschlingungswinkel zwischen Walzen und Papierbahn eine wesentliche Rolle; auch Änderungen der Breite der zu produzierenden Papierbahn gegenüber der Breite, für die das Glättwerk konzipiert ist, haben einen Einfluß. Auch ist zu berücksichtigen, daß die Randbereiche der Walzen, und zwar insbesondere im Fall, daß die Temperatur der Walze niedriger ist als die der Papierbahn, erhöhtem Verschleiß ausgesetzt sind - mit der Folge, daß über die Standzeit eines Walzensatzes Papierbahnen mit zunehmend dicker werdenden Rändern produziert werden.

Die genannten Unzulänglichkeiten sind partiell mit teuren und mehr oder weniger komplizierten Zusatzeinrichtungen wie Blasdüsen, Induktionsspulen usw. beeinflußbar bzw. minimierbar, und zwar über gezielte Einflußnahme auf die Temperaturverteilung längs der Walzen. Mit den bisher bekanntgewordenen Maßnahmen ist jedoch in schwierigen Fällen nicht erreicht worden, den Durchmesserverlauf über die gesamte Breite der Walzen so zu egalisieren, daß Abweichungen in den Randbereichen praktisch eliminiert sind und die Dicke des produzierten Papiers über die gesamte Bahnbreite exakt gleich ist.

Aus der DE-OS 31 28 722 (Fig. 9) ist bereits eine Walze mit steuerbarer Durchbiegung bekannt, bei der mittels zonenweise unterschiedlich temperierter Flüssigkeitskammern die Temperaturverteilung über die Breite der Walzen beeinflußt wird. Bei dieser bekannten Walze, bei der ein halbringförmiges Druckölkissen in mehrere Kammern unterteilt ist, wird einerseits die Durchbiegung durch Variation des Öldrucks und andererseits der Walzendurchmesser zonenweise durch Variation der Temperatur des Drucköls beeinflußt. Bei der bekannten Walze ist die Breite des von innen mit Drucköl beaufschlagten Bereichs etwa gleich der Breite der zu behandelnden Papierbahn. Auch bei diesen Walzen treten die genannten Unzulänglichkeiten auf, da sich im Bereich des Papierbahnrandes die Enden der Walzen zur Stirnseite hin konisch verformen. Je nach Temperaturgradient zwischen der Papierbahn und den Stirnseiten der Walzen entstehen somit längs der Papierbahn dickere oder dünnere Ränder. Darüber hinaus weist diese bekannte Walze insoweit Nachteile auf, als sie über die Breite der Walze betrachtet zur Separierung der Druckkammern an der Innenseite des Walzenmantels schleifende Querdichtungen aufweist. Es ist bekannt, daß derartige Querdichtungen aufgrund der Reibung am Walzenmantel örtliche Temperaturerhöhungen und damit verbunden unerwünschte, weil ungleichförmige Durchmesservergrößerungen der Walze verursachen.

Abgesehen von der aus der DE-OS 31 28 722 bekannten Walze sind Preßwalzen der gattungsgemäßen Art bekannt aus Zf. "Das Papier", 1986, S. 485 bis 495 und Zf. "Das Papier", 1988, S. 325 bis 336.

In dem zuerst genannten Aufsatz ist eine Preßwalze gezeigt, bei welcher der ringförmige Zwischenraum mittels zweier Längsdichtungen unterteilt ist, um einen halbring-förmigen Druckraum zur Übertragung der Preßkraft vom Walzenmantel auf den Biegeträger zu verifizieren. Die beiden Längsdichtungen sind am Joch angeordnet und erstrecken sich von der einen Querdichtung bis zur anderen Querdichtung. Gemäß dem einen Ausführungsbeispiel erstrecken sich die Querdichtungen nur etwa über die Hälfte des Umfangs des Biegeträgers, so daß nur eine einzige halbring-förmige Druckkammer vorhanden ist (vgl. Fig. 8); gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel erstrecken sich die Querdichtungen über den gesamten Umfang des Biegeträgers, wodurch eine halbring-förmige Hochdruckkammer und eine gegenüberliegende, in die Gegenrichtung wirkende halbring- förmige Niederdruckkammer gebildet sind (vgl. Fig. 6).

