EP0022156A2 - Kühlwalze mit einem äusseren Walzenmantel und einem Innenkörper - Google Patents

Kühlwalze mit einem äusseren Walzenmantel und einem Innenkörper Download PDF

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EP0022156A2
EP0022156A2 EP80102676A EP80102676A EP0022156A2 EP 0022156 A2 EP0022156 A2 EP 0022156A2 EP 80102676 A EP80102676 A EP 80102676A EP 80102676 A EP80102676 A EP 80102676A EP 0022156 A2 EP0022156 A2 EP 0022156A2
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cooling
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roll
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MAN Roland Druckmaschinen AG
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    • F28D11/02—Heat-exchange apparatus employing moving conduits the movement being rotary, e.g. performed by a drum or roller
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    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y10S165/135—Movable heat exchanger
    • Y10S165/139—Fully rotatable
    • Y10S165/147—Fluid impeller or material advancer
    • Y10S165/148—Auger

Definitions

  • the invention relates to a cooling roller with an outer roller shell and a cylindrical inner body mounted concentrically in this to form a flow space for a coolant passed through the hollow axis of the inner body.
  • DE utility model 7 209 772 describes a double-walled cooling roller with a centrally arranged, one-sided cooling medium inlet, in which the space between the inner and outer roller jacket serves as a flow cross section.
  • the outlet of the cooling medium lies in the extension area or in the approximation area of the roll jacket flow cross-section.
  • the positively guided cooling medium is conveyed through the gap between the inner and the outer roller jacket with a correspondingly high pressure.
  • the disadvantage of such cooling rollers is the need to supply the cooling medium to the cooling roller at high pressure. This in turn creates problems with the sealing of the cooling roll. It also arises especially at high rotation speeds a water ring or a centrifugal ring, through which the heat exchange during the axial flow through the cooling roller is impaired.
  • the invention is therefore based on the object to improve a cooling roll with an outer roll shell and a concentrically mounted cylindrical inner body in such a way that a sufficient flow through the cooling roll is possible without the use of additional aids and high pressures.
  • the coolant is conveyed as a result of the rotation of the outer roll shell with a sufficient axial speed through the flow space formed between the outer roll shell and the stationary cylindrical inner body, so that a sufficient Cooling of the roller is guaranteed.
  • a cooling roll is schematically shown with an outer roll shell 5, which is mounted in a left side wall 1 in a bearing 3 and in a right side wall 2 in a bearing 4.
  • a fixed cylindrical displacement body 6 is provided as an installation part in the outer roll shell 5 of the cooling roll.
  • the displacement body 6 is arranged in a holder 8 on the right side in bearings 10 and in the side wall 1 on the left side in a bearing 20 in a fixed position, that is to say fixed.
  • a hollow axis 9 runs in the fixed cylindrical displacement body 6, which is used on the right and on the left side for the aforementioned mounting of the displacement body 6.
  • bracket 8 Between the bracket 8 and the right side wall 2 there is a drive gear 7 which is fixedly connected to the outer roller shell 5. To seal the cooling roller, end sleeves or plates 11 and 12 are fastened to the bracket 8 or to the left side wall 1.
  • an inflow tube 18 arranged concentrically on the left side of the illustration.
  • the hollow axis 9 is provided with corresponding holes or slots.
  • the coolant for example the water
  • the coolant is transported in the axial direction through the cooling roller with the aid of the, for example, groove-shaped coolant delivery spiral present on the inner side 16 of the outer roller shell 5 or a correspondingly shaped guide plate arranged on the inner side 16 in the axial direction.
  • a fixed water return and baffle plate is arranged on the stationary hollow roller 9, through which the coolant enters the interior of the hollow roller 9 through corresponding openings, so that it can be discharged via the coolant drain 14.
  • the rotational flow creates centrifugal forces which counteract the central outflow of the coolant through the hollow axis 9 and thus require a corresponding pressure. At the end of the cooling roll there is therefore a calming space 21 for the rotational flow.
  • the B eruh Trentsraum 21 may be equipped with those shown in Fig.2 vanes 22nd
  • the inventive design of the cooling roller thus advantageously transports the coolant through the roller without additional coolant transport devices, it being possible for the coolant pressure to be relatively low. Since no rotating water connection is required, there is no wear on the water supply and the water flow between the fixed inner body and the rotating roller jacket. This is a further significant advantage compared to the double-walled cooling rolls with rotating inlet and outlet connections.
  • coolant delivery spiral 16 with respect to shape and depth in the outer jacket 5 of the cooling roller as a guide plate or groove can be specifically determined in practice by the person skilled in the art without difficulty.
  • the coolant delivery spiral 16 was therefore not shown in detail in the drawing.

