DE4011364A1 - Walze - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Walze der dem Oberbegriff des Anspruchs 1 entsprechenden Art.

Eine solche Walze ist durch die DE-AS 22 54 392 bekannt. Es handelt sich um eine sogenannte Walze "mit innerem Hub" oder eine "selbstanstellende" Walze. Die Hohlwalze kann bei entsprechender Betätigung der Stützeinrichtung als Ganzes in der Wirkebene gegenüber dem Querhaupt verlagert werden. Die Führungsringe an den Enden der Hohlwalze, auf denen diese gelagert ist, verschieben sich dabei in der Wirkebene senkrecht zur Walzenachse gegenüber dem Querhaupt. Die Lager der Führungsringe dienen also nicht dazu, Kräfte in der Wirkebene zu übertragen. Sie haben lediglich die Funktion, die Hohlwalze senkrecht zur Wirkebene an dem Querhaupt zu führen.

Die Führungsringe weisen innen einander parallele Führungsflächen auf, die an entsprechenden Führungs­ flächen des Querhauptes, die im allgemeinen durch Abflachungen desselben gebildet sind, bei der Ver­ schiebung der Führungsringe in der Wirkebene abgleiten.

Die Hohlwalze läuft im Betrieb unter Umständen mit erheblicher Drehzahl um. Durch die Lager werden dabei Mitnahmemomente auf den Führungsring übertragen, die ihn entsprechend der Drehung der Hohlwalze mitzu­ nehmen bestrebt sind. Die Mitnahme wird verhindert, indem der Führungsring mit seinen Führungsflächen an den entsprechenden Führungsflächen des Querhaupts an­ liegt. Je höherdie Mitnahmekräfte, desto stärker die Anlage. Durch die Querkräfte wird die freie Verschieb­ barkeit des Führungsrings in der Wirkebene gegenüber den Führungsflächen des Querhaupts gehemmt. Dadurch ergibt sich ein unerwünschter Einfluß auf die Steuerung der Linienkraft im Walzspalt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, solche Störungen der Steuerung der Linienkraft zu vermeiden.

Diese Aufgabe wird durch die in Anspruch 1 wieder­ gegebene Erfindung gelöst. Durch die reibungsmindernden Gestaltungen wird erreicht, da8 die notwendige Abstützung gegen das auf die Führungsringe ausgeübte Mitnahmemoment nicht zu einer wesentlichen Erhöhung der für die Verlagerung in der Wirkungsebene erforderlichen Kräfte führt.

Der Ausdruck "Gestaltungen" bedeutet mehr als nur die reine Schmierung der Führungsflächen. Es soll sich um geometrische oder konstruktive Maßnahmen zur Reibungs­ verminderung handeln.

Eine erste solcher Maßnahmen ist Gegenstand des An­ spruchs 2, nämlich die Verwendung von linearen Wälzlagern. Diese sind als lineare Nadellager mit sehr geringen Bau­ höhen und entsprechend geringen Platzbedarf im Innern des Führungsrings unterbringbar.

Bei der bevorzugten Ausführungsform jedoch sind gemäß Anspruch 3 an den Führungsflächen hydrostatische Lager­ taschen vorgesehen, die als flache Ausnehmungen ausgebildet sind, die ringsum einen geschlossenen Rand aufweisen. In den Lagertaschen wird ein hydraulischer Druck erzeugt. Die Druckflüssigkeit strömt zwischen der Berandung der jeweiligen Lagertasche und der gegenüberliegenden Führungs­ fläche ab, so daß sich auf der Berandung ein Flüssigkeits­ film bildet, auf dem die Führungsflächen gleiten. Im Innern der Lagertaschen herscht der hydrostatische Druck der Druckflüssigkeit.

Mit dieser Lösung kann die minimale Beeinträchtigung der Verlagerbarkeit der Führungsflächen gegeneinander in der Wirkebene realisiert werden, wobei ein wichtiger Vor­ teil darin besteht, daß für die Anbringung der Lager­ taschen überhaupt kein zusätzlicher Raum erforderlich ist und insbesondere der das Biegemoment aufnehmende Quer­ schnitt des Querhaupts nicht nennenswert geschwächt werden muß.

