DE4426512C2 - Durchbiegungseinstellwalze - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Durchbiegungseinstellwalze gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, die beispielsweise in Preß- oder Glättwerken zur Behandlung von Faserstoffbahnen Anwendung findet.

Derartige Walzen sind bereits bekannt, wobei der Druck des hydraulischen Druckmittels den Stützelementen über Vorrichtungen individuell beeinflußt zugeführt wird, die sich meist außerhalb der Walze befinden. Allein der Querschnitt der Walze bzw. des Walzenträgers begrenzt die Anzahl der Zuleitungen und damit auch die Anzahl der unabhängig voneinander steuerbaren Druckzonen der Walze.

Aus diesem Grund wird in der DE-PS 27 36 656 eine Lösung vorgeschlagen, bei der die an die Zuleitung angeschlossenen und den Stützelementen zugeordneten Druckregler in eine Bohrung des Trägers der Walze einschiebbar sind. Dabei werden die Druckregler hydraulisch in Richtung der Anschlußbohrung des jeweiligen Stützelementes gepreßt, so daß eine abgedichtete Verbindung zwischen der Zuleitung und der Anschlußbohrung über den Druckregler vorhanden ist. Diese Vorrichtungen sind allerdings in der Fertigung zu aufwendig.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Durchbiegungseinstellwalze zu schaffen, deren Vorrichtung zur individuellen Drucksteuerung des den Stützelementen zu geführten Druckmittels einfach aufgebaut und in der Durchbiegungseinstellwalze unterbringbar ist.

Erfindungsgemäß wurde die Aufgabe durch die im Anspruch 1 beschriebene Vorrichtung gelöst, wobei die Unteransprüche besondere Ausführungsformen darstellen.

Dadurch, daß jeder der radial zu den Stützelementen verlaufenden Bohrungen jeweils ein steuerbares, den Durchfluß des Druckmittels beeinflussendes, in der axial verlaufenden und mit Druckmittel gefüllten Bohrung des Trägers einschiebbar angeordnetes Drosselelement zugeordnet ist, entfallen die Abdichtprobleme zwischen dem Druckregler und der Innenseite der axialen Bohrung, wie beispielsweise in der DE-PS 27 36 656 vorhanden, so daß dafür ein Drosselelement mit einem relativ schwachen Spannelement vorgesehen ist. Außerdem führen geringfügig undichte Stellen nicht zu einem Druckverlust bei dem betreffenden Stützelement sondern zu einem geringen, ständig vorhandenen Druck in dem Druckraum des Stützelementes, was in bestimmten Grenzen unschädlich, eventuell sogar wünschenswert ist. In letzterem Fall wird man eine Mindestleckage durch den Querschnitt des jeweiligen Verbindungsspaltes konstruktiv festlegen.

Da die Drosselelemente derart ausgebildet sind und mindestens über ein Spannelement gegen die Innenseite der axialen Bohrung gedrückt werden, daß zumindest ein Verbindungsspalt für das Druckmittel zwischen jeder radialen und der axialen Bohrung vorhanden oder über in der axialen Bohrung angeordnete Elemente schaffbar ist und zumindest der Querschnitt eines Verbindungsspaltes zur Steuerung der Durchflußmenge des Druckmittels jedes Drosselelementes über diese oder andere ebenfalls in der axialen Bohrung vorhandene Elemente steuerbar ist, ist ein relativ einfacher Gesamtaufbau der Vorrichtung gegeben.

Wesentlich ist dabei, daß der Träger mit seiner axial verlaufenden Bohrung integrierter Bestandteil der individuell einstellbaren Drosselvorrichtung ist, wobei der Abstand des Drosselelementes von der axialen Bohrung zur Variation des Querschnittes des Verbindungsspaltes zwischen der axialen und der radialen Bohrung verändert werden kann. Außerdem sorgt der vom Druckmittel ausgehende Innendruck in der axialen Bohrung selbst für das Andrücken des Drosselelementes, so daß ein relativ schwaches Spannelement genügt. Bei allen Betrachtungen wird natürlich vorausgesetzt, daß die Mündung der radialen Bohrung vom Drosselelement überdeckt wird.