In dem zweiten Aufsatz (Zf. "Das Papier", 1988) ist eine Preßwalze beschrieben, bei welcher die Querdichtungen sich über den gesamten Umfang des Biegeträgers erstrecken und bei welcher keine Längsdichtungen vorhanden sind. Die Druckkammer ist alleine durch die Querdichtungen begrenzt und somit ringförmig. Zur Übertragung der Preßkraft vom Walzenmantel auf den Biegeträger sind in der Druckkammer hydrostatische Stützelemente vorgesehen. Bezüglich der hier offenbarten Preßwalze gilt im Prinzip jedoch das zur DE- OS 31 28 722 Gesagte. Da auch hier ein genügend breiter Randbereich zwischen der Stirnseite der Preßwalzen und dem Rand der Papierbahn fehlt, treten die gleichen Probleme auf wie dort.

Ausgehend vom vorgenannten Stand der Technik besteht die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe darin, eine Preßwalze der gattungsgemäßen Art dahingehend weiterzubilden und zu verbessern, daß thermisch bedingte Durchmesserunterschiede zwischen den Randbereichen und dem mittleren Bereich des Walzenmantels vermieden werden.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Bevorzugt werden die Ränder des Walzenmantels dadurch thermisch beeinflußt, daß aus dem Druckraum im Inneren des Walzenmantels über Kanäle eine geringe Menge einer Wärmeträgerflüssigkeit, d. h. des Drucköls, in die kanalähnlichen Hohlräume abgezweigt und eingespeist wird, wobei die kanalähnlichen Hohlräume direkt vom Walzenmantel begrenzt sind. Vorzugsweise ist jeder der kanalähnlichen Hohlräume als mindestens ein Ringraum ausgebildet. Die in diese(n) Ringraum(-räume) abgezweigte Ölmenge wird dabei durch Drosselstellen kontrolliert; nach Durchströmung des Ringraumes fließt das Öl drucklos in die Rücklaufkammer des Walzenmantels ab.

Somit ist es unter bestimmten Betriebsbedingungen möglich, im Durchmesser zu kleine, d. h. kalte Walzenränder und demzufolge zu dicke Papierränder zu vermeiden. Diese Erscheinung ist insbesondere von sogenannten Zwei-Walzenglättwerken an schnellaufenden Papiermaschinen her bekannt. Durch Variation der Öltemperatur in der Preßwalze läßt sich somit ein kleiner zusätzlicher steuerbarer Einfluß auf die Dicke der Papierränder nehmen.

Gemäß einem weiterführenden Ausführungsbeispiel wird die Beeinflußbarkeit der Dicke der Papierränder dadurch noch weiter verbessert, daß in der feststehenden Achse der Preßwalze eine zusätzliche Flüssigkeitsleitung vorgesehen ist, über die eine unabhängig vom Drucköl thermisch einstellbare Temperierflüssigkeit dem kanalähnlichen Hohlraum zugeführt werden kann. Diesbezüglich ist es möglich, beide Walzenenden, d. h. die Hohlräume beider Walzenenden, je für sich oder über eine gemeinsame Flüssigkeitsleitung mit Temperieröl zu beaufschlagen. Die Verbindung zwischen der (bzw. den) Flüssigkeitsleitung(en) und dem (den) Hohlraum(-räumen) ist dabei vorzugsweise so, daß die Temperierflüssigkeit im Bereich der Querdichtung in die Druckkammer eingespeist und von hier durch Kanäle in einer rotierenden Abdichtscheibe in den (die) Hohlraum(-räume) gelangt.

Auf der Grundlage dieser Merkmale kann die Dicke der Papierränder durch Änderung der Temperatur der Temperierflüssigkeit "gesteuert" werden. Diese Steuerung ist insbesondere dann zweckmäßig, wenn die Temperatur der Druckflüssigkeit im Druckraum aus betriebstechnischen Gründen manchmal erhöht und manchmal abgesenkt werden muß.

Für den Fall, daß beispielsweise - wie bei den vorgenannten Zwei-Walzenglättwerken - sich der Temperaturgradient nicht verändert, d. h. daß während des Betriebs der Anlage nur ein Heizen der Randbereiche des Walzenmantels erforderlich ist, kann beispielsweise auch Temperierflüssigkeit konstanter Temperatur verwendet werden. Die Steuerung der Dicke der Papierränder erfolgt dann über die Einstellung der Durchflußmenge.

