DE4244812C2 - Heiz- oder Kühlwalze - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Heiz- oder Kühlwalze gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Walzen dieser Art sind bereits bekannt und werden zur Herstellung und Verarbeitung von Materialbahnen, insbesondere Faserstoffbahnen, ver­ wendet. Dabei bereitet allerdings die Zu- und Abfuhr des Wärmeträger­ fluids erhebliche Schwierigkeiten. Aus diesem Grund wird in der DE-A-38 38 726 vorgeschlagen, den Wärmeträger von mindestens jeweils einem ra­ dialen Kanal in der feststehenden Achse über mindestens jeweils einen Ringraum zwischen dem Walzenmantel und der feststehenden Achse den Bohrungen zu- bzw. abzuführen.

Vor allem bei Walzenmänteln, die entlang einer Druckebene der Walze verschiebbar sind, wie beispielsweise in der DE-A-39 05 329 beschrieben, ist dies nicht anwendbar. Außerdem führt die Zu- und Abfuhr des Wär­ meträgers durch die feststehende Achse zu Konstruktionsschwierigkeiten, insbesondere dann, wenn mehrere Stützelemente zur Variation des An­ preßdruckes entlang der Walze mit jeweils einer Zuleitung in der Achse versorgt werden müssen.

Außerdem führt diese Art der Beheizung neben den Wärmeverlusten auch zu einer unerwünschten Erwärmung der Walzenmantelenden und damit zu einer Überpressung der Materialbahnränder, je nach Materialbahn­ breite.

Bei einer aus der DE-A-39 25 367 bekannten Heiz- oder Kühlwalze der eingangs genannten Art münden die im Walzenmantel vorgesehenen Boh­ rungen oder Kanäle in deutlichem Abstand vom betreffenden Walzen­ mantelende in das jeweilige rinförmige Teil. Dabei soll allein durch eine entsprechende Anordnung der Kanäle für eine gleichmäßige Verteilung des Wärmeaustausches gesorgt werden. Entsprechend groß ist daher auch der Abstand der Kanalmündungen von dem betreffenden Walzenen­ de, wodurch insbesondere auch einer Erwärmung der Walzenenden entge­ gengewirkt wird.

Bei einer aus der DE-C2-31 40 425 bekannten beheizbaren Glättwerk- oder Kalanderwalze ist in dem zylindrischen Walzenhohlkörper ein Ver­ drängerkörper angeordnet, der mit dem Walzenhohlkörper einen Ringspalt für das Wärmeträgerfluid bildet und in seinen Endbereichen mit radialen Durchflußöffnungen für das Wärmeträgerfluid versehen ist. Dabei ist der Verdrängerkörper drehfest mit dem Walzenhohlkörper verbunden. Zum betreffenden Walzenende hin ist in den Ringspalt eine Wärmedämm­ schicht eingesetzt, durch die der betreffende Endbereich des Ringspaltes ausgefüllt und damit verschlossen wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei derartigen Walzen eine kon­ struktiv einfach aufgebaute Vorrichtung zur thermischen Beeinflussung der Walzenmantelenden zu schaffen.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die im Anspruch 1 beschriebene Vorrichtung gelöst, wobei die Unteransprüche besondere Ausführungs­ formen darstellen.

Dadurch daß die peripheren Bohrungen des Walzenmantels für das Wärmeträgerfluid an mindestens einem Walzenende über ein feststehendes, gegen den Walzenmantel hin abgedichtetes, ringförmiges Teil untereinander und/oder mit der der außerhalb der Walze angeordneten Zu- bzw. Abführungsleitung verbunden sind, wird zum einen der feststehende Träger konstruktiv vereinfacht und zum anderen eine Verschiebbarkeit des Walzenmantels zum Träger entlang einer Druckebene ermöglicht. Dies setzt natürlich voraus, daß der Innendurchmesser des ringförmigen Teiles den dafür nötigen Spielraum liefert. Vorzugsweise schließen sich dabei an die peripheren Bohrungen Kanäle an, die in einem am Walzenmantel befestigten Teil untergebracht sind und deren Austrittsöffnungen in entsprechende, die Bohrungen untereinander und/oder mit der Zu- bzw. Abführungsleitung verbindende Ringräume des Walzenmantels und/oder des ringförmigen Teiles münden. Es besteht hierbei die Möglichkeit, das Wärmeträgerfluid nach dem Durchfließen einer oder mehrerer Bohrungen wieder abzuführen.

