DE4030190A1 - Verfahren zur reduzierung des leistungsverbrauchs einer durchbiegungskompensierten walze und eine durchbiegungskompensierte walze - Google Patents
Verfahren zur reduzierung des leistungsverbrauchs einer durchbiegungskompensierten walze und eine durchbiegungskompensierte walzeInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reduzierung
des Leistungsverbrauchs einer durchbiegungskompensierten
Walze in einer Walze, die aus einem auf einer stationären
Welle drehbar angeordneten Walzenmantel besteht, wobei der
Zwischenraum zwischen dem Walzenmantel und der Welle mit in
Längsrichtung verlaufenden Dichtungen in zwei Teile aufge
teilt ist, derart daß er auf der Seite des Pressenspaltes
eine Druckflüssigkeitskammer oder -kammerreihe sowie auf der
entgegengesetzten Seite der in Längsrichtung verlaufenden
Dichtungen eine Sekundärkammer hat, wobei das Spaltprofil
durch Druckregelung eines in die genannte Druckflüssigkeits
kammer/-kammerreihe geführten Druckmediums geregelt wird.
Die Erfindung betrifft außerdem eine durchbiegungskom
pensierte Walze zur Ausführung des Verfahrens, die aus einem
auf einer stationären Welle drehbar angeordneten Walzenmantel
besteht, wobei der Zwischenraum zwischen dem Walzenmantel und
der Welle mit in Längsrichtung verlaufenden Dichtungen in
zwei Teile aufgeteilt ist, derart daß er auf der Seite des
Pressenspaltes eine Druckflüssigkeitskammer oder -kammerreihe
sowie auf der entgegengesetzten Seite der in Längsrichtung
verlaufenden Dichtungen eine Sekundärkammer hat, wobei das
Spaltprofil regelbar ausgeführt ist, indem der Druck des in
die Druckflüssigkeitskammer/-kammerreihe geführten Druckme
diums geregelt wird.
In Papiermaschinen kommen im allgemeinen Walzen zur
Anwendung, die mit einer Gegenwalze gemeinsam einen entwäs
sernden Pressenspalt, Ausgleichsspalt oder Kalanderspalt
bilden. Bei diesen Abwendungszwecken ist wichtig, daß eine
konstante Liniendruckverteilung im Pressenspalt, d. h. ein
konstantes Profil in Axialrichtung der Walzen erzielt wird
oder daß sich dieses Profil dem Bedarf entsprechend regeln
läßt, um z. B. das Feuchtigkeitsprofil und/oder das Dickenpro
fil in Querrichtung der Bahn (Kaliber) zu beherrschen. Es
sind verschiedene durchbiegungskompensierte oder durchbie
gungsgeregelte Walzen (im folgenden wird für beide die Abkür
zung dk-Walze benutzt) für diesen Zweck bekannt, mit denen
angestrebt wird, die Liniendruckverteilung im Pressenspalt
zu beeinflussen.
Es sind mehrere verschiedene Papiermaschinen-dk-Walzen
bekannt. Diese bestehen im allgemeinen aus einer massiven
oder rohrförmigen, stationären Walzenwelle und einem um diese
drehbar angeordneten Walzenmantel. Zwischen genannter Welle
und Mantel sind gegen die Innenfläche des Mantels wirkende
Gleitschuhanordnungen und/oder Druckflüssigkeitskammern oder
eine Kammerreihe angebracht, so daß das axiale Profil im
Pressenspalt nach Bedarf korrigiert oder geregelt werden
kann. Im allgemeinen werden die von diesen Walzen gebildeten
Spalte, wie Pressenspalte oder Kalanderspalte, durch auf die
Wellenzapfen der dk-Walze und deren Gegenwalze gerichtete
Belastungskräfte belastet. Die vorliegende Erfindung steht im
Zusammenhang mit Walzen des letztgenannten Typs, sog. schwim
menden Walzen, bei denen der Walzenmantel über eine zwischen
Walzenmantel und Walze vorhandene Druckflüssigkeitskammer
oder -kammerreihe belastet wird.