Selbstverständlich ist es auch denkbar, die thermische Durchmesserbeeinflussung der Randbereiche des Walzenmantels durch eine Kombination aus Temperatur- und Mengensteuerung der Temperierflüssigkeit zu realisieren.

Konstruktiv ist die Zuführung der Temperierflüssigkeit von der Flüssigkeitsleitung in der feststehenden Achse zum kanalähnlichen Hohlraum so gelöst, daß die Temperierflüssigkeit durch Kanalanordnungen bis zum Bereich einer Querdichtung des Druckraums geleitet wird, und zwar ohne zusätzliche Dichtungsanordnung zwischen dem Druckraum und der Einspeisstelle für die Temperierflüssigkeit. Diese wird über eine Mehrzahl von Durchbrüchen in der genannten rotierenden Abdichtscheibe, über eine ringkanalähnliche Sammelnut und von hier über Dosierbohrungen oder weitere Kanäle in einen umlaufenden ringkanalähnlichen Verteilerkanal zugeführt. Von hier gelangt die Temperierflüssigkeit gleichmäßig in den kanalähnlichen Hohlraum. Über eine am zweiten Ende des Hohlraums vorgesehene ringkanalähnliche zweite Sammelnut wird die Temperierflüssigkeit schließlich durch Radialbohrungen dem Niederdruckbereich des Flüssigkeitsrücklaufs zugeführt.

Die Temperatursteuerung der separaten Temperierflüssigkeit erfolgt vorzugsweise über eine von der Druckleitung für die Druckkammer des Walzenmantels abgezweigte Nebenleitung, die durch einen Wärmetauscher führt und die über Regulierventile mit den Walzenenden verbunden ist. Zwischen der genannten Abzweigung und dem Einlaß am Druckraum ist in die Druckleitung ein Druckminderventil eingefügt, das dafür sorgt, daß der Druck der Temperierflüssigkeit höher ist als der Druck der Druckflüssigkeit. Mit dieser Konzeption läßt sich eine gesonderte Pumpe für die Temperierflüssigkeit einsparen.

Konstruktive Details der erfindungsgemäßen Preßwalze sind Gegenstand der Unteransprüche und sind samt und sonders darauf gerichtet, den Grundgedanken der vorliegenden Erfindung zu realisieren.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Diese zeigt in

Fig. 1 und Fig. 2 je einen Teillängsschnitt durch den Randbereich einer Preßwalze zur Erläuterung des der Erfindung zugrundeliegenden Grundproblems und der prinzipiellen Lösung dieses Problems.

Fig. 3 einen Längsschnitt durch das eine Ende einer Preßwalze mit hydraulischer Stützung des Walzenmantels,

Fig. 4 einen vergrößerten Ausschnitt aus dem Längsschnitt nach Fig. 3,

Fig. 5 einen Teilschnitt des Ausschnitts nach Fig. 4 gemäß der Schnittebene A-A (nach Fig. 4),

Fig. 6 einen Querschnitt des Längsschnitts nach Fig. 3 gemäß der Schnittebene B-B (nach Fig. 3),

Fig. 7 ein vereinfachtes Prinzipschaltbild bezüglich der Hydraulikleitungen und ihrer Verbindungen mit der Preßwalze nach Fig. 3 für die Druckflüssigkeit und die Temperierflüssigkeit.

In Fig. 1 und Fig. 2 ist jeweils ein Randbereich eines eine Preßwalze darstellendes Walzenmantels 1 (mit Hohlzapfen 4) gezeigt, über den eine Papierbahn 2 der Breite P läuft (und zwar senkrecht zur Zeichenebene).

Im Bereich der Papierbahnbreite P ist der Innenraum des Walzenmantels 1 als Druckraum 5 ausgebildet, dessen Innendruck über eine Art Druckölkissen den Walzenmantel 1 gegen eine - nicht dargestellte - Gegenwalze drückt. Der genannte Druckraum 5 ist zur Stirnseite der Preßwalze hin abgedichtet und er ist ferner mittels Längsdichtungen so ausgebildet, daß der nur an der der Gegenwalze gegenüberliegenden Seite wirksam ist. (Die diesbezüglichen konstruktiven Details werden in Verbindung mit Fig. 3, 4, 5 und 6 erläutert.)