Als Spannelement reicht hierbei ein eine leichte Vorspannung bewirkendes Federelement aus, denn neben der bereits erwähnten geringen Anpreßkraft sind hier auch keine besonderen Vorrichtungen erforderlich, die eine schnelle Druckentlastung bezüglich der Druckräume der Stützelemente ermöglichen. Sollte im Fall der Schnellentlastung der Stützelemente der von dem Spannelement sowie dem Druckmittel in der axialen Bohrung ausgehende und auf das Drosselelement zur Innenseite der axialen Bohrung gerichtete Anpreßdruck geringer sein als der entgegengerichtete Druck des Druckmittels in der radialen Bohrung, so führt dies zum Abheben des Drosselelementes von der Innenseite der axialen Bohrung und damit zum Abfließen des Druckmittels aus der radialen in die axiale Bohrung bis zum Gleichgewicht der Drücke.

Damit der Querschnitt der Verbindungen zwischen der radialen und der axialen Bohrung auf das beabsichtigte Maß beschränkt bleibt, sollten die Drosselelemente zumindest bezüglich einer Richtungskomponente in Richtung der Mündungen der radial verlaufenden Bohrungen über die Spannelemente gegen die Innenseite der axial verlaufenden Bohrung gedrückt werden.

Für die Herausziehbarkeit der Drosselelemente ist es vorteilhaft, wenn die Drosselelemente axial miteinander verbunden sind. Dies kann über ein sich in der axial verlaufenden Bohrung des Trägers erstreckendes und einschiebbares Trägerelement erfolgen.

Die Durchflußmenge des Druckmittels bezüglich der einzelnen Verbindungsspalte wird vorzugsweise über Elemente beeinflußt, die über zumindest je eine Steuerleitung mit einer außerhalb der Durchbiegungseinstellwalze angeordneten Steuereinheit verbunden sind. Diese Elemente sind insbesondere als elektrische oder hydraulische Stellglieder und die dazugehörigen Steuerleitungen dementsprechend als elektrische oder hydraulische Leitungen ausgebildet. Es kann dabei von Vorteil sein, wenn bei Ausfall der Energieversorgung die Position der Stellglieder beibehalten wird.

Nachfolgend soll die Erfindung an fünf Ausführungsbeispielen näher erläutert werden, wobei die Richtungsangaben axial und radial immer in Bezug auf die Durchbiegungseinstellwalze zu sehen sind. In der beigefügten Zeichnung zeigen die Fig. 1 bis 5 einen Querschnitt durch eine Durchbiegungseinstellwalze mit jeweils einer anderen Ausführungsform des Drosselelementes 6 und die Fig. 6 und 7 einen Teilschnitt des Mündungsbereiches der radialen 5 in die axiale Bohrung 4.

In allen Ausführungsbeispielen besitzt die Durchbiegungseinstellwalze einen feststehenden Träger 1 und einen um diesen drehbaren Walzenmantel 2, welcher auf hydraulischen Stützelementen 3 abgestützt ist, die über eine gemeinsame axial im Träger 1 verlaufende Bohrung 4 sowie über jeweils eine darin mündende, jedem Stützelement 3 zugeordnete und radial verlaufende Bohrung 5 mit hydraulischem Druckmittel versorgt werden. Um hierbei einen hydraulischen Druckaufbau zu ermöglichen, muß für einen gedrosselten Ablauf des Druckmittels aus dem hydraulischen Druckraum des Stützelementes 3 gesorgt werden. Dies kann über zumindest eine beispielsweise direkt in den Walzenmantelinnenraum oder zu hydrostatischen Lagertaschen des Stützelementes 3 führende, gedrosselte Leitung erfolgen.

Des weiteren ist jeder der radial verlaufenden Bohrungen 5 jeweils ein steuerbares, die Durchflußmenge pro Zeiteinheit beeinflussendes und in der axialen Bohrung 4 des Trägers 1 einschiebbar angeordnetes Drosselelement 6 zugeordnet. Diese Drosselelemente 6 erstrecken sich über einen Teil der Innenseite der axialen Bohrung 4 und sind bezüglich der berührenden Seite der Form der Innenseite der axialen Bohrung 4 weitestgehend angepaßt. Über jeweils mindestens ein als Spiralfeder ausgebildetes Spannelement 7 werden die Drosselelemente 6 in Richtung der Mündungen der radialen Bohrungen 5 gegen die Innenseite der axialen Bohrung 4 gedrückt.