Ein bedeutendes Problem bei den Lösungen vom Stand der
Technik, in denen der Raum zwischen dem Walzenmantel und der
Walzenwelle durch Längsdichtungen in zwei Teile geteilt ist,
so daß die eigentliche Druckflüssigkeitskammer d. h. Primär
kammer von der einen Seite der Längsdichtungen und die Sekun
därkammer von der entgegengesetzten Seite begrenzt wird, ist
der große Leistungsverbrauch dieser Walzen. Dies kommt daher,
daß die Walze u. a. wegen der Abdichtung der Druckflüssigkeits
kammer mit Öl gefüllt sein muß derart, daß auch die Sekundär
kammer voll Öl ist. Beim Rotieren des Walzenmantels kommt
somit das Öl in der Sekundärkammer in kräftige Drehbewegung,
was den Leistungsverbrauch der Walze erheblich steigert. Bei
solchen Walzen wurde früher versucht, den Leistungsverbrauch
z. B. auf in der SE-Patentschrift 3 43 094 und DE-Anmeldung
35 27 398 beschriebene Weisen zu reduzieren, indem in der Walzen
welle querlaufende Bohrungen ausgeführt sind, mit denen der
Ölkreislauf in den Walzenkammern erleichtert wird. Mittels
dieser Lösungen kann der Leistungsverbrauch der Walze zwar
etwas reduziert werden, aber jedoch nicht wesentlich, da
trotz allem in der Walze den Leistungsverbrauch steigernde
innere Reibungen verbleiben. Außerdem hat diese Anordnung
eine Reihe beträchtlicher Nachteile. Erstens ist die Herstel
lung einer solchen Walzenwelle kompliziert, weil in der gro
ßen und massiven Welle mehrere große Querbohrungen angefer
tigt werden müssen. Ein weiterer bedeutender Nachteil besteht
darin, daß die Gesamtfläche der Querbohrungen bedeutend groß
sein muß, damit diese Querbohrungen Einfluß auf den Leistungs
verbrauch der Walze haben, wodurch die Walzenwelle wesentlich
geschwächt wird.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde,
ein neues Verfahren und eine neue durchbiegungskompensierte
Walze zu schaffen, mit der die Nachteile der Lösungen vom
Stand der Technik vermieden werden und mit der der Leistungs
verbrauch der Walze wesentlich reduziert wird. Um dies zu
erreichen, ist für das erfindungsgemäße Verfahren im wesent
lichen charakteristisch, daß aus der Sekundärkammer das in
diese eingedrungene Druckmedium entfernt und daß in die Sekun
därkammer Druckluft gespeist wird.
Für die erfindungsgemäße Walze ist ihrerseits charak
teristisch, daß die Walze mit einer Austragsvorrichtung zum
Entfernen des Druckmediums aus der Sekundärkammer sowie mit
Geräten zum Einspeisen von Druckluft in die Sekundärkammer
versehen ist.
Mit der Erfindung wird gegenüber den herkömmlichen Lö
sungen eine Reihe bedeutende Vorteile erzielt, von denen in
diesem Zusammenhang u. a. folgende hervorzuheben sind. Die
Erfindung kann in bereits vorhandenen Walzenlösungen in einfa
cher Weise angewendet werden, so daß deren Leistungsverbrauch
wesentlich reduziert werden kann. In der erfindungsgemäßen
Lösung wird das Öl aus der Sekundärkammer ganz entfernt und
statt dessen Luft eingespeist, so daß die Anordnung den Wal
zenbetrieb noch nicht einmal in bezug auf die Abdichtung be
einträchtigt. Die schon bei dk-Walzen mit Gleitschuhanordnun
gen gewonnenen Erfahrungen zeigen, daß die Vermischung des
Öls mit der Luft keinerlei Probleme verursacht. In der Her
stellung verursacht die Erfindung keine wesentlich hohen Zu
satzkosten.
Die übrigen Vorteile und Merkmale der Erfindung
gehen aus der weiter unten folgenden detaillierten Beschrei
bung der Erfindung hervor.