In Fig. 1 ist beispielsweise angenommen, daß das dem Druckraum 5 zugeführte Öl nicht erwärmt werde. Mit ausgezogenen Linien sind die Umrisse des Walzenmantels 1 dargestellt; dies entspricht dem Zustand, bevor eine Papierbahn 2 über die Walze läuft. Wenn dann im Betrieb die Temperatur der über den Walzenmantel 1 geführten Papierbahn 2 höher ist als die Temperatur des Walzenmantels 1, so dehnt sich dieser aus. Im Bereich der Papierbahnbreite P wirkt sich dieser Temperaturunterschied nicht aus; anders ist dies jedoch - wie in Fig. 1 gezeigt - in der Randzone R zwischen der Papierbahn 2 und der Stirnseite des Walzenmantels 1. Diese Randzone R wird nicht von der Papierbahn 2 angewärmt, so daß sich in der Randzone R eine relative Durchmesserverringerung zur Stirnseite des Walzenmantels 1 hin ergibt. Die Randzone des Walzenmantels 1 wird somit konisch oder ballig, was in Fig. 1 strichpunktiert und stark übertrieben dargestellt ist (vgl. Kurve a 1).

In Fig. 2 ist beispielsweise angenommen, daß die Walze durch Temperieren des Drucköls aufgeheizt werde. Wiederum ist mit ausgezogenen Linien der Zustand ohne Papierbahn 2 dargestellt. Ist die Temperatur der über den Walzenmantel 1 geführten Papierbahn 2 niedriger als die Temperatur des Walzenmantels 1, so findet ein Wärmeübergang vom Walzenmantel 1 zur Papierbahn 2 statt; der Durchmesser des Walzenmantels 1 wird geringer, der Walzenmantel 1 "schrumpft". Dieser "Schrumpfungsprozeß" findet jedoch wiederum im wesentlichen nur im Bereich der Papierbahnbreite P statt. Im Bereich des Walzenmantelsendes bleibt der Durchmesser im wesentlichen unverändert, so daß sich eine konische Randzone ergibt, jedoch umgekehrt konisch verglichen mit Fig. 1; vgl. die strichpunktierte Linie a 2 in Fig. 1.

Da der Übergang zwischen der Randzone R und der Papierbahn 2 nicht sprunghaft, sondern allmählich erfolgt, wird auch der Randbereich der Papierbahn 2 beeinflußt. Beim Beispiel nach Fig. 1 wird die Papierbahn 2 an ihren Rändern dicker als in der Mitte; beim Beispiel nach Fig. 2 wird die Papierbahn 2 an ihren Rändern zusammengequetscht, d. h. dünner. Die Papierqualität ist letztlich nicht optimal.

Der Kern der vorliegenden Erfindung besteht nun ganz allgemein darin, den Walzenmantel 1 von der Innenseite her thermisch so zu beeinflussen, daß die anhand von Fig. 1 und Fig. 2 erläuterten und dargestellten Unzulänglichkeiten bezüglich der Außenkontur des Walzenmantels 1 kompensiert werden. Die prinzipielle Lösung besteht darin, daß sich an die Innenseite des Walzenmantels 1 im Bereich der Randzone R ein kanalähnlicher Hohlraum 6 anschließt, der von einem Wärmeträgermedium gespeist wird, dessen Temperatur den Temperaturgradienten zwischen Papierbahn 2 und Walzenmantel 1 kompensiert.

Diese Lösung ist in Fig. 1 und Fig. 2 schematisch dargestellt und baut auf dem genannten Hohlraum 6 auf, der eine Zuleitung 7 und eine drucklose Ableitung 8 für das Wärmeträgermedium, die Wärmeträgerflüssigkeit, aufweist. Konstruktiv betrachtet wird der genannte kanalähnliche Hohlraum 6 durch eine koaxial zur Preßwalze eingefügte Distanzhülse 14 realisiert, deren Außendurchmesser geringer ist als der Innendurchmesser des Walzenmantels 1 in diesem Bereich; damit ergibt sich zwischen der genannten Distanzhülse 14 und dem Walzenmantel 1 ein Ringspalt.

Aufgrund dieser Konfiguration können somit der Hohlraum 6 direkt und die Randzone R indirekt thermisch so beeinflußt werden, daß die relative randseitige Durchmesserreduzierung (gemäß Fig. 1) bzw. die relative randseitige Durchmesservergrößerung (gemäß Fig. 2) ausgeglichen werden.

