EP1389693B1 - Heated roller and operating process - Google Patents

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Publication number
EP1389693B1
EP1389693B1 EP20030016194 EP03016194A EP1389693B1 EP 1389693 B1 EP1389693 B1 EP 1389693B1 EP 20030016194 EP20030016194 EP 20030016194 EP 03016194 A EP03016194 A EP 03016194A EP 1389693 B1 EP1389693 B1 EP 1389693B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
roll
webs
radially
roller
journal
Prior art date
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Expired - Fee Related
Application number
EP20030016194
Other languages
German (de)
French (fr)
Other versions
EP1389693A3 (en
EP1389693A2 (en
Inventor
Peter Dr. Wiemer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Voith Patent GmbH
Original Assignee
Voith Patent GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Voith Patent GmbH filed Critical Voith Patent GmbH
Publication of EP1389693A2 publication Critical patent/EP1389693A2/en
Publication of EP1389693A3 publication Critical patent/EP1389693A3/en
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Publication of EP1389693B1 publication Critical patent/EP1389693B1/en
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Expired - Fee Related legal-status Critical Current

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    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21FPAPER-MAKING MACHINES; METHODS OF PRODUCING PAPER THEREON
    • D21F5/00Dryer section of machines for making continuous webs of paper
    • D21F5/02Drying on cylinders
    • D21F5/022Heating the cylinders
    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21GCALENDERS; ACCESSORIES FOR PAPER-MAKING MACHINES
    • D21G1/00Calenders; Smoothing apparatus
    • D21G1/02Rolls; Their bearings
    • D21G1/0253Heating or cooling the rolls; Regulating the temperature
    • D21G1/0266Heating or cooling the rolls; Regulating the temperature using a heat-transfer fluid

Definitions

  • US 2,531,988 shows a glass plate forming roll, which is formed as a cooling roller.
  • a roller body coaxially arranged as a tube core is arranged, which together with the roller body forms an annular gap.
  • the core tapers off conical at both ends.
  • the webs are perpendicular to each other.
  • DE 199 50 645 A1 describes a heated calender roll, which is easy to manufacture and should have a low weight.
  • a displacement body is arranged, which is held at both ends by supporting flange pin.
  • the displacement body is made of solid plastic, such as foam plastic, and has closed pores, wherein it is held by a press fit in the central bore of the roll body.
  • US Pat. No. 1,837,562 shows a roller for paper coating machines and the like, in which a roller body, a conical inner body is arranged, which forms with the roller body on the inside of a gap which increasingly narrows with increasing distance from the inlet of a heat transfer medium into the roller body. Behind the narrowest point a guide is arranged, which has a plurality of arcuate radially inwardly curved blades.
  • DE 41 11 911 A1 shows a roller with a hollow rotatable roller body having a roll shell and at least one of its two ends a hollow roll neck.
  • a guide body is arranged, which forms a channel system with the roll shell, which can be flowed through by a heat transfer medium.
  • the invention has for its object to drive the heat transfer medium with the least possible effort through the roller.
  • the guide means comprises a plate having a predetermined distance from the roll neck, wherein the webs between the roll neck and the plate are arranged and that the webs at their radially outer end in each case at a Holder and are fastened at its radially inner end in each case to a holder which extends between the roll neck and the plate.
  • the local orbital speed of a point on a rotating body decreases as it approaches the axis of rotation.
  • the guide means now ensures that the heat transfer medium is braked in the direction of rotation when it flows radially from outside to inside.
  • the rotational speed of the heat transfer medium is adapted to the rotational speed of the roller. This adaptation does not necessarily mean exact match. If the heat transfer medium has arrived in the region of the roll axis, where it can be removed from the roll, then theoretically it has no circulation speed, in practice, the rotational speed is very small. As a result, pressure losses are kept small.
  • the heat transfer medium can thus drive with a reduced pressure through the roller.
  • the roller body is formed as a tube and the guide means ends at a predetermined distance radially in front of the inner wall of the tube.
  • a gap between the guide means and the inner wall of the tube, which ultimately determines the thickness of a liquid film which flows through the roller.
  • Radially within the boundary, which is defined by this gap under certain circumstances, a dead water area inside the roll can result, so that essentially flows around the freshly flowing heat transfer medium, the inner wall of the tube. This results in a displacement effect.
  • the gap height ie the distance
  • the flow velocity of the heat transfer medium on the inner wall of the tube is higher, whereby the Nußelt number and thus the heat transfer is greater.
  • the webs fill a gap between the plate and the roll neck in the axial direction.
  • the entire heat transfer medium which enters the space between the plate and roll neck, braked on its way from outside to inside. A vortex formation is avoided.
  • the webs extend to radial rays to the roll axis. This is a particularly simple embodiment, but achieves a sufficient effect.
  • the holder is designed as a tube.
  • a tube provides a sufficiently large attack surface available, so that the webs can be reliably attached.
  • the tube may have a diameter which is greater than the thickness of a web, based on the circumferential direction of the roller. However, this plays no role in the management of the heat transfer medium in its path from the outside to the inside. The tube can thus seen seen in the direction of rotation of the roller quite one-sided or even on both sides over the respective associated web.
  • a fastening bolt is guided through at least one tube, which connects the plate with the roll neck. You can then use the pipe in addition to the attachment of the guide device on the roll neck.
  • a bracket, which is additionally connected to the roll neck, is a particularly stable abutment for the web.
  • the webs are attached at their radially inner end to a pipe.
  • This tube is arranged coaxially with the drainage channel through the roll neck.
  • This tube may, for example, enclose the outflow space, although this is not necessary. In this case, it may be appropriate to introduce holes in the wall of the tube, through which the heat transfer medium can flow. But you can also provide that the tube is shorter than the webs in the axial direction, so that an outflow cross section is kept free at one end face.
  • the webs are connected to a centering device which extends into a groove in the journal axially extending channel.
  • the centering device thus achieves centering of the guide device relative to the roller, more precisely the roll neck.
  • the centering must not necessarily be connected to all webs. If the centering device is designed as a plate with a trapezoidal shape, then it is sufficient if you connect the centering device, for example, with two opposing webs.
  • a guide device is arranged at both axial ends.
  • This training has several advantages. Firstly, it is no longer necessary in such an embodiment that the roller is installed with a predetermined orientation. The roller is largely symmetrical with respect to its axial center. On the other hand, an advantageous effect is achieved by the guide device even when flowing the heat transfer medium. The heat transfer medium is then accelerated by the guide means when flowing from the inside to the outside in the circumferential direction.
  • a compressed gas connection opens into the interior of the roller body.
  • a gas for example air
  • This gas can then displace the liquid to a certain extent, so that the roll behaves as if a displacer were installed.
  • the heat transfer fluid then flows helically from the inlet to the outlet.
  • the thickness of the liquid film can be predetermined by the gap width between the guide means and the inner wall of the roll body. If you displace the liquid from the interior, then the rotating mass is reduced.
  • a displacement body may be arranged in the interior of the roller body whose specific weight is not greater than the specific weight of the heat transfer medium.
  • This displacer no longer needs to be fixed in the roll body become. It centers itself when the roller is brought to a predetermined speed. The only prerequisite is that the specific gravity of the displacement body is smaller than that of the heat transfer medium.
  • a cylindrical body of sponge or polystyrene for the displacer.
  • the object is achieved in a method of the type mentioned above in that in addition to the heat transfer medium, a gas at a predetermined pressure in the hollow interior of the roller feeds.
  • the roller is first accelerated to a predetermined speed and then feeds the heat transfer medium.
  • the speed of the roller is chosen so that the heat transfer medium due to the centrifugal force to the inner wall of the roller applies and forms a liquid film there. It is therefore no longer dependent on filling the roller completely with the heat transfer medium.
  • the roll can be completely filled with a liquid heat transfer medium.
  • the guide means however, the residual air is removed after a few revolutions of the roller, so that the roller is completely filled with liquid and then shows no imbalance. Thus, an always reproducible stable filling state is established.
  • Fig. 1 schematically shows a roller 1 with a tube formed as a roller body 2, which carries an elastic coating 3.
  • the elastic covering 3 may for example be formed from a plastic.
  • roller body 2 At both axial ends of the roller body 2 each have a roll neck 4, 5 is arranged.
  • the roll neck 4, 5 have stub shafts 7, 8, with which the roller 1 can be rotatably mounted in a frame, not shown.
  • the stub shaft 7 is penetrated by an inflow 9, which opens into the interior 6.
  • the other stub shaft 8 is penetrated by an outflow channel 10, which also opens into the interior 6.
  • a heat transfer fluid can be fed into the interior 6.
  • the outflow channel 10 as indicated by a further arrow 12, the heat transfer fluid can flow out of the interior 6.
  • a compressed air connection 15 is provided, which is shown only schematically.
  • the compressed air connection 15 it is possible to feed compressed air into the interior 6 of the roller 1. Since the roller 1 can rotate, the compressed air connection 15 is in a rotary feedthrough 16 shown only schematically.
  • a guide device 17 is arranged, which in connection with the FIGS. 2 and 3 will be explained in more detail.
  • a structurally identical guide device 18 is arranged behind the inflow channel 9.
  • the guide device 17 is arranged in the region of the outflow-side roll neck 5 and concentrically attached to it, so that there is a gap 19 between the guide means 17 and the inner wall 14 of the roll body 2. This gap 19 substantially determines the thickness of the film 13.
  • the guide device 17 has a plate 20 which is arranged at a predetermined distance from the roll neck 5. At the roll neck 5 is a mounting ring 21 at. Between the plate 20 and the mounting ring 21 extending in the radial direction a plurality of webs 22. As out Fig. 3 This results in a total of eight webs, which are circumferentially spaced by 45 ° from each other.
  • the webs are formed rectangular in principle. However, they have a bevelled corner 23.
  • the chamfered corners 23 together form a discharge space 24.
  • This outflow space 24 extends in the radial direction about as far as the diameter of the outflow 10th
  • a tube 25 is connected to the plate 20.
  • the inner ends of the webs 22 are also connected to the tube 25.
  • the tube 25 thus forms a holder for the radially inner ends of the webs 22nd
  • the radially outer ends of the webs 22 are also connected to a respective tube 26.
  • the tube 26 has a diameter which is greater than the thickness of the webs. In the circumferential direction of the roller 1, the tubes 26 are thus on the left and right over the webs 22 via.
  • the tubes 26 connect the plate 20 with the mounting ring 21. You can be welded to both the plate 20 and with the mounting ring 21. Also, the webs 22 may be welded to the tubes 26.
  • the tubes 26 also serve to receive fastening bolts 27, with which the guide device 17 is screwed to the roll neck 5. This ensures that the webs 22 are held very reliable at its radially outer end. So you can record relatively high loads.
  • the webs 22 fill the space between the roll neck 5 and the mounting ring 21 and the plate 20 in the axial direction completely, ie they act upon a liquid that moves into the space between the plate 20 and the fixing ring 21 completely. Vortexes are avoided.
  • a centering device 28 has the shape of a trapezoid in cross-section, i. the centering device 28 is a plate with bevelled sides 29, which is inserted into the outflow channel 10. When the guide device 17 is applied to the roll neck 5, this is done automatically centering.
  • the guide device 18 is basically the same structure. A more detailed explanation can therefore be omitted.
  • the operation of the guide device 17 can be briefly described as follows:
  • the heat transfer fluid from the film 13 is fed through the gap 19 between the guide device 17 and the inner wall 14 of the roller body 2 in a gap 30 which is formed between two circumferentially adjacent webs 22. If the liquid is then pressed radially further inward, it is decelerated by the webs 22, i. their speed in the direction of rotation decreases, so that it is so small on reaching the outflow space 24 that the liquid can flow out without any significant pressure losses through the discharge channel 10. In this way one avoids the emergence of a spin-free fluid vortex (potential vortex).
  • the feeding takes place the heat transfer fluid through the guide device 18 directly to the roll shell 2, ie the inner wall 14, whereby a better temperature control of the roll body 2 is achieved.
  • the guide means 17, 18 is formed in the interior 6, a larger Totwasser which so that substantially the freshly flowing heat transfer fluid flows around the inner wall 14. The flow rate of the heat transfer fluid is higher on the inner wall 14, whereby the Nußelt number and thus the heat transfer is greater.
  • the thickness of the liquid film 13 can be predetermined by the width of the gap 19 with good approximation.
  • the displacer 31 only needs to be roughly fixed in the axial direction. In the radial direction attachment is not required, i. the displacer 31 does not have to be centered.
  • the only requirement is that its specific gravity is less than the specific gravity of the heat transfer fluid.
  • the displacement body 31 is formed as a cylindrical body made of a sponge or polystyrene.
  • the outer diameter of the displacement body 31 must be smaller than the inner diameter of the roller body.