Die eine Vorspannung bewirkenden Spiralfedern stützen sich dabei an einem sich in der axial verlaufenden Bohrung 4 des Trägers 1 erstreckenden und einschiebbaren Trägerelement 11 ab. Dieses Trägerelement 11 befindet sich etwa gegenüber den radialen Bohrungen 5 an der Innenseite der axialen Bohrung 4 und dient gleichzeitig dazu, die Drosselelemente 6 axial miteinander zu verbinden. Die Verbindung ist allerdings so realisiert, daß eine radiale Bewegbarkeit zwischen jedem Drosselelement 6 und dem Trägerelement 11 gewährleistet ist, was über bekannte Führungen problemlos realisierbar ist. Somit wird nicht nur der bereits erwähnte schnelle Druckausgleich von der radialen 5 in Richtung der axialen 4 Bohrung sondern auch die Einschiebbarkeit der Drosselelemente 6 in die axiale Bohrung 4 ermöglicht. Die Durchflußmenge des Druckmittels pro Zeiteinheit wird über Elemente 9 oder 10 jedes Drosselelementes beeinflußt, wobei diese Elemente 9 oder 10 in den gezeigten Fällen über mindestens eine hydraulische oder elektrische Steuerleitung 12 mit einer außerhalb der Durchbiegungseinstellwalze angeordneten Steuereinheit verbunden und als hydraulische oder elektrische Stellglieder ausgebildet sind.

Bei dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel wird das Drosselelement 6 über ein Element 9 in Form einer zwischen dem Drosselelement 6 und der Innenseite der axialen Bohrung 4 angeordneten Feder zumindest einseitig gegen die Kraft des Spannelementes 7 von der Innenseite der axialen Bohrung 4 zur Schaffung eines Verbindungsspaltes 8 für das Druckmittel zwischen der radialen 5 und der axialen Bohrung 4 abgehoben. Auf der diesem Element 9 ungefähr radial gegenüberliegenden Seite des Drosselelementes 6 greift ein anderes, den Querschnitt des Verbindungsspaltes 8 dieses Drosselelementes 6 beeinflussendes Element 10 an. Dieses Element 10 ist als hydraulisches Stellglied ausgeführt und über eine hydraulische Steuerleitung 12 mit der Steuereinheit verbunden, wobei dieses Stellglied über den hydraulischen Druck in der Steuerleitung 12 einstellbar gegen die Kraft des Elementes 9 wirkt und somit den Querschnitt des Verbindungsspaltes 8 steuerbar verändert.

In den Fig. 2 und 3 ist eine andere Ausbildung der Erfindung zu sehen, bei der das Drosselelement 6 über ein Element 9 in Form eines Gewindebolzens, der radial in einer Gewindebohrung des Drosselelementes 6 geführt ist, zumindest einseitig gegen die Kraft des Spannelementes 7 von der Innenseite der axialen Bohrung 4 zur Schaffung und Querschnittsbeeinflussung eines Verbindungsspaltes 8 für das Druckmittel zwischen der radialen 5 und der axialen Bohrung 4 steuerbar abgehoben wird.

Die Schaffung bzw. Veränderung des Abstandes zwischen dem Drosselelement 6 und der Innenseite der axialen Bohrung 4 erfolgt gemäß Fig. 3 dabei durch Drehung des Gewindebolzens, wobei sich die Entfernung zwischen dem Drosselelement 6 und dem sich an der Innenseite der axialen Bohrung 4 abstützenden Ende des Gewindebolzens je nach Drehrichtung verändert. Die Drehung wird über einen mit dem Gewindebolzen gekoppelten Motor bewirkt. Dieser Motor ist am Drosselelement 6 fixiert, vorzugsweise als elektrischer Stellmotor ausgeführt und über eine elektrische Leitung mit der Steuereinheit verbunden. Die Kopplung zwischen dem Gewindebolzen und dem Motor läßt dabei eine radiale Verschiebung des Gewindebolzens bezüglich des Motors zu.

Der Querschnitt des Verbindungsspaltes 8 wird in dem Beispiel gemäß Fig. 2 ebenfalls über einen Gewindebolzen verändert. Dieser Gewindebolzen befindet sich zum einen in einer radialen Bohrung des Drosselelementes 6 und ist auf der anderen Seite fest mit einem Motor verbunden, der wiederum am Trägerelement 11 fixiert ist. Je nach Drehrichtung des Motors wird folglich das Drosselelement 6 zum Trägerelement 11 hingezogen oder zur Innenseite der axialen Bohrung 4 bewegt. Auch hier ist der Motor als elektrischer Stellmotor ausgeführt, der mit der Steuereinheit über zumindest eine elektrische Leitung verbunden ist. Die Gewindebohrung sollte versetzt bezüglich der radialen Bohrung 5 angeordnet sein, damit das Drosselelement 6 bei einem ausreichend großen Druck in der radialen Bohrung 5 von der Innenseite der axialen Bohrung 4 zumindest einseitig abheben kann und somit durch Umkehr der Flußrichtung ein Druckausgleich möglich wird.

