DE4023446A1 - Controlled bending roller - has control beam round carrier beam over its length to dispense with external oil pressure supply - Google Patents

Controlled bending roller - has control beam round carrier beam over its length to dispense with external oil pressure supply

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    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21G—CALENDERS; ACCESSORIES FOR PAPER-MAKING MACHINES
    • D21G1/00—Calenders; Smoothing apparatus
    • D21G1/02—Rolls; Their bearings
    • D21G1/0206—Controlled deflection rolls
    • D21G1/0213—Controlled deflection rolls with deflection compensation means acting between the roller shell and its supporting member
    • D21G1/022—Controlled deflection rolls with deflection compensation means acting between the roller shell and its supporting member the means using fluid pressure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C13/00—Rolls, drums, discs, or the like; Bearings or mountings therefor
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    • F16C13/024—Bearings supporting a hollow roll mantle rotating with respect to a yoke or axle adjustable for positioning, e.g. radial movable bearings for controlling the deflection along the length of the roll mantle

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Abstract

The roller with a controlled bending action, to apply pressure to web material passing between rollers up to 10m wide, has a control beam covering the whole length of the carrier beam within the hollow roller rotating round it. ADVANTAGE - The roller assembly does not require an external oil pressure generator.

Description

Die vorliegende Erfindung befaßt sich mit umlaufenden Hohlwalzen und äußerem in der Regel linienförmigen Druck, ausgelöst durch die Anpreßkraft gleichartig umlaufender Walzen. Zwischen solchen Walzen in Breiten bis zu 10 Metern werden bandförmige Materialien durchgeführt und durch die Walzen wird ein Druck auf diese Bänder ausgeübt. Absicht dieser Erfindung ist, den geometrischen Spalt zwischen min­ destens 2 Walzen unter Walzendruck so zu regeln, daß in gewissen Grenzen jeder erdenkliche Spalt erreicht wird, parallel über die ganze Breite oder ungleichförmig positiv oder negativ gegenüber einer angenommenen O-Linie. Absicht ist ferner diese Spaltregelung zu bewirken auch Bereich sehr hoher Liniendrücke, wie diese erwünscht sind z. B. in der Pressen­ partie von Papiermaschinen, bei Kraftliner mit 1000 kg/cm, aber auch in Preßwerken der Holz- und Spanplattentechnik.The present invention is concerned with rotating hollow rollers and external usually linear pressure triggered by the Contact pressure of similar rotating rollers. Between such rolls in widths of up to 10 meters, band-shaped are formed Materials are carried and the rollers put pressure on them Ligaments exercised. The intention of this invention is to reduce the geometric gap between min to regulate at least 2 rollers under roller pressure so that in certain Limits every conceivable gap is reached in parallel across the full width or non-uniform positive or negative against one assumed O line. It is also intended to effect this gap control also area very high line pressures, as desired, e.g. B. in the presses batch of paper machines, with Kraftliner with 1000 kg / cm, but also in presses of wood and chipboard technology.

Walzen mit regelbarer Durchbiegung sind bekannt, zuerst als "Schwimmende Walze" mit 2-Kammer-Systemen, danach mit hydrostatischer Abstützung einer Hohlwalze einreihig oder zweireihig wechselseitig gegen einen feststehenden Mittelbalken, weiter als hydrostatische Lager mit Differenzdruckbildung.Adjustable deflection rolls are known, first as "floating Roller "with 2-chamber systems, then with hydrostatic support a hollow roller one row or two rows alternately against one fixed center beam, further than hydrostatic bearing with Differential pressure formation.

Diese Walzen sind eingesetzt bei Liniendrücken um 300 kp/cm und benötigen einen externen Druckerzeuger für das aus den hydrostatischen Elementen austretende Öl, ferner Leitungen für das Hochdrucköl vom Druckerzeuger bis zur jeweiligen Austrittsstelle in der Hohlwalze, wodurch ein zonenweises Regeln besorgt wird in bezug auf die Durchbiegung.These rollers are used at line pressures around 300 kp / cm and need an external pressure generator for that from the hydrostatic Oil escaping elements, also lines for the high pressure oil from Pressure generator to the respective exit point in the hollow roller, thereby providing zone-wise control over deflection.

Bei der vorliegenden Erfindung wird kein externer Öldruckerzeuger benötigt. Die regelbare Durchbiegung wird erzielt mit einem im fest stehenden Tragbalken geführten Regelbalken, dessen Geradheit hochauf­ lösbar verändert wird mittels in Reihe angebrachter mechanischer Schraubgetriebe, angetrieben jeweils durch einen Elektromotor mit einem Hochuntersetzungsgetriebe in spielarmer Ausführung.In the present invention, no external oil pressure generator is used needed. The adjustable deflection is achieved with a fixed standing support beam led control beam, the straightness high is releasably changed by means of mechanical ones attached in series Screw gears, each driven by an electric motor a high-reduction gear with low backlash.