Description

Die Erfindung betrifft eine temperierbare Walze mit einem Walzenkörper und je einem Walzenzapfen an jedem axialen Ende des Walzenkörpers, wobei ein Strömungspfad für ein Wärmeträgermedium durch die Walze vorgesehen ist, der in einem ersten Abschnitt radial von innen nach außen, in einem zweiten Abschnitt axial durch den Walzenkörper radial unterhalb von dessen Umfangsfläche und in einem dritten Abschnitt radial von außen nach innen verläuft und im Bereich des dritten Abschnitts eine Führungseinrichtung angeordnet ist, die die lokale Geschwindigkeit des Wärmeträgermediums in Umlaufrichtung in jeder radialen Entfernung von der Walzenachse an die lokale Geschwindigkeit der Walze in Umlaufrichtung anpaßt und mehrere Stege aufweist, die sich radial von innen nach außen erstrecken. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben einer temperierbaren Walze, bei dem ein Wärmeträgermedium durch die Walze radial unterhalb von ihrer Umfangsfläche geleitet und durch einen Walzenzapfen herausgeführt wird, wobei man die lokale Geschwindigkeit des Wärmeträgermediums in Umlaufrichtung in jeder radialen Entfernung von der Walzenachse an die lokale Geschwindigkeit der Walze in Umlaufrichtung anpaßt.The invention relates to a heatable roller with a roller body and a roll neck at each axial end of the roller body, wherein a flow path for a heat transfer medium is provided by the roller, in a first portion radially from the inside to the outside, in a second portion axially through the Roll body radially below its peripheral surface and in a third portion radially from outside to inside and in the region of the third portion, a guide means is arranged, the local velocity of the heat transfer medium in the circumferential direction at each radial distance from the roll axis to the local speed of the roll in Adjusting the direction of rotation and has a plurality of webs extending radially from the inside to the outside. Furthermore, the invention relates to a method for operating a temperature-controlled roller, in which a heat transfer medium is passed through the roller radially below its peripheral surface and led out through a roll neck, wherein one adjusts the local speed of the heat transfer medium in the circumferential direction in each radial distance from the roll axis to the local speed of the roll in the circumferential direction.

Eine derartige Walze ist aus JP 57 120 720 A bekannt. Hier ist eine gekühlte Walze mit einem Rohr dargestellt, in dessen Innerem koaxial ein zweites Rohr eingebaut ist, an dessen beiden Enden jeweils eine Führungseinheit befestigt ist. Die Führungseinheiten sind rotationssymmetrisch aufgebaut und weisen vier Stege auf, die rechtwinklig zueinander stehen. Das Innenrohr und die Innenwand des äußeren Rohres bilden einen Ringspalt, durch den das Wärmeträgermedium hindurchströmen kann.Such a roller is out JP 57 120 720 A known. Here, a cooled roller is shown with a tube in the interior of which a second tube is coaxially installed, at both ends of which a guide unit is attached. The guide units are rotationally symmetrical and have four webs, which are perpendicular to each other. The inner tube and the inner wall of the outer tube form an annular gap through which the heat transfer medium can flow.

Eine derartige temperierbare Walze wird beispielsweise in Kalandern verwendet, um eine Materialbahn, insbesondere eine Papier- oder Kartonbahn, zu behandeln. Die Temperierung kann bedeuten, daß die Walze beheizt wird, um Wärme in die Materialbahn eintragen zu können. Die Temperierung kann aber auch bedeuten, daß die Walze gekühlt wird. Beispielsweise kann man durch das Kühlen der Walze Wärme aus einem elastischen Belag abführen, der sich im Betrieb erwärmt.Such a temperable roller is used for example in calenders to treat a material web, in particular a paper or board web. The tempering may mean that the roller is heated in order to register heat in the material web. However, the temperature control can also mean that the roller is cooled. For example, one can dissipate heat from an elastic coating by the cooling of the roller, which heats up during operation.

Um diese Temperierung bewirken zu können, wird das Wärmeträgermedium, in der Regel eine Flüssigkeit, durch einen Walzenzapfen eingeleitet. Das Einleiten erfolgt in der Regel konzentrisch zur Walzenachse. Das Wärmeträgermedium fließt dann radial nach außen, bis es an die gewünschte Position gelangt. Wenn der Walzenkörper als Rohr ausgebildet ist, dann ist diese Position die Innenwand des Rohres. Das Wärmeträgermedium fließt dann axial entlang der Innenwand des Rohres. Am anderen Walzenzapfen muß das Wärmeträgermedium wieder radial nach innen fließen, um durch den anderen Walzenzapfen herausgeführt zu werden. Wenn der Strömungspfad anders gesteuert werden kann, ist es auch möglich, den Zufluß und den Abfluß des Wärmeträgermediums durch den gleichen Walzenzapfen zu bewirken.In order to effect this tempering, the heat transfer medium, usually a liquid, is introduced through a roll neck. The introduction is usually concentric to the roll axis. The heat transfer medium then flows radially outwards until it reaches the desired position. If the roller body is formed as a tube, then this position is the Inner wall of the pipe. The heat transfer medium then flows axially along the inner wall of the tube. At the other roll neck, the heat transfer medium must again flow radially inwards to be led out through the other roll neck. If the flow path can be controlled differently, it is also possible to effect the inflow and outflow of the heat transfer medium through the same roll neck.

Eine weitere Walze ist aus WO 02/29267 A1 bekannt. Hier versucht man, mit Hilfe von Mischereinrichtungen im hohlen Innenraum der Walze ein Verwirbeln der Wärmeträgerflüssigkeit zu erreichen. Damit soll sichergestellt werden, daß die Rohrwand immer mit Wärmeträgerflüssigkeit beaufschlagt werden kann, die eine vorbestimmte Temperatur hat. Es sollen sich möglichst keine Strömungswege für die Wärmeträgerflüssigkeit bilden, bei denen nicht genügend Wärme an die Rohrwand abgegeben oder von dort aufgenommen wird.Another roller is out WO 02/29267 A1 known. Here one tries to achieve a swirling of the heat transfer fluid with the help of mixer devices in the hollow interior of the roller. This is to ensure that the pipe wall can always be acted upon by heat transfer fluid, which has a predetermined temperature. As far as possible, no flow paths should be formed for the heat transfer fluid in which not enough heat is given off or taken up from the tube wall.

Um das Wärmeträgermedium, insbesondere eine Wärmeträgerflüssigkeit, durch die Walze zu treiben, benötigt man bei Walzen, deren Walzenkörper als Rohr ausgebildet ist, teilweise erhebliche Drücke. Diese Drücke bedingen einen relativ großen Aufwand im Betrieb.In order to drive the heat transfer medium, in particular a heat transfer fluid through the roller, one needs in some cases considerable pressures in rolls whose roller body is formed as a tube. These pressures require a relatively large effort in operation.

US 2 531 988 zeigt eine Glasplatten-Formungswalze, die als Kühlwalze ausgebildet ist. Im Inneren eines Walzenkörpers ist koaxial ein als Rohr ausgebildeter Kern angeordnet, der mit dem Walzenkörper zusammen einen Ringspalt bildet. An den Enden des Walzenkörpers befinden sich Walzenzapfen, die über eine gewisse Strecke in den Walzenkörper hineinragen. Der Kern verjüngt sich an seinen beiden Enden konisch. An den Außenflächen des Konus sind jeweils vier Stege über eine Schweißnaht befestigt, wobei die Stege rechtwinklig zueinander stehen. US 2,531,988 shows a glass plate forming roll, which is formed as a cooling roller. In the interior of a roller body coaxially arranged as a tube core is arranged, which together with the roller body forms an annular gap. At the ends of the roll body there are roll neck, which protrude over a certain distance in the roll body. The core tapers off conical at both ends. On the outer surfaces of the cone four webs are attached via a weld, the webs are perpendicular to each other.

DE 199 50 645 A1 beschreibt eine beheizte Kalanderwalze, die einfach herzustellen ist und ein geringes Gewicht aufweisen soll. In einem hohlzylindrischen Walzenkörper ist ein Verdrängungskörper angeordnet, der an beiden Enden durch tragende Flanschzapfen gehalten ist. Der Verdrängungskörper besteht aus massivem Kunststoff, beispielsweise aus Schaumkunststoff, und weist geschlossene Poren auf, wobei er durch einen Preßsitz in der zentralen Bohrung des Walzenkörpers gehalten wird. DE 199 50 645 A1 describes a heated calender roll, which is easy to manufacture and should have a low weight. In a hollow cylindrical roller body, a displacement body is arranged, which is held at both ends by supporting flange pin. The displacement body is made of solid plastic, such as foam plastic, and has closed pores, wherein it is held by a press fit in the central bore of the roll body.

US 1 837 562 A zeigt eine Walze für Papier-Streichmaschinen und dergleichen, bei der in einem Walzenkörper ein konischer Innenkörper angeordnet ist, der mit dem Walzenkörper auf dessen Innenseite einen Spalt bildet, der sich mit zunehmender Entfernung vom Einlaß eines Wärmeträgermediums in den Walzenkörper zunehmend verengt. Hinter der engsten Stelle ist eine Leiteinrichtung angeordnet, die mehrere bogenförmig radial nach innen gekrümmte Schaufeln aufweist. US Pat. No. 1,837,562 shows a roller for paper coating machines and the like, in which a roller body, a conical inner body is arranged, which forms with the roller body on the inside of a gap which increasingly narrows with increasing distance from the inlet of a heat transfer medium into the roller body. Behind the narrowest point a guide is arranged, which has a plurality of arcuate radially inwardly curved blades.

DE 41 11 911 A1 zeigt eine Walze mit einem hohlen drehbaren Walzenkörper, der einen Walzenmantel und an wenigstens einem seiner beiden Enden einen hohlen Walzenzapfen aufweist. Im Inneren des Walzenkörpers ist ein Führungskörper angeordnet, der mit dem Walzenmantel ein Kanalsystem bildet, das von einem Wärmeträgermedium durchströmt werden kann. DE 41 11 911 A1 shows a roller with a hollow rotatable roller body having a roll shell and at least one of its two ends a hollow roll neck. In the interior of the roller body, a guide body is arranged, which forms a channel system with the roll shell, which can be flowed through by a heat transfer medium.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Wärmeträgermedium mit möglichst wenig Aufwand durch die Walze zu treiben.The invention has for its object to drive the heat transfer medium with the least possible effort through the roller.

Diese Aufgabe wird bei einer temperierbaren Walze der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß die Führungseinrichtung eine Platte mit einem vorbestimmten Abstand zum Walzenzapfen aufweist, wobei die Stege zwischen dem Walzenzapfen und der Platte angeordnet sind und daß die Stege an ihrem radial äusseren Ende jeweils an einer Halterung und an ihrem radial inneren Ende jeweils an einer Halterung befestigt sind, die sich zwischen dem Walzenzapfen und der Platte erstreckt.This object is achieved in a temperable roller of the type mentioned above in that the guide means comprises a plate having a predetermined distance from the roll neck, wherein the webs between the roll neck and the plate are arranged and that the webs at their radially outer end in each case at a Holder and are fastened at its radially inner end in each case to a holder which extends between the roll neck and the plate.

Die lokale Umlaufgeschwindigkeit eines Punktes auf einem rotierenden Körper nimmt mit zunehmender Annäherung an die Rotationsachse ab. Die Führungseinrichtung sorgt nun dafür, daß das Wärmeträgermedium in Umlaufrichtung abgebremst wird, wenn es radial von außen nach innen strömt. Dabei wird die Umlaufgeschwindigkeit des Wärmeträgermediums an die Umlaufgeschwindigkeit der Walze angepaßt. Diese Anpassung muß keine exakte Übereinstimmung bedeuten. Wenn das Wärmeträgermedium im Bereich der Walzenachse angekommen ist, wo es aus der Walze entfernt werden kann, dann hat es theoretisch keine Umlaufgeschwindigkeit mehr, in der Praxis ist die Umlaufgeschwindigkeit sehr klein. Dadurch werden Druckverluste klein gehalten. Das Wärmeträgermedium läßt sich also mit einem verminderten Druck durch die Walze treiben. Man vermeidet das Entstehen eines drehfreien Flüssigkeitswirbels (Potentialwirbel) bei Verwendung einer Wärmeträgerflüssigkeit. Da ein erheblicher Anteil des Drucks, den man zum Treiben der Wärmeträgerflüssigkeit durch die Walze benötigt, zum Ausgleich von Druckverlusten im Auslauf der Walze dient, bedeutet die Verringerung derartiger Druckverluste am Auslauf eine deutliche Verringerung des Aufwandes, mit dem man das Wärmeträgermedium durch die Walze treibt. Die Stege bilden also sozusagen einen Propeller, der das Wärmeträgermedium am Ausgang allerdings nicht beschleunigt, sondern bei seinem Weg von radial außen nach radial innen in Umlaufrichtung bremst. Die Verwendung von derartigen Stegen ist eine relativ einfache Ausführungsform, um das Wärmeträgermedium in der gewünschten Weise zu führen. Das radial äußere Ende der Stege ist im Grunde die am stärksten belastete Stelle der Stege. Wenn man hier eine zusätzliche Halterung vorsieht, wird die mechanische Stabilität der Führungseinrichtung wesentlich erhöht.The local orbital speed of a point on a rotating body decreases as it approaches the axis of rotation. The guide means now ensures that the heat transfer medium is braked in the direction of rotation when it flows radially from outside to inside. The rotational speed of the heat transfer medium is adapted to the rotational speed of the roller. This adaptation does not necessarily mean exact match. If the heat transfer medium has arrived in the region of the roll axis, where it can be removed from the roll, then theoretically it has no circulation speed, in practice, the rotational speed is very small. As a result, pressure losses are kept small. The heat transfer medium can thus drive with a reduced pressure through the roller. One avoids the emergence of a spin-free fluid vortex (potential vortex) when using a heat transfer fluid. Since a significant proportion of the pressure required to drive the heat transfer fluid through the roller is used to compensate for pressure losses in the outlet of the roller, the reduction of such pressure losses at the outlet means a significant Reduction of the effort with which you drive the heat transfer medium through the roller. The webs thus form a propeller, so to speak, which does not accelerate the heat transfer medium at the exit, but slows down in the direction of rotation on its way from radially outward to radially inward. The use of such webs is a relatively simple embodiment to guide the heat transfer medium in the desired manner. The radially outer end of the webs is basically the most heavily loaded point of the webs. If one provides an additional holder here, the mechanical stability of the guide device is substantially increased.

Vorzugsweise ist der Walzenkörper als Rohr ausgebildet und die Führungseinrichtung endet in einer vorbestimmten Entfernung radial vor der Innenwand des Rohres. Damit ergibt sich ein Spalt zwischen der Führungseinrichtung und der Innenwand des Rohres, der letztendlich die Dicke eines Flüssigkeitsfilms bestimmt, der durch die Walze hindurchfließt. Radial innerhalb der Grenze, die durch diesen Spalt definiert ist, kann sich unter Umständen ein Totwassergebiet im Walzeninneren ergeben, so daß im wesentlichen das frisch zulaufende Wärmeträgermedium die Innenwand des Rohres umströmt. Es ergibt sich also ein Verdrängereffekt. Bei geeigneter Wahl der Spalthöhe, also der Entfernung, wird die Strömungsgeschwindigkeit des Wärmeträgermediums an der Innenwand des Rohres höher, wodurch die Nußelt-Zahl und damit der Wärmeübergang größer wird.Preferably, the roller body is formed as a tube and the guide means ends at a predetermined distance radially in front of the inner wall of the tube. This results in a gap between the guide means and the inner wall of the tube, which ultimately determines the thickness of a liquid film which flows through the roller. Radially within the boundary, which is defined by this gap, under certain circumstances, a dead water area inside the roll can result, so that essentially flows around the freshly flowing heat transfer medium, the inner wall of the tube. This results in a displacement effect. With a suitable choice of the gap height, ie the distance, the flow velocity of the heat transfer medium on the inner wall of the tube is higher, whereby the Nußelt number and thus the heat transfer is greater.

Zwischen der Platte und dem Walzenzapfen ist also ein Raum klar abgegrenzt, durch den das Wärmeträgermedium von außen nach innen fließt. In diesem Raum wird das Wärmeträgermedium durch die Stege geführt, also abgebremst. Man ist also nicht mehr darauf angewiesen, das Wärmeträgermedium in dem gesamten hohlen Innenraum der Walze abzubremsen. Auch dadurch werden Verluste klein gehalten.Between the plate and the roll neck so a space is clearly defined, through which the heat transfer medium flows from outside to inside. In this room, the heat transfer medium is guided through the webs, so slowed down. It is therefore no longer dependent on decelerating the heat transfer medium in the entire hollow interior of the roller. This also keeps losses low.

Vorzugsweise füllen die Stege einen Zwischenraum zwischen der Platte und dem Walzenzapfen in Axialrichtung aus. Damit wird das gesamte Wärmeträgermedium, das in den Zwischenraum zwischen Platte und Walzenzapfen eintritt, bei seinem Weg von außen nach innen gebremst. Eine Wirbelbildung wird vermieden.Preferably, the webs fill a gap between the plate and the roll neck in the axial direction. Thus, the entire heat transfer medium, which enters the space between the plate and roll neck, braked on its way from outside to inside. A vortex formation is avoided.

Bevorzugterweise verlaufen die Stege auf Radialstrahlen zur Walzenachse. Dies ist eine besonders einfache Ausgestaltung, die aber eine ausreichende Wirkung erzielt.Preferably, the webs extend to radial rays to the roll axis. This is a particularly simple embodiment, but achieves a sufficient effect.

Hierbei ist bevorzugt, daß die Halterung als Rohr ausgebildet ist. Ein Rohr stellt eine ausreichend große Angriffsfläche zur Verfügung, so daß die Stege zuverlässig befestigt werden können. Das Rohr kann zwar einen Durchmesser aufweisen, der größer ist, als die Dikke eines Steges, bezogen auf die Umfangsrichtung der Walze. Dies spielt aber für die Führung des Wärmeträgermediums bei seinem Weg von außen nach innen keine Rolle. Das Rohr kann also in Umlaufrichtung der Walze gesehen durchaus einseitig oder sogar beidseitig über den jeweils zugeordneten Steg überstehen.It is preferred that the holder is designed as a tube. A tube provides a sufficiently large attack surface available, so that the webs can be reliably attached. Although the tube may have a diameter which is greater than the thickness of a web, based on the circumferential direction of the roller. However, this plays no role in the management of the heat transfer medium in its path from the outside to the inside. The tube can thus seen seen in the direction of rotation of the roller quite one-sided or even on both sides over the respective associated web.

Bevorzugterweise ist durch mindestens ein Rohr ein Befestigungsbolzen geführt, der die Platte mit dem Walzenzapfen verbindet. Man kann dann das Rohr zusätzlich zur Befestigung der Führungseinrichtung am Walzenzapfen verwenden. Eine Halterung, die zusätzlich mit dem Walzenzapfen verbunden ist, ist ein besonders stabiles Widerlager für den Steg.Preferably, a fastening bolt is guided through at least one tube, which connects the plate with the roll neck. You can then use the pipe in addition to the attachment of the guide device on the roll neck. A bracket, which is additionally connected to the roll neck, is a particularly stable abutment for the web.

