EP2000586A2 - Roll body with profiles forming channels for a temperature control fluid - Google Patents
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- EP2000586A2 EP2000586A2 EP08157698A EP08157698A EP2000586A2 EP 2000586 A2 EP2000586 A2 EP 2000586A2 EP 08157698 A EP08157698 A EP 08157698A EP 08157698 A EP08157698 A EP 08157698A EP 2000586 A2 EP2000586 A2 EP 2000586A2
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- Y10T29/49544—Roller making
- Y10T29/49547—Assembling preformed components
Definitions
- the invention relates to a temperature-controlled roll body for the treatment of web-like material, for example for papermaking.
- the channels can also be formed by means of profiles which are fixed to an inner peripheral surface of the shell.
- profile channels describes, for example, the US 2,932,091 . It is advantageous that resorted to prefabricated profiles for the creation of the channels and material can be saved in the jacket.
- the sheath may further be formed of a material which need not be suitable for the introduction of generally several meters long holes.
- the semi-circular profiles are welded to the mantle by fillet welds with the addition of additional material.
- the L-profiles are placed against each other so that they meet with one end of the mantle and with their other end to the edges of a next adjacent L-profile and welded there.
- the L-profiles in this way form rectangular channels whose side walls are formed by two adjacent L-profiles.
- the embodiment with the semicircular profiles is problematic in terms of accessibility for the welding tool, while the rectangular channels each have three welds and the L-profiles must ever be created with one of their legs to the edge of a neighboring profile.
- the invention relates to a roller body for the treatment of a sheet-like material having a jacket and on the jacket inside, ie, on an inner peripheral surface of the shell, distributed around a rotational axis of the roller body arranged axially extending profiles with the jacket axial or form at least substantially axially extending channels for a tempering fluid.
- the channels preferably extend continuously from one axial end to the other axial end of the shell.
- the profiles are open prior to joining in cross-section on one longitudinal side and there tightly connected to the shell over its axial length, so that the shell forms in each of the channels, the outer wall and one of the profiles all other walls, in particular the side walls of the respective channel ,
- the profiles are along its two side walls, which limit the open longitudinal side of the respective profile left and right, applied to the jacket and fluid-tight manner along the side walls connected to the shell by means of a connection seam produced by soldering or preferably welding.
- the connecting seams can also be adhesive seams, if the roller body is operated at a correspondingly low temperature, which withstand adhesive seams.
- the roller bodies can also be made of plastic, preferably fiber-reinforced plastic, and the channels can be glued or laminated to the roller body.
- the side walls of next adjacent profiles up to the respective seam to the jacket, more precisely to the inner peripheral surface of the shell, an inclination of less than 90 ° on between the side walls of proximate adjacent profiles is seen in the cross section of the roll body a space obtained which is limited to the connection seam in the circumferential direction left and right of the two side walls of the next adjacent profiles and tapers down to the connecting seam.
- This improves the accessibility to the connection seam, in particular for a joining tool and for control purposes.
- Opposite in cross section for example, semi-circular profiles in which the side walls of the channels meet at right angles to the mantle, the distances measured in the circumferential direction about the axis of rotation next adjacent channels can be reduced.
- the space obtained between the inclined side walls to the seam allows a more dense arrangement of the profiles in the circumferential direction.
- the side walls formed by the profiles are preferably straight, so extend relative to the inner surface of the roll mantle with a constant slope which is greater than 0 ° and less than 90 °, to the respective connecting seam. Alternatively, however, they may also be curved in cross-section, that is to say extend with an inclination varying in the direction of the inner surface of the cladding into the connecting seam. Straight sidewalls, however, are advantageous with regard to the avoidance of dead spaces in the flow cross section on the one hand and the best possible accessibility for the joining tool on the other hand.
- the side walls delimit the profiles on the underside left open to the jacket on the left and right.
- the profiles are in preferred embodiments angle profiles.
- Particularly suitable are V-profiles. It is advantageous if the two legs of the V-profile with each other enclose an angle in the range of 60 to 120 °.
- the legs of the V-profiles are preferably the same length.
- V-profiles are cost-effective and in terms of geometry a particularly good compromise between the fluidic conditions in the channels, the requirements of the joining process and the economic Beschaffles.
- Particularly suitable are L-profiles, ie V-profiles, which have the side walls forming legs at right angles to each other.
- profiles with trapezoidal cross-section can be used, for example, trough-shaped profiles with preferably V-shaped side walls facing each other, or even different polygonal profiles.
- the invention only such profile walls, which limit a flow cross-section of the fluid, so on the inside so in operation of the roller in contact with the fluid flowing through.
- These side walls are what protrude into the respective seam.
- the connecting seam therefore extends directly along the edge or edge surface of the side wall facing the jacket and not far away from the side wall. In this way, a particularly dimensionally faithful connection of the side walls to the jacket is achieved.
- the side walls can no longer lift off in the region of their the inner surface of the shell facing edge due to mechanical or thermal stresses from the shell inner surface. The risk of lifting exists if the profiles of the side walls kinking connecting flanges and are connected in the region of the connecting flanges a little way from the side walls with the roll shell.
- the inclination of the side walls is preferably selected in the range of 30 ° to 60 °, so that the side walls or a tangent to the respective side wall with the inner peripheral surface of the shell at the location of their seam include an angle from said area.
- the side walls of next adjacent profiles spread from their seam from corresponding at an angle from the range of 60 ° to 120 ° from each other. Ideal is an angle of descent from the range of 90 ° corresponding to an inclination of the side walls of about 45 ° with respect to the inner peripheral surface of the shell.
- the connecting seams are more preferably V-seams.
- the jacket has a simple smooth surface on its inner peripheral surface in the area of the respective connecting seam, in fact it is only a half-V seam.
- angle profiles in particular simple V-profiles with only two legs, counteracts the formation of such connecting seams in a special way. If the angle profile is formed, for example, by bending a sheet, the end faces at the two free ends of such a profile already have an inclination to the inner peripheral surface of the shell, when the leg ends are attached to the inner peripheral surface of the shell.
- profiles which already at home at both of its free ends have an inclined at attachment to the inner peripheral surface of the shell facing end face, the profiles can at their two free faces, however, for the production of V-stitching by reworking with
- the angle which the end faces of the side walls enclose with the inner circumferential surface of the shell is selected in preferred embodiments from the range of 30 ° to 60 °.
- the profiles and the roll shell are welded together in preferred embodiments without filler material.
- a preferred welding method is electron beam welding.
- the profiles and the roll shell are advantageously made of the same material in the case of an energy beam welding, which is for welding without filler material is cheap.
- the profiles can also be welded with additional material.
- the seams can be welded under powder.
- the profiles can be arranged so close to each other in the circumferential direction that next adjacent profiles are connected by means of the same connection seam with the jacket.
- a ring shell part can be arranged, which is then joined to at least one further ring shell part to the shell ,
- a plurality of connecting seams can be produced simultaneously in one welding operation, either by means of different energy-beam welding tools or preferably an energy-beam welding tool with a fan of partial beams.
- the profiles for the joining can also be arranged so that in each case a narrow gap remains between circumferentially next adjacent profiles, in the filler material is fed and melted to produce the respective seam.
- the jacket is composed of several ring shell parts.
- the ring shell parts are joined to the shell.
- the annular shell parts extend in the circumferential direction about an axis of rotation of the jacket preferably over an angle of at most 180 °. More preferably, they extend only over an angle of at most 120 °. An angle of 120 ° is particularly preferred.
- the roll shell or only an axial segment of the shell is joined by three ring shell parts.
- the ring shell parts are preferably cylindrical on their outer peripheral surface or inner peripheral surface, more preferably they are cylindrical on both peripheral surfaces.
- the structure of the roll shell of ring shell parts of the type mentioned is advantageous for the joining of the profiles, since the joining tool from the open side of the respective ring shell part can be used and along the profiles for producing the connecting seam or preferably simultaneously several seams along.
- the accessibility is significantly improved compared to welding in a closed jacket.
- the ring shell parts are joined to the roll shell.
- the ring shell parts are likewise preferably joined by energy-beam welding, particularly preferably electron beam welding.
- the ring shell parts can be joined, in particular, by means of I-connection seams, along their end faces facing one another during the joining.
- the connecting seams may in principle have an inclination to the axis of rotation of the roll jacket to be produced, the connecting seams preferably extend parallel to the axis of rotation.
- the roll shell can be joined in the axial direction of a plurality of shell segments, wherein the circumferential connecting seam or the plurality of peripheral connecting seams of the shell segments are also preferably I-seams,
- the joining of ring shell parts is also advantageous per se, in particular in combination with profiles which are arranged and joined to form flow channels on the inner surface of the ring shell parts before the ring shell parts are joined together to form the roll shell,
- the jacket is preferably formed from sheet steel.
- the profiles are preferably also steel sheets.
- the coat can be over 8 m, even over 10 m long and have an outer diameter of about 100 cm, even over 120 cm. He is a few inches thick.
- the profiles can be as long as the coat, possibly even a little longer, preferably they are shorter by a few centimeters than the coat. If the casing is composed of ring-shell parts, then this applies with regard to optionally protruding profiles for the axially left and right outer ring-shell parts and, correspondingly, the axial sections of the profiles arranged there.
- the profiles have measured on the inner peripheral surface of the shell a height in the centimeter range, preferably from 1 to 8 cm.
- V-profiles advantageously have a leg length of 1 to 10 cm.
- the thickness of the profiles, in particular the side walls, is a few millimeters, preferably 2 to 8 mm.
- internals may be arranged to narrow, for example, the flow cross-section and thereby influence the heat transfer to the jacket.
- the internals can only serve to generate turbulence, i. be optimized in terms of their turbulence generating effect in their geometry.
- the internals may advantageously be arranged in the profiles and, if necessary, fixed before the profiles are joined to the shell.
- the formation of the channels by means of profiles also allows a simple variation of the flow cross section of each channel or selected channels in the axial course of the respective channel.
- a simple and therefore preferred variation is to vary the height of the channels measured radially to the axis of rotation of the roller body or only of the selected channels.
- the side walls formed by the two legs of, for example, a V-profile or the side walls of any other profile cross-section over the axial length of the respective profile seen shorter.
- the flow cross-section can be reduced in the flow direction of the tempering to equalize the heat transfer to the shell by the concomitant increase in the flow rate with decreasing temperature difference between the tempering fluid and the jacket over the axial length of the respective channel.
- the profiles within each group having the same cross section and the profiles of Group to group have different cross section So the profiles of a group can have a large cross section, ie a large cross-sectional area and the profiles of the other or one of several other group (s) have a smaller cross section to form Hinströmkanäle and rubströmkanäle that differ in cross section of the profiles from each other.
- the inflow channels and the profiles of smaller cross-section can form the return flow channels with the profiles of larger cross-section.
- at least one of the profiles of smaller cross-section is arranged between the profiles of larger cross section.
- the accessibility to the ends of the profiles to be joined is also improved in such an arrangement.
- simple V or L profiles of advantage it is also preferred that the legs of these angle profiles in the two or more groups of profiles each include the same angle, for example, each have at right angles to each other ,
- the profiles of the outflow channels and the profiles of the return flow channels can also be the same.
- the tempering fluid is preferably distributed into the channels via a distributor space or, in the case of return flow channels, into the outflow channels or collected in a collecting space after flowing through the channels or the flow-through channels in the case of return flow channels.
- a distributor space or, in the case of return flow channels into the outflow channels or collected in a collecting space after flowing through the channels or the flow-through channels in the case of return flow channels.
- the word “or” is understood in the sense of "and / or”, meaning in each case the meaning of "either .... or” and also the meaning of "both as well”. Accordingly, either only one distributor space or only one collection space or, as preferred, both a distribution space and a collection space or it may be provided several distribution rooms or more plenums.
- the distributor space or collecting space is formed at an axial end of the jacket, for example in a journal flange arranged at the axial end or preferably in the jacket.
- a distributor space is formed at the inflow end and a collecting space is formed at the outflow end.
- a distributor room or plenum chamber is understood a space that extends in the radial direction to the periphery or there is formed as an annulus to all channels or in the case of return flow channels only the Hinströmkanäle or only the return flow or possibly also only a subset of Fluidly connect channels,
- a distributor space and a collecting space are formed at this inlet and outlet.
- a collecting space is preferably formed at the opposite end.
- a distributor space there may also be provided a distributor space there.
- one of these rooms or more of the rooms or all these rooms in one of the journal flanges or the two pin flanges may be formed, also mixed forms are conceivable in which a distribution or collection space in the shell and a collection or distribution space in one of the pin flanges is formed.
- a distribution or collection space can advantageously be formed with a disk-shaped or flat-curved separation structure, in the simplest case of an at least substantially planar separation disk in the simplest case.
- the separation structure has along its outer circumference recesses for the channels or only a portion of the channels.
- the respective channels project through the separation structure in the region of the recesses or protrude into the recesses or to the recesses.
- the recesses are formed adapted to the outer contour of the projecting channels and fluid-tightly connected to these channels, for example, soldered or preferably welded.
- V or L profiles the separation structure on its outer peripheral edge on a corresponding jagged course.
- connection channels are formed in a single or in a left and a right spigot flange, for example as radially extended bores connecting a central supply or discharge with a distribution space or a collecting space with the channels or a part of the channels.
- Another advantageous variant is the supply at one end of the roll and distribution in Hillströmkanäle, wherein two adjacent Hinströmkanäle be summarized at the other end of a remindströmkanal, ie the flowing in the two Hinströmkanälen to the other end fluid flows back completely or at least partially from both Hinströmkanälen in a return flow and is discharged again at the same end of the roll.
- the invention also relates to a roll having the roll body, which is installed in a web treatment machine, for example a paper machine, or intended for installation.
- the roller has at the axial ends of the roller shell in each case a journal flange for the rotary bearing and the fluid distribution or at least sealing and preferably also for a rotary drive on one or both journal flanges can in particular complete a distribution or collection space formed at the respective axial end.
- FIG. 1 shows in a longitudinal section a roller for the thermomechanical treatment of a web-like material, for example a paper web in a paper machine.
- the roll may in particular be a calender roll.
- the roller comprises a roller body with a hollow cylindrical shell 1, a first pin flange 2 and a second pin flange 3, which are fastened to the casing 1 at opposite axial ends.
- the journal flanges 2 and 3 serve to pivot the roll body about an axis of rotation R.
- the journal flange 2 forms the drive flange on which the torque for the rotary drive of the roller is introduced.
- the journal flange 3 serves to supply and discharge a tempering fluid, for example a thermal oil, with which the jacket 1 is heated to a desired temperature for the treatment of the sheet material.
- a distribution system for the tempering fluid is formed inside the shell 1.
- the discharge 5 is obtained by means of a tube inserted into the pin flange 3 as an annular gap between the tube and a surrounding inner surface of the Zapfenflansches 3.
- the discharge 5 could also be obtained with bores extending axially through the pin flange 3.
- the discharge 5 could be formed centrally and the supply 4 surrounding the discharge 5.
- the tempering fluid can be supplied to the distributor system through the feed 4 and can be discharged through the outlet 5.
- To the distribution system include both on the flange pin 3 comprehensive supply and discharge side of the roller as well as on the flange 2 comprehensive drive side each a distributor chamber 6 and a collecting chamber 7 and peripheral tempering 10a and 10b, extending axially over the entire length of the shell 1 extend, at least over the entire length, with which the roller acts on a web to be treated maximum width.
- the temperature control channels 10a and 10b are distributed uniformly around the rotation axis R on the inner peripheral surface of the shell 1.
- the temperature control channels 10a are outflow channels, and the temperature control channels 10b are return flow channels.
- the temperature control channels 10a and 10b are arranged adjacent to one another in the circumferential direction alternately in the circumferential direction, ie, a return flow channel 10b follows in each case one inflow channel 10a and an inflow channel 10a on each return flow channel 10b.
- the two distribution chambers 6 and the two collector chambers 7 are axially bounded by separating structures 8 and 9 and one of the journal flanges 2 and 3, and are also fluidly separated from one another on the supply and discharge side by the separating structure 9 there.
- the separation structures 8 and 9 are circular disk-shaped, each with a serrated outer peripheral edge.
- the separation structures 8 and 9 are arranged at the respective axial end of the shell 1 at a small axial distance from one another and also at a small axial distance from the respective pin flange 2 or 3, so that the distribution spaces 6 and collecting spaces 7 are each cylindrical disk-shaped.
- the separating structures 8 and 9 delimit between them the distributor space 6 and the pin flange 3 with the separating structure 9 the collecting space 7.
- the separating structures 8 and 9 define axially between them the collecting space 7, and the separating structure 9 limited with the pin flange 2, the distribution space. 6
- the tempering fluid is introduced centrally through the feed 4 into the distributor chamber 6 of the supply and discharge side, and flows at the peripheral edge of the axially inner separation structure 8 into the outflow channels 10a.
- the tempering fluid flows through the inflow channels 10a in the axial direction and passes over the outer peripheral edge of the axially opposite inner separation structure 8 in the local collecting space 7, is diverted inwards there in the direction of the axis of rotation R and flows through a central opening of the axially outer separation structure 9 in the temperature control fluid flows through the distributor chamber 6 of the drive side radially outward and passes over the outer peripheral edge of the separation structure 9 in the return flow channels 10b, the temperature control flows through the return flow channels 10b in the axial direction, is on the supply and discharge side in the local Collecting chamber 7 collected and flows through the collection chamber 7 and the central discharge 5 back into the external fluid supply system of the roller.
- FIG. 2 shows the roller body in the in FIG. 1 registered cross-section BB.
- the temperature control channels 10a and 10b are radially outwardly of the shell 1, that is limited by the inner peripheral surface of the shell 1, and inwardly of profiles P arranged in the circumferential direction about the rotation axis R side by side on the inner peripheral surface of the shell 1 and with the Mantle 1 are firmly and fluid-tightly joined by welding over their entire axial length.
- the temperature control channels 10a and 10b are each of a single profile P and the shell 1 limited, ie, the jacket 1 and one of the profiles P together form the peripheral wall of the respective temperature control channel 10a or 10b.
- the profiles P are angle profiles, in the exemplary embodiment isosceles L-profiles with a first leg 11 and a second leg 12, which enclose an angle ⁇ of at least substantially 90