DE598731C - Hydraulische Anpressvorrichtung fuer Walzenlager an Walzwerken zum Bearbeiten von Gummi u. dgl. - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM
16. JUNI 1934

] V JUL 1934

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

KLASSE 39 a GRUPPE 9 s 103279x11139®

in Brüssel, Belgien

Patentiert im Deutschen Reiche vom 17. Februar 1932 ab

Die Erfindung bezieht sich auf hydraulische Anpreß Vorrichtungen für Walzwerke zum Bearbeiten von Gummi u. dgl., bei welchen die plastische Masse so lange zwischen Walzen hindurchgeführt wird, bis sie die notwendige Gleichmäßigkeit erhalten hat. Die während des Knetens oder Walzens ausgeübten Drücke sind sehr stark, insbesondere beim Bearbeiten von Gummi, der besonders im gefrorenen Zustände den Walzen einen erheblichen Widerstand entgegensetzt. Wenn keine Maßnahmen dafür getroffen werden, daß die Walzen bei derartigen Drücken auseinanderweichen, so kann ein Zerspringen der überlasteten Teile erfolgen. Auf jeden Fall erleiden die beweglichen Organe des Walzwerkes einen bedeutenden Verschleiß, und der Kraftverbrauch ist dabei außerordentlich hoch.

Es ist daher schon vorgeschlagen worden,

die Walzwerke bekannter Bauart mit elastischen Widerlagern, insbesondere mit hydraulischen Kolben, zu versehen, die bei einem vorbestimmten Druck unter Ausstoßen eines nicht nachgiebigen Druckmitfels zurückweichen. In derartigen Walzwerken ist es wohl möglich, durch Verschieben der Kolben die Walzen einander beliebig zu nähern, der Rücktritt der beweglichen Walze erfolgt aber stets stoßweise, wenn infolge einer Überlastung die Sicherheitsventile geöffnet werden; ein elastisches Zurückweichen kann infolge der Unzusammendrückbarkeit des Druckmittels nicht erreicht werden. Solange der zum öffnen der \^rentile erforderliche Druck nicht erreicht ist, wirkt daher das Walzwerk so, als wären" beide Walzen mit dem Gestell fest verbunden. Ferner haben derartige Walzwerke den Nachteil, daß nach jedem Auslösen der Sicherheitsventile ein längeres Unterbrechen der Arbeit zwecks Neueinstellung der Kolben erfolgen muß. Außerdem ist es schwer, die Wirkungsweise so zu regeln, daß die Vorrichtung bis zu einem bestimmten Druck Widerstand leistet und unabhängig von dem Abstand zwischen den Walzen, der je nach den Anforderungen des Betriebes wechselt, nachgibt, sobald dieser Druck überschritten wird.

Die obenerwähnten Übelstände sollen durch die Erfindung beseitigt werden, deren Gegenstand eine hydraulische Anpreßvorrichtung für die Walzenlager an Walzwerken zum Schütze gegen Überlastungen und zur Regelung des Walzenabstandes ist, die bis zu einem

bestimmten Druck einen gegebenen Walzenabstand wahrt und oberhalb dieses Druckes und bis zu einem gegebenen höheren Druck elastisch nachgibt, um dann nach überschreiten des letztgenannten Druckes selbsttätig den Druck zwischen den Walzen zu verringern, indem sie gegebenenfalls den Antriebsmotor des Wafzwerkes stillsetzt. Dabei kann der Walzenabstand jederzeit verändert und der Druck ίο der AValzen während der Arbeit des Walzwerks beliebig geregelt werden.