Entsprechend dem Beispiel in Fig. 3 wäre es natürlich bei einer weiteren nicht dargestellten Variante auch möglich, daß sich der Gewindebolzen an der Innenseite der axialen Bohrung 4 zur Veränderung des Verbindungsspaltes 8 abstützt, wobei auch hier die Kopplung zwischen dem Gewindebolzen und dem Motor eine Verschiebung des Gewindebolzens bezüglich des Motors zuläßt. Im Unterschied zu Fig. 3 wäre hierbei aber der Motor am Trägerelement 11 befestigt.

Bei den beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung kann zwischen der axialen 4 und der radialen Bohrung 5 bereits ein Verbindungsspalt 8 vorhanden sein, was beispielsweise durch eine Aussparung am Drosselelement 6 an der zur Innenseite der axialen Bohrung 4 zugewandten Seite des Drosselelementes 6 erreicht wird. Dieser Verbindungsspalt 8 sorgt somit für einen minimal am Stützelement 3 anliegenden Druck und kann über den Querschnitt beeinflussende Elemente 9 verändert werden. Es ist natürlich auch möglich, über diese Elemente 9 überhaupt erst einen Verbindungsspalt 8 zu bilden und zu verändern.

Fig. 4 zeigt eine weitere Lösungsform, wobei hier das Drosselelement 6 über zwei als Spiralfedern ausgebildete Spannelemente 7 etwa in Richtung der Mündung der radialen Bohrung 5 gegen die Innenseite der axialen Bohrung 4 gedrückt wird. Die Spiralfedern stützen sich dabei am Trägerelement 11 ab.

Die Schaffung und Veränderung des Abstandes zwischen dem Drosselelement 6 und der Innenseite der axialen Bohrung 4 wird dabei derart realisiert, daß das den Querschnitt des Verbindungsspaltes 8 beeinflussende Element 9 als Zylinder-Kolben-Vorrichtung ausgebildet ist, die am Drosselelement 6 befestigt ist. Über den sich am Druckraum der Zylinder-Kolben-Vorrichtung und an der Innenseite der axialen Bohrung 4 abstützenden Kolben kann somit der Abstand zwischen dem Drosselelement 6 und der Innenseite der axialen Bohrung 4 und damit auch den Querschnitt des Verbindungsspaltes 8 zur radialen Bohrung 8 bestimmt werden. Zum Druckraum der Zylinder-Kolben-Vorrichtung führt eine hydraulische Steuerleitung 12.

Das in Fig. 5 dargestellte Ausführungsbeispiel weicht etwas von dem bisher behandelten ab, da hier das Drosselelement 6 auch noch in Umfangsrichtung der axialen Bohrung 4 bewegbar ist, was beispielsweise durch eine entsprechende Rollenlagerung auf dem Spannelement 7 problemlos möglich ist. Das Drosselelement 6 bildet mit der Innenseite der axialen Bohrung 4 einen Verbindungsspalt 8, dessen Querschnitt von einer Eintrittsseite aus in Umfangsrichtung stetig abnimmt, so daß der bezüglich der radialen Bohrung 5 wirksame, minimale Querschnitt des Verbindungsspalts 8 über eine von einem Element 9 herbeigeführte Bewegung des Drosselelementes 6 in Umfangsrichtung veränderbar ist. Als Element 9 empfiehlt es sich hierbei ein am Träger 1 befestigter Stellmotor, der über einen Schwenkhebel derart mit dem Drosselelement 6 verbunden ist, daß ein Kippen bzw. Abheben des Drosselelementes 6 von der Innenseite der axialen Bohrung 4 zum Druckausgleich von der radialen Bohrung 5 ausgehend möglich ist. Die Ausgangsstellung des Elementes 9, d. h. ein weitestgehend geschlossener Verbindungsspalt 8 kann bei Ausfall des Elementes 9 über ein auf den Schwenkhebel wirkendes Federelement gewährleistet werden. Es ist jedoch, falls kein Federelement vorhanden ist, genauso gut möglich, daß die zuletzt eingestellte Position beibehalten wird.

Die Steuerleitungen 12 können, wie in den Figuren angedeutet, in dem Trägerelement 11 oder aber auch frei im Zwischenraum verlaufen.

