DE3843294C2 - - Google Patents

Description

Eine Walzenanordnung der dem Oberbegriff des Anspruchs 1 entsprechenden Art ist Gegenstand der nicht vorveröffentlichten DE-OS 38 20 974. Bei der bekannten Ausführungsform ist der Zylinderraum der zusätzlichen Kolben/Zylindereinheit bis auf Drosselbohrungen geschlossen, der Kolben der Kolben/Zylindereinheit taucht erst gegen Ende der Absenkbewegung in den Zylinderraum ein und verdrängt die dort befindliche Druckflüssigkeit durch die Drosselbohrungen, was einen Dämpfungseffekt der Absenkbewegung in deren letzter Phase ergibt. Im "aktiven" Hubbereich besteht jedoch eine Totgang-Strecke, in der die Dämpfung nicht zur Wirkung kommt.

Bei den der Erfindung zugrundeliegenden Walzen ist die Hohlwalze an den Enden nicht auf dem Querhaupt gelagert. Sie ist also diesem gegenüber an den Enden nicht fixiert. Die Hohlwalze ist vielmehr als Ganzes radial gegenüber dem Querhaupt verlagerbar und an den Enden in Geradführungen in der Wirkebene geführt. Die Andrückung gegen den Walzspalt wird von der hydraulischen Innenabstützung vollzogen, die in der verschiedensten Weise ausgebildet sein kann, wie es in der DE-PS 10 26 609, der DE-OS 22 30 139, der US-PS 23 95 915, der DE-OS 14 61 066, der DE-OS 30 03 395 oder der DE-OS 36 40 902 wiedergegeben ist.

Wie bei allen Anordnungen, bei denen ein Element ausschließlich durch mehrere hydraulische Kraftausübungselemente angetrieben wird, besteht auch hierbei das Problem der Gleichlaufsteuerung. Es muß dafür gesorgt werden, daß die Hohlwalze nicht schief gegen den Walzspalt angestellt wird und nicht auf einer Seite schon anliegt, während auf der anderen Seite noch ein großer Spalt klafft.

Als Lösung für dieses Problem kommt bei Walzen der in Rede stehenden Art mit über die Länge verteilten Stützelementen als Einrichtung zur hydraulischen Innenabstützung zunächst eine Volumenteilung mittels einer Volumenteilerpumpe in Betracht, mittels derer den einzelnen Stützelementen im wesentlichen gleiche Anteile an Druckflüssigkeit zugemessen werden. Eine solche Anordnung bedingt einen nicht unerheblichen Aufwand und ist dennoch nicht immer zufriedenstellend, weil die hydraulischen Stützelemente verschieden dicht sein können, so daß auch bei gleichen zugemessenen Volumenanteilen verschiedene Verlagerungen auftreten können.

Eine andere Möglichkeit für Walzen der in Rede stehenden Art wäre eine Gleichlaufregelung, bei der die Anstellwege an den beiden Enden der Walze gemessen und beim Voreilen einer Seite die den dortigen Stützelementen zugeführte Druckflüssigkeitsmenge reduziert wird. Auch diese Art der Steuerung ist aufwendig.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Gleichlauf beim Anstellen der Hohlwalze einer als Unterwalze dienenden hydraulisch innenabgestützten Walze auf einfachere Art sicherzustellen.

Diese Aufgabe wird in einem ersten Aspekt durch die in Anspruch 1 wiedergegebene Erfindung gelöst.