Erfindungsgemäß sind zu diesem Zweck die Zylinder der Kolben durch Leitungen an mit elastisch belasteten Kolben versehene DruckiS übersetzer mit gesteuerten Auslaßventilen sowie an Regelzjdinder angeschlossen, deren Kolben von Hand oder durch einen Hilfsmotor verstellbar sind. Die Federn der Druckübersetzer widersetzen sich dem Verschieben der Kolben dieser Zylinder, solange der Druck in der Leitung niedriger als ein durch das Trarieren dieser Federn bestimmtes Höchstmaß bleibt. Nach Überschreiten dieses Druckes geben sie nach und ermöglichen ein Zurückweichen der Walze. Sobald die überlastung beendet ist, kehrt die Walze dann unter der Einwirkung der gleichen Federn wieder in ihre frühere Lage zurück. Während seiner Verschiebung nimmt jeder Kolben der Druckübersetzer einen Hebel mit, der nach einer gewissen Verschiebung der' Kolben, welche dem Höchstmaße des elastischen Zurückweichens der beweglichen Walze entspricht, S icherheits ventile steuert, durch welche ein Teil des in der Leitung befindlichen Druckmittels entweicht, damit die Walze in dem durch die Überlastung bedingten Maße zurückweichen kann. Jeder Hebel wirkt gleichzeitig auf die Ventile der beiden Druckr übersetzer ein, so daß eine außergewöhnliche überlastung eines Endes der-Walze das Zurückweichen der ganzen Walze bedingt. Die Hebel schalten außerdem beim Hubende den den Motor zum Stehen bringenden Stromunterbrecher aus. Zwecks Ausgleiches des Druckmittelverlustes in der Leitung und Erneuerung des erforderlichen Druckes auf die Walzen genügt es dann, auf die von Hand oder durch einen Hilfsmotor gesteuerten Druckrcgelungskolben einzuwirken, so daß das Walzwerk schon wenige Sekunden nach dem durch die Überlastung bedingten Stillstand bereit ist, die Arbeit wiederaufzunehmen.

Eine Ausführungsform der Erfindung wird nachstehend als Beispiel an Hand der beiliegenden Zeichnungen beschrieben, und zwar zeigen:

Fig. ι eine perspektivische Ansicht einer vollständigen Walzwerkanlage gemäß der Erfindung,

Fig. 2 in senkrechtem Schnitt und vergrößertem Maßstabe eine mit hydraulischen Kolben versehene Traverse des Walzwerkes,

Fig.3 ebenfalls in senkrechtem Schnitt eine Ansicht der Vorrichtung, welche den Abstand zwischen den Walzen regelt,

Fig. 4 die Druckübersetzer, teilweise im Aufriß und teilweise im senkrechten Schnitt,

Fig. 5 in vergrößertem Maßstab eine Einzelheit der Fig. 4.

Das in Fig. 1 dargestellte Walzwerk für Gummi hat zwei geneigte Seitengestelle 1, in denen in bekannter Weise eine obere Walze 2, deren Lager ortsfest sind, und eine untere Walze 3 drehbar angeordnet sind, wobei, wie ebenfalls bekannt, die Lager der letzteren durch Walzenlager 4, die in Führungen 5 der Gestelle 1 gleiten, verschoben werden können, um eine Relativbewegung der Walze 3 gegenüber der Walze 2 zu gestatten. Letztere wird in üblicher Weise durch einen unter ihr angeordneten elektrischen Motor über ein Ritzel 6 und ein Zahnrad 7 angetrieben. Sie übermittelt den Antrieb der Walze 3 durch auf der anderen Seite des Gestelles angeordnete Zahnräder, die mit langen Zähnen versehen sind, um trotz der Änderungen des Abstandes zwischen den beiden Walzen stets in kämmendem Eingriff zu bleiben.

Infolge der Neigung der Führungen 5 hat die bewegliche untere Walze 3 das Bestreben, sich unter der Einwirkung ihres Eigengewichtes von der ortsfesten Walze 2 zu entfernen. Sie ruht durch ihre Walzenlager 4 auf den Kolben 19 zweier Zylinder 18, die in den Traversen 8 angeordnet sind, während diese wiederum an die Gestelle 1 durch Gewindestäbe 9 und Bolzen 10 in der Verlängerung der Achse der Führungen 5 starr befestigt ioo sind. Von jedem dieser Zylinder 18 geht eine Leitung n aus, die mit drei Abzweigungen 12, 13, 14 \^rersehen ist, die zu einem Manometer 15 bzw. einem Steuerungspfahl 16 für das Regeln des Walzenabstandes und des Druckes bzw. eines Druckübersetzers 17 führen. Die Leitungen sowie die Innenräume der Apparate, die diese miteinander verbinden, sind mit einem nicht zusammendrückbaren Medium, wie z. B. Vaselin, gefüllt.

Die beiden Traversen 8 des Walzwerkes sind' gleich, so daß es genügt, eine von ihnen, auf die Fig. 2 bezugnehmend, zu beschreiben. In dieser Abbildung bezeichnet iS den axial gelegten Zylinder der Traverse, in welchem der Kolben 19 liegt, der unter der Schubwirkung des Lagers 4 steht und diese auf das Vaselin überträgt, mit welchem der frei bleibende Raum zwischen diesem Kolben und einer den Zylinder nach außen abschließenden Stellschraube 20 gefüllt ist. Packungen 21 und 22 gewährleisten die Wichtigkeit des Vase-

linbehälters, während eine Leitung 23, welche von diesem nach oben führt, zum Entlüften dient und eine nach unten gerichtete Leitung 24 den Behälter mit der an sie angeschlossencn Leitung 11 verbindet. Durch diese Leitung und die Abzweigung 12 wird der auf den Kolben 19 ausgeübte Druck dem Manometer übermittelt, das zu jeder Zeit den Druck zwischen den Walzen 2 und 3 diesseits des Walzwerkes anzeigt. Die nächste Abzweigung 13 der Leitung endet an dem in senkrechtem Schnitt in der Fig. 3 dargestellten Steuerungspfahle 16.