Fig. 1 zeigt völlig schematisch eine erfindungs
gemäße dk-Walze von der Seite gesehen zum
Teil als Vertikalschnitt.
Fig. 2 zeigt schematisch einen Vertikalquerschnitt
der erfindungsgemäßen dk-Walze.
Fig. 3 ist eine schematische Detailschnittzeichnung
der erfindungsgemäßen dk-Walze in vergrößer
tem Maßstab.
Unter Hinweis auf Fig. 1 und 2 ist die dort gezeigte
dk-Walze allgemein mit Bezugsnummer 10 bezeichnet. Die dk-
Walze 10 besteht in an sich bekannter Weise aus einer stati
onären Zentralwelle 11, auf der ein rotierender Walzenmantel
12 angebracht ist. Der Walzenmantel 12 ist mit Endlagern 13
auf der Welle 11 abgestützt und der Zwischenraum zwischen Wal
zenmantel 12 und Welle 11 ist in an sich bekannter Weise mit
in Längsrichtung verlaufenden Dichtungen 15 in zwei Teile
aufgeteilt, so daß auf der einen Seite der Längsdichtungen
die eigentliche Druckflüssigkeitskammer, bzw. Primärkammer
und auf der entgegengesetzten Seite eine Sekundärkammer 17
vorhanden ist. Die genannten Kammern sind in Axialrichtung
zusätzlich auf normale Weise mit Enddichtungen 18 abgedich
tet. Die Druckflüssigkeitskammer 16 kann sich zwischen den
Enddichtungen 18 einheitlich über die Axiallänge der Walze 10
erstrecken, oder die Druckflüssigkeitskammer 16 kann mit ra
dialen Dichtungen, die den Enddichtungen 18 ähnlich sind, in
eine Kammerreihe aufgeteilt werden derart, daß die Druck
flüssigkeitskammer in mehrere Zonen eingeteilt wird, deren
Druck sich jeweils separat regeln läßt. Das Druckmedium wird
in die Druckflüssigkeitskammer 16 auf ganz normale Weise
durch einen Druckkanal 19 oder im Fall der Kammerreihe durch
mehrere Druckkanäle eingespeist, von dem/denen sich Eintritts
öffnungen 20 in die Druckflüssigkeitskammer 16/-kammerreihe
öffnen.
In den Lösungen vom Stand der Technik ist auch in der
Sekundärkammer 17 ein Druckmediumkreislauf, wie z. B. Ölkreis
lauf eingerichtet. In der erfindungsgemäßen Lösung wird das
Druckmedium dagegen aus der Sekundärkammer 17 entfernt und
anstelle von diesem wird Druckluft zugeführt. Zu diesem Zweck
ist in der Walzenwelle 11 ein axialer Speisekanal 23 für
Druckluft ausgestaltet, aus dem sich die Druckluftspeiseöff
nungen 24 in die genannte Sekundärkammer öffnen. Außerdem ist
in der Walzenwelle 11 zum Austrag des Druckmediums ein Aus
tragskanal 21 ausgeführt, aus dem sich eine oder mehrere Aus
trittsöffnungen 22 in die Austragsvorrichtung 30 des Druckme
diums öffnen. In dem in den Abbildungen der Zeichnung darge
stellten Ausführungsbeispiel besteht die Austragsvorrichtung
30 aus einem Schaber, dessen Messer 34 an der Innenoberfläche
14 des Walzenmantels anliegt, wobei der Schaber 30 Öl oder
ähnliches Druckmedium aus der Sekundärkammer 17 entfernt der
art, daß dieses von der aus dem Druckluftspeisekanal 23 zu
geführten Druckluft gedrückt durch den Austragskanal 21 aus
der Sekundärkammer gezwungen wird.
In Fig. 3 der Zeichnung ist eine Ausführungsform des
Schabers 30 gezeigt, die als Ölentfernungsvorrichtung in dem
erfindungsgemäßem Verfahren und der erfindungsgemäßen Walze
eingesetzt werden kann. Der Schaber nach Fig. 3 besteht aus
einem Körper 31, der mit geeigneten Befestigungselementen,
z. B. Schrauben 32 an der Welle 11 der dk-Walze befestigt ist.