Eine mögliche Ausführungsform ist Gegenstand des Anspruchs 4. Hierbei sind allerdings relativ enge Toleranzen der zusammenwirkenden Führungsflächen ein­ zuhalten.

Einfacher ist in dieser Hinsicht die Ausführungs­ form nach Anspruch 5. Die Lagertaschen sind hier nur in den Zonen angebracht, in denen die Führungsflächen des Führungsrings beim Auftreten eines Mitnahmemoments an den Führungsflächen des Querhauptes unter einer dem Mitnahmemoment entsprechenden Umfangskraft anliegen.

Obwohl für die Funktion nicht prinzipiell notwendig, sind bei bevorzugten Ausführungsform gemäß Anspruch 6 die Lagertaschen und deren Zuleitungen in dem Querhaupt aus­ gearbeitet.

Wenn die Lagertaschen gemäß Anspruch 5 nur in den bevorzugten Anlagezonen vorgesehen werden, ergibt sich eine zweckmäßige Anordnung gemäß Anspruch 7.

Die Richtung der Diagonalen hängt von der Drehrichtung der Hohlwalze gegenüber dem Querhaupt ab. Wenn es sich um eine Walze mit wechselnder Drehrichtung handelt, kann es sich empfehlen, die diagonale Versetzung der Lagertaschen zweimal anzuwenden, d. h. über den Umfang verteilt vier Lagertaschen vorzusehen, die diagonal miteinander und mit einer jeweiligen Zuleitung verbunden sind.

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

Fig. 1 zeigt eine Ansicht eines Walzenpaars, bei welchem die obere Walze der Erfindung entspricht und im Längsschnitt dargestellt ist;

Fig. 2 zeigt einen Querschnitt nach der Linie II-II in Fig. 1;

Fig. 3 zeigt einen entsprechenden Querschnitt durch eine andere Ausführungsform.

Die in Fig. 1 dargestellte Walzenanordnung umfaßt eine in dem Ausführungsbeispiel die Oberwalze bildende Walze 1, die gegen eine Unterwalze 2 beliebiger Aus­ bildung arbeitet und mit dieser einen Walzspalt 7 bildet.

Die Walze 1 umfaßt ein feststehendes Querhaupt 4, das eine Hohlwalze 5 der Länge nach durchgreift und an den Enden 4′ aus der Hohlwalze 5 hervorsteht. An den vorsehenden Enden 4′ ist das Querhaupt 4 undrehbar ge­ lagert, beispielsweise in einem nicht dargestellten Maschinenständer. Das Querhaupt 4 beläßt ringsum radialen Abstand zum Innenumfang 6 der Hohlwalze 5, so daß es sich innerhalb der Hohlwalze 5 durchbiegen kann, ohne mit dem Innenumfang 6 in Berührung zu kommen.

Die die Linienkraft im Walzspalt 7 ergebende Kraft wird in dem Ausführungsbeispiel durch längs des Quer­ haupts 4 innerhalb der Hohlwalze 5 auf der Seite des Walzspalts 7 aufgereihte Stützelemente 8 geliefert, die beispielsweise als durch eine hydraulische Flüssigkeit beaufschlagte, in Bohrungen auf der Unterseite des Quer­ haupts 4 angeordnete Kolben mit einer Anlagefläche aus­ gebildet sein können, auf der der Innenumfang 6 der Hohl­ walze 5 bei der Drehung über einen aufrechterhaltenen Ölfilm gleitet. Die in dem Walzspalt 7 auftretende Linien­ kraft wird durch die Stützelemente 8 auf das Querhaupt 4 übertragen, welches sich unter dieser Streckenlast durch­ biegt. Die Hohlwalze 5 kann dadurch gerade bleiben.