Im Fuße 25 dieses Pfahles r6 ist ein lotrechter Zylinder 26 eingebohrt, in welchem ein Kolben 27 gleitbar angeordnet ist. Dieser wird durch den unteren glatten Teil einer Spindelschraube 28 gebildet, die am Gipfel des Pfahles mit einer Mutter 29 in Eingriff steht, auf die ein Handrad 30 aufgekeilt ist. Ein in eine Längsnut der Schraube eindringender Keil 2S₁, verhindert das Drehen derselben, so daß die Steuerung des Handrades 30 und der Mutter 29 das Heben und Senken des Kolbens 27 in dem den Zylinder 26 füllenden Vaselin zur Folge hat. Die Rückwirkung der Schraube auf die Mutter wird durch das Kugellager 31 aufgenommen, und eine Packung 32 gewährleistet die Dichtigkeit des Zylinders 26. Letzterer, dessen Durchmesser etwa größer ist als derjenige des Kolbens^ steht durch eine Leitung 33 mit der Abzweigung 13 der Hauptleitung in Verbindung.
Beim Antrieb«rturch einen Hilfsmotor trägt der Steuerpfahl 16 einen kleinen Elektromotor, der eine Schnecke steuert, die mit einem auf eine Mutter 20 aufgekeilten Schnekkenrad in Eingriff steht. Es kann statt dessen auch jeder andere Hilfsmotor, beispielsweise ein Preßluftmotor, zur Verwendung kommen. Ferner ist es auch möglich, den Kolben 27 direkt durch ein Druckmittel anzutreiben oder dieses Druckmittel ohne· Zuhilfenahme eines Kolbens auf das den Zylinder 26 ausfüllende Vaselin einwirken zu lassen.

Die dritte Abzweigung 14 führt zum Druckübersetzer 17 und endet dort in einem" lotrechten Zylinder 34 (Fig. 4), welcher den Kolben 35 enthält. Die Stange des Kolbens durchquert eine Packung 36, ist mit zwei Stützringen 37 versehen und stützt sich gegen eine Scheibe 38 ab, die in dem Druckübersetzer 17 gleiten kann, gewöhnlich aber gegen einen Stützring 39 des Zylinderfußes

durch zwei Paare starker, in dem Druckübersetzer enthaltener konzentrischer Spiralfedern 40, 41 gedrückt wird. Zwecks Verringerung der axialen Drehungswirkung sind die Federn eines Paares nach verschiedenen Seiten gewickelt, die eine nach rechts und die andere nach links. Eine mittlere Scheibe 42 trennt die beiden Federpaare voneinander. Eine obere Platte 43 übt auf die Federn einen Druck von oben nach unten aus, der durch eine in einer ortsfesten Mutter 45 gehaltene und sich auf diese Platte abstützende Spindelschraube 44 verursacht wird.

In manchen Fällen kann es vorteilhaft sein, die Wirkung der Federn 40, 41 durch diejenige eines zusammendrückbaren oder unzusammendrückbaren Druckmittels, wie z. B. Luft oder Gas bzw. Wasser oder Öl. zu ersetzen, das beispielsweise in einem hydraulischen Kraftspeicher unter dem Druck regelbarer Gewichte steht.

Der Zylinder 34 steht durch eine im Fuße des Druckübersetzers ausgebohrte Leitung 46 und durch ein Rohr 47 (Fig. 5) in Verbindung mit einem engen zylindrischen Raum 48, der in einem Stahlblock 49 ausgebohrt ist, dessen oberer Teil eine lotrechte Führung für ein als Auslaßventil wirkendes, mit einer Nadel 52 versehenes Gleitstück 51 bildet. Gewöhnlich schließt die Nadel 52 den Raum 48 unter dem Drucke einer Feder 53, die sich gegen das Gleitstück 51 abstützt und deren Spannung durch einen am Gipfel der Führung 50 angeschraubten Gewindepfropfen 54 ge · regelt wird.