Der Regelbalken ist gegenüber dem Durchmesser der inneren Hohlwalze ausgebildet als hydrodynamisch wirkendes Gleitlager.The control bar is compared to the diameter of the inner hollow roller designed as a hydrodynamically acting plain bearing.

Infolge des Außendruckes auf die Hohlwalze verändert die Hohlwalze ihre Biegeform in Abhängigkeit von der jeweiligen Form des Regelbalkens, wobei Hohlwalze und Regelbalken getrennt bleiben durch den hydrodyna­ mischen Schmierdruck des in den Spalt eingeschleppten Öls. As a result of the external pressure on the hollow roller, the hollow roller changes their bending shape depending on the respective shape of the control bar, the hollow roller and the control beam remain separated by the hydrodyne mix the lubricating pressure of the oil carried into the gap.  

Bei der hier gewählten Form des hydrodynamischen Radiallagers wird bei einer Grenzdrehzahl der mittlere Tragdruck pm zur mittleren Belastung = F/B · D führen, die im Gleichgewicht zu der äußeren Kraft steht.In the form of the hydrodynamic radial bearing chosen here, the average load pressure p m will lead to the mean load = F / B · D at a limit speed, which is in equilibrium with the external force.

Bei Umfangsgeschwindigkeiten von 1200 m/min, d.h. 20 m/s für den hydrodynamischen Schmierkeil liegt die Übergangsgeschwindigkeit bei 1 m/s.At peripheral speeds of 1200 m / min, i.e. 20 m / s for the hydrodynamic grease wedge lies the transition speed at 1 m / s.

Nach Vogelpohl beträgt die Tragfähigkeit eines hydrodynamischen RadiallagersAccording to Vogelpohl, the load capacity of a hydrodynamic Radial bearings

F = Cü · nü · Vol · ηF = C ü · n ü · Vol · η

mit nü = U/min und η in cP, womit erkennbar, daß die Tragfähigkeit linear mit der Umfangsgeschwindigkeit wächst.with n ü = U / min and η in cP, which shows that the load capacity increases linearly with the circumferential speed.

Die Formel von Vogelpohl gilt für sehr breite Lager ohne Seitenfluß (B/D = ∞), was hier angenähert beabsichtigt ist.Vogelpohl's formula applies to very wide bearings without a side flow (B / D = ∞), which is approximately intended here.

Absicht dieser Erfindung ist besonders den regelungsstörenden Seiten­ fluß nicht auftreten zu lassen, der vorhanden bei segmentförmigen Michell-Gleitschuhen oder anderen Gleitschuhen (Niemann, Maschinenelemente). Die hochauflösende Geradheitsveränderung des Tragbalkens ermöglicht sanfte Übergänge bei der Regelung zur Einstellung des hydrodynamischen Schmierspaltes ho, der nach Katzenmeier im Übergangsbereich oberhalb von 2 µm liegt.The intention of this invention is not to allow the side flow which disturbs the control to occur, which is present in segment-shaped Michell sliding shoes or other sliding shoes (Niemann, machine elements). The high-resolution change in straightness of the supporting beam enables smooth transitions in the regulation for setting the hydrodynamic lubrication gap h o , which according to Katzenmeier lies in the transition area above 2 µm.

Die Tragkraft des hydrodynamisch erzeugten Schmierdruckes wird durch das eingeleitete Drehmoment auf die Hohlwalze erzeugt. Dadurch ent­ fallen Abdichtungen gegen den rotierenden Walzenmantel und es werden nur an beiden Walzenenden Abdichtungen gegen das drucklose Öl im Freiraum zwischen Trag-/Regelbalken und Hohlwalze benötigt.The load capacity of the hydrodynamically generated lubricating pressure is determined by the torque applied to the hollow roller generated. This ent seals fall against the rotating roller jacket and there will be seals at both ends of the roller against the unpressurized oil in the Free space between the support / control beam and the hollow roller is required.