Wenn durch die Zuleitung zu dem Zylinderraum der zusätzlichen Kolben/Zylindereinheit fluides Druckmedium eingeleitet wird, wird die Hohlwalze gegenüber dem Querhaupt angehoben, bis der dichtende Eingriff der beiden Teile der Kolben/Zylindereinheit aufhört. Die Lage dieses Punktes ist geometrisch bestimmt, nämlich durch die Länge des Kolbens bzw. des Zylinders oder die Lage eines Überströmkanals oder dergleichen. Wenn die Grenzlage erreicht ist, bei der Kolben und Zylinder der Kolben/Zylindereinheit außer Eingriff kommen oder ein Überströmkanal freigegeben wird, strömt das fluide Druckmedium ab und erfolgt keine weitere Verlagerung. Es ist nicht erforderlich, den an den Enden vorgesehenen Stützelementen die Druckflüssigkeit geregelt zuzumessen. Sie müssen lediglich unabhängig voneinander ausfahren können, wobei die Grenzlage durch die Bemessung von Kolben und Zylinder bzw. der Lage des Überströmkanals genau bestimmt ist. Die Grenzlage wird so eingestellt, daß der Walzspalt fast, aber nicht ganz geschlossen ist. Die weitere Anstellung unter Aufbau der Linienkraft erfolgt dann über die hydraulische Innenabstützung. Auf dem geringen Rest-Anstellweg sind die erfindungsgemäßen Stützelemente nicht mehr wirksam, was aber keine Rolle spielt, weil es sich nur um einen geringen Weg handelt, der in der Größenordnung dessen liegt, was die üblichen Gleichlaufsteuerungen ohnehin an Genauigkeit nur zu erbringen in der Lage sind.

Die bauliche Ausführung im einzelnen kann gemäß Anspruch 2 getroffen sein.

Im Prinzip kann bei der Ausführungsform nach Anspruch 1 oder 2 das an der Kolben/Zylindereinheit überströmende Druckmedium, das dann eine Druckflüssigkeit wäre, dazu benutzt werden, die hydrostatische Druckkammer des Dichtungsgliedes zu betreiben. In diesem Fall wäre die Zuleitung für den Zylinderraum der Kolben/Zylindereinheit die einzige Zuleitung, die gleichzeitig auch die Zylinderkammer des Dichtungsgliedes versorgen würde (Anspruch 3).

In vielen Fällen kann es sich aber empfehlen, für den Betrieb der Druckkammer des Dichtungsgliedes eine separate Zuleitung vorzusehen (Anspruch 4), weil dafür größere Mengen unter einem größeren Druck, der an der Erzeugung der Linienkraft mitwirkt, bereitzustellen sind, während für das bloße Anheben der Hohlwalze nur geringe, durch das Volumen des Zylinderraums bestimmte Mengen unter einem relativ geringen Druck notwendig sind.

In Anspruch 5 ist eine weitere Lösung der Aufgabe der Erfindung wiedergegeben, wobei der gattungsbildende Stand der Technik durch die nicht vorveröffentlichte DE-OS 38 05 323 gebildet wird.

Während bei dem Gegenstand der Ansprüche 1 bis 4 das den Hub der Hohlwalze bewirkende Stützelement gleichzeitig an der hydraulischen Innenabstützung beteiligt ist, handelt es sich bei dem Gegenstand des Anspruchs 5 um eine Walzenanordnung mit einem zusätzlichen, nur für den Hub vorgesehenen und bei der hydraulischen Innenabstützung funktionslosen Element.

Eine für alle Ausführungsformen in Betracht kommende Größenordnung für den Rest-Anstellweg ist in Anspruch 6 wiedergegeben.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Er­ findung schematisch dargestellt.

Fig. 1 zeigt eine Seitenansicht einer erfindungsge­ mäßen Walzenanordnung;

Fig. 2 zeigt einen Längsschnitt durch ein einzelnes der in Fig. 1 dargestellten Dichtungsglieder;

Fig. 3 zeigt eine Fig. 2 entsprechende Ansicht einer anderen Ausführungsform.

Die Walzenanordnung umfaßt eine Oberwalze 10 und eine Unterwalze 100, zwischen denen eine Warenbahn 30 einer Druckbehandlung in dem Walzspalt 31 ausgesetzt wird. Die Oberwalze 10 ist eine konventionelle massive Walze. Die Unterwalze 100 hingegen umfaßt eine umlaufende Hohlwalze 1, deren Außenumfang 2 den arbeitenden Walzenumfang bil­ det und die der Länge nach von einem undrehbaren Querhaupt 3 durchgriffen ist, welches allseitig Abstand zum Innen­ umfang 4 der Hohlwalze 1 beläßt, so daß es sich inner­ halb der Hohlwalze 1 durchbiegen kann, ohne mit dem In­ nenumfang 4 in Berührung zu kommen.