Im Körper 31 des Schabers ist ein Kanal 33 ausgestaltet, der
sich in die Austragsöffnung 22 des Ölaustrittskanals 21 öff
net. Das Messer 34 des Schabers streicht an der Innenoberflä
che 14 des Walzenmantels entlang und sammelt das Öl von der
Manteloberfläche und führt es durch die Austrittsöffnungen
22 des Kanals 33 in den Austragskanal 21 und weiter aus der
Walze 10 heraus.
In der Ausführungsform nach Fig. 3 hat der Schaber 30
zwei Betriebsfunktionen derart, daß der Walzenmantel 12 al
ternativ in beiden Richtungen drehbar ist. In der Ausführung
nach Fig. 3 ist das Messer 34 des Schabers nämlich mit einer
in Richtung der Drehachse der dk-Walze 20 verlaufenden Gelenk
welle 37 am Körper 31 des Schabers gelenkig angebracht und am
Messer 34 des Schabers sind zwei Spitzen ausgestaltet, wobei
die eine Spitze 35 und die andere Spitze 36 des Messers sym
metrisch zur Gelenkwelle 37 angeordnet sind. Beim Rotieren
des Walzenmantels 12 geht das Messer 34 des Schabers somit je
weils in eine Stellung, in welcher nur eine der Messerspitzen
35 oder 36 die Innenoberfläche 14 des Walzenmantels berührt,
während die entgegengesetzte Spitze den Walzenmantel nicht
berührt.
In der Ausführungsform nach Fig. 3 ist die Gelenkwelle
37 des Schabermessers mittig in der Eintrittsöffnung des
Kanals 33 angebracht derart, daß beim Rotieren des Walzenman
tels 12 und bei Berührung der Innenoberfläche 14 des Walzen
mantels durch die Messerspitze 35 die Spitze 34 des Schabers
in eine Stellung schwenkt, in der zwischen der Schaberspitze
34 und der Wand des Kanals 33, die auf der Seite der mit der
Innenoberfläche 14 des Walzenmantels in Berührung befindli
chen Spitze 35 liegt eine Öffnung 38 für die Ölströmung ent
steht. Dementsprechend ist die Schaberspitze 34 in dieser
Stellung in eine Lage geschwenkt, in der die Schaberspitze 34
auf der entgegengesetzten Seite zur Gelenkwelle 37 den Scha
berkörper 31 derart berührt, daß auf dieser Seite das Ausströ
men von Öl verhindert wird. Wird der Walzenmantel 12 in der
anderen Richtung gedreht, schwenkt die Schaberspitze 34 dem
entsprechend in die entgegengesetzte Lage.
Von der Ausführungsform nach Fig. 3 abweichend kann als
Schaber 30 auch eine erheblich einfachere Konstruktion die
nen, z. B. ein gewöhnlicher Schaber, der nur in einer bestimm
ten Drehrichtung des Walzenmantels 12 arbeitet. Außerdem
können als Ölaustragsvorrichtung 30 anstelle der beschriebe
nen Schaberlösung z. B. solche an sich bekannte Siphon- oder
Absaugvorrichtungslösungen verwendet werden, wie sie bereits
von dk-Walzen mit Gleitschuhenanordnungen her bekannt sind.
Das wesentliche Merkmal der Erfindung besteht jedoch darin,
daß das Öl in einer geeigneten Weise aus der Sekundärkammer
17 entfernt und anstelle von diesem Druckluft zugeführt wird.
Die Erfindung ist im vorstehenden anhand eines Bei
spiels unter Hinweis auf die Abbildungen der beigefügten
Zeichnung beschrieben. Die Erfindung ist jedoch nicht auf die
in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele begrenzt,
sondern im Rahmen des in den beigefügten Patentansprüchen
definierten erfinderischen Gedankens sind viele Varianten
möglich.
