DE4203497A1

DE4203497A1 - Ausgleichwalze zur druckbehandlung von warenbahnen

Info

Publication number: DE4203497A1
Application number: DE19924203497
Authority: DE
Inventors: Andreas Dipl Ing Knorr
Original assignee: Individual
Current assignee: Andritz Kuesters GmbH
Priority date: 1992-02-07
Filing date: 1992-02-07
Publication date: 1993-08-12
Anticipated expiration: 2012-02-08
Also published as: DE4203497C2

Description

Die Erfindung betrifft eine Walze mit einstellbarer Durchbiegung und einstellbarem Querschnitt des Walzenmantels für die Druckbehandlung von Warenbahnen, insbesondere an allen Einsatzorten im Bereich Papier-, Druck-, Textil-, Kunststoff- und Veredelungsmaschinen mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruches 1.

Eine solche Walze ist bekannt aus der DE-PS 36 25 802, bei der ein stationärer Walzenträger von einem rotierbaren Walzenmantel umgeben ist, der sich an seinen beiden Enden auf dem Walzenträger abstützt und an den Rohrenden mit Stirndichtungen abgedichtet ist, so daß ein geschlossener Ringraum gebildet wird, wobei zwischen Walzenträger und Walzenmantel, in der Druckausübungsebene getrennt, einseitig wirksame hydrostatische Elemente angebracht sind. Durch die Beaufschlagung des ganzen Ringraumes mit Öldruck und Ausbildung der hydraulischen Elemente für zwei Betriebs zustände (die resultierenden Druckkräfte können in Richtung oder in Gegenrichtung des Walzenspaltes wirken) wird erreicht, daß die Walze die Kontaktlinie des Walzenpaares gut korrigieren kann.

Nachteilig bei derartigen Walzenausführungen ist, daß die Einstellung der Walzendurchbiegung und die Korrekturen der Kontaktlinie des Walzenpaares nur auf eine relativ breite Arbeitszone möglich sind. Außerdem sind richtige Einstellungen bei einer bestimmten Verminderung der Arbeitsbreite der Warenbahn, oder die Einstellungen um das Kantenpressungseffekt zu vermeiden, begrenzt.

Aus dem international angemeldeten Patent PCT/EP 90 01 254 mit internationaler Veröffentlichungsnummer WO 91 02 173 ist andererseits eine Durchbiegungseinstellwalze bekannt, die mit einem rotierbaren Walzenmantel gegenüber einem drehfesten Träger mit einer Reihe benachbarter hydraulischer Stützelemente ausgeführt ist, wobei diese den Walzenmantel in der Preßebene abstützen.

Dabei werden die Stützelemente über mehrere Zuleitungen vom Träger aus mit einem Druckmittel versorgt und sind dadurch in der Lage, eine Preßkraft zu erzeugen, wobei eine Steuer einrichtung vorgesehen ist, mittels derer nur ein Teil der benachbarten Stützelemente mit Druckmittel versorgbar ist. Weiter ist der Walzenmantel zumindest in dessen Endbereichen gegenüber dem Träger mit zusätzlichen, ebenfalls mit hydraulischem Druckmittel versorgbaren, im wesentlichen in einer Wirkebene senkrecht zur Preßebene wirkenden hydraulischen Spreizelementen abgestützt, wobei die Steuereinrichtung für die Spreizelemente nur in denjenigen Achsenabschnitten der Walze mit Druckmittel versorgt ist, in denen die entsprechenden Stützelemente nicht mit Druckmittel versorgt werden. Die Spreiz elemente, die senkrecht zur Preßebene wirken, sind radial beweglich ausgebildet.