Wie die Fig. 1 und 4 zeigen, sind die beiden Druckübersetzer 17 nebeneinander angeordnet, und dazwischen ist der zu ihnen gehörende Block 49 gelegen. An jedem Druckübersetzer 17 ist bei 55 je ein Hebel 56 (Fig. 5) angelenkt, der entsprechende Aussparungen der Gleitstücke 51 durchquert und am anderen Ende in den Druckübersetzer 17, in dessen Wandung ein lotrechter Spalt eingeschnitten ist, hineinragt. Dieses Ende eines jeden Hebels 56 ist zwischen den beiden Stützringen 37 des Kolbens 35 eingespannt, der somit bei jedem Hub den Hebel 56 mitführt. Die Höhe der Spalte in den Zylinderwandungen und der Aussparungen der Gleitstücke 51 ist so bemessen, daß ein jeder der gewöhnlich nach unten geneigten Hebel 56 (Fig. 5) vom dazugehörigen Kolben 35 bis über die horizontale Lage gehoben werden kann, wobei er erst beim Erreichen der horizontalen Lage mit den beiden Gleitstücken 51 in Berührung kommt und dann mit ihnen zusammen weiter · angehoben wird. Somit kann ein jeder der Hebel 56 nach einem gewissen freien Hub gleichzeitig beide an den Gleitstücken 51 sitzenden Auslaßventile 52 öffnen und zugleich durch Anheben der Stangen 57 der Stromunterbrecher 58 den Antriebsmotor des Walzwerks ausschalten. Die Schrauben 55,, (Fig. 4), an denen die Gelenke 55 der Hebel 56 angeordnet sind, gestatten, die Höhenlage dieser Gelenke und somit auch die anfängliche Neigung der Hebel 56 zu regeln.

Wie bereits erwähnt, sind die Leitungen II, 12, 13, 14 und die Zylinder iS, 26 und 34 mit Vaselin gefüllt. Bleibt noch etwas Luft in den Leitungen zurück, so steigen die von ihr im Vaselin gebildeten kleinen Blasen allmählich zu den höchstgelegenen Stellen der Leitungen, d. h. zu den Zylindern 18 des Walzwerkes, um von dort aus durch die Entlüftungsleitungen 23 zu entweichen. Audi wenn das Walzwerk vollständig entspannt ist, bleibt in den Leitungen ein gewisser Druck bestehen (ungefähr 2okg/qcm), der ein Undichtwerden der Packungen vermeidet. Dieser Druck rührt vom Gewicht dei Walze 3 her, die infolge der Neigung der Führungen 5 teilweise auf den Kolben 19 der Zylinder iS ruht.

Um die Walze 3 der Walze 2 zu nähern, werden die Handräder 30 oder die. Hilfsmotoren der Steuerungspfähle 16 in der gewünschten Richtung gesteuert, so daß die Kolben 27 in die Zylinder 26 vordringen. Der Druck wird durch das Vaselin der Leitungen auf die Kolben 19 der Zylinder 18 und durch diese auf die\Valze 3 übertragen. Es ist also jederzeit möglich, bei stillgelegtem oder in Gang befindlichem Walzwerk den Abstand zwischen den Walzen 2 und 3 sowie den Druck, den diese auf den zu walzenden Stoff ausüben, zu regeln, wobei der Druck stets durch die Manometer 15 angezeigt wird. Zeigen nun ■diese an, daß der Druck auf einer Seite des Walzwerks höher ist als auf der anderen, so genügt es, das Handrad 30 oder den Hilfsmotor in der entsprechenden Richtung zu steuern, um das Gleichgewicht wiederherzustellen.

Bis zu einem durch das Regeln der Federn 40, 41 der Druckübersetzer 17 bedingten Druck zwischen den Walzen, z. B. bis 400 kg/qcm, wird die Walze 3 ebenso starr festgehalten, als ob sie sich auf die Regelungsschraube eines gewöhnlichen Walzwerkes abstützen würde. Oberhalb dieses Drukkes geben die Federn 40, 41 nach und gestatten das Heben des Kolbens 35 und infolgedessen das Zurückweichen des Kolbens 19 mit der Walze 3, bis die Überlastung zu Ende ist. Im Betriebe verschiebt sich die Walze 3 fortwährend während des Walzens und insbesondere zu Beginn desselben, wenn die Gummimischung noch nicht sehr plastisch ist. Mit der Walze verschieben sich die Kolben 19, 35 und die Hebel 56, die zusammen mit den KoI-ben schwingen, ohne jedoch die waagerechte Lage zu erreichen.