Gemäß der gestrichelten Linie (b 1) in Fig. 1 wird der Durchmesser des Walzenmantels 1 im Bereich der Randzone R somit bewußt vergrößert; die gestrichelte Linie (b 2) in Fig. 2 zeigt den im Bereich der Randzone R bewußt verringerten Durchmesser des Walzenmantels 1.

Bei entsprechender Zustellung der Gegenwalze ist somit über die gesamte Breite der Papierbahn 2 eine konstante Linienkraft zwischen der Preßwalze und der Gegenwalze, und somit auf die Papierbahn 2 möglich.

Fig. 3 zeigt einen Längsschnitt durch das eine Ende einer Preßwalze mit hydraulischer Stützung eines Walzenmantels 1. Anhand dieser Darstellung und der davon abgeleiteten weiteren Schnittdarstellungen entsprechend den Fig. 4 bis 6 sollen die Einzelheiten der Erfindung auf der Grundlage des Hohlraums 6 zur thermischen Beeinflussung der Randzone R zwischen dem Rand einer Papierbahn 1 und der Stirnseite des Walzenmantels 1 erläutert werden.

Fig. 3 zeigt eine feststehende Achse 10, die sich über Kugelbüchsen 11 in Lagergehäusen 12 abstützt. Im Inneren dieser Lagergehäuse 12 ist ein Pendelrollenlager 13 gehalten, dessen Außenring den rotierenden Hohlzapfen 4 trägt, der an den Walzenmantel 1 angeschraubt ist. Mit seinem inneren Ansatz 3 stößt der Hohlzapfen 4 gegen eine Distanzhülse 14, die ihrerseits axial an einer Abdichtscheibe 15 anschließt. Über Mitnehmerzapfen 16 zwischen dem Hohlzapfen 4, der Distanzhülse 14 und der Abdichtscheibe 15 wird deren Verdrehung relativ zueinander verhindert.

In einem mit der Achse 10 verschraubten Haltering 17 sind im oberen Halbraum, d. h. auf der Seite der Gegenwalze (vgl. 40 in Fig. 5) Querdichtungen 18 vorgesehen, die hier als in Achsrichtung bewegliche Stirndichtungen ausgebildet sind. Diese Stirndichtungen 18 und zwei anschließende Längsdichtungen 19 begrenzen den Druckraum 5. Eine Ölrücklaufkammer 20 erstreckt sich durch den gesamten Walzenmantel 1 und durch die Hohlzapfen 4 hindurch bis in die Lagergehäuse 12 hinein. In einem oder in beiden Lagergehäusen 12 befinden sich Rücklaufbohrungen 21 zur Ableitung des durch die Preßwalze gepumpten Drucköls.

Das Drucköl zur Erzeugung eines Überdrucks in der Druckkammer 5 wird durch eine achsparallele Bohrung 22 im Zapfen der Achse 10 eingespeist. Über eine weitere achsparallele Zapfenbohrung 23 kann Temperierflüssigkeit, insbesondere Temperieröl, in eine Ringnut 24 und aus dieser über Kanäle 25 in die Nähe der Stirndichtung 18 geführt werden. Das Temperieröl strömt infolge höheren Drucks in die Endbereiche der Druckkammer 5 ein und verdrängt (wie nachfolgend noch erläutert wird) mehr oder weniger das dort befindliche Drucköl. Am Umfang der Abdichtscheibe 15 sind mehrere Durchbrüche 26 vorgesehen, die in einen Ringkanal 27 münden.

Zwischen diesem und einem weiteren Ringkanal 28 sind Drosselkanäle 29 vorgesehen, durch die die Öldurchflußmenge bei Betriebsdruck begrenzt wird. Aus dem weiteren Ringkanal 28 gelangt das Öl in einen den kanalähnlichen Hohlraum 6 bildenden Ringspalt und einen daran anschließenden weiteren Ringkanal 30, der über Radialbohrungen 31 mit der Ölrücklaufkammer 20 kommunizierend verbunden ist. Anstelle der genannten Drosselkanäle 29 können auch die Radialbohrungen 31 als Drosseln ausgebildet sein.

Solange die Zapfenbohrung 23 nicht mit Temperieröl beaufschlagt wird, strömt ein Teil des normalen Drucköls aus dem Druckraum 5 intermittierend in die am Druckraum 5 vorbeirotierenden Durchbrüche 26 der Abdichtscheibe 15 ein und gelangt durch den kanalähnlichen Hohlraum 6 und die Radialbohrungen 31 schließlich in die Ölrücklaufkammer 20.