Die Hohlwalze 5 kann sich auf ihrer ganzen Länge gegenüber dem Querhaupt 4 im Sinne des Pfeiles 9, d. h. in der die Achsen der beiden Walzen 1, 2 verbindenden Wirkebene verlagern. Damit die Hohlwalze 5 jedoch gegen­ über dem Querhaupt 5 in der Wirkebene verbleibt , ist sie über ein Wälzlager 10 auf einem Führungsring 13 ge­ lagert, welcher sich in der Wirkebene, jedoch nicht senkrecht dazu an dem Querhaupt 4 verlagern kann. Das Wälzlager 10 besitzt einen Außenring 11, der mittels eines Endrings 14 im Ende der Hohlwalze 5 festgelegt ist, sowie einen Innenring 12, der auf dem Außenumfang des Führungsrings 13 sitzt. Der Endring 14 ist gegenüber dem Ende 4′ des Querhauptes 4 durch eine Dichtung 15 abgedichtet, die nur schematisch dargestellt und in Wirklichkeit so ausgebildet ist, daß sie die Ver­ lagerungen der Hohlwalze 5 gegenüber dem Querhaupt 4 in der Wirkebene bewältigen kann.

Das Ende 4′ des Querhaupes 4 ist im Bereich des Führungsrings 13 abgeflacht und besitzt zwei einander zu beiden Seiten des Endes 4′ gegenüberliegende parallel zur Wirkebene verlaufende ebene Führungsflächen 16, 17, in denen in Höhe des Führungsrings jeweils zwei über­ einanderliegende flache Lagertaschen 18, 19 bzw. 20, 21 von rechteckigem oder auch rundem Grundriß ausgebildet sind. Die Lagertaschen 18, 21 sind über Bohrungen an eine in Längsrichtung des Querhaupts 4 verlaufende Zuleitung 22 für Druckflüssigkeit, die Lagertaschen 19, 20 an eine davon getrennte Zuleitung 23 angeschlossen. Die Lagertaschen 18, 19, 20, 21 sind ringsum geschlossen berandet und etwas schmäler als sich der Führungsring 13 in Achsrichtung erstreckt.

Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, besitzt der Führungs­ ring 13 oben und unten eine kreiszylindrische Innenumfangs­ flächen 24, 25, zwischen denen sich ebene geschlossene Führungsflächen 26, 27 erstrecken, die in der Querschnitts­ ansicht sehnenartig durch das Innere der durch die Flächen 24, 25 gebildeten Zylinderfläche verlaufen. Die Führungs­ flächen 26, 27 sind einander parallel und haben einen Abstand, der dem der Führungsflächen 16, 17 entspricht. Letztere liegen mit nur geringem Spiel an den Führungs­ flächen 26, 27 des Führungsrings an und können an diesem in der Wirkebene W (siehe Fig. 2 und 3) abgleiten.

Diese Gleitbewegung, bei der sich also der Führungs­ ring 13 gegenüber dem Ende 4′ des Querhauptes 4 gemäß Fig. 2 im Sinne des Pfeiles 28 nach oben bzw. unten be­ wegt, wird erleichtert, indem die Führungsflächen 16, 26 bzw. 17, 27 nicht unmittelbar aneinander anliegen, sondern unter dem hydrostatischen Druck der Druckflüssigkeit in den Lagertaschen 18, 19, 20, 21 bzw. auf dem über deren Berandungen abströmenden Flüssigkeitsfilm.

Besonders wichtig ist diese Reibungsverminderung bei hohen Umlaufgeschwindigkeiten der Hohlwalze 5. Läuft die Hohlwalze 5 beispielsweise im Sinne des Pfeiles 29 (Fig. 2) um, so erfährt der Führungsring 13 ein Mitnahmemoment im Sinne der Pfeile 30 und 31, welches durch die Führungs­ flächen 16, 17 abgefangen wird und zu einer bevorzugten Anlage der Führungsflächen 26 bzw. 27 im Bereich der Lagertaschen 19 bzw. 20 führt. Wenn die Hohlwalze 5 diese Drehrichtung beibehält, genügt eine Abstützung des Führungsrings 13 im Bereich der zur Mitte des Quer­ schnitts des Endes 4′ des Querhaupts 4 diagonal gegen­ einander versetzten Lagertaschen 19, 20. Im Bereich der anderen Lagertaschen 18, 21 braucht bei dieser Drehrichtung keine Druckflüssigkeit zugeführt zu werden. Wird die Dreh­ richtung umgekehrt, erfolgt die bevorzugte Anlage in dem Bereich der diagonal zueinander versetzten Lagertaschen 18, 21, dies zu diesem Zweck gemeinsam aus der Zuleitung 22 ge­ speist werden.