Diese Walze hat den Nachteil, daß die hydraulischen Spreiz elemente, die nur radial beweglich ausgebildet sind, senkrecht zur Preßebene angeordnet sind. Im Betrieb wird der Träger in der Preßebene durchgebogen, wobei die Walze ihre ursprüngliche Konzentrizität zu Mantel und Träger verliert, so daß die Wirkebene der Spreizelemente an der Walze entlang zu der Drehachse des Walzenmantels exzentrisch gestellt wird. In dem Fall wird es eine unbefriedigende Anpassung zwischen der inneren Fläche des Walzenmantels und der äußeren Kontaktfläche der Spreizelemente geben. Dadurch wird die Betriebswirkung der Spreizelemente stark vermindert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Walze so auszugestalten, daß im Vergleich zu den eingangs an gegebenen Bauarten die Betriebswirkung dahingehend verbessert wird, daß man ihren Aufbau vereinfacht und die Herstellkosten vermindert.

Die Erfindung löst diese Aufgabe mit dem kennzeichnenden Merkmal des Patentanspruches 1.

Eine typische Ausführung der neuen Walze besteht aus einem stationären Walzenkern, der von einem rotierbaren Walzen mantel umgeben ist. Der Walzenmantel, der mit einer Gegen walze einen Preßspalt bildet, ist an seinen beiden Enden auf dem Walzenkern oder auf anderen Elementen mit einer bestimmten Bewegung abgestützt. Der Rundraum, der zwischen der inneren Fläche des Walzenmantels und dem Walzenkern gebildet wird, ist an den Rohrenden mit Stirndichtungen abgedichtet. Der Walzenkern ist reihenweise mit mehreren nebeneinanderliegenden hydraulischen Elementen bestückt, welche in der Preßebene der Walze wirken und auf zwei diametral gegenüberliegenden Linien des Walzenkern angeordnet sind. Durch Beaufschlagung des geschlossenen Rundraums und der Lagertaschen der hydraulischen Elemente mit Druckmittel bei bestimmten Druckwerten in den Lagertaschen können die resultierenden Druckkräfte in Richtung oder in Gegenrichtung des Walzenspaltes wirken. Dadurch wird es möglich, mehr als mit den herkömmlichen Ausführungen, eine schärfere und entsprechendere Kontaktlinie im Preßspalt mit der Gegenwalze zu erreichen. Außerdem braucht die neue Walze nur zwei Reihen hydraulischer Elemente statt 3 oder 4 Reihen, wie in anderen alten Ausführungen ist, also noch einfacher und billiger.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 einen vertikalen Längsschnitt der Walze mit angedeuteter Gegenwalze;

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

Bei der Ausführungsform der Fig. 1 besteht die Ausgleich walze (1), die mit einer Gegenwalze (2) auf einer Waren bahn (3) zusammenwirken kann, aus einem rohrförmigen, zylindrischen Walzenmantel (4), der drehbar gelagert ist und entweder auf einem feststehenden Walzenkern (5) oder auf anderen, freibeweglichen Elementen mit einer vorgesehenen und bestimmten Bewegung befestigt ist. Der Walzenkern (5) ist stationär und an seinen Enden z. B. in Gelenklagern gelagert. Der Rundraum (7) zwischen Innenfläche des Walzenmantels (4) und Außenfläche des Walzenkerns (5) ist mittels beidseitiger Frontalflächen der Ringdichtungen (6) axial abgedichtet. Die hydraulischen Elemente (9; 10), die mit Lagertaschen (9.1; 10.1) ausgestattet sind, werden reihenweise auf zwei diametral gegenüberliegenden Linien des Walzenkerns (5) und auch in der Preßebene der Walze (1), im Walzenkern (5) neben einander angeordnet. Die hydraulischen Elemente (9; 10) sind radial beweglich, so daß die Lagertaschen (9.1; 10.1) von der Innenfläche des Walzenmantels abgeschlossen sind.