Steigt der Druck infolge des Eindringens eines harten Fremdkörpers zwischen die Walzen 2, 3 oder aus irgendeiner anderen Ursache über den Höchstdruck an, /.. B. über 500 kg/qcm,. bei welchem die Hebel der Ausdehnungssäule 56 die waagerechte Lage nach oben hin überschreiten, so heben, die Hebel die Gleitstücke 51 und die Nadeln 52 auf, diese lassen Vaselin in ausreichender Menge. aus der Leitung entweichen, um den Druck zu verringern. Zugleich stoßen die Hebel 56 gegen die Stangen 57 der Stromunterbrecher 58 und verursachen die Trennung des Stromkreises des elektrischen Motors des Walzwerkes, wodurch dieser zum Stehen gebracht wird, bevor irgendein Schaden geschehen kann. Erleidet nur eine Seite des Walzwerkes eine Überlastung, so genügt, daß der dieser Seite entsprechende Hebel 56 sich hebt, um diese Wirkung hervorzurufen, da jeder Hebel 5Ö auf die beiden .Nadeln 52 und die beiden Stromunterbrecher 58 einwirkt.

Unmittelbar nach dem Auslösen dieser Sicherheitsvorrichtungen kann das Walzwerk von neuem in Gang gesetzt werden. Der Abstand und der Druck zwischen den Walzen 2 und 3 werden wieder eingestellt, indem die Handräder 30 zwecks Ausgleichs des Druckverlustes des Vaselins in der Leitung gesteuert werden.

Das oben beschriebene Walzwerk mit geneigtem Gestell ist besonders zum Ausführen der Erfindung vorteilhaft. Die Erfindung kann aber natürlich auch bei Walzwerken Verwendung finden, deren beide Walzen sich in derselben waagerechten oder senkrechten Fläche befinden.

Claims (7)

1. Patentansprüche:

   i. Hydraulische Anpreßvorrichtung für Walzenlager an Walzwerken zum Bearbeiten von Gummi u. dgl. mit in Führungen beweglich gelagerten, auf hydraulische Kolben abgestützten Walzenlagern, dadurch gekennzeichnet, daß die Zylinder (i8) der Kolben (19) durch Leitungen (ii, 13, 14) mit elastisch belasteten Kolben (35) eines Druckübersetzers U/). mit gesteuerten Auslaßventilen (52) sowie an Regelzylinder (26) angeschlossen sind, deren Kolben (27) von Hand oder durch einen Hilfsmotor verstellbar sind. :■■-
2. 2. Hydraulische Anpreßvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für jeden hydraulischen Kolben (19) ein unabhängiger, aus Druckübersetzer (17) und Regelzylinder (26) bestehender Rcgelsatz vorgesehen ist.
3. 3. Hydraulische Anpreßvorrichtimg nach Anspruch r und 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Kolben (35) der Druckübersetzer (17J unabhängig vom anderen Kolben die Auslaßventile (51, 52) beider Druckübersetzer sowie einen Stromimterbrecher (58) für den Walzwerkmotor steuert.
4. 4- Hydraulische AnpreBvorrichtungnach Anspruch ι bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Belastung der Kolben (35) der Druckübersetzer (17) durch ein Druckmittel oder durch konzentrische Federn (40, 41) gleich demjenigen Druck gewählt ist, nach dessen Überschreitung die Kolben (19) elastisch zurückgelien sollen.
5. 5. Hydraul ische Anpreßvorrichtung- nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der von den Kolben (35) der Druckübersetzer (17) bis zum Ansprechen der Auslaßventile (51, 52) zurückgelegte Hub dem Höchstmaße des elastischen Zurückwcichens der beweglichen Walze entspricht.
6. 6. Hydraulische AnpreBvorrichtungnach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckübersetzer (17) nebeneinander angeordnet sind und miteinander durch zwei sich kreuzende Hebel (56) verbunden sind, die je mit einem Ende an einem Festpunkte am Gehäuse eines Druckübersetzers und mit dem anderen Ende am Kolben (35) des gegenüberliegcnden Druckübersetzers angelenkt sind, und daß in der Mitte zwischen den Druckübersetzern (r~) die von den Hebeln (56) gesteuerten Auslaßventile (51, 52) sowie die Stromunterbrecher (58) für den Walzwerkmotor liegen.
7. 7. Hydraulische Anpreßvorrichtung nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewicht der unteren beweglichen Walze (3) auf dem sie abstützenden hydraulischen Kolben (ro.) ruht.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen