DE4017433A1 - Walzenpresse - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Walzenpresse mit mindestens zwei benachbarten Walzen, die auch Bestandteil eines Kalanders sein können. Allerdings ist diese Presse auch in anderem Zusammenhang, insbesondere bei der Papierherstellung, einsetzbar. Der Begriff "Walzen" beinhaltet nicht nur solche Walzen, die eine kreiszylindrische Gestalt haben. Die Walzen können auch flexible Walzen sein, die nicht stets eine genau kreiszylindrische Form einnehmen.

Prinzipiell sind solche Walzenpressen z. B. aus der DE 34 08 118 A1 oder der DE 34 08 119 A1 bekannt.

Diese Walzen bilden einen Walzenspalt, durch den eine Materialbahn verläuft und durch Druck behandelt wird. Hierzu müssen Kräfte auf die Walzen aufgebracht werden, um im Walzenspalt die erforderliche Preßkraft zu erzeugen, wobei es in der Regel gewünscht wird, die im Walzenspalt auftretende Preßkraft in Abhängigkeit von den jeweiligen Verhältnissen in der Vorrichtung zu beeinflussen, und zwar entweder im Hinblick auf eine über die Länge des Walzenspaltes gleichbleibende Preßkraft, oder aber im Hinblick auf die Erstellung eines speziell gewünschten Preßkraftprofils, welches über die Länge des Walzenspaltes, d. h. über die Breite der Materialbahn, nicht gleichförmig ist. Hierfür werden üblicherweise eine Mehrzahl von druckmittelbetätigten Kraftelementen verwendet, die mit dem Druckmittel gespeist werden müssen. Hierzu hat man in der Vergangenheit eine Vielzahl von Ventilen und andere Steuerelemente für das Druckmittel, wie beispielsweise Luft oder Hydrauliköl, eingesetzt.

Zum Bilden eines in Laufrichtung der Walzenpresse verlängerten Preßspalts, der auch "Breitspalt" oder "Breitnip" genannt wird, weist die mit Kraftelementen versehene Leiste der Anpreßvorrichtung eine Breite auf, die einen Umfangsabschnitt der den Preßspalt ihrerseits bildenden Walze - bzw. Gegenwalze - abdeckt. Das Querprofil dieser Leiste ist an der dem Preßspalt zugewandten Seite entsprechend abgeplattet oder konkav ausgebildet. Die Anpreßvorrichtung weist ein undurchlässiges, flexibles Band auf, das durch den Preßspalt durchlaufend geführt ist und beim Betrieb einen Kontakt zwischen dem in die Drucktaschen gespeisten Druckmedium und dem durch den Preßspalt zu führenden Material verhindert. Die Leiste ist in der Anpreßrichtung der Walzenpresse genügend flexibel, um im Betrieb ihre Anpassung an die Form der Gegenwalze zu ermöglichen. Die einzelnen Drucktaschen sind mit Stegen begrenzt. Beim Betrieb ist eine Biegung der flexiblen Leiste besonders im Bereich der äußersten Drucktaschen feststellbar. Diese Biegung steigert sich beiderseits am Ende des Bereichs der Drucktaschen, am äußersten Rand der jeweils letzten Drucktasche, wo die Anpreßkraft zum Ende der Leiste hin allmählich bis auf Null absinkt.

Diesen nachteiligen Folgen der Biegung kann entgegengewirkt werden, indem man die Kraftelemente gruppenweise in Zonen zusammenfaßt, von denen jede unabhängig voneinander kraftmäßig steuerbar ist. Damit ist es möglich, beispielsweise in den Randzonen des Bereichs der Drucktaschen durch einen höheren Anpreßdruck einen gleichmäßigen Preßdruck über die Länge des Preßspalts zu erwirken. Vollkommen läßt sich aber auch mit dieser Maßnahme der Nachteil des Biegens der Leiste an ihren Enden nicht ausgleichen, abgesehen von dem Aufwand dieser Maßnahme, die dazu noch aufwendige Sicherheitsvorkehrungen in dem System notwendig macht.

Im Hinblick auf diesen Sachverhalt ist es Aufgabe der Erfindung, eine Walzenpresse im zuvor definierten Sinne zu schaffen, die hinsichtlich ihres Aufbaus weniger aufwendig ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Walzenpresse gelöst, die mit mindestens zwei benachbarten, einem von einer Warenbahn durchlaufenen Walzenspalt bildenden Walzen besteht, von denen zumindest eine Walze als einen Walzenmantel aufweisende Hohlwalze ausgebildet ist, wobei durch die Mittellinien der benachbarten Walzen eine Preßebene definiert wird. Zumindest eine Walze ist eine solche Walze, die in den beiden Stirnbereichen wenigstens in einer Richtung der Preßebene fixiert bzw. abgestützt ist. Beide Walzen sind über die Länge des Walzenspaltes durch strömungsmittelbetätigte Kraftelemente aufeinander zu druckbelastet. Die Kraftelemente in sich gegenüberliegenden Stützzonen sind mit ihren Druckmittelleitungen, in denen keine Steuerelemente benötigt werden, an ein gemeinsames Steuerelement angeschlossen.

Durch diese Lösung ist gewährleistet, daß für die Preßkrafterzeugung im Walzenspalt für beide Walzen nur ein gemeinsames Steuerventil mit einem dreifachen Vorteil verwendet werden kann. Der eine Vorteil liegt in einer wesentlichen Vereinfachung durch die Reduzierung von erforderlichen Druckmittelleitungen und die Reduzierung von Strömungsmittel-Steuerelementen im System. In diesem Zusammenhang kann durchaus ein nicht ganz perfekter Linienkraftverlauf akzeptiert werden, da die Einsparungen ganz beträchtlich sind. Außerdem wird die Sicherheit des Systems dadurch erhöht, daß weniger störanfällige Elemente vorhanden sind und kein weiteres Überwachungs- oder Sicherheitssystem benötigt wird. Ein weiterer wesentlicher Vorteil ergibt sich dadurch, daß beim Ausfall eines Steuerelementes in den kommunizierenden Zonen der beiden benachbarten Walzen der Druck in gleichem Maße abfällt, mit der Folge, daß keine übermäßige Druckdifferenz auftreten kann, die zu einer Teil- oder Ganzzerstörung der Walze, des Walzenmantels oder der Walzenbezüge führen kann. Dies gilt auch dann, wenn die gemeinsame Strömungsmittelleitung bricht. Abgesehen davon, daß diese Zerstörung aus wirtschaftlichen Erwägungen heraus nachteilig ist, stellt bei den rotierenden Walzen und den auftretenden Kräften eine derartige Zerstörung eine erhebliche Gefährdung der sich im Bereich der Walzenpresse aufhaltenden Personen dar. Die geltendgemachte Vereinfachung führt auch zu einer Reduzierung der Herstellungskosten.

Bei dieser Lösung beläßt man den sich durch das Eigengewicht der einen Walze einstellenden geringen Durchhang und stellt sicher, daß zur Ausbildung einer möglichst gleichförmigen Anpreßkraft über die Bahnbreite die andere Walze sich an die Krümmung anschmiegt. Dadurch ist es möglich, gegebenenfalls über die gesamte Bahnbreite auf jeder der benachbarten Walzen jeweils gleiche Kräfte anzuwenden. Dies ermöglicht im übrigen auch eine beliebige Linienkrafteinstellung. Dabei sind zu überwindende Verformungskräfte im Hinblick auf die wesentlich größeren Linienkräfte vernachlässigbar.

Das Anschmiegen einer der Walzen an den Durchhang der anderen Walze kann sowohl im konkaven als auch im konvexen Bereich der einen Walze erfolgen. Dies hängt im wesentlichen von dem Aufbau, der Größe und dem Eigengewicht der jeweiligen Walze ab.

Die beiden benachbarten Walzen können als einen Walzenmantel aufweisende Hohlwalzen ausgebildet sein, wobei die Kraftelemente vorzugsweise innerhalb der Walzenmäntel angeordnet sind. Innerhalb des Walzenmantels kann sich das nicht umlaufende Joch befinden, auf dem sich die Kraftelemente abstützen. Die beiden benachbarten Walzen können insbesondere in beiden Stirnbereichen radial in der Preßebene fixiert sein, wobei im Falle der Hohlwalze der Walzenmantel auf dem Joch drehbar gelagert ist. Dabei können zwei sogenannte K-Walzen kombiniert werden. Allerdings besteht auch grundsätzlich die Möglichkeit, hier zwei Vollwalzen zu verwenden. Im Fall der Vollwalzen befinden sich die Druckelemente außerhalb derselben an den zweckbestimmten Stellen.

Entsprechend einer anderen Ausführungsvariante kann eine Walze der benachbarten Walzen und im Falle einer Hohlwalze deren Walzenmantel in den beiden Stirnbereichen radial in beiden Richtungen der Preßebene und die andere Walze bzw. ihr Walzenmantel in den beiden Stirnbereichen nur in einer Richtung der Preßebene radial fixiert sein. Dabei kann es sich dann um die Kombination eines an den Stirnseiten fixierten Walzenmantels mit einem an den Stirnseiten nicht radial fixierten Walzenmantels handeln, wobei letzterer in der Preßebene über seine ganze Länge normalerweise begrenzt bewegbar ist und an der geeigneten Stelle einseitig auf Anschlag gefahren ist und dabei die Funktion eines fixierten Walzenmantels erfüllt.

Auch um die Anschmiegsamkeit des Walzenmantels an den Durchhang der anderen Walze zu ermöglichen, kann der Walzenmantel flexibel ausgebildet sein. Dieser flexible Walzenmantel ermöglicht im übrigen einen flächig erweiterten Walzenspalt, so daß keine linienförmige Kraft, sondern eine Flächenkraft im Spalt auftritt. Dabei kann der flexible Walzenmantel auf mindestens einer in Längsrichtung des Walzenspaltes sich erstreckenden Stützleiste aufliegen. Diese Stützleiste, auch als Schuh bezeichnet, ist insbesondere hinsichtlich einer kraftloseren Anschmiegung an die durchhängende Walze bzw. den durchhängenden Walzenmantel flexibel ausgebildet, wobei allerdings auch die Möglichkeit besteht, in diesem Sinne den Walzenmantel direkt auf den Kraftelementen aufliegen zu lassen, was im Falle eines flexiblen Walzenmantels eine bessere Anschmiegung an die durchhängende Walze oder den durchhängenden Walzenmantel ermöglicht.

Zweckmäßigerweise sind zur weiteren Einsparung von Steuerelementen alle Kraftelemente entlang des Walzenspaltes mit der gleichen Kraft beaufschlagt.

Zur flexibleren Beeinflussung der Linien- oder Flächenkraft im Spalt können allerdings die Kraftelemente zur Ausbildung von mehreren Preßzonen entlang des Walzenspaltes in den verschiedenen Stützzonen mit unterschiedlicher Kraft beaufschlagt sein. Dies ermöglicht nicht nur eine flexiblere Einstellung der Linien- oder Flächenkraft im Spalt, sondern ermöglicht auch eine bessere Anschmiegung der Stützleiste oder des Walzenmantels an die durchhängende Walze oder den durchhängenden Walzenmantel, da die dabei auftretenden Verformungskräfte über die Länge des Walzenspaltes nicht gleich groß sind.

Zweckmäßigerweise sind die in Preßrichtung krafterzeugenden Wirkflächen der Kraftelemente so bemessen, daß die durch sie erzeugten Kräfte bewirken, daß die stirnseitig in der Preßebene geführte Walze gegen einen stirnseitigen Anschlag gebracht sind.

Hinsichtlich der Ausbildung der Stützzonen sind verschiedene Ausführungsvarianten denkbar. So können die sich gegenüberliegenden Walzen gegebenenfalls auch jeweils nur eine Stützzone aufweisen. Dabei ist es günstig, wenn die kommunizierenden Stützzonen gleiche Längenausdehnungen haben. Es ist aber auch möglich, daß sich nur je eine Stützzone beider Walzen im wesentlichen über die gesamte wirksame Preßlänge erstreckt. Vorteilhafterweise weisen alle Kraftelemente einer Stützzone einer Walze gleiche krafterzeugende Wirkflächen auf. Die Kraftelemente der kommunizierenden Stützzonen beider Walzen können jeweils unterschiedliche krafterzeugende Wirkflächen aufweisen. Schließlich ist es möglich, daß die Kraftelemente der jeweils obenliegenden Walze kleinere krafterzeugende Wirkflächen aufweisen als die der darunter befindlichen Walze.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist darin zu sehen, eine Leiste mit den ihr zugeordneten Kraftelementen für die Walzenpresse der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, die eine zufriedenstellende Anpreßfunktion in der angegebenen Walzenpresse bei Verzicht auf eine aufwendige Zonensteuerung der Kraftelemente und beim Einhalten einer möglichst gleichmäßigen Preßkraft im Preßspalt über seine Länge gewährleistet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen in Laufrichtung verlängerten Preßspalt zwischen einer Walze und einer Anpreßvorrichtung, welche eine im Bereich des Preßspaltes angeordnete Leiste mit in Richtung zum Preßspalt zu einem undurchlässigen umlaufenden Band hin geöffnete hydrostatische Drucktaschen aufweist, die mittels unterhalb eines Bereichs der Drucktaschen an der Leiste angeordneter Kraftelemente zum Preßspalt anpreßbar ist, bei welcher Anordnung der Bereich der Drucktaschen sowie ein durch das dem realen Druckprofil äquivalentes Rechteckprofil begrenzter äquivalenter Preßbereich sowie ein zylindrischer Bereich der Walze zueinander symmetrisch sind, wobei - axial gesehen - der äquivalente Preßbereich kürzer als der zylindrische Bereich, aber länger als der Bereich der Drucktaschen ist, und wobei die Leiste mindestens so lang wie der zylindrische Bereich der Walze ist, wobei die Relation des Abstandes zwischen dem Ende des äquivalenten Preßbereichs und dem jeweils äußersten Rand des Kolbens vom äußersten Kraftelement zum Abstand zwischen diesem Kraftelement und dem in der Reihe benachbarten Kraftelement abgestimmt wird auf die Abstände der Kraftelemente voneinander entlang dieser Leiste, und zwar derart, daß die Beaufschlagung aller Kraftelement an der Leiste mit einem Druck jeweils gleicher Größe die durch die Biegung der Leiste infolge ihres seitlichen Überstehens bedingte Beeinträchtigung des gleichmäßigen Preßdruckaufbaus weitgehend aufgehoben wird, so daß dadurch über den ganzen Preßbereich ein Druckprofil erzeugbar ist, das der gewünschten Form möglichst nahekommt.

Weiterhin wird die vorgenannte Aufgabe gelöst durch einen verlängerten Preßspalt zwischen einer Walze und einer Anpreßvorrichtung, welche eine im Bereich des Preßspaltes angeordnete Leiste mit in Richtung zum Preßspalt zu einem undurchlässigen umlaufenden Band hin geöffnete, hydrostatische Drucktaschen aufweist, die mittels unterhalb eines Bereichs der Drucktaschen an der Leiste angeordneter Kraftelemente zum Preßspalt anpreßbar ist, bei welcher Anordnung der Bereich der Drucktaschen sowie ein durch das dem realen Druckprofil äquivalentes Rechteckprofil begrenzter äquivalenter Preßbereich sowie ein zylindrischer Bereich der Walze zueinander symmetrisch sind, wobei - axial gesehen - der äquivalente Preßbereich kürzer als der zylindrische Bereich, aber länger als der Bereich der Drucktaschen ist, und wobei die Leiste mindestens so lang wie der zylindrische Bereich der Walze ist, wobei die Anordnung der Kraftelemente entlang der Leiste abgestimmt wird auf die Relation des Abstandes zwischen dem Ende des äquivalenten Preßbereichs und dem jeweils äußersten Rand des Kolbens am äußersten Kraftelement zum Abstand zwischen diesem Kraftelement und dem in der Reihe benachbarten Kraftelement, und zwar derart, daß bei Beaufschlagung aller Kraftelemente an der Leiste mit einem Druck jeweils gleicher Größe die durch das seitliche Überstehen der Leiste bedingte Biegung und daraus folgende Beeinträchtigung des gleichmäßigen Preßdruckaufbaus weitgehend aufgehoben wird, so daß dadurch über den ganzen Preßbereich ein Druckprofil erzeugbar ist, das einer gewünschten Form möglichst nahe kommt.

Besonders vorteilhaft ist die Verwendung von hydrostatischen Kraftelementen mit hydrostatischen Drucktaschen entsprechend Anspruch 19.