Um die Wärmeverluste zu verringern, empfiehlt es sich, den Wärmeübergang in das Walzeninnere mit Hilfe einer thermisch isolierenden Schicht an der Innenfläche des Walzenmantels zu behindern. Diese schützt außerdem die zwischen Walzenmantel und Träger angeordneten Lager vor schädlichem thermischen Einfluß.

Da die Zuführung des Wärmeträgerfluids von den Walzenenden her erfolgt, kann dies zur unerwünschten Erwärmung der Walzenmantelenden führen, was wiederum eine Überpressung der Materialbahnränder zur Folge haben kann. Um dem entgegen zu wirken, sollten die Bohrungen im Endbereich der Walze mit einer thermischen Isolierung ausgekleidet sein. Von Vorteil ist es hierbei, wenn die thermische Isolierung der Bohrungen axial verschiebbar ist und somit eine gezielte thermische Randbeeinflussung ermöglicht wird.

Nachfolgend soll die Erfindung an zwei Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. In der beigefügten Zeichnung zeigt:

Fig. 1 einen Teilschnitt durch ein Walzenende mit dem ringförmigen Teil;

Fig. 2 einen Teilschnitt durch ein Walzenende mit einem ringförmigen Teil anderer Ausführung und

Fig. 3 einen Schnitt durch ein Walzenmantelende mit thermischer Randisolierung.

Beiden Ausführungsbeispielen ist gemeinsam, daß der Walzenmantel 1 der Heiz- oder Kühlwalze rotierbar um einen feststehenden Träger 2 angeordnet, entlang einer Druckebene zum Träger 2 verschiebbar und mittels mehrerer hydrostatisch oder hydrodynamisch wirkender Stützelemente 3, wie sie beispielsweise in der CH-PS 541 088 dargestellt sind, darauf gelagert ist sowie axial verlaufende, periphere Bohrungen 4 für ein Wärmeträgerfluid aufweist. Die Führung des Walzenmantels 1 kann dabei wie in der CH-PS 556 946 erfolgen, wobei ein Führungsring 7 an jedem Ende des Walzenmantels 1 drehbar im Walzenmantel 1 gelagert und gegenüber dem Träger 2 in Querrichtung zur Druckebene geführt ist. Dies wird im allgemeinen dadurch erreicht, daß der Führungsring 7 eine längliche Öffnung mit parallelen Führungsflächen aufweist, die entlang einer Abflachung des Trägers 2 geführt sind.

Des weiteren sind die Bohrungen 4 an mindestens einem Walzenende über ein feststehendes, gegen den Walzenmantel 1 abgedichtetes, ringförmiges Teil 5 untereinander und/oder mit der außerhalb der Walze angeordneten Zu- oder Abführungsleitung 6 des Wärmeträgerfluids verbunden. Das ringförmige Teil 5 ist dabei wie der Führungsring 7 drehbar im Walzenmantel 1 gelagert und gegenüber dem Träger 2 in Querrichtung zur Druckebene geführt. Dies bedeutet, daß das ringförmige Teil 5 ebenfalls eine Öffnung hat, die eine Bewegung entlang einer Druckebene zum Träger 2 erlaubt. Eine Fixierung des ringförmigen Teiles 5 kann analog dem Führungsring 7 oder über die Anschlüsse 8 für die Zuführungs- oder Abführungsleitung 6 erfolgen.

Außerdem schließen sich an die Bohrungen 4 Kanäle 9 an, deren Austrittsöffnungen 10 in entsprechende, die Bohrungen 4 untereinander verbindende und mit der Zu- bzw. Abführungsleitung 6 des Wärmeträgerfluids verbindende Ringräume 11 des ringförmigen Teiles 5 münden. Die Kanäle 9 sind dabei in einem am Walzenmantelende vorhandenen ringförmigen Element 12 untergebracht.

Zur Verringerung der Wärmeverluste ist es von Vorteil, den Wärmeübergang in das Walzeninnere mittels einer thermisch isolierenden Schicht 13 an der Innenfläche des Walzenmantels 1 gemäß Fig. 3 zu behindern. Diese Schicht 13 sollte zweckmäßigerweise bis in den Lagerbereich des Führungsringes 7 reichen, um eine Überhitzung der Lager zu vermeiden. Außerdem kann es zur Verhinderung einer Überpressung der Materialbahnränder erforderlich werden, die Walzenmantelenden thermisch zu beeinflussen. Dies erfolgt über eine thermische Isolierung der Bohrungen 4 in Form einer axial verschiebbaren Hülse 14 im Endbereich der Walze. Die Hülse 14 ist dabei unverdrehbar und über einen daran befestigten Ring 15 mit einem drehbaren, unverschiebbaren, bolzenähnlichen sowie axial durch das ringförmige Element 12 nach außen geführten und von dort aus drehbaren Verstellelement 16 mittels Gewinde verbunden. Zur Schaffung einer Verbindung zwischen dem jeweiligen Kanal 9 und der dazugehörenden Bohrung 4 ist es, wie in Fig. 3 gezeigt, möglich, den Ring 15 mit Durchbrüchen 17 zu versehen. Dasselbe kann natürlich entsprechend Fig. 1 und 2 erreicht werden, wenn das Verstellelement 16 hohl ausgeführt ist und entsprechende Durchbrüche 18 und 19 aufweist. Um eine Drehung der Hülse 14 zu verhindern sowie deren Verschiebung zu begrenzen, besitzt die Innenfläche jeder Bohrung 4 eine Nase 20, die sich in einer entsprechenden Nut 21 der Hülse 14 befindet. Der an der Hülse 14 befestigte Ring 15 kann entfallen, falls die Hülse selbst ein Gewinde zur Kopplung mit dem Verstellelement 16 aufweist.

Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel besitzt jedes Walzenende ein ringförmiges Teil 5 mit jeweils einem Anschluß 8 für die Zu- bzw. Abführungsleitung 6. Dementsprechend können die Kanäle 9 im ringförmigen Element 12 untereinander verbunden sein, so daß sich auch in diesem, zum Walzenmantel 1 gehörenden Element 12 ein Ringraum ergibt. Das Wärmeträgerfluid wird hierbei nach dem Durchströmen einer Bohrung 4 wieder abgeführt.

Im Gegensatz dazu besitzt bei dem in Fig. 2 gezeigten Ausführungsbeispiel nur ein Walzenende ein ringförmiges Teil 5. Die Verbindungen zwischen den Bohrungen 4 werden dabei über ein am anderen Walzenende befestigtes, mitrotierendes Teil in bekannter Art und Weise hergestellt. Dadurch ist es notwendig, einen Teil der Bohrungen 4 mit der Zuführungs- und einen anderen mit der Abführungsleitung 6 zu verbinden. Dies geschieht dadurch, daß das ringförmige Teil 5 zwei Ringräume 11 mit jeweils einem Anschluß 8 für die Zu- bzw. Abführungsleitung 6 besitzt, in die die entsprechenden Kanäle 9 über ihre Austrittsöffnungen 10 münden.

In beiden Ausführungsbeispielen befindet sich das ringförmige Teil 5 aus Platzgründen zwischen dem Träger 2 und dem ringförmigen Element 12 des Walzenmantels 1. Es ist natürlich auch möglich, das Teil 5 auf dem Element 12 des Walzenmantels 1 oder an dessen Stirnfläche zu lagern.

Claims (6)

1. Heiz- oder Kühlwalze mit einem Walzenmantel (1), der rotierbar um einen feststehenden Träger (2) angeordnet und mittels wenigstens eines Stützelementes (3) darauf gelagert ist sowie axial verlaufende, periphere Bohrungen (4) für ein Wärmeträgerfluid aufweist, wobei die Bohrungen (4) an mindestens einem Walzenende über ein feststehendes, gegen den Walzenmantel (1) hin abgedichtetes, ringförmiges Teil (5) untereinander und/oder mit der außerhalb der Walze angeordneten Zu- oder Abführungsleitung (6) des Wärmeträgerfluids verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrungen (4) im Endbereich der Walze mit einer thermischen, axial verschiebbaren Isolierung ausgekleidet sind.

2. Heiz- oder Kühlwalze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenfläche des Walzenmantels (1) zumindest teilweise mit einer thermisch isolierenden Schicht (13) versehen ist.

3. Heiz- oder Kühlwalze nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die thermische Isolierung der Bohrungen (4) die Form einer axial verschiebbaren Hülse (14) hat.

4. Heiz- oder Kühlwalze nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die thermisch isolierende Hülse (14) unverdrehbar ist und über einen daran befestigten Ring (15) mit einem drehbaren, unverschiebbaren, bolzenähnlichen sowie axial nach außen geführten Verstellelement (16) mittels Gewinde verbunden ist.

5. Heiz- oder Kühlwalze nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring (15) Durchbrüche (17) für das Wärmeträgerfluid aufweist.

6. Heiz- oder Kühlwalze nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Verstellelement (16) hohl ist und Durchbrüche (18 und 19) für das Wärmeträgerfluid besitzt.