Die Zapfen 21 der Oberwalze 10 sowie die aus der Hohl­ walze 1 an den Enden vorstehenden Enden 5 des Querhauptes 3 sind im Walzenständer geführt und werden durch geeig­ nete nicht dargestellte Belastungsvorrichtungen gegen­ einandergedrückt.

Die Hohlwalze 1 ist an dem Querhaupt 3 in der Wirkebene, d.h. in der Fig. 1 parallel zur Zeichenebene gelegenen Verbindungsebene der Achsen der beiden Walzen 10 und 100, durch nicht dargestellte Geradführungseinrichtungen ge­ führt und kann sich ohne Beeinträchtigung ihrer Drehbar­ keit als Ganzes gegenüber dem Querhaupt 3 in dieser Ebene verlagern, um den Walzspalt 31 zu schließen oder zu öffnen.

Die Linienkraft wird in dem dargestellten speziellen Ausführungsbeispiel durch ringförmige Dichtglieder 14 erzeugt, die mit ihrem kolbenartigen Unterteil in Zylin­ dersackbohrungen 15 an der Oberseite des Querhauptes 3 verschiebbar geführt sind und mit einer entsprechend ge­ stalteten, die Anlagefläche bildenden Stirnseite 16 dich­ tend am Innenumfang 4 der Hohlwalze 1 anliegen. Die Stirn­ seite 16 bildet einen ringförmig umlaufenden Dichtungs­ steg, der gegen den Zwischenraum 6 zwischen dem Innen­ umfang 4 der Hohlwalze 1 und dem Außenumfang des Quer­ hauptes 3 abdichtet. In der gegen den Innenumfang 4 der Hohlwalze 1 offenen Lagertasche 20 kann auf diese Weise ein höherer Druck aufrechterhalten werden als in dem Zwi­ schenraum 6. Der Druck wirkt in Zonen 23 gegen den Innen­ umfang 4 der Hohlwalze 1 und wird durch die Biegestei­ figkeit der Hohlwalze 1 ausgeglichen, so daß in dem Walz­ spalt 31 eine über dessen Ausdehnung hinreichend gleich­ mäßige Linienkraft erzeugt wird.

Das Dichtungsglied 14 greift mit einem kolbenartigen zylindrischen Unterteil 14′ mit Spiel in die zum Querhaupt radiale Zylindersackbohrung 15 ein und ist darin über eine Umfangsdichtung 11 abgedichtet. Das Dichtungsglied kann auf diese Weise bei einer Durchbiegung des Quer­ hauptes 3 gewisse Fluchtfehler zwischen diesem und der Hohlwalze 1 ohne Zwängungen und ohne Verlust der Dichtig­ keit ausgleichen.

Das Dichtungsglied 14 hat im wesentlichen die Gestalt einer flachen Scheibe, an deren Oberseite die flache, bei 16 umrandete Lagertasche 20 ausgebildet ist und von deren Unterseite das zylindrische Unterteil 14′ ausgeht. In dem Unterteil 14′ ist eine koaxiale zentrische Ausnehmung 29 vorhanden, von der mehrere Kanäle 32 in Achsrichtung zur Lagertasche 20 durchgehen. Durch die Kanäle kann Druck­ flüssigkeit aus der in der Zylindersackbohrung 15 zwischen der Unterseite 33 des Dichtungsgliedes 14 und dem Boden 34 der Zylindersackbohrung 15 gebildeten Zylinderkammer 40 in die Lagertasche 20 übergehen.

Von dem scheibenförmigen Teil des Dichtungsgliedes 14 springt in die Ausnehmung 29 ein Hohlzylinder 35 vor, dessen Außenumfang 36 Abstand vom Umfang 37 der Ausneh­ mung 29 beläßt. In die innere zylindrische Ausnehmung 38 des Hohlzylinders 35 greift ein kolbenartiges zylin­ drisches Element 39 ein, welches in den Boden 34 der Zy­ lindersackbohrung 15 eingeschraubt ist und von diesem hochragt. Das zylindrische Element 39 besitzt eine in Achsrichtung durchgehende Bohrung 41. Der Innenraum 42 des Hohlzylinders 35 ist bei jeder Hubstellung des Dich­ tungsgliedes 14 bis auf die Durchgangsbohrung 41 geschlos­ sen.