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Abstract

Kühlwalze mit einem äußeren Walzenmantel und einem konzentrisch in diesem gelagerten zylindrischen Innenkörper zur Bildung eines Strömungszwischenraumes für ein durch die Hohlachse eines Innenkörpers zugeleitetes Kühlmittel, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenkörper ein ortsfester Kühlmittelverdrängungskörper (6) ist und daß die Innenseite (16) des äußeren in Seitenwänden (1, 2) drehbar gelagerten Walzenmantels (5) eine Kühlmittelförderspirale aufweist, wodurch das an einer Seite über die Hohlachse (9) radial dem Kühlmittelströmungszwischenraum (19) zugeführte Kühlmittel in Achsrichtung der Kühlwalze gefördert wird.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Kühlwalze mit einem äußeren Walzenmantel und einem konzentrisch in diesem gelagerten zylindrischen Innenkörper zur Bildung eines Strömungszwischenraumes für ein durch die Hohlachse des Innenkörpers geleitetes Kühlmittel.
  • In dem DE-Gebrauchsmuster 7 209 772 ist eine doppelwandige Kühlwalze mit mittig angeordnetem, einseitig liegendem Kühlmediumzulauf beschrieben, bei der der - Zwischenraum zwischen dem inneren und dem äuβeren Walzenmantel als Strömungsquerschnitt dient. Bei dieser bekannten doppelwandigen Kühlwalze liegt der Ablauf des Kühlmediums im Verlängerungsbereich bzw. im Näherungsbereich des Walzenmanteldurchströmungsquerschnittes.
  • Bei solchen doppelwandigen Ausführungen wird das zwangsgeführte Kühlmedium durch den Zwischenraum zwischen dem inneren und dem äußeren Walzenmantel mit entsprechend hohem Druck gefördert. Der Nachteil solcher Kühlwalzen besteht in der Notwendigkeit, das Kühlmedium mit hohem Druck der Kühlwalze zuzuführen. Dadurch entstehen wiederum Probleme bei der Abdichtung'der Kühlwalze. Außerdem entsteht besonders bei hohen Rotationsgeschwindigkeiten ein Wasserring bzw. ein Zentrifugalring, durch den der Wärmeaustausch bei der axialen Durchströmung der Kühlwalze verschlechtert wird.
  • Zur Behebung des vorgenannten Nachteils wurden bereits in doppelwandigen Kühlwalzen sogenannte motorisch betriebene Flüssigkeitsquirle eingesetzt, durch die die Strömungsverhältnisse im Inneren der doppelwandigen Kühlwalze verbessert werden sollen. Derartige Anordnungen sind jedoch teuer und störanfällig.
  • Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Kühlwalze mit einem äußeren Walzenmantel und einem konzentrisch in diesem gelagerten zylindrischen Innenkörper so zu verbessern, daß eine ausreichende-Durchströmung der Kühlwalze ohne die Verwendung von zusätzlichen Hilfsmitteln und hohen Drücken möglich ist.
  • Diese Aufgabe wird gemäß dem Kennzeichen des Patentanspruchs 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen in Verbindung mit der Beschreibung und der Zeichnung.
  • Durch die erfindungsgemäße Ausbildung des äußeren Walzenmantels mit einer.Wasserförderspirale in Form einer Rille oder eines Leitbleches wird infolge der Rotation des äußeren Walzenmantels das Kühlmittel mit einer ausreichenden Axialgeschwindigkeit durch den zwischen dem äußeren Walzenmantel und dem feststehenden zylindrischen Innenkörper gebildeten Strömungszwischenraum gefördert, so daß eine ausreichende Kühlung der Walze gewährleistet ist.
  • Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen im einzelnen beschrieben. In diesen zeigen:
    • Fig. 1 einen schematischen Längsschnitt durch eine Kühlwalze und
    • Fig. 2 einen mit Leitschaufeln ausgestatteten Beruhigungsraum.
  • In Fig. 1 ist schematisch eine Kühlwalze mit einem äußeren Walzenmantel 5 gezeigt, der in einer linken Seitenwand 1 in einem Lager 3 und in einer rechten Seitenwand 2 in einem Lager 4 gelagert ist. In dem äußeren Walzenmantel 5 der Kühlwalze ist als Einbauteil ein feststehender zylindrischer Verdrängungskörper 6 vorgesehen. Der Verdrängungskörper 6 ist in einer Halterung 8 an der rechten Seite in Lagern 10 und in der Seitenwand 1 an der linken Seite in einem Lager 20 ortsfest, also feststehend angeordnet. In dem feststehenden zylindrischen Verdrängungskörper 6 verläuft eine Hohlachse 9, die an der rechten und an der linken Seite für die vorgenannte Lagerung des Verdrängungskörpers 6 verwendet wird.
  • Zwischen der Halterung 8 und der rechten Seitenwand 2 befindet sich ein mit dem äußeren Walzenmantel 5 fest verbundenes Antriebszahnrad 7. Zur Abdichtung der Kühlwalze sind Abschlußmanschetten bzw. Platten 11 und 12 an der Halterung 8 bzw. an der linken Seitenwand 1 befestigt.
  • Auf der Hohlachse 9 befindet sich in der linken Seite der Darstellung ein konzentrisch auf dieser angeordnetes Zuflußrohr 18.
  • Durch die Anordnung des Rohres 18 auf der Hohlachse 9, die in diesem Abschnitt einen reduzierten Querschnitt aufweist, wird zwischen diesen ein konzentrischer Zufluß 17 gebildet, durch den das über den Kühlmittelzufluß 13 zugeführte Kühlmittel in den Kühlmittelströmungszwischenraum 19 zwischen dem äußeren Walzenmantel 5 und dem feststehenden Verdrängungskörper 6 gelangt. Für diesen Zweck ist das Zuflußrohr 18 und am rechten Ende der Kühlwalze .auch die Hohlachse 9 mit entsprechenden Löchern oder Schlitzen versehen.
  • Mit Hilfe der an der Innenseite 16 des äußeren Walzenmantels 5 vorhandenen beispielsweise rillenförmigen Kühlmittelförderspirale oder eines entsprechend geformten in Achsrichtung auf der Innenseite 16 angeordneten Leitbleches erfolgt ein Transport des Kühlmittels, beispielsweise des Wassers, in Achsrichtung durch die Kühlwalze. An der rechten Seite ist ein feststehendes Wasser-Rückführ- und -Ablenkblech auf der ortsfesten Hohlwalze 9 angeordnet, durch das über entsprechende öffnungen das Kühlmittel in das Innere der Hohlwalze 9 gelangt, so daß es über den Kühlmittelabfluß 14 abgeleitet werden kann.
  • Durch die Rotationsströmung entstehen Fliehkräfte, die dem zentrischen Abfluß des Kühlmittels durch die Hohlachse 9 entgegenwirken und damit einen entsprechenden Druck erfordern. Am Ende der Kühlwalze ist deshalb ein Beruhigungsraum 21 für die Rotationsströmung vorhanden. Der Beruhigungsraum 21 kann mit den in Fig.2 gezeigten Leitschaufeln 22 ausgestattet werden.
  • Durch die erfindungsgemäße Ausbildung der Kühlwalze wird somit in vorteilhafter Weise ohne zusätzliche Kühlmitteltransportvorrichtungen das Kühlmittel durch die Walze transportiert, wobei der Kühlmitteldruck verhältnismäßig niedrig sein kann. Da kein rotierender Wasseranschluß benötigt wird, entsteht keinerlei Verschleiß an der-Wasserzuführung und dem Wasserdurchfluß zwischen dem feststehenden Innenkörper und dem rotierenden Walzenmantel. Dies ist im Vergleich zu den doppelwandigen Kühlwalzen mit rotierenden Zu- und Abflußstutzen ein weiterer wesentlicher Vorteil.
  • Es versteht sich, daß die Kühlmittelförderspirale 16 bezüglich Form und Tiefe im Außenmantel 5 der Kühlwalze als Leitblech oder Rille entsprechend den jeweiligen Anforderungen in der Praxis vom Fachmann ohne Schwierigkeit speziell festgelegt werden kann. Die Kühlmittelförderspirale 16 wurde deshalb in der Zeichnung nicht im Detail dargestellt.