Natürlich könnte der Regelbalken mittels eines Öldruckes relativ zum Tragbalken bewegt werden. Zum differenzierten Verändern der Geradheit müßten dann aber Druckkammern eingerichtet werden in gleicher Häufig­ keit wie die hier vorgesehenen Schraubgetriebe und jede Druckkammer müßte eine eigene Ölzu- und Ableitung haben. Nachteilig bliebe aber, da Öl wohl einen Druck ausüben kann, aber keinen Zug, daß über die Walzenbreite keine aktive positive wie negative Veränderung der Geradheit gegenüber einer angenommenen O-Linie besorgt werden könnte, wie es in dieser Erfindung vorgesehen mittels eines formschlüssig arbeitenden Schraubgetriebe in einer SPS-CNC-Steuerung. Hierdurch wird weiter eine Ist-Zustand-Rückmeldung möglich, was bei einem Öldruck­ system nicht möglich ist.Of course, the control bar could be relative to the oil pressure Support beams are moved. For differentiated changes in straightness pressure chambers would then have to be set up in the same frequency speed like the screw gears provided here and each pressure chamber should have its own oil supply and discharge. The disadvantage would remain, however, since oil can probably exert a pressure, but no pull that over the Roller width no active positive or negative change in Straightness could be worried about an assumed O line as provided in this invention by means of a positive fit working screw gear in a PLC-CNC control. This will further an actual status feedback possible, what with an oil pressure system is not possible.

Claims (5)

1. Walze mit regelbarer Durchbiegung bestehend aus einer umlaufenden Hohlwalze und einem in dieser Hohlwalze feststehenden Tragbalken dadurch gekennzeichnet, daß dieser Tragbalken auf der ganzen Länge einen durchgehenden Regelbalken umschließt.1. roller with adjustable deflection consisting of a rotating hollow roller and a fixed support beam in this hollow roller, characterized in that this support beam encloses a continuous control beam over the entire length. 2. Walze mit regelbarer Durchbiegung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in einer Reihe in diesen Regelbalken formschlüssige Schraubgetriebe einwirken mit einer Reaktionskraftabstützung im Tragbalken.2. Roller with adjustable deflection according to claim 1, characterized characterized that in a row in these control bars positive screw gears act with a reaction force support in the supporting beam. 3. Walze mit regelbarer Durchbiegung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die in Reihe angeordneten Schraubgetriebe einen Druck oder einen Zug auf diesen Regelbalken ausüben können, angetrieben mittels eines Hochuntersetzungsgetriebes in spielarmer Ausführung mit Elektromotor mit speicherprogrammierbarer Steuerung (SPS) und Computer Numerical Control (CNC).3. Roller with adjustable deflection according to claim 1 or 2, characterized characterized in that the screw gears arranged in series can exert pressure or tension on this control beam, driven by a step-up gear with little backlash Version with electric motor with programmable logic controller (PLC) and Computer Numerical Control (CNC). 4. Walze mit regelbarer Durchbiegung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der durchgehende Regelbalken zusammen mit dem Innendurchmesser der Hohlwalze einen hydrodynamischen Schmierkeil einseitig oder doppelseitig bildet und daß eine Veränderung der Geradheit des Regelbalkens mittels der Schraubgetriebe eine Veränderung der Lage des hydrodynamischen Schmierspaltes h₀ in differenzierter Form über die ganze Länge bewirkt mit der Folge, daß auch der unter Außendruck stehende Mantel der Hohlwalze ebenfalls differenziert seine Lage verändert.4. roller with adjustable deflection according to claim 1 to 3, characterized characterized in that the continuous control bar together with the inner diameter of the hollow roller a hydrodynamic lubrication wedge forms one-sided or double-sided and that a change the straightness of the control bar by means of the screw gearbox Change in the position of the hydrodynamic lubrication gap h₀ in differentiated shape along the entire length, that also the jacket of the hollow roller, which is under external pressure differentiated its location changed. 5. Walze mit regelbarer Durchbiegung nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchbiegung des Tragbalkens zwischen zwei Schraubgetrieben unter Streckenlast aus dem Außendruck der Hohlwalze mittels eines zugeordneten Widerstandsmoment des Tragbalkens geringer ist als die elastische Veränderung des Lagerspaltes des hydrodynamischen Lagers aus dem gleichen Außendruck.5. roller with adjustable deflection according to claim 2 and 3, characterized characterized in that the deflection of the support beam between two screw gears under line load from the external pressure of the Hollow roller by means of an assigned section modulus of the supporting beam is less than the elastic change in the bearing gap of the hydrodynamic bearing from the same external pressure.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006017010A1 (en) * 2004-07-12 2006-02-16 Eastman Kodak Company Compliant pressure roller with shell supported on titabl hydrodynamic bearing shoes lubricated by a non-newtonian fluid

Cited By (2)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006017010A1 (en) * 2004-07-12 2006-02-16 Eastman Kodak Company Compliant pressure roller with shell supported on titabl hydrodynamic bearing shoes lubricated by a non-newtonian fluid
US7465264B2 (en) 2004-07-12 2008-12-16 Rohm And Haas Denmark Finance A/S Axially compliant pressure roller utilizing non-newtonian fluid

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