Entsprechend dem allgemeinen Grundgedanken der vorliegenden Erfindung kann die Wirkung dieser Maßnahme unter Umständen schon ausreichen. Selbstverständlich wäre in diesem Falle die Zapfenbohrung 23 entbehrlich.

Wird - bei vorhandener Zapfenbohrung 23 - diese mit Temperieröl beaufschlagt, und zwar mit einer zunehmend größer werdenden Menge und mit einer von der Temperatur des Drucköls abweichenden Temperatur, so vermischt sich das Temperieröl mit dem ausströmenden Drucköl und verändert dessen Temperatur zunehmend, und zwar so lange, bis die zuströmende Temperierölmenge der durch den kanalähnlichen Hohlraum 6 strömenden Menge entspricht. Damit ist bei vorgegebener Temperieröltemperatur die größtmögliche Randkorrektur erreicht.

Wenn man die Temperierölmenge weiter erhöht, so staut sich das Temperieröl in Richtung Walzenmitte zurück und der beeinflußte Randbereich wird breiter. Dies kann unter bestimmten Betriebsbedingungen erwünscht sein.

Durch die Erfindung erzielt man somit:

• a) eine sehr einfache Steuerung der Temperierung der Randzone R in weiten Grenzen, und zwar ohne zusätzliche Dichtung;
• b) bei Bedarf eine gezielte Verbreiterung der temperierten Randzone R.

Die Gesamtkonfiguration ist so, daß sich der Papierrand 2′ zumindest angenähert in der Nähe der Stirndichtung 18 und der Abdichtscheibe 15 befindet. An dieser Stelle soll nochmals darauf hingewiesen werden, daß die Länge des Walzenmantels 1 um die beidseitigen Randzonen R größer ist als die Breite P der Papierbahn 2.

Wird nun Temperieröl mit einer Temperatur eingespeist, die jene des Drucköls übersteigt, so wird die Preßwalze im Bereich des Papierbahnrandes 2′ dicker (vgl. Fig. 1 - Kurve b 1). Wird hingegen relativ kaltes Temperieröl eingespeist, so wird die Preßwalze am Papierbahnrand 2′ dünner (vgl. Fig. 2 - Kurve b 2).

Fig. 4 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt des Längsschnitts nach Fig. 3, um die konstruktiven Details im Bereich des den kanalähnlichen Hohlraum 6 nach den Fig. 1 und Fig. 2 bildenden Ringspalts weiter aufzuklären.

Der kanalähnliche Hohlraum 6 wird durch die Distanzhülse 14 gebildet, die gegen die kreisring-förmige Abdichtscheibe 15 anschlägt und mit dieser über Mitnehmerzapfen verbunden ist. Die Abdichtscheibe 15 ihrerseits schlägt an einem umlaufenden Vorsprung an der Innenseite des Walzenmantels 1 an und die Distanzhülse 14 wird an ihrer zweiten Stirnseite vom Hohlzapfen 4 fixiert.

Gemäß der zeichnerischen Darstellung nach Fig. 4 besteht die Verbindung zwischen der Druckkammer 5 und dem kanalähnlichen Hohlraum 6 aus den am Umfang der Abdichtscheibe 15 vorgesehenen Durchbrüchen 26, die in den Ringkanal 27 münden. Über die Drosselkanäle 29 strömt die Temperierflüssigkeit sodann in einen weiteren Ringkanal 28 und von hier (gut verteilt und gut durchmischt) in den kanalähnlichen Hohlraum 6. Dieser geht an seinem zweiten Ende in einen weiteren Ringkanal 30 über, von dem aus die Temperierflüssigkeit über eine Mehrzahl von Radialbohrungen 31 zur Ölrücklaufkammer 20 abfließt. (Der Fließweg und die Fließrichtung der Temperierflüssigkeit ist durch die Pfeilrichtung angegeben.)

Fig. 5 zeigt die Abdichtscheibe 15 von der Druckkammer 5 her. In der Abdichtscheibe 15 sind mehrere auf den Umfang verteilte Durchbrüche 26 vorhanden, hinter denen sich - durch eine unsichtbare Kante c nach innen begrenzt - die Ringkanäle 27, 28, 30 und der kanalähnliche Hohlraum 6 befinden. Diese Ringkanäle und der kanalähnliche Hohlraum sind jeweils durch die Innenwandung des Walzenmantels 1 begrenzt (vgl. 1′).