Claims (5)

1. Kühlwalze mit einem äußeren Walzenmantel und einem konzentrisch in diesem gelagerten zylindrischen Innenkörper zur Bildung eines Strömungszwischenraumes für ein durch die Hohlachse des Innenkörpers geleitetes Kühlmittel, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenkörper ein ortsfester Kühlmittelverdrängungskörper (6) ist und daß die Innenseite (16) des äußeren in Seitenwänden (1, 2) drehbar gelagerten Walzenmantels (5) eine Kühlmittelförderspirale aufweist, wodurch das an einer Seite radial dem Kühlmittelströmungszwischenraum (19) zugeführte Kühlmittel in Achsrichtung der Kühlwalze gefördert wird.
2. Kühlwalze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an der genannten Seite auf der Hohlachse (9) ein Zuflußrohr (18) angeordnet ist und daß das Kühlmit- tel über den zwischen der Hohlachse (9) und dem Zuflußrohr (18) gebildeten Zwischenraum in den Kühlmittelströmungszwischenraum (19) gelangt, von dem es durch die Kühlmittelförderspirale über ein auf der Hohlachse (9) angeordnetes Ableit- und Rückführmit- . tel (15) in die als Rückflußrohr dienende Hohlachse (9) gelangt.
3. Kühlwalze nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlmittelförderspirale an der Innenseite (16) des äußeren Walzenmantels (5) aus einer spiralförmigen Vertiefung im Walzenmantel (5) besteht.
4. Kühlwalze nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlmittelförderspirale an der Innenseite (16) des Walzenmantels (5) aus einem spiralförmigen Leitblech oder Leitschaufeln besteht.
5. Kühlwalze nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß hinter dem'Kühlmittelströmungszwischenraum (19) ein mit Leitschaufeln (22) ausgestatteter Beruhigungsraum (21) vorgesehen ist.
EP80102676A 1979-07-05 1980-05-14 Kühlwalze mit einem äusseren Walzenmantel und einem Innenkörper Expired EP0022156B1 (de)

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