Auf dem Boden 34 der Zylindersackbohrung 15 ist ein topfartiges nach oben offenes Zylinderstück 43 befestigt, in dessen zylindrische Ausnehmung 44 der Hohlzylinder 36 mit seinem Außenumfang 37 dichtend eingreifen kann, so daß die beiden Teile 43 und 35 eine Kolben/Zylinder­ einheit 45 bilden und unter der Stirnseite 46 des Hohl­ zylinders 35 in der Ausnehmung 44 ein Zylinderraum 50 gebildet ist. Wenn der Hohlzylinder 35 in den Zylinder­ raum 50 eintaucht und dort ein Druck erzeugt wird, treibt dieser das Dichtungsglied 14 nach oben und übt eine ent­ sprechende Hubkraft auf die Hohlwalze 1 aus.

Die Lage des oberen Randes 47 der Ausnehmung 44 des Zylinderstücks 43 einerseits und die Lage der Stirn­ seite 46 des Hohlzylinders 35 sind so aufeinander abge­ stimmt, daß bei einer Hubbewegung des Dichtungsgliedes 14 der Hohlzylinder 35 über den Rand 47 hinausgelangt, bevor der Walzspalt 31 ganz geschlossen ist. In der Praxis reicht es aus, wenn diese Stellung etwa 1 bis 2 mm vor dem Schließen des Walzspalts erreicht ist. Die Druck­ flüssigkeit strömt dann über die von dem Rand 47 gebil­ dete Steuerkante aus dem Zylinderraum 50 ab, so daß durch die Druckgabe auf den Zylinderraum 50 das Dichtungsglied zwar bis zu einer gewünschten Position, jedoch nicht da­ rüber hinaus angehoben werden kann.

Der Außenumfang 48 des Zylinderstücks 43 hat einen geringeren Durchmesser als der Innenumfang der Ausnehmung 29 des Dichtungsgliedes 14, so daß das topfartige Zylin­ derstück 43 mit seinem Topfrand in die Ausnehmung 29 ein­ greifen und das Dichtungsglied 14 ausreichend tief in das Querhaupt 3 absinken kann.

Die Arbeitsweise der vorstehend beschriebenen Anord­ nung ist wie folgt: Aus dem Vorratsbehälter 9 saugt die Pumpe 12 Druckflüssigkeit an und verteilt sie unter Druck auf die beiden Zuleitungen 7 und 8. Die Zuleitungen 7 und 8 sind mit Zweigleitungen 26 verbunden, die in dem Ausführungsbeispiel zu den beiden äußersten Dichtungs­ gliedern hinführen. Bei Betätigung der Pumpe 12 wird der Zylinderraum 50 unter Druck gesetzt und die Hohlwalze 1 bis zu der gewünschten Höhe angehoben, und zwar auf bei­ den Seiten um den gleichen Betrag, der durch die Geometrie des Zylinderstücks 43 und des Hohlzylinders 35 gegeben ist. Normalerweise wird die Vorsehung nur je einer Kolben/Zylinder­ einheit 45 an jedem Ende der Hohlwalze 1 ausrei­ chen, doch ist dies nicht zwingend.

Die Pumpe 21 saugt ebenfalls Druckflüssigkeit aus dem Vorratsbehälter 9 an und führt sie dem Regler 25 zu, der die Zuleitung 18 mit einem geregelten Druck beaufschlagt, der über die Zweigleitungen 28 den einzelnen Dichtungs­ gliedern zugeführt werden kann. Aus Gründen der Vereinfa­ chung der Zeichnung ist nur eine Leitung 18 gezeichnet. Es kann aber die Leitung 18 auch ein Bündel von Leitungen darstellen, mittels denen jedes einzelne Dichtungsglied 14 oder Gruppen von solchen Dichtungsgliedern separat mit unterschiedlichen Drücken versorgt werden können. Die Drücke in den Leitungen 28 gelangen in den zylindri­ schen Raum 42 des Dichtungsgliedes und bestimmen den An­ preßdruck der Dichtungsglieder 14 im Betrieb.