Um einen Druckausgleich zwischen der radialen 5 und der axialen 4 Bohrung bei sehr genauer Passung zwischen dem Drosselelement 6 und der axialen Bohrung 4 von der radialen Bohrung 5 ausgehend zu erleichtern, ist es von Vorteil, wenn insbesondere die gegen diese Innenseite gedrückte Seite des Drosselelementes 6 ein Profil 14 gemäß Fig. 6 besitzt. Aus dem gleichen Grund können die Mündungsbereiche der radialen Bohrungen 5 jeweils als Erhebungen gegenüber der Innenseite der axialen Bohrung 4 ausgebildet sein. Fig. 7 zeigt hierzu eine beispielhafte Ausführung, bei der, um die Herstellung des Trägers 1 einfach zu halten, die radiale Bohrung 5 mit einem Mündungselement 13 versehen ist, welches sich zumindest geringfügig über die Innenseite der axialen Bohrung 4 erhebt und somit das Drosselelement 6 von der Innenseite der axialen Bohrung 4 distanziert. Das Mündungselement 13 kann beispielsweise in die radiale Bohrung 5 geschraubt oder geklebt werden.

Die Erhebungen in Fig. 6 und 7 sind stark übertrieben dargestellt und entsprechen in der Praxis oft nur wenigen 1/1000 mm.

Wesentlich ist, daß bei allen Beispielen die Innenseite der axialen Bohrung 4 zur Bildung der drosselbaren Verbindungsspalte 8 benutzt wurde, also der Träger 1 selbst Teil des Drosselventils ist.

Claims (9)

1. Durchbiegungseinstellwalze mit einem feststehenden Träger (1) und einem um diesen drehbaren Walzenmantel (2), welcher auf hydraulischen Stützelementen (3) abgestützt ist, die über eine gemeinsame axial im Träger (1) verlaufende Bohrung (4) sowie über darin mündende, jedem Stützelement (3) oder Gruppen davon zugeordnete und im wesentlichen radial verlaufende Bohrungen (5) mit hydraulischem Druckmittel versorgt werden, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der radial verlaufenden Bohrungen (5) jeweils ein steuerbares, den Durchfluß des Druckmittels beeinflussendes und in der axial verlaufenden Bohrung (4) des Trägers (1) einschiebbar angeordnetes Drosselelement (6) zugeordnet ist, wobei die Drosselelemente (6) derart gestaltet sind und über mindestens je ein Spannelement (7) gegen die Innenseite der axial verlaufenden Bohrung (4) gedrückt werden, daß zumindest ein Verbindungsspalt (8) für das Druckmittel zwischen jeder radial (5) und der axial (4) verlaufenden Bohrung vorhanden oder über in der axial verlaufenden Bohrung (4) angeordnete Elemente (9) schaffbar ist und zumindest der Querschnitt eines Verbindungsspaltes (8) zwischen Drosselelement (6) und axialer Bohrung (4) über diese (9) oder andere (10) ebenfalls in der axial verlaufenden Bohrung (4) vorhandene Elemente steuerbar ist.

2. Durchbiegungseinstellwalze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drosselelemente (6) zumindest bezüglich einer Richtungskomponente in Richtung der Mündungen der radial verlaufenden Bohrungen (5) über die Spannelemente (7) gegen die Innenseite der axial verlaufenden Bohrungen (4) gedrückt werden.

3. Durchbiegungseinstellwalze nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Spannelement (7) als ein eine Vorspannung bewirkendes Federelement ausgebildet ist.

4. Durchbiegungseinstellwalze nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Drosselelemente (6) zumindest axial miteinander verbunden sind.

5. Durchbiegungseinstellwalze nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Drosselelemente (6) über ein sich in der axial verlaufenden Bohrung (4) des Trägers (1) erstreckendes und einschiebbares Trägerelement (11) mittelbar verbunden sind.

6. Durchbiegungseinstellwalze nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die den Querschnitt des Verbindungsspaltes (8) beeinflussenden Elemente (9 oder 10) jedes Drosselelementes (6) über zumindest eine Steuerleitung (12) mit einer außerhalb der Durchbiegungseinstellwalze angeordneten Steuereinheit verbunden sind.

7. Durchbiegungseinstellwalze nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die den Querschnitt des Verbindungsspaltes (8) beeinflussenden Elemente (9 oder 10) jedes Drosselelementes (6) als elektrisches oder hydraulisches Stellglied und die Steuerleitungen (12) als elektrische oder hydraulische Leitungen ausgebildet sind.

8. Durchbiegungseinstellwalze nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die gegen die Innenseite der axial verlaufenden Bohrung (4) des Trägers (1) gedrückte Seite des Drosselelementes (6) ein Profil (14) aufweist.

9. Durchbiegungseinstellwalze nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Mündungsbereiche der radialen Bohrungen (5) jeweils als Erhebungen gegenüber der Innenseite der axialen Bohrung (4) ausgebildet sind.