Vorzugsweise lassen die Stege an ihrem radial inneren Ende einen Abströmraum frei. Es ist zwar theoretisch möglich, die Stege an ihrem radial inneren Ende miteinander zu verbinden. Dies erfordert jedoch einen erhöhten Aufwand bei der Fertigung. Man kann ohne nennenswerte Verluste durchaus einen Abströmraum am radial inneren Ende der Stege freilassen, wobei dieser Raum dann etwa so bemessen ist, daß er dem Querschnitt eines Abströmkanals durch den Walzenzapfen entspricht. Wenn das Wärmeträgermedium erst einmal bis zu dieser Position geflossen ist, dann ist ein weiteres Bremsen nicht mehr erforderlich.Preferably, the webs leave at its radially inner end a discharge space. Although it is theoretically possible to connect the webs at their radially inner end with each other. However, this requires an increased effort in the production. It is possible to leave a discharge space at the radially inner end of the webs without significant losses, this space then is approximately sized so that it corresponds to the cross section of a discharge channel through the roll neck. Once the heat transfer medium has flowed to this position, then further braking is no longer required.

Vorzugsweise sind die Stege an ihrem radial inneren Ende an einem Rohr befestigt. Dieses Rohr ist koaxial mit dem Abflußkanal durch den Walzenzapfen angeordnet. Dieses Rohr kann beispielsweise den Abströmraum umschließen, wenngleich dies nicht notwendig ist. In diesem Fall kann es zweckmäßig sein, in die Wand des Rohres Bohrungen einzubringen, durch die das Wärmeträgermedium einströmen kann. Man kann aber auch vorsehen, daß das Rohr in Axialrichtung kürzer als die Stege ist, so daß an einer Stirnseite ein Abströmquerschnitt freigehalten wird.Preferably, the webs are attached at their radially inner end to a pipe. This tube is arranged coaxially with the drainage channel through the roll neck. This tube may, for example, enclose the outflow space, although this is not necessary. In this case, it may be appropriate to introduce holes in the wall of the tube, through which the heat transfer medium can flow. But you can also provide that the tube is shorter than the webs in the axial direction, so that an outflow cross section is kept free at one end face.

Vorzugsweise weisen die Stege an ihrem radial inneren Ende eine abgeschrägte Ecke auf. Diese abgeschrägte Ekke erlaubt dann die Ausbildung eines Abströmraumes.The webs preferably have a bevelled corner at their radially inner end. This beveled Ekke then allows the formation of a discharge space.

Vorzugsweise sind die Stege mit einer Zentriereinrichtung verbunden, die sich in einen im Walzenzapfen axial verlaufenden Kanal hinein erstreckt. Mit der Zentriereinrichtung wird also eine Zentrierung der Führungseinrichtung relativ zu der Walze, genauer gesagt dem Walzenzapfen, erreicht. Die Zentriereinrichtung muß dabei nicht unbedingt mit allen Stegen verbunden sein. Wenn die Zentriereinrichtung als Platte mit trapezförmiger Form ausgebildet ist, dann reicht es aus, wenn man die Zentriereinrichtung beispielsweise mit zwei einander gegenüberliegenden Stegen verbindet.Preferably, the webs are connected to a centering device which extends into a groove in the journal axially extending channel. The centering device thus achieves centering of the guide device relative to the roller, more precisely the roll neck. The centering must not necessarily be connected to all webs. If the centering device is designed as a plate with a trapezoidal shape, then it is sufficient if you connect the centering device, for example, with two opposing webs.

Bevorzugterweise ist an beiden axialen Enden eine Führungseinrichtung angeordnet. Diese Ausbildung hat mehrere Vorteile. Zum einen ist man bei einer derartigen Ausgestaltung nicht mehr darauf angewiesen, daß die Walze mit einer vorbestimmten Ausrichtung eingebaut wird. Die Walze ist bezogen auf ihre axiale Mitte weitgehend symmetrisch. Zum anderen wird durch die Führungseinrichtung auch beim Einströmen des Wärmeträgermediums ein vorteilhafter Effekt erzielt. Das Wärmeträgermedium wird dann durch die Führungseinrichtung beim Strömen von innen nach außen in Umfangsrichtung beschleunigt.Preferably, a guide device is arranged at both axial ends. This training has several advantages. Firstly, it is no longer necessary in such an embodiment that the roller is installed with a predetermined orientation. The roller is largely symmetrical with respect to its axial center. On the other hand, an advantageous effect is achieved by the guide device even when flowing the heat transfer medium. The heat transfer medium is then accelerated by the guide means when flowing from the inside to the outside in the circumferential direction.

Vorzugsweise mündet ein Druckgasanschluß in den Innenraum des Walzenkörpers. Mit dem Druckgasanschluß ist es möglich, ein Gas, beispielsweise Luft, mit einem vorbestimmten Druck in den Innenraum der Walze einzuspeisen. Dieses Gas kann dann die Flüssigkeit bis zu einem bestimmten Maß verdrängen, so daß sich die Walze so verhält, als sei ein Verdränger eingebaut. Die Wärmeträgerflüssigkeit fließt dann schraubenlinienförmig vom Einlauf zum Auslauf. Die Dicke des Flüssigkeitsfilms kann durch die Spaltbreite zwischen der Führungseinrichtung und der Innenwand des Walzenkörpers vorbestimmt werden. Wenn man die Flüssigkeit aus dem Innenraum verdrängt, dann wird die drehende Masse verringert.Preferably, a compressed gas connection opens into the interior of the roller body. With the compressed gas connection, it is possible to feed a gas, for example air, with a predetermined pressure into the interior of the roller. This gas can then displace the liquid to a certain extent, so that the roll behaves as if a displacer were installed. The heat transfer fluid then flows helically from the inlet to the outlet. The thickness of the liquid film can be predetermined by the gap width between the guide means and the inner wall of the roll body. If you displace the liquid from the interior, then the rotating mass is reduced.

Alternativ oder zusätzlich dazu kann im Innenraum des Walzenkörpers ein Verdrängerkörper angeordnet sein, dessen spezifisches Gewicht nicht größer als das spezifische Gewicht des Wärmeträgermediums ist. Dieser Verdrängerkörper muß nicht mehr im Walzenkörper befestigt werden. Er zentriert sich selber, wenn die Walze auf eine vorbestimmte Drehzahl gebracht wird. Voraussetzung ist lediglich, daß das spezifische Gewicht des Verdrängerkörpers kleiner als das des Wärmeträgermediums ist. Beispielsweise kann man für den Verdrängerkörper einen zylindrischen Körper aus Schwamm oder Polystyrol verwenden.Alternatively or additionally, a displacement body may be arranged in the interior of the roller body whose specific weight is not greater than the specific weight of the heat transfer medium. This displacer no longer needs to be fixed in the roll body become. It centers itself when the roller is brought to a predetermined speed. The only prerequisite is that the specific gravity of the displacement body is smaller than that of the heat transfer medium. For example, one can use a cylindrical body of sponge or polystyrene for the displacer.

Die Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß man zusätzlich zum Wärmeträgermedium ein Gas mit einem vorbestimmten Druck in den hohlen Innenraum der Walze einspeist.The object is achieved in a method of the type mentioned above in that in addition to the heat transfer medium, a gas at a predetermined pressure in the hollow interior of the roller feeds.

Beim Auslauf bremst man also die Flüssigkeit bei ihrem Weg von radial außen nach radial innen in Umlaufrichtung ab, so daß Druckverluste im Auslauf der Walze klein gehalten werden. Man verhindert das Entstehen eines drehfreien Flüssigkeitswirbels. Das Gas kann die Flüssigkeit so weit verdrängen, wie dies gewünscht ist. Die rotierende Masse wird dadurch verringert.When you run out so slows down the liquid on its way from radially outward to radially inward in the direction of rotation, so that pressure losses in the outlet of the roller are kept small. It prevents the emergence of a rotation-free fluid vortex. The gas can displace the fluid as far as desired. The rotating mass is thereby reduced.

Vorzugsweise beschleunigt man die Walze zuerst auf eine vorbestimmte Drehzahl und speist dann das Wärmeträgermedium ein. Die Drehzahl der Walze ist dabei so gewählt, daß sich das Wärmeträgermedium aufgrund der Fliehkraft an die Innenwand der Walze anlegt und dort einen Flüssigkeitsfilm bildet. Man ist also nicht mehr darauf angewiesen, die Walze vollständig mit dem Wärmeträgermedium zu befüllen.Preferably, the roller is first accelerated to a predetermined speed and then feeds the heat transfer medium. The speed of the roller is chosen so that the heat transfer medium due to the centrifugal force to the inner wall of the roller applies and forms a liquid film there. It is therefore no longer dependent on filling the roller completely with the heat transfer medium.

In einer alternativen bevorzugten Ausgestaltung kann man die Walze vollständig mit einem flüssigen Wärmeträgermedium füllen. Die Führungseinrichtung, die dafür sorgt, daß die Bewegungen des flüssigen Wärmeträgermediums und der Walze beim Strömen von innen nach außen und von außen nach innen übereinstimmen, sorgt gleichzeitig dafür, daß die Walze auch bei kleineren Drehgeschwindigkeiten und gleichzeitigem Zufluß von Wärmeträgermedium vollständig mit dem Wärmeträgermedium gefüllt werden kann. Dies ist ohne die Führungseinrichtung nicht der Fall, da nach Erreichen eines Flüssigkeitsstandes über der Höhe des Auslaufs das Restvolumen der Luft oberhalb des Flüssigkeitsspiegels nicht mehr entweichen kann. Durch die Drehung der Walze kommt es dann durch die Dynamik der Flüssigkeitsfüllung zu unerwünschten Unwuchten. Durch die Führungseinrichtung wird hingegen die Restluft nach einigen Umdrehungen der Walze entfernt, so daß die Walze vollständig mit Flüssigkeit gefüllt wird und dann keine Unwucht mehr zeigt. Es stellt sich also ein stets reproduzierbarer stabiler Füllzustand ein.In an alternative preferred embodiment, the roll can be completely filled with a liquid heat transfer medium. The leadership facility for that ensures that the movements of the liquid heat transfer medium and the roller when flowing from inside to outside and from outside to inside, at the same time ensures that the roller can be completely filled with the heat transfer medium even at low rotational speeds and simultaneous inflow of heat transfer medium. This is not the case without the guide means, since after reaching a liquid level above the height of the outlet, the residual volume of air above the liquid level can no longer escape. Due to the rotation of the roller, the dynamics of the liquid filling result in undesired imbalances. By the guide means, however, the residual air is removed after a few revolutions of the roller, so that the roller is completely filled with liquid and then shows no imbalance. Thus, an always reproducible stable filling state is established.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung näher beschrieben. Hierin zeigen:

Fig. 1
eine schematische Ansicht einer temperierbaren Walze im Schnitt,
Fig. 2
eine Schnittansicht durch eine Führungseinrichtung und
Fig. 3
eine Draufsicht auf die Führungseinrichtung.
The invention will be described below with reference to a preferred embodiment in conjunction with the drawings. Herein show:
Fig. 1
a schematic view of a temperature-controlled roller in section,
Fig. 2
a sectional view through a guide device and
Fig. 3
a plan view of the guide device.

Fig. 1 zeigt schematisch eine Walze 1 mit einem als Rohr ausgebildeten Walzenkörper 2, der einen elastischen Belag 3 trägt. Der elastische Belag 3 kann beispielsweise aus einem Kunststoff gebildet sein. Fig. 1 schematically shows a roller 1 with a tube formed as a roller body 2, which carries an elastic coating 3. The elastic covering 3 may for example be formed from a plastic.

An beiden axialen Enden des Walzenkörpers 2 ist jeweils ein Walzenzapfen 4, 5 angeordnet. Die Walzenzapfen 4, 5 und der Walzenkörper 2 umschließen zusammen einen hohlen Innenraum 6.At both axial ends of the roller body 2 each have a roll neck 4, 5 is arranged. The roll necks 4, 5 and the roller body 2 together enclose a hollow interior. 6

Die Walzenzapfen 4, 5 weisen Wellenstummel 7, 8 auf, mit denen die Walze 1 drehbar in einem nicht näher dargestellten Gestell gelagert werden kann. Der Wellenstummel 7 ist von einem Einströmkanal 9 durchsetzt, der in den Innenraum 6 mündet. Der andere Wellenstummel 8 ist von einem Ausströmkanal 10 durchsetzt, der ebenfalls in den Innenraum 6 mündet. Durch den Einströmkanal 9 kann, wie dies durch einen Pfeil 11 angedeutet ist, eine Wärmeträgerflüssigkeit in den Innenraum 6 eingespeist werden. Durch den Ausströmkanal 10 kann, wie dies durch einen weiteren Pfeil 12 angedeutet ist, die Wärmeträgerflüssigkeit aus dem Innenraum 6 abfließen.The roll neck 4, 5 have stub shafts 7, 8, with which the roller 1 can be rotatably mounted in a frame, not shown. The stub shaft 7 is penetrated by an inflow 9, which opens into the interior 6. The other stub shaft 8 is penetrated by an outflow channel 10, which also opens into the interior 6. Through the inflow channel 9, as indicated by an arrow 11, a heat transfer fluid can be fed into the interior 6. Through the outflow channel 10, as indicated by a further arrow 12, the heat transfer fluid can flow out of the interior 6.

Wenn sich die Walze 1 dreht, dann legt sich die Wärmeträgerflüssigkeit in einem Film 13 an die Innenwand 14 des Walzenkörpers 2 an und zwar unter der Wirkung der Zentrifugalkraft.When the roller 1 rotates, then the heat transfer fluid is applied in a film 13 to the inner wall 14 of the roller body 2 under the action of the centrifugal force.

Zusätzlich ist ein Druckluftanschluß 15 vorgesehen, der lediglich schematisch dargestellt ist. Über den Druckluftanschluß 15 ist es möglich, Druckluft in den Innenraum 6 der Walze 1 einzuspeisen. Da sich die Walze 1 drehen kann, befindet sich der Druckluftanschluß 15 in einer nur schematisch dargestellten Drehdurchführung 16.In addition, a compressed air connection 15 is provided, which is shown only schematically. About the compressed air connection 15, it is possible to feed compressed air into the interior 6 of the roller 1. Since the roller 1 can rotate, the compressed air connection 15 is in a rotary feedthrough 16 shown only schematically.

Vor dem Ausströmkanal 10 ist eine Führungseinrichtung 17 angeordnet, die im Zusammenhang mit den Fig. 2 und 3 näher erläutert werden soll. Eine baugleiche Führungseinrichtung 18 ist hinter dem Einströmkanal 9 angeordnet.In front of the outflow channel 10, a guide device 17 is arranged, which in connection with the FIGS. 2 and 3 will be explained in more detail. A structurally identical guide device 18 is arranged behind the inflow channel 9.

Die Führungseinrichtung 17 ist im Bereich des ausströmseitigen Walzenzapfens 5 angeordnet und an ihm konzentrisch befestigt, so daß sich zwischen der Führungseinrichtung 17 und der Innenwand 14 des Walzenkörpers 2 ein Spalt 19 ergibt. Dieser Spalt 19 bestimmt wesentlich die Dicke des Films 13.The guide device 17 is arranged in the region of the outflow-side roll neck 5 and concentrically attached to it, so that there is a gap 19 between the guide means 17 and the inner wall 14 of the roll body 2. This gap 19 substantially determines the thickness of the film 13.

Die Führungseinrichtung 17 weist eine Platte 20 auf, die in einer vorbestimmten Entfernung zum Walzenzapfen 5 angeordnet ist. Am Walzenzapfen 5 liegt ein Befestigungsring 21 an. Zwischen der Platte 20 und dem Befestigungsring 21 erstrecken sich in Radialrichtung mehrere Stege 22. Wie aus Fig. 3 hervorgeht, handelt es sich dabei um insgesamt acht Stege, die in Umfangsrichtung um 45° voneinander entfernt sind.The guide device 17 has a plate 20 which is arranged at a predetermined distance from the roll neck 5. At the roll neck 5 is a mounting ring 21 at. Between the plate 20 and the mounting ring 21 extending in the radial direction a plurality of webs 22. As out Fig. 3 This results in a total of eight webs, which are circumferentially spaced by 45 ° from each other.