Die Pumpe 22 führt Druckflüssigkeit einem Regler 24 zu, der eine geregelte Menge von Druckflüssigkeit auf die Leitung 17 gibt, von der sie über Zweigleitungen 27 den Zylinderkammern 40 der einzelnen Dichtungsglieder 14 zugeleitet wird, woraus sie durch die Kanäle 32 in die Lagertasche 20 gelangt und über den dichtenden Rand 16 abströmt und dort einen zusammenhängenden Flüssigkeits­ film bildet.

Die Zweigleitung 27 ist in Fig. 2 gestrichelt gezeich­ net, weil sie bei der dort wiedergegebenen Ausführungs­ form unter Umständen auch entfallen kann. Es könnte näm­ lich auch im Betrieb, d.h. bei außer Eingriff gebrachter Kolben/Zylindereinheit 45, die aus dem Zylinderraum 50 in die Zylinderkammer 40 überströmende Flüssigkeit zur Versorgung der Lagertasche 20 dienen.

In den Fig. 1 und 2 ist die zum Anheben der Hohlwalze 1 dienende Kolben/Zylindereinheit in ein Dichtungsglied 14 integriert.

In Fig. 3 ist der Grundgedanke noch einmal separat dargestellt. In die Oberseite des Querhauptes 3 ist eine Zylinderbohrung 44 eingebracht, in der ein kolbenartiges Teil 45 dichtend verschiebbar ist, welches mit seiner Anlagefläche 16 am Innenumfang der Hohlwalze 1 anliegt. Unter dem kolbenartigen Teil 55 ist ein Zylinderraum 50 gebildet, der über die Zweigleitung 26 mit Druckflüssig­ keit versorgt wird. Während bei der Ausführungsform nach Fig. 2 der den Kolben der Kolben/Zylindereinheit 45 bil­ dende Hohlzylinder 35 ganz aus der Zylinderbohrung 44 herausragt, verbleibt er bei der Ausführungsform nach Fig. 3 aus Führungsgründen mit seinem unteren Teil in der Zylinderbohrung 44. In dem unteren Teil des Kolbens 55 ist eine Ausnehmung 54 vorgesehen, die an mindestens einer Stelle bei 52 radial geschlitzt ist. Wenn also durch den Druck in dem Zylinderraum 50 der Kolben 55 die dar­ gestellte Position erreicht hat, kann Druckflüssigkeit aus dem Zylinderraum 50 durch den Schlitz 52 im Sinne des Pfeiles 54 austreten. Nur bis der Schlitz 53 mit sei­ ner oberen Begrenzung die Oberseite des Querhauptes 3 erreicht hat und somit eine Verbindung von dem Zylinder­ raum 50 nach außen hergestellt ist, kann der Kolben 55 die Hohlwalze 1 anheben.

Die Ausführungsform nach Fig. 3 dient nur zum Anheben der Walze. Der kolbenartige Teil 55 weist an seiner Ober­ seite lediglich eine als Gleitfläche ausgebildete Anlage­ fläche 16, jedoch keine hydrostatische Lagertasche auf. Der kolbenartige Teil 55 dient lediglich zum Anheben der Hohlwalze 1, verliert aber seine Funktion, wenn die hy­ draulische Stützeinrichtung in Tätigkeit tritt. Es kann die Einrichtung nach Fig. 3 mit einer beliebig ausge­ bildeten Stützeinrichtung kombiniert werden, also auch mit einer solchen ohne einzelne Stützelemente.

Außer zum Positionieren einer Unterwalze bei einem Walzenpaar entsprechend Fig. 1 kann die Kolben/Zylinder­ einheit 45 in ihren verschiedenen möglichen Ausführungs­ formen auch dazu dienen, in einem Kalander mit einem sogenannten "floating stack" die Unterwalze in einer be­ stimmten Lage zu positionieren.