Soweit in Fig. 3 entsprechende Teile vorhanden sind, sind die Bezugszahlen gleich. Der Unterschied zu der Aus­ führungsformnach Fig. 2 besteht darin, daß in den Führungs­ flächen 16, 17 des Endes 4′ des Querhauptes 4 nicht jeweils zwei übereinanderliegende Lagertaschen, sondern jeweils nur eine über die ganze Höhe durchgehende Lagertasche 32 bzw. 33 vorgesehen ist, die aus einer gemeinsamen Zu­ leitung 34 gespeist wird. Diese Ausführungsform ist also gegenüber der nach Fig. 2 kontruktiv vereinfacht, verlangt aber fertigungsmäßig ziemlich genaue Toleranzen an den Führungsflächen 16, 26 bzw. 17, 27, weil sonst beim Auftreten eines Mitnahmemoments an den Ablaufseiten ein Abheben der Berandung der Lagertaschen 32, 33 und damit zu große Ölverluste durch diesen sich vergrößernden Spalt stattfinden.

Claims (7)

1. Walze
mit einer umlaufenden, den arbeitenden Walzenumfang bildenden Hohlwalze (5),
mit einem die Hohlwalze (5) der Länge nach mit all­ seitigem Abstand durchgreifenden, undrehbaren, an den Enden (4′) aus den Enden der Hohlwalze (5) hervorstehen­ den und dort abgestützten Querhaupt (4),
mit einer an dem Querhaupt (4) im Innern der Hohl­ walze (5) abgestützten, gegen den Innenumfang (6) der Hohlwalze (5) wirkenden hydraulischen Stützeinrichtung (8, 8,...)
mit einem ein hervorstehendes Ende (4′) des Quer­ haupts (4) umgebenden beweglichen Führungsring (13), an welchem die Hohlwalze (5) drehbar gelagert ist,
und mit einer Geradführung, mittels deren der Führungsring (13) an dem Querhaupt (4) in der Wirkebene der hydraulischen Stützeinrichtung (8, 8,...) senkrecht zur Achse des Querhaupts (4) geführt ist und die im Innern des Führungsrings (13) ausgebildete, einander parallel gegenüberliegende ebene Führungsflächen (26, 27) umfaßt, die an entsprechenden, einander zu beiden Seiten des Querhaupts (4) parallel gegenüberliegenden Führungsflächen (16, 17) des Querhaupts (4) anliegen, dadurch gekennzeichnet, daß an den einander anliegenden Führungsflächen (16, 26 bzw. 17, 27) reibungsmindernde Gestaltungen vorgesehen sind.

2. Walze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die reibungsmindernden Gestaltungen lineare Wälz­ lager umfassen.

3. Walze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die reibungsmindernden Gestaltungen auf jeweils einer der aneinander anliegenden Führungsflächen (16, 17) hydrostatische Lagertaschen (18, 19, 20, 21; 32, 33) umfassen, die durch die gegenüberliegende Führungsfläche (26, 27) überdeckt sind.

4. Walze nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich die hydrostatischen Lagertaschen (32, 33) im wesentlichen über die ganze Erstreckung der jeweils kleineren der aneinander anliegenden Führungsflächen (16, 26 bzw. 17, 27) erstrecken.

5. Walze nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die hydrostatischen Lagertaschen (18, 19, 20, 21) nur in dem Bereich der unter dem auf dem Führungsring (13) von der Lagerung (10) der Hohlwalze (5) ausgeübten Mit­ nahmemoment bevorzugt auftretenden Anlagekraft vorgesehen sind.

6. Walze nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagertaschen (18, 19, 20, 21; 32, 33) und deren Zuleitungen (22, 33; 34) in dem Querhaupt (4) vorgesehen sind.

7. Walze nach Anspruch 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagertaschen (18, 21 bzw. 19, 20) im Querschnitt des Querhauptes (4) gegenüber dessen Mittelpunkt diagonal ver­ setzt sind.