Die Stege sind im Prinzip rechteckförmig ausgebildet. Sie weisen allerdings eine abgeschrägte Ecke 23 auf. Die abgeschrägten Ecken 23 zusammen bilden einen Abströmraum 24. Dieser Abströmraum 24 erstreckt sich in Radialrichtung etwa genauso weit, wie der Durchmesser des Ausströmkanals 10.The webs are formed rectangular in principle. However, they have a bevelled corner 23. The chamfered corners 23 together form a discharge space 24. This outflow space 24 extends in the radial direction about as far as the diameter of the outflow 10th

Ein Rohr 25 ist mit der Platte 20 verbunden. Die inneren Enden der Stege 22 sind ebenfalls mit dem Rohr 25 verbunden. Das Rohr 25 bildet also eine Halterung für die radial inneren Enden der Stege 22.A tube 25 is connected to the plate 20. The inner ends of the webs 22 are also connected to the tube 25. The tube 25 thus forms a holder for the radially inner ends of the webs 22nd

Die radial äußeren Enden der Stege 22 sind ebenfalls mit jeweils einem Rohr 26 verbunden. Das Rohr 26 weist einen Durchmesser auf, der größer ist, als die Dicke der Stege. In Umfangsrichtung der Walze 1 stehen die Rohre 26 also links und rechts über die Stege 22 über. Die Rohre 26 verbinden die Platte 20 mit dem Befestigungsring 21. Sie können dazu sowohl mit der Platte 20 als auch mit dem Befestigungsring 21 verschweißt sein. Auch die Stege 22 können mit den Rohren 26 verschweißt sein.The radially outer ends of the webs 22 are also connected to a respective tube 26. The tube 26 has a diameter which is greater than the thickness of the webs. In the circumferential direction of the roller 1, the tubes 26 are thus on the left and right over the webs 22 via. The tubes 26 connect the plate 20 with the mounting ring 21. You can be welded to both the plate 20 and with the mounting ring 21. Also, the webs 22 may be welded to the tubes 26.

Die Rohre 26 dienen darüber hinaus zur Aufnahme von Befestigungsbolzen 27, mit denen die Führungseinrichtung 17 am Walzenzapfen 5 festgeschraubt ist. Dadurch wird sichergestellt, daß die Stege 22 an ihrem radial äußeren Ende sehr zuverlässig festgehalten werden. Sie können also relativ hohe Belastungen aufnehmen.The tubes 26 also serve to receive fastening bolts 27, with which the guide device 17 is screwed to the roll neck 5. This ensures that the webs 22 are held very reliable at its radially outer end. So you can record relatively high loads.

Wie aus Fig. 3 zu erkennen ist, sind die Stege 22 so geführt, wie Radialstrahlen verlaufen.How out Fig. 3 can be seen, the webs 22 are guided as radial rays run.

Die Stege 22 füllen den Raum zwischen dem Walzenzapfen 5 bzw. dem Befestigungsring 21 und der Platte 20 in Axialrichtung vollständig aus, d.h. sie beaufschlagen eine Flüssigkeit, die sich in den Raum zwischen der Platte 20 und dem Befestigungsring 21 bewegt, vollständig. Wirbel werden dadurch vermieden.The webs 22 fill the space between the roll neck 5 and the mounting ring 21 and the plate 20 in the axial direction completely, ie they act upon a liquid that moves into the space between the plate 20 and the fixing ring 21 completely. Vortexes are avoided.

Eine Zentriereinrichtung 28 weist im Querschnitt die Form eines Trapezes auf, d.h. die Zentriereinrichtung 28 ist eine Platte mit abgeschrägten Seiten 29, die in den Ausströmkanal 10 eingesteckt ist. Wenn die Führungseinrichtung 17 an den Walzenzapfen 5 angelegt wird, erfolgt dadurch automatisch eine Zentrierung.A centering device 28 has the shape of a trapezoid in cross-section, i. the centering device 28 is a plate with bevelled sides 29, which is inserted into the outflow channel 10. When the guide device 17 is applied to the roll neck 5, this is done automatically centering.

Die Führungseinrichtung 18 ist im Grunde genauso aufgebaut. Eine nähere Erläuterung kann daher entfallen.The guide device 18 is basically the same structure. A more detailed explanation can therefore be omitted.

Die Funktionsweise der Führungseinrichtung 17 läßt sich kurz wie folgt beschreiben:The operation of the guide device 17 can be briefly described as follows:

Die Wärmeträgerflüssigkeit aus dem Film 13 wird durch den Spalt 19 zwischen der Führungseinrichtung 17 und der Innenwand 14 des Walzenkörpers 2 in einen Zwischenraum 30 eingespeist, der zwischen zwei in Umfangsrichtung benachbarten Stegen 22 gebildet ist. Wenn die Flüssigkeit dann radial weiter nach innen gedrückt wird, wird sie durch die Stege 22 abgebremst, d.h. ihre Geschwindigkeit in Umlaufrichtung nimmt ab, so daß sie bei Erreichen des Abströmraums 24 so klein ist, daß die Flüssigkeit ohne nennenswerte Druckverluste durch den Ausströmkanal 10 herausfließen kann. Man vermeidet auf diese Weise das Entstehen eines drehfreien Flüssigkeitswirbels (Potentialwirbel).The heat transfer fluid from the film 13 is fed through the gap 19 between the guide device 17 and the inner wall 14 of the roller body 2 in a gap 30 which is formed between two circumferentially adjacent webs 22. If the liquid is then pressed radially further inward, it is decelerated by the webs 22, i. their speed in the direction of rotation decreases, so that it is so small on reaching the outflow space 24 that the liquid can flow out without any significant pressure losses through the discharge channel 10. In this way one avoids the emergence of a spin-free fluid vortex (potential vortex).

Da auch auf der Einlaufseite eine entsprechende Führungseinrichtung 18 angeordnet ist, erfolgt das Zuführen der Wärmeträgerflüssigkeit durch die Führungseinrichtung 18 direkt zum Walzenmantel 2, d.h. zur Innenwand 14, wodurch eine bessere Temperierung des Walzenkörpers 2 erzielt wird. Durch die Führungseinrichtung 17, 18 bildet sich im Innenraum 6 ein größeres Totwassergebiet, so daß im wesentlichen die frisch zulaufende Wärmeträgerflüssigkeit die Innenwand 14 umströmt. Die Strömungsgeschwindigkeit der Wärmeträgerflüssigkeit wird an der Innenwand 14 höher, wodurch die Nußelt-Zahl und damit der Wärmeübergang größer wird.Since a corresponding guide device 18 is arranged on the inlet side, the feeding takes place the heat transfer fluid through the guide device 18 directly to the roll shell 2, ie the inner wall 14, whereby a better temperature control of the roll body 2 is achieved. By the guide means 17, 18 is formed in the interior 6, a larger Totwassergebiet so that substantially the freshly flowing heat transfer fluid flows around the inner wall 14. The flow rate of the heat transfer fluid is higher on the inner wall 14, whereby the Nußelt number and thus the heat transfer is greater.

Für die Temperierung einer elastischen Mittelwalze an modernen Kalandern kann bei kleinen Strömungsgeschwindigkeiten und gefluteter Walze so eine völlig ausreichende Wärmeab- oder -zufuhr erreicht werden.For the tempering of an elastic center roll on modern calenders, a completely sufficient heat removal or supply can be achieved at low flow velocities and flooded roll.