Ferner ist der Drosselkanal 29 zu sehen, der alternativ auch als Bohrung oder als Blende ausgeführt sein kann; dargestellt sind auch zwei der in der Distanzhülse 14 vorgesehenen Radialbohrungen 31.

Fig. 6 zeigt eine Querschnittsdarstellung durch einen Walzenmantel 1 entsprechend der Schnittebene B-B nach Fig. 3. Aus dieser Darstellung ist insbesondere zu ersehen, daß die durch den Walzenmantel 1 gebildete Preßwalze an einer Gegenwalze 40 anliegt, und daß zwischen diesen beiden Walzen die Papierbahn 2 hindurchgeführt wird.

Der Walzenmantel 1 ist als Kreisringfläche gezeichnet. Zwischen dem an der Achse 10 befestigten Haltering 17 und dem Walzenmantel 1 liegt ein Ringspalt, der mit der Druckkammer 5 im Inneren des Walzenmantels 1 eine offene Verbindung hat. Man sieht wieder die zwei diametral angeordneten Längsdichtungen 19 und die polygonal angeordnete Stirndichtung 18, die zusammen die Druckkammer 5 begrenzen.

Die Achse 10 weist die achsparallele Bohrung 22 für das Drucköl und gegebenenfalls die weitere achsparallele Zapfenbohrung 23 für das Temperieröl auf. Dieses Temperieröl strömt über Seitenkanäle 23′ in die Ringnut 24 und von hier über die Kanäle 25 zu dem genannten, zum Druckraum 5 gehörenden Ringspalt.

Fig. 7 zeigt das hydraulische Prinzipschaltbild für ein vereinfachtes Ausführungsbeispiel der Drucköl- und Temperieröl-Zu- und -Ableitung.

Die Preßwalze ist symbolisch als Rechteck dargestellt und hat das Bezugszeichen 50. Über die beiden Endpartien 51 und 52 werden das Drucköl und das Temperieröl zu- und abgeführt.

Eine Pumpe 53 saugt aus einem Ölbehälter 54 Öl an und drückt es über einen Filter 55, über einen Kühler 56 und über einen Druckminderer 57 in die eine Endpartie 51 (mit Bohrung 22) der Preßwalze 50. Vor dem Kühler 56 wird eine Leitung 58 abgezweigt, über die, und zwar über einen Wärmetauscher 59, Temperieröl zu Regulierventilen 60 und 61 gelangt. Von dem einen Regulierventil 60 wird das Temperieröl in die eine Endpartie 51 (mit der Zapfenbohrung 23 der Achse 10) eingespeist (vgl. Fig. 3). Von dem anderen Regulierventil 61 gelangt Temperieröl in die andere Endpartie 52.

Im Wärmetauscher 59 kann das Temperieröl entweder (über ein relativ kaltes Wärmetauschermittel) gekühlt oder (über ein relativ heißes Wärmetauschermittel) erhitzt werden, was symbolisch durch die Pfeile am Wärmetauscher angedeutet ist. Der Ausgang des Druckminderers 57 ist mit der Bohrung 22 in der Achse 10 gekoppelt und speist von hier das Drucköl ein; von der zweiten Endpartie 52 verläuft eine Rücklaufleitung 62 zurück in den Ölbehälter 54.

Falls erforderlich, kann man die Elemente zur Steuerung der Temperatur und/oder Durchflußmenge des Temperieröls (Wärmetauscher 59 und/oder Regulierventile 60, 61) an ein Prozeßleitsystem anschließen, welches das Dicken-Querprofil der Papierbahn selbsttätig vergleichmäßigt.

Abschließend sei noch folgendes angemerkt. Der kanalähnliche Hohlraum 6 zur thermischen Beaufschlagung der Randzone R ist als Ringspalt beschrieben und zeichnerisch dargestellt. Es versteht sich, daß anstelle eines einzigen Ringspalts auch mehrere durch Ringkanäle miteinander verbundene Ringspalte vorgesehen sein können. Die Randzone R selbst hat dabei im allgemeinen eine Breite, die etwa dem zwei- bis fünffachen der Dicke des Walzenmantels, das sind etwa 80 bis 300 mm, entspricht. Die Spaltbreite des kanalähnlichen Hohlraums wird vorzugsweise mit etwa 0,5 bis 2 mm gewählt.