Der Walzenkern (5) ist mit mehreren axialen und radialen Kanälen vorgesehen, die als Zu- oder Ableitungen des Druck mediums dienen. Der Rundraum (7) hat mindestens einen Kanal (8), die hydraulischen Elemente (9), einen (11) oder mehrere (11.1; 11.2; 11.3 . . .) Kanäle und die hydraulischen Elemente (10) auch einen (12) oder mehrere (12.1; 12.2; 12.3 . . .). Diese Kanäle sind am Rand des Walzenkern (5) entsprechend mit äußeren Druckquellen ver bunden. Die äußeren, nicht dargestellten Druckquellen werden außerhalb der Walze (1) für bestimmte Druckwerte entsprechend gesteuert, um alle erforderlichen Funktionen der Walze zu ermöglichen.

Wie aus Fig. 2 ersichtlich, sind die hydraulischen Elemente diagonal im Walzenkern (5) und in der Preßebene (Y-Y) der Walze (1) eingebaut. Durch Beaufschlagung des geschlossenen Rundraumes (7) und der Lagertaschen (9.1; 10.1) der hydraulischen Elemente (9; 10) mit Druckmittel bei bestimmten Druckwerten werden in Preßebene Y-Y auf der Innenfläche des Walzenmantels die resultierenden Kräfte von den Lagertaschen Fy₁ und Fy₂ und in Querebene X-X die resultierenden Kräfte vom geschlossenen Rundraum Fx aufgebracht. Im Rundraum (7) ist der Druck "p_k", in der oberen Reihe der hydraulischen Elemente (9) ist der Druck p₁ oder beliebig eingestellte Werte p₁₂; p₁₃ . . . und in der unteren Reihe (10) wird wie in der oberen Reihe der Druck p₂ oder unterschiedlich p₂₁; p₂₂; p₂₃ . . . Wenn die Druckwerte p_k = p₂ und p₁ = p_k eingestellt sind, so arbeitet die Walze wie die herkömmliche Walze mit einstellbarer Durchbiegung.

Wenn in einer Zone die Walze mit p₁ = p₂ und p₁ < p_k arbeitet, dann wirken die resultierenden Kräfte "Fx" in der Querebene auf der Innenfläche des Walzenmantels, und in diesem Querschnitt wird die Walzenmantelkontur wie eine horizontale Ellipse, also mit der großen Hauptachse in der Ebene X-X, dargestellt. So kann der Druck in der Spaltlinie minimiert oder sogar eliminiert werden.

Für den Fall p₁ = p₂ und p₁ < p_k nimmt in diesem Bereich die Walzenmantelkontur die Form einer vertikalen Ellipse an, also mit der großen Hauptachse in der Preßebene Y-Y, so daß der Druck in der Spaltlinie steigen kann.

Wenn p₁ < p_k < p₂ ist, dann braucht die Walze, um eine bestimmte Linienkraft im Spalt zu erreichen, weniger Druck als die herkömmlichen Walzen.

Es gibt sehr viele Einstellungsmöglichkeiten für p₁ = p₂, die zeigen, daß der Steuerungsbereich der neuen Walze sehr beträchtlich ist .