Man kann nun weitere Maßnahmen treffen, um den Wärmetransport zu verbessern. Man kann beispielsweise zunächst die leere Walze 1 auf Betriebsdrehzahl hochfahren und erst dann Wärmeträgerflüssigkeit einspeisen. Dadurch wird der oben beschriebene Film 13 an der Innenwand 14 gebildet. Die Walze 1 wird dabei nicht vollständig geflutet. Die Walze verhält sich so, als sei ein Verdränger eingebaut. Der Flüssigkeitsfilm 13 fließt schraubenlinienförmig vom Einlauf zum Auslauf.One can now take further measures to improve the heat transfer. For example, you can first raise the empty roller 1 to operating speed and only then feed heat transfer fluid. Thereby, the above-described film 13 is formed on the inner wall 14. The roller 1 is not completely flooded. The roller behaves as if a displacer was installed. The liquid film 13 flows helically from the inlet to the outlet.

Die Dicke des Flüssigkeitsfilm 13 kann durch die Breite des Spalts 19 mit guter Näherung vorbestimmt werden.The thickness of the liquid film 13 can be predetermined by the width of the gap 19 with good approximation.

Zusätzlich kann man über den Druckluftanschluß 15 Druckluft oder ein anderes Druckgas in den Innenraum 6 einspeisen. Die Druckluft kann dann die Wärmeträgerflüssigkeit verdrängen. Dies funktioniert auch dann, wenn die Walze zuvor vollständig gefüllt worden ist. Aber auch dann, wenn die Walze erst bei Betriebsdrehzahl befüllt wird, kann die Druckluft unterstützend wirken.In addition, it is possible to feed compressed air or another compressed gas into the interior 6 via the compressed air connection 15. The compressed air can then displace the heat transfer fluid. This also works, when the roller has been completely filled previously. But even if the roller is filled only at operating speed, the compressed air can have a supporting effect.

Man kann auch, wie dies gestrichelt dargestellt ist, einen Verdrängerkörper 31 im Innenraum 6 anordnen. Der Verdrängerkörper 31 muß lediglich in Axialrichtung grob fixiert werden. In Radialrichtung ist eine Befestigung nicht erforderlich, d.h. der Verdrängerkörper 31 muß nicht zentriert werden. Die einzige Voraussetzung ist, daß sein spezifisches Gewicht kleiner ist als das spezifische Gewicht der Wärmeträgerflüssigkeit. Dies läßt sich beispielsweise dadurch erreichen, daß der Verdrängerkörper 31 als zylindrischer Körper aus einem Schwamm oder Polystyrol gebildet ist. Der Außendurchmesser des Verdrängerkörpers 31 muß kleiner sein als der Innendurchmesser des Walzenkörpers. Dadurch wird die Konvektion der frisch zulaufenden Wärmeträgerflüssigkeit mit dem größten Teil der im Innern der Walze 1 befindlichen Flüssigkeit vermieden, so daß der Verdrängereffekt wirksam wird.One can also, as shown in dashed lines, arrange a displacer 31 in the interior 6. The displacer 31 only needs to be roughly fixed in the axial direction. In the radial direction attachment is not required, i. the displacer 31 does not have to be centered. The only requirement is that its specific gravity is less than the specific gravity of the heat transfer fluid. This can be achieved, for example, in that the displacement body 31 is formed as a cylindrical body made of a sponge or polystyrene. The outer diameter of the displacement body 31 must be smaller than the inner diameter of the roller body. As a result, the convection of the freshly flowing heat transfer fluid is avoided with most of the liquid contained in the interior of the roller 1, so that the displacer effect is effective.

Man kann mit Hilfe der Führungseinrichtung 17, 18 auch dafür sorgen, daß die Walze vollständig mit einem flüssigen Wärmeträgermedium gefüllt werden kann, ohne daß es zu Unwuchten kommt.It is also possible with the aid of the guide device 17, 18 to ensure that the roller can be completely filled with a liquid heat transfer medium without causing imbalance.

Ohne Führungseinrichtung 17 würde nach Erreichen eines Flüssigkeitsstandes, der über der Höhe des Auslaufs ansteht, das Restvolumen an Luft oberhalb des Flüssigkeitsspiegels nicht mehr entweichen können. Wenn sich die Walze dann dreht, kommt es durch die Dynamik der Flüssigkeitsfüllung zu unerwünschten Unwuchten.Without guide device 17, the residual volume of air above the liquid level would not be able to escape after reaching a liquid level which is above the height of the outlet. If the roller then rotates, it comes through the dynamics of the liquid filling to unwanted imbalances.

Durch die Führungseinrichtung 17 wird die Restluft nach einigen Umdrehungen der Walze dagegen entfernt, so daß die Walze vollständig mit Flüssigkeit gefüllt wird und dann keine Unwucht mehr zeigt. Es stellt sich also ein stets reproduzierbarer stabiler Füllzustand ein.By the guide means 17, however, the residual air after a few revolutions of the roller is removed, so that the roller is completely filled with liquid and then shows no imbalance. Thus, an always reproducible stable filling state is established.

Claims (17)

  1. Temperature-controlled roll (1) having a roll body (2) and in each case one roll journal (4, 5) at each axial end of the roll body (2), a flow path for a heat exchange medium being provided through the roll (1), which flow path runs radially from the inside to the outside in a first section, axially through the roll body radially below its circumferential face in a second section and radially from the outside to the inside in a third section, and a guide device (17) being arranged in the region of the third section, which guide device (17) adapts the local speed of the heat exchange medium in the circumferential direction at each radial spacing from the roll axis to the local speed of the roll in the circumferential direction and has a plurality of webs (22) which extend radially from the inside to the outside, characterized in that the guide device has a plate (20) at a predefined spacing from the roll journal (5), the webs (22) being arranged between the roll journal (5) and the plate (20), and in that the webs (22) are fastened at their radially outer end in each case to a holding device (26) and at their radially inner end in each case to a holding device (25) which extends between the roll journal (5) and the plate (20).
  2. Roll according to Claim 1, characterized in that the roll body (2) is configured as a tube and the guide device (17) ends at a predefined spacing radially in front of the inner wall (14) of the tube.
  3. Roll according to Claim 2, characterized in that the webs (22) fill an intermediate space between the plate (20) and the roll journal (5) in the axial direction.
  4. Roll according to one of Claims 1 to 3, characterized in that the webs (22) extend on radial half lines with respect to the roll axis.
  5. Roll according to one of Claims 1 to 4, characterized in that the holding device (26) is configured as a tube.
  6. Roll according to Claim 5, characterized in that a fastening bolt (27) which connects the plate (20) to the roll journal (5) is guided through at least one tube.
  7. Roll according to one of Claims 1 to 6, characterized in that a fastening ring (21) is arranged between the roll journal (5) and the webs (22) on that side of the webs (22) which faces the roll journal (5).
  8. Roll according to one of Claims 1 to 7, characterized in that the webs (22) leave an outflow space (24) open at their radially inner end.
  9. Roll according to Claim 8, characterized in that the webs (22) are fastened to a tube (25) at their radially inner end.
  10. Roll according to Claim 8 or 9, characterized in that the webs (22) have a bevelled corner (23) at their radially inner end.
  11. Roll according to one of Claims 1 to 10, characterized in that the webs (22) are connected to a centring device (28) which extends into a channel (10) which runs axially in the roll journal (5).
  12. Roll according to one of Claims 1 to 11, characterized in that a guide device (17, 18) is arranged at both axial ends.
  13. Roll according to one of Claims 1 to 12, characterized in that a compressed-gas connection (15) opens into the inner space (6) of the roll body (2).
  14. Roll according to one of Claims 1 to 13, characterized in that a displacer body (31), the specific weight of which is not greater than the specific weight of the heat exchange medium, is arranged in the inner space (6) of the roll body (2).
  15. Method for operating a temperature-controlled roll (1) according to one of Claims 1 to 14, in which method a heat exchange medium is routed through the roll (1) radially below its circumferential face and is guided out through a roll journal (4, 5), the local speed of the heat exchange medium in the circumferential direction at each radial spacing from the roll axis being adapted to the local speed of the roll in the circumferential direction, characterized in that, in addition to the heat exchange medium, a gas is fed into the hollow inner space of the roll at a predefined pressure.
  16. Method according to Claim 15, characterized in that the roll (1) is first of all accelerated to a predefined rotational speed and the heat exchange medium is then fed in.
  17. Method according to Claim 15 or 16, characterized in that the roll (1) is filled completely with a liquid heat exchange medium.
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