Im weiteren werden der Erfindungsgegenstand und seine Vorteile anhand einiger Ausführungsbeispiele, die in der Zeichnung schematisch dargestellt sind, näher beschrieben und erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine Längsschnittdarstellung von zwei benachbarten Durchbiegungsausgleichswalzen, ohne freien Hub der Mäntel in der Preßebene,

Fig. 2a eine der Fig. 1 entsprechende Längsschnittansicht, jedoch mit der Darstellung von zwei Durchbiegungsausgleichswalzen, deren Mäntel in der Preßebene einen freien Hub haben, von denen die obere im Betrieb in der Preßebene gegen einen Anschlag läuft, und hierzu am Mantel mit Stützlagern versehen ist,

Fig. 2b eine der Fig. 2a entsprechende Längsschnittansicht, mit der Darstellung von zwei Durchbiegungsausgleichswalzen, von denen die untere eine sogenannte K-Walze und die ober eine sogenannte F-Walze ohne Stützlager ist.

Fig. 3 eine der Fig. 1 ähnliche Längsschnittansicht mit der Kombination einer Durchbiegungausgleichswalze mit stirnseitig fixiertem Mantel mit einer darüberliegenden Vollwalze,

Fig. 4 einen Abschnitt einer Walzenpresse unter Einsatz eines starren und eines flexiblen Walzenmantels,

Fig. 5 eine der Fig. 4 ähnliche Darstellung, jedoch mit dem Einsatz von zwei flexiblen Walzenmänteln,

Fig. 6 einen Teil einer Walzenpresse im Schnitt entlang der Preßebene der Vorrichtung,

Fig. 7 eine Endpartie der Leiste in Aufsicht,

Fig. 8 einen Teil einer Walzenpresse im Querschnitt,

Fig. 9 einen Teil einer weiteren Walzenpresse im Querschnitt und

Fig. 10 eine Preßspaltpartie der Walzenpresse im Querschnitt.

Gemäß der Darstellung in Fig. 1 sind zwei Durchbiegungsausgleichswalzen 26 und 27 im Schnitt dargestellt. An beiden Stirnseiten ist diese Ausgleichswalze über Lager 28 in einer Stuhlung 29 in Preßrichtung hubbeweglich gelagert, wobei durch Anpreßzylinder 30 eine entsprechende Preßkraft aufgebracht werden kann.

Beide Walzen sind sog. Durchbiegungsausgleichswalzen mit einem Walzenmantel 26a bzw. 27a, der sich an beiden Stirnbereichen durch ein Lager 31 auf einem Joch 26b bzw. 27b abstützt. Zwischen Joch und Walzenmantel befinden sich jeweils in Zweier- bzw. Dreiergruppen (auch andere Stützzonenverteilung möglich) Kraftelemente 26c bzw. 27c. Die Walzen bilden im Bereich der Kraftelemente einen Walzenspalt WS. Die Kraftelemente 26c bzw. 27c sind mit einem Strömungsmittel druckbeaufschlagbar, in dem sich Stützkolben in zylinderförmigen Ausnehmungen des Jochs bewegen. Die einzelnen Kraftelemente werden durch Druckleitungen 26d bzw. 27d versorgt, wobei die Druckleitungen gegenüberliegender Kraftelemente entweder insgesamt oder jeweils durch ein gemeinsames hydraulisches oder pneumatisches Steuerelement 32 derart miteinander verbunden sind, daß die gegenüberliegenden Kraftelemente einer jeweiligen Stützzone mit gleichem Druck beaufschlagt sind und somit bei gleicher Ausbildung der Kraftelemente in entgegengesetzten Richtungen im Bereich einer Preßebene eine gleiche Kraft erzeugen. Im vorliegenden Fall sind vier Stützzonen mit jeweils drei sowie mit jeweils zwei Kraftelementen vorgesehen. Es kann natürlich auch nur eine einzelne Stützzone vorgesehen sein.

Fig. 2a zeigt eine der Fig. 1 ähnliche Darstellung mit zwei Durchbiegungsausgleichswalzen 36 und 37, deren Mäntel in der Preßebene freien Hub haben, bei denen sich der Mantel 37a auf den Kolben der Kraftelemente 37c abstützt, und nicht auf dem Joch 37b, gegenüber dem der Mantel radial beweglich angeordnet ist. Die obere Walze 36 wirkt in der Art, daß der Mantel 36a sich hier von oben, über Stützlager stirnseitig auf dem Joch 36b abstützt, da die Kraftelemente 36c den Mantel in Richtung des Walzenspaltes WS nach unten drücken und die Gewichte beider Mäntel 36a und 37a nicht durch Kraftdifferenz zwischen den Kraftelementen 36c und 37c kompensiert werden. Es erfolgt die Druckbeaufschlagung über die Druckleitungen 36d bzw. 37d. Die Joche 36b und 37b stützen sich unbeweglich in der Stuhlung 29 ab. Es verbleibt zwischen dem Joch und dem Stützlager an der Unterseite des Jochs 36b ein Luftspalt.

In Fig. 2b ist eine der Fig. 2a ähnliche Konstellation dargestellt, bei der jedoch die untere Durchbiegungsausgleichswalze eine K-Walze und die obere Walze eine F-Walze ist, die sich auch nicht einseitig mit ihrem Mantel auf ein Joch abstützt. In Fig. 3 ist eine Kombination einer oben angeordneten Vollwalze 46 mit einer untenliegenden Durchbiegungsausgleichswalze 47 vorgesehen, deren Walzenmantel 47a sich über Lager 31 auf dem Joch 47b abstützt. Auch hier liegen innerhalb des Walzenmantels Kraftelemente 37c, die den Walzenmantel 47a in Richtung des Walzenspaltes WS drücken. Auf die Vollwalzen wirken ebenfalls in der Preßebene entgegen den Kraftelementen 37c Kraftelemente 46c. Auch hier sind die Kraftelemente zugeordneter Stützebenen über die Leitungen 47d und 46d jeweils mit einem gemeinsamen Steuerelement 32 verbunden, so daß, wie bei den anderen Ausführungsformen von entgegengesetzten Seiten, gleiche Druckverhältnisse herrschen. Es sei noch darauf hingewiesen, daß in Fig. 2 und 3 nur ein Teil der Druckmittelleitungen dargestellt ist.

In Fig. 4 und 5 sind Querschnitte von zwei Ausführungsvarianten dargestellt, und zwar im Bereich der Kraftelemente. Dabei ist in Fig. 4 eine obere Walze 56 mit einem starren Walzenmantel 56a mit einer unteren Walze 57 kombiniert, die einen flexiblen Walzenmantel 57a aufweist. Dabei stützen sich die Walzenmäntel jeweils auf einem Kraftelement 56e bzw. 57e ab, die mit Stegen 56f bzw. 57f derart sich abstützen, daß zwischen dem Kraftelement und dem jeweiligen Walzenmantel ein druckbeaufschlagbarer Raum 56g bzw. 57g vorgesehen ist. Dabei bildet das Kraftelement 56e bzw. 57e einen Kolben 56h bzw. 57h, der innerhalb eines Zylinders druckbeaufschlagbar ist. Im Kraftelement und im Joch sind Druckmittelleitungen 56i bzw. 57i vorgesehen.

Vergleichbare Verhältnisse sind in Fig. 5 dargestellt, jedoch mit der Verwendung von zwei Walzen 66 und 67 mit jeweils einem flexiblen Walzenmantel 66a und 67a, wobei die zu behandelnde Bahn B zwischen zwei Filzen F geführt ist, wohingegen in Fig. 4 die Bahn zwischen einem Filz F und dem Mantel 56a verläuft.

Die in Fig. 4 und 5 nicht dargestellten Mittellinien der Walzen definieren eine Preßebene, die durch den Walzenspalt WS geht und auf der Höhe liegt, auf der in Fig. 4 und 5 die Druckmittelleitung 56i, 57i bzw. 66i bzw. 67i gezeichnet ist.

In Fig. 6 ist ein Teil der linken Seite der Walzenpresse zu sehen. Die rechte Seite ist spiegelbildlich zu der dargestellten linken ausgeführt. In der Walzenpresse ist ein verlängerter Preßspalt 1 zwischen einer Walze 2 als Gegenwalze und einer Anpreßvorrichtung 3 freigelassen. Die Anpreßvorrichtung 3 weist eine Leiste 4 auf, die über die ganze Länge der Walze 2 reicht. Sie ist mit hydrostatischen Drucktaschen 5 versehen, die nach einem hier beispielsweise regelmäßigen Muster an der dem Preßspalt 1 zugewandten Seite verteilt sind. Wie besonders in Fig. 10 gezeigt ist, weist die Leiste 4 zum Bilden des verlängerten Preßspalts 1 eine Länge auf, womit sie einen Teil des Kreisumfangs des Mantels 8 der Walze 2 abdeckt. Im Querprofil ist die Leiste 4 dem Durchmesser der Walze 2 entsprechend konkav ausgeführt. Die Leiste ist in Längsrichtung elastisch und mittels Kraftelementen 7 zu dem Preßspalt anpreßbar. Die Kraftelemente 7 sind entlang der Leiste 4 in hier beispielsweise regelmäßigen Abständen 13, 13′ zueinander angeordnet, so daß sie hier jeweils an einem gleich großen mit den Drucktaschen 5 versehenen Längsabschnitt der Leiste 4 wirken.

An der dargestellten Konfiguration sind über die Breite der Walzenpresse die Walze 2 und die Leiste 4 erkennbar:

Ein Bereich 6 der Drucktaschen 5 reicht von dem linken Rand der äußersten Drucktasche links zum rechten Rand der äußersten Drucktasche rechts an der Leiste 4. Ein zylindrischer Bereich 9 der Walze 2 reicht von der Abschrägung links zu der Abschrägung rechts am Mantel 8 der Walze 2. Ein äquivalenter Preßbereich 10 wird wie folgt ermittelt: Zwischen den Kurven, die den sich real einstellenden Druckverlauf in den sich an den Bereich 6 nach außen hin anschließenden Zonen beschreiben, und der Nullinie des Umgebungsdruckes ist eine Fläche aufgespannt, welche durch eine gleich große, sich dem Bereich 6 anschließende Rechteckfläche ersetzbar ist, deren äußere Grenzen zugleich die Grenzen des äquivalenten Preßbereichs 10 bilden. Dabei wird der reale Druckverlauf durch aufgebrachte Kräfte und Gewichtskräfte erzeugt. Der äquivalente Preßbereich 10 ist kürzer als der zylindrische Bereich 9 der Walze 2, aber länger als der Bereich 6 der Drucktaschen. Die besagten drei Bereiche 6, 9 und 10 liegen in der Regel zueinander symmetrisch, da die ganze Konfiguration mit dem Preßspalt, der Walze und der Leiste mit den Drucktaschen und Kraftelementen meistens symmetrisch und zu einer gedachten vertikalen Mittellinie spiegelbildlich ist.