Claims (11)
1. Verfahren zur Reduzierung des Leistungsverbrauchs
einer durchbiegungskompensierten Walze in einer Walze (10),
die aus einem auf einer stationären Welle (11) drehbar ange
ordneten Walzenmantel (12) besteht, wobei der Zwischenraum
zwischen dem Walzenmantel (12) und der Welle (11) mit in
Längsrichtung verlaufenden Dichtungen (15) in zwei Teile
aufgeteilt ist, derart daß er auf der Seite des Pressenspal
tes eine Druckflüssigkeitskammer (16) oder -kammerreihe sowie
auf der entgegengesetzten Seite der in Längsrichtung verlau
fenden Dichtungen (15) eine Sekundärkammer (17) hat, wobei
das Spaltprofil durch Druckregelung eines in die genannte
Druckflüssigkeitskammer (16)/-kammerreihe geführten Druck
mediums geregelt wird, dadurch gekennzeichnet, daß aus der
Sekundärkammer (17) das in diese eingedrungene Druckmedium
entfernt und daß in die Sekundärkammer (17) Druckluft ge
speist wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß Druckluft mit einem solchen Druck in die Sekundärkammer
(17) gespeist wird, daß das Druckmedium gezwungen wird, die
Sekundärkammer zu verlassen.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeich
net, daß das Druckmedium mit einem an der Innenoberfläche
(14) des Walzenmantels abgestützten Schaber (30) aus der
Sekundärkammer (17) entfernt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeich
net, daß das Druckmedium durch Absaugen aus der Sekundärkam
mer (17) entfernt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeich
net, daß das Druckmedium mit einem Siphon aus der Sekundär
kammer (17) entfernt wird.
6. Durchbiegungskompensierte Walze zur Ausführung des
Verfahrens nach Anspruch 1, die aus einem auf einer statio
nären Welle (11) drehbar angeordneten Walzenmantel (12) be
steht, wobei der Zwischenraum zwischen dem Walzenmantel (12)
und der Welle (11) mit in Längsrichtung verlaufenden Dichtun
gen (15) in zwei Teile aufgeteilt ist, derart daß er auf der
Seite des Pressenspaltes eine Druckflüssigkeitskammer (16)
oder -kammerreihe sowie auf der entgegengesetzten Seite der
in Längsrichtung verlaufenden Dichtungen (15) eine Sekundär
kammer (17) hat, wobei das Spaltprofil regelbar ausgeführt
ist, indem der Druck des in die Druckflüssigkeitskammer (16)/
-kammerreihe geführten Druckmediums geregelt wird, dadurch
gekennzeichnet, daß die Walze (10) mit einer Austragsvorrich
tung (30) zum Entfernen des Druckmediums aus der Sekundärkam
mer (17) sowie mit Geräten (23, 24) zum Einspeisen von Druck
luft in die Sekundärkammer (17) versehen ist.
7. Walze nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß
die Austragsvorrichtung (30) zum Entfernen des Druckmediums
aus einem an der Innenoberfläche (14) des Walzenmantels ab
gestützten Schaber besteht.
8. Walze nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß
der Schaber (30) mit einem zweischneidigen Messer (34) verse
hen ist derart, daß je nach der Drehrichtung des Walzenman
tels (12) eine der Spitzen (35, 36) des Schabermessers mit
der Innenoberfläche (14) des Walzenmantels in Berührung ist,
wogegen die andere Spitze die erwähnte Innenoberfläche (14)
demgemäß nicht berührt.
9. Walze nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß
die Austragsvorrichtung (30) zum Entfernen des Druckmediums
aus einer Absaugvorrichtung besteht.
10. Walze nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß
die Austragsvorrichtung (30) zum Entfernen des Druckmediums
aus einem Siphon besteht.
11. Walze nach Anspruch 5 bis 10, dadurch gekennzeich
net, daß die Geräte (23, 24) zum Einspeisen von Druckluft in
die Sekundärkammer (17) derart angeordnet sind, daß Druckluft
mit einem so hohen Druck in die Sekundärkammer (17) gespeist
wird, daß das Druckmedium gezwungen wird, die Sekundärkammer
durch die Austragsvorrichtung zu verlassen.
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Owner name: VALMET CORP., HELSINKI, FI |
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