Claims (6)

1. Walzenanordnung mit einer Unterwalze mit hydraulischer Innenabstützung, welche eine den arbeitenden Walzenumfang bildende umlaufende Hohlwalze und ein diese der Länge nach durchgreifendes, rundum Abstand vom Innenumfang der Hohlwalze belassendes undrehbares Querhaupt, gegenüber welchem die Hohlwalze als Ganzes radial in der Wirkebene verlagerbar ist, und mindestens in der Nähe jedes Endes der Hohlwalze ein radiales, als Kolben/Zylindereinheit ausgebildetes Stützelement umfaßt, welches aus einem in einer radialen, eine Zylinderkammer bildenden Zylindersackbohrung des Querhaupts angeordneten kolbenartigen Dichtungsglied besteht, wobei das Dichtungsglied eine dem Innenumfang der Hohlwalze angepaßte Anlagefläche aufweist, die durch einen eine gegen den Innenumfang der Hohlwalze offene Lagertaschenanordnung ringsum geschlossen umgrenzenden Rand gebildet ist, wobei wenigstens eine Zuleitung für Druckflüssigkeit in die mit der Lagertasche in Verbindung stehende Zylinderkammer vorgesehen ist und wobei in der durch die Zylindersackbohrung gebildeten Zylinderkammer eine zusätzliche Kolben/Zylindereinheit angeordnet ist, von der ein Teil mit dem Dichtungsglied, der andere Teil mit dem Querhaupt verbunden ist und deren Teile vor Erreichen der Anlage der Hohlwalze an der Oberwalze ihren dichtenden Eingriff derart aufgeben, daß sich der Zylinderraum dieser zusätzlichen Kolben/Zylindereinheit in die Zylinderkammer öffnet, dadurch gekennzeichnet, daß eine Zuleitung (7, 8; 26) für ein fluides Druckmedium in den Zylinderraum (50) mündet.

2. Walzenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinder (43) der zusätzlichen Kolben/Zylindereinheit (45) auf dem Boden (34) der Zylindersackbohrung (15) angeordnet und der Kolben durch einen zylindrischen Ansatz (35) an der Unterseite des Dichtungsgliedes (14) gebildet ist.

3. Walzenanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuleitung (26) für den Zylinderraum (50) gleichzeitig die Zuleitung für die Zylinderkammer (40) bildet.

4. Walzenanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinderraum (50) und die Zylinderkammer (40) getrennte Zuleitungen (26 bzw. 27) besitzen.

5. Walzenanordnung mit einer Unterwalze mit hydraulischer Innenabstützung, welche eine den arbeitenden Walzenumfang bildende umlaufende Hohlwalze und ein diese der Länge nach durchgreifendes, rundum Abstand vom Innenumfang der Hohlwalze belassendes undrehbares Querhaupt, gegenüber welchem die Hohlwalze als Ganzes radial in der Wirkebene verlagerbar ist, und mindestens in der Nähe jedes Endes der Hohlwalze ein radiales, als Kolben/Zylindereinheit ausgebildetes Stützelement umfaßt, in dessen durch eine Sackbohrung des Querhaupts gebildeten Zylinderraum eine Zuleitung für ein fluides Druckmedium mündet, das sich gegen den Innenumfang der Hohlwalze abstützt und dessen Teile vor Erreichen der Anlage der Hohlwalze an der Oberwalze ihren dichtenden Eingriff in der Sackbohrung aufgeben, wobei der Zylinderraum sich öffnet, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlagefläche (16), mit der das Stützelement am Innenumfang (4) der Hohlwalze (1) anliegt, als Gleitfläche ohne hydrostatische Lagertaschen ausgebildet ist.

6. Walzenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der wirksame Hub der Kolben/ Zylindereinheit (45) so bemessen ist, daß sie sich etwa 1 bis 2 mm vor Erreichen der Arbeitsposition der Hohlwalze (1) öffnet.