Gemäß der erfindungsgemäßen Lehre sind entlang der Leiste 4 die Drucktaschen 5 und die ihnen zugeordneten Kraftelemente 7 so angeordnet, daß beiderseits der Walzenpresse der Abstand 11 zwischen dem Ende des äquivalenten Preßbereichs 10 und dem jeweils äußersten Kraftelement 71 im wesentlichen gleich groß wie die Hälfte 12 eines Abstandes 13 und 13′ zwischen diesem Kraftelement 71 und dem in der Reihe der Kraftelemente 7 zu diesem 71 nächsten Kraftelement 7. Das führt zu einer ausgewogenen Kraftwirkung der äußeren Kraftelemente, welche für die Gleichmäßigkeit des Druckverlaufes besonders vorteilhaft ist. Die Abstände 13, 13′ zwischen den einzelnen Kraftelementen 7, gemessen an der Innenwand (äußerster Rand), sind in der Regel entlang der Leiste 4 jeweils gleich groß. Falls eine besondere steuernde Wirkung auf das Druckprofil gewünscht ist, sind auch ungleiche Abstände vorstellbar. Alle Kraftelemente 7 an der Leiste 4 sind mit einem Druck jeweils gleicher Größe belastbar, wodurch sie in der Regel jeweils alle mit gleicher Kraft auf die Leiste 4 in einem gleich großen Bereich der Leiste 4 einwirken.

Die Drucktaschen 5, welche mit einem undurchlässigen, elastischen Band 20 zum Preßspalt 1 begrenzt sind, sind zusammen mit den jeweils zugehörigen Kraftelementen 7 als ein bekanntes hydrostatisches System ausgebildet. Das Kraftelement weist einen zylinderartigen Teil 22 auf, der zu der Leiste 4 unterhalb der Drucktasche 5 befestigt ist. Diesem ist ein kolbenartiger Teil 23 zugeordnet, welcher auf einem balkenartigen Joch 16 abgestützt ist. Zwischen dem Zylinder 22 und dem Kolben 23 ist ein Druckraum 24 vorgesehen, in welchen durch einen Kanal 25 ein Druckmedium, z. B. Öl oder Wasser, unter Druck zu führen ist. Aus dem Druckraum 24 führt ein Kanal 26 in die Drucktasche 5, wo ein Druck aufgebaut wird, der auf das undurchlässige Band 20 wirkt. Alle Kraftelemente 7 sind über eine Verbundleitung 14 mit dem Druckmedium aus einer einzigen Druckquelle 15, jedes durch einen jeweilig gleich großen Druck beaufschlagbar. Da alle die Systeme leistungsmäßig, d. h. krafterzeugungsmäßig, gleichwertig ausgebildet sind, wirken sie auf die Leiste 4 jeweils im gleich großen Bereich mit einer gleich großen Kraft.

Bei diesem Ausführungsbeispiel nach Fig. 6 ist die Walze 2 eine konventionelle Walze, die beim Betrieb unter Einwirkung der Kräfte seitens der Leiste 4 eine Durchbiegung erfährt, so daß der Preßspalt entlang einer Bogenlinie verläuft. Unter der Einwirkung der Kraftelemente 7 wird die Leiste 4 mit entsprechenden Anpreßkräften durchgebogen, so daß in dem äquivalenten Preßbereich 10 eine gewünschte, möglichst gleichmäßige Linienkraft im Preßspalt 1 erreicht wird.

Als Walze 2 kann jede geeignete, beliebige Walze - auch eine der bekannten Durchbiegungsausgleichswalzen - eingesetzt werden.

Durch einen Einsatz einer bekannten Durchbiegungsausgleichwalze als Walze 2 kann das vorher beschriebene Durchbiegen der Walze 2 beim Betrieb der Walzenpresse eliminiert werden. Wie es besonders in Fig. 8 dargestellt ist, weist die Walze 2 einen um ein drehfest gelagertes Joch 16 drehbaren Mantel 8 auf, der mittels hydrostatischer Kraftelemente 18 am Joch 16 in Preßrichtung der Walzenpresse abgestützt ist. Der Mantel 8 ist an seinen Seiten, links und rechts, konzentrisch zum Joch 16 geführt und gelagert. Im wesentlichen bleibt die Achse des Mantels 8 relativ zum Joch 16 im Betrieb unverändert. Die Kraftelemente 18 sind leistungsmäßig, d. h. krafterzeugungsmäßig, gleichwertig wie die Kraftelemente 7 an der Leiste 4 ausgebildet und im Grunde nach gleichem Muster entlang dem Mantel 8 der Walze eingeteilt wie die Kraftelemente 7 entlang der Leiste 4. Die beiden Systeme, dasjenige in der Walze 2, wie dasjenige an der Leiste 4, können unter gleichen Bedingungen mit gleich großen Kräften gegeneinander in der Preßebene der Walzenpresse wirken. Damit sind die Linienkräfte im Preßspalt einheitlich und gleichmäßig. Die Steuerung dieser Walzenpresse ist relativ einfach. Alle Kraftelemente 18 sind einer Verbundleitung 14 angeschlossen, die andererseits einer Druckquelle 15 angeschlossen ist, aus der die Kraftelemente 7 über die Verbundleitung 14 mit dem Druckmittel beaufschlagbar sind. Auf diese Weise sind alle Kraftelemente, die Kraftelemente 18 in der Walze 2, wie die Kraftelemente 7 an der Leiste 4, jeweils mit gleichem Druck aus der gemeinsamen Druckquelle 15 belastbar, so daß alle unter den gleichen Bedingungen entsprechend dem hydrostatischen Prinzip wunschgemäß gegen den Preßspalt wirken, wodurch eine möglichst einheitliche Linienkraft in dem Preßspalt eingestellt und gehalten werden kann. Eine Steuerung dieser Walzenpresse beschränkt sich so auf die Steuerung eines Druckes aus der Druckquelle 15.

Wie es in Fig. 9 dargestellt ist, kann als Walze 2 der Walzenpresse eine andere bekannte Durchbiegungsausgleichswalze eingesetzt werden. Diese weist - wie die vorher erwähnte - auch einen um ein drehfest gelagertes Joch 16 drehbaren Mantel 8 auf, der mittels hydrostatischer Kraftelemente 18 an dem Joch 16 in der Preßebene der Walzenpresse abgestützt ist. Jedoch ist bei dieser Durchbiegungsausgleichswalze der Mantel 8 an seinen Seiten in der Preßrichtung verschiebbar geführt und gelagert. Zum Anheben des Mantels 8 gegen die Preßrichtung der Walzenpresse von dem Preßspalt 1 bzw. von der Leiste 4 der Anpreßvorrichtung 3 weg sind Kraftelemente 19 vorgesehen, die gegen die Preßrichtung wirksam sind. Die Kraftquellen 18 der Durchbiegungsausgleichswalze sind leistungsmäßig, d. h. krafterzeugungsmäßig, im oben erklärten Sinne gleichwertig wie die Kraftelemente 7 an der Leiste 4 der Anpreßvorrichtung ausgebildet. Sie sind jedoch in mindestens zwei oder mehr äquivalente Gruppen entlang dem Mantel 8 eingeteilt und hinsichtlich der Beaufschlagung mit dem Druckmedium in zwei oder mehr Zonen zusammengefaßt, so daß jede der Zonen druckmäßig voneinander unabhängig beaufschlagbar ist. Auch die Kraftelemente 19 zum Anheben des Mantels 8, von denen eines an jeder Seite des Mantels 8 vorgesehen ist, sind unabhängig voneinander steuerbar.

Claims (22)

1. Walzenpresse

• - mit mindestens zwei benachbarten, einen von einer Warenbahn (B) durchlaufenen Walzenspalt (WS) bildenden Walzen (26, 27; 36, 37; 46, 47; 56, 57; 8, 20; 66, 67), von denen zumindest eine Walze als einen Walzenmantel (26a, 27a, 36a, 37a; 47a; 56a, 57a; 66a, 67a) aufweisende Hohlwalze ausgebildet ist, wobei durch die Mittellinien der benachbarten Walzen eine Preßebene definiert wird,
• - zumindest eine Walze ist eine solche Walze, die in den beiden Stirnbereichen zumindest in einer Preßrichtung der Preßebene fixiert ist,
• - beide Walzen sind längs des Walzenspaltes durch strömungsmittelbetätigte, sich an einem nicht drehenden Joch abstützende Kraftelemente (26c, 27c; 36c, 37c; 46c, 47c; 56e, 57e; 66e, 67e, 7, 19, 18, 22) aufeinander zu druckbelastet,
• - die Kraftelemente in sich gegenüberliegenden Stützzonen sind mit ihren Druckmittelleitungen (14, 26d, 27d; 36d, 37d; 46d, 47d; 56d, 57d; 66d, 67d), in denen sich keine Steuerelemente befinden, an ein gemeinsames Steuerelement (32) angeschlossen.

2. Walzenpresse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beide benachbarten Walzen als einen Walzenmantel aufweisende Hohlwalzen ausgebildet sind, wobei die Kraftelemente vorzugsweise innerhalb der Walzenmäntel angeordnet sind.

3. Walzenpresse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei beiden benachbarten Walzen mindestens ein Joch bewegbar ist und die beiden Walzen in beiden Stirnbereichen radial in der Preßebene fixiert sind, wobei im Falle der Hohlwalze der Walzenmantel fixiert ist.

4. Walzenpresse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Walze der benachbarten Walzen und im Falle einer Hohlwalze deren Walzenmantel in den beiden Stirnbereichen radial in allen Richtungen der Preßebene und die andere Walze bzw. ihr Walzenmantel in den beiden Stirnbereichen in Richtung der Preßebene nicht radial fixiert ist.

5. Walzenpresse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Vorhandensein eines Walzenmantels (57a; 66a; 67a) dieser flexibel ausgebildet ist.

6. Walzenpresse nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der flexible Walzenmantel auf mindestens einer in Längsrichtung des Walzenspaltes sich erstreckenden Stützleiste aufliegt.

7. Walzenpresse nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der flexible Walzenmantel auf den Kraftelementen (57e; 66e; 67e) selbst aufliegt.

8. Walzenpresse nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützleiste flexibel ausgebildet ist.

9. Walzenpresse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß alle Kraftelemente zur Ausbildung einer einzigen Stützzone entlang des ganzen Walzenspaltes mit dem gleichen Druck beaufschlagbar sind.

10. Walzenpresse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftelemente zur Ausbildung von mehreren Preßzonen entlang des Walzenspaltes in den jeweiligen Stützzonen mit unterschiedlichen Drücken beaufschlagbar sind.

11. Walzenpresse nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die in Preßrichtung krafterzeugenden Wirkflächen der Kraftelemente (36c, 37c) so bemessen sind, daß die durch sie erzeugten Kräfte bewirken, daß die stirnseitig in Richtung der Preßebene geführte Walze (36) gegen einen stirnseitigen Anschlag geführt sind.

12. Walzenpresse nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die sich gegenüberliegenden Walzen jeweils nur eine Stützzone aufweisen.

13. Walzenpresse nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Stützzonen beider Walzen im wesentlichen über die gesamte wirksame Preßlänge erstreckt.

14. Walzenpresse nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die kommunizierenden Stützzonen gleiche Längenausdehnungen haben.

15. Walzenpresse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß alle Kraftelemente einer Stützzone einer Walze gleiche krafterzeugende Wirkflächen aufweisen.

16. Walzenpresse nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftelemente der kommunizierenden Stützzonen beider Walzen gleiche krafterzeugende Wirkflächen aufweisen.

17. Walzenpresse nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftelemente der jeweils obenliegenden Walze kleinere krafterzeugende Wirkflächen aufweisen, als die der darunter befindlichen Walze.