Claims

1. Ausgleichwalze zur Druckbehandlung von Warenbahnen mit einem als Biegeträger stationären und gelagerten Walzenkern (5), der von einem rotierbaren Walzen mantel (4) umgeben ist, der an seinen beiden Enden auf dem Walzenkern (5) oder auf anderen Elementen mit einer bestimmten Bewegung abgestützt ist und der mit einer Gegenwalze (2) einen Preßspalt bildet, mit einem seitlich abgedichteten Rundraum (7) zwischen Walzenmantel (4) und Walzenkern (5), der mit einem Druckmittel (ein flüssiges oder gasförmiges Druckmedium) unter unabhängigem und einstellbarem Druck von einer äußeren Druckquelle füllbar (8) ist, und mit im Walzenkern (5) auf zwei Reihen gelagerten, radial beweglichen hydrostatischen Lagerelementen (hydraulische Elemente 9; 10), die gegen die Walzenmantelinnenfläche abgedichtete Räume (Druckmitteltaschen 9.1; 10.1) abschließen, die in mehrzoniger Bauweise mit verschiedenen Druckwerten mit Druckmittel ausfüllbar sind, und dieses über mehrere Zu- und Rückleitungen (11; 12), die die Taschen (9.1; 10.1) mit äußeren Druckquellen und einem entsprechenden Steuerblock verbinden, dadurch gekennzeichnet, daß die hydraulischen Elemente (9; 10), die mit Druckmittel versorgbar, radial beweglich und gegen die Innenfläche des Walzenmantels anpreßbar und nebeneinanderliegend auf zwei diametralen Mantellinien des Walzenkerns (5) angeordnet sind, im wesentlichen in der Preßebene Y-Y der Walze arbeiten und auf der ganzen Innenfläche des Walzenmantels mit den bestehenden Druckkräften des mit Druckmittel versorgbaren und abgeschlossenen Rundraums (7) zusammenwirken.

2. Ausgleichwalze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweireihigen hydraulischen Elemente (9; 10), auf der ganzen Wirklinie der Walze (1) vorgesehen sind.

3. Ausgleichwalze nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die hydraulischen Elemente (9; 10), entsprechend auf einer Reihe, nur für bestimmte Teilbereiche der Walze (1) vorgesehen sind.

4. Ausgleichwalze nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die hydraulischen Elemente (9; 10), entsprechend auf jeder Reihe, nur für bestimmte Teilbereiche der Walze (1) vorgesehen sind.

5. Ausgleichwalze nach den Ansprüchen 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß die hydraulischen Elemente (9; 10) als hydrostatische Lager ausgebildet sind, welche im Rundraum (7) in ihrer Wirkrichtung Y-Y radial beweglich sind, und daß ihre Lagertaschen (9.1; 10.1) über eine oder mehrere Zu- und Rückleitungen (11; 12) in Verbindung mit äußeren und entsprechend gesteuerten Druckmittelquellen sind.

6. Ausgleichwalze nach den Ansprüchen 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß der abgedichtete Rundraum (7) über eine oder mehrere Zu- und Rückleitungen (8) in Verbindung mit einer äußeren und einstellbaren Druckmittelquelle ist.

7. Ausgleichwalze nach den Ansprüchen 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Zu- und Rückleitungen (11; 12) entsprechend mit einem oder mehreren hydraulischen Elementen (9; 10) verbunden sein kann.

8. Ausgleichwalze nach den Ansprüchen 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß eine ganze Reihe von hydraulischen Elementen nur über eine Leitung mit Druckmittel versorgt ist.

9. Ausgleichwalze nach den Ansprüchen 1-8, dadurch gekennzeichnet, daß eine ganze Reihe oder Teile einer Reihe von hydraulischen Elementen Abfluß des Druckmittels vom Rundraum (7) sein können.

10. Ausgleichwalze nach den Ansprüchen 1-9, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckwerte in allen Zu- und Rückleitungen des Druckmittels, die von unge zeichneten äußeren Quellen entstammen und am Rand des Walzenkerns (5) angeschlossen sind, entsprechend steuerbar sein sollen, um alle erforderlichen Durch biegungen oder Querverformungen des Walzenmantels zu ermöglichen.

11. Walze nach den Ansprüchen 1-10, dadurch gekenn zeichnet, daß als Druckmittel oder Druckmedium Flüssigkeiten (z. B. Öl, Thermoöl, u. a.) oder Gase verwendet werden können, und zwar in kaltem oder warmem Zustand, wie es die Betriebsbedingungen der Walze erfordern, nämlich kalt oder beheizt.

12. Walze nach den Ansprüchen 1-10, dadurch gekennzeichnet, daß ein elastischer Stützring an beiden Enden des Walzenmantels zwischen der Innenfläche des Walzenmantels und der Außenfläche des Stützlagers eingebaut wird.