Claims (13)

1. Preßwalze mit steuerbarer Durchbiegung, zur Behandlung bahnförmigen Gutes, insbesondere zur Behandlung einer Papierbahn (2) in einer Presse oder in einem Glättwerk, wobei ein Walzenmantel (1) vorgesehen ist, der drehbar mit einer feststehenden, sich durch den Walzenmantel (1) erstreckenden und als Biegeträger wirkenden Achse (10) verbunden ist und mit dieser einen ringförmigen Zwischenraum einschließt, und wobei innerhalb dieses Zwischenraums - zur Begrenzung einer zumindest näherungsweise der Bahnbreite des Gutes entsprechenden, mit einer Druckflüssigkeit beaufschlagten Druckkammer (5) - im Bereich der Walzenenden je eine Dichtung (Querdichtung 18) vorgesehen ist, die sich im Abstand vom Ende des Walzenmantels (1) zumindest über einen Teil des Umfangs der Achse (10) erstreckt, so daß zwischen dem Ende des Walzenmantels (1) und der Querdichtung (18) zu beiden Seiten des bahnförmigen Gutes (2) eine freie Randzone (R) verbleibt, dadurch gekennzeichnet, daß an jedem Walzenende im Bereich der Randzone (R) ein von der Innenseite des Walzenmantels (1) begrenzter, kanalähnlicher Hohlraum (6) vorgesehen ist, und daß der Hohlraum (6) mit dem Druckraum (5) in leitender Verbindung steht.

2. Preßwalze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der kanalähnliche Hohlraum (6) durch einen Ringraum oder mehrere nacheinander durchströmte Ringräume gebildet ist.

3. Preßwalze nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der kanalähnliche Hohlraum (6) einerseits über einen Kanal (26) mit der Druckkammer (5) und andererseits mit einem Niederdruckbereich kommunizierend verbunden ist, so daß die Wärmeträgerflüssigkeit für den kanalähnlichen Hohlraum (6) von der Druckflüssigkeit abzweigbar ist.

4. Preßwalze nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß am Übergang von der Druckkammer (5) zum kanalähnlichen Hohlraum (6) mindestens eine Drosselseite (29) vorgesehen ist.

5. Preßwalze nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß am Übergang vom kanalähnlichen Hohlraum (6) zum Niederdruckbereich mindestens eine Drosselstelle (31) vorgesehen ist.

6. Preßwalze nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur der Druckflüssigkeit für die Druckkammer einstellbar ist.

7. Preßwalze nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur separaten Zuführung von Temperierflüssigkeit durch die Achse (10) eine im Übergangsbereich zwischen der Druckkammer (5) und dem kanalähnlichen Hohlraum (6) mündende Flüssigkeitsleitung (23, 24, 25) vorgesehen ist.

8. Preßwalze nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeitsleitung durch eine achsparallele Zapfenbohrung (23), mindestens einen seitlich abgehenden Seitenkanal, eine Ringnut (24), sowie mindestens einen zur Druckkammer (5) hin offenen Kanal (25) gebildet ist.

9. Preßwalze nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß zur Zuführung zur Vergleichmäßigung der Wärmeträgerflüssigkeit am Übergang zwischen der Druckkammer (5) und dem kanalähnlichen Hohlraum (6) mehrere über den Umfang verteilte Kanäle (Durchbrüche (26, 29)) vorgesehen sind.

10. Preßwalze nach einem der Ansprüche 3-9, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Durchbrüchen und dem kanalähnlichen Hohlraum (6) wenigstens ein Ringkanal (27, 28) vorgesehen ist, dessen Innendurchmesser kleiner ist als der des kanalähnlichen Hohlraums (6).

11. Preßwalze nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der kanalähnliche Hohlraum (6) eine Spaltbreite von etwa 0,5 bis 2 mm hat.

12. Preßwalze nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß Druck und/oder Temperatur der Temperierflüssigkeit unabhängig von denen der Druckflüssigkeit einstellbar sind.

13. Preßwalze nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der Randzone (R) das etwa Zwei- bis Fünffache der Dicke des Walzenmantels (1) beträgt.