18. Walzenpresse nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen verlängerten Preßspalt (1) zwischen einer Walze (2) und einer Anpreßvorrichtung (3), welche eine im Bereich des Preßspaltes (1) angeordnete Leiste (4) mit in Richtung zum Preßspalt (1) zu einem undurchlässigen umlaufenden Band (20) hin geöffnete hydrostatische Drucktaschen (5) aufweist, die mittels unterhalb eines Bereichs (6) der Drucktaschen (5) an der Leiste (4) angeordneter Kraftelemente (71, 7) zum Preßspalt (1) anpreßbar ist, bei welcher Anordnung der Bereich (6) der Drucktaschen (5) sowie ein durch das dem realen Druckprofil äquivalentes Rechteckprofil begrenzter äquivalenter Preßbereich (10) sowie ein zylindrischer Bereich (9) der Walze (2) zueinander symmetrisch sind, wobei - axial gesehen - der äquivalente Preßbereich (10) kürzer als der zylindrische Bereich (9), aber länger als der Bereich (6) der Drucktaschen (5) ist, und wobei die Leiste (4) mindestens so lang wie der zylindrische Bereich (9) der Walze (2) ist, wobei die Relation des Abstandes (11) zwischen dem Ende des äquivalenten Preßbereichs (10) und dem jeweils äußersten Rand des Kolbens am äußersten Kraftelement (71) zum Abstand (13) zwischen diesem Kraftelement (71) und dem in der Reihe benachbarten Kraftelement (7) abgestimmt wird auf die Abstände der Kraftelemente (7, 71) entlang dieser Leiste, und zwar derart, daß bei Beaufschlagung aller Kraftelemente (7, 71) an der Leiste (4) mit einer Kraft jeweils gleicher Größe die durch das seitliche Überstehen der Leiste (4) bedingte Durchbiegung und daraus folgende Beeinträchtigung des gleichmäßigen Preßdruckaufbaus weitgehend aufgehoben wird, so daß dadurch über den ganzen Preßbereich ein Druckprofil erzeugbar ist, das der gewünschten Form möglichst nahekommt.

19. Walzenpresse nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen verlängerten Preßspalt (1) zwischen einer Walze (2) und einer Anpreßvorrichtung (3), welche eine im Bereich des Preßspaltes (1) und symmetrisch zu der Walze (2) angeordnete Leiste (4) mit in Richtung zum Preßspalt (1) zu einem undurchlässigen umlaufenden Band (20) hin geöffnete hydrostatische Drucktaschen (5) aufweist, die mittels unterhalb eines Bereichs (6) der Drucktaschen (5) an der Leiste (4) angeordneter Kraftelemente (71, 7) zum Preßspalt (1) anpreßbar ist, bei welcher Anordnung der Bereich (6) der Drucktaschen (5) sowie ein durch das dem realen Druckprofil äquivalentes Rechteckprofil begrenzter äquivalente Preßbereich (10) sowie ein zylindrischer Bereich (9) der Walze (2) zueinander symmetrisch sind, wobei - axial gesehen - der äquivalente Preßbereich (10) kürzer als der zylindrische Bereich (9), aber länger als der Bereich (6) der Drucktaschen (5) ist, und wobei die Leiste (4) mindestens so lang wie der zylindrische Bereich (9) der Walze (2) ist, wobei die Anordnung der Kraftelemente (7, 71) entlang der Leiste (4) abgestimmt wird auf die Relation des Abstandes (11) zwischen dem Ende des äquivalenten Preßbereichs (10) und dem jeweils äußersten Rand des Kolbens am äußersten Kraftelement (71) zum Abstand (13) zwischen diesem Kraftelement (71) und dem in der Reihe benachbarten Kraftelement (7), und zwar derart, daß bei Beaufschlagung aller Kraftelemente (7, 71) an der Leiste (4) mit einer Kraft jeweils gleicher Größe die durch das seitliche Überstehen der Leiste (4) bedingte Durchbiegung und daraus folgende Beeinträchtigung des gleichmäßigen Preßdruckaufbaus weitgehend aufgehoben wird, so daß dadurch über den ganzen Preßbereich ein Druckprofil erzeugbar ist, das einer gewünschten Form möglichst nahekommt.

20. Walzenpresse nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß bei durchweg gleichen Abständen benachbarter Kraftelemente (7, 71) voneinander die Relation des Abstandes (11) zwischen dem Ende des äquivalenten Preßbereichs (10) und dem jeweils äußersten Kraftelement (71) zum Abstand (13) zwischen diesem Kraftelement (71) und dem in der Reihe benachbarten Kraftelement (7) einen Wert zwischen 0,4 und 0,5 hat.

21. Walzenpresse nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Relation des Abstandes (11) zwischen dem Ende des äquivalenten Preßbereichs (10) und dem jeweils äußersten Rand des Kolbens am äußersten Kraftelement (71) zum Abstand (13) zwischen diesem Kraftelement (71) und dem in der Reihe benachbarten Kraftelement (7) einen Wert zwischen 0,2 und 1 hat und daß der Abstand des äußersten Kraftelementes (71) zum jeweils benachbarten Kraftelement (7) bis zu 5% größer ist als dessen Abstand zum jeweils weiter innen benachbarten Kraftelement.

22. Walzenpresse nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen einem beliebigen Kraftelement (7) und dem jeweils weiter innen benachbarten Kraftelement ein bis zu 5% größerer Abstand (13′) besteht als zum jeweils wiederum weiter innen benachbarten Kraftelement, wobei diese Anordnung zur Mitte der Walze, quer zur Laufrichtung gesehen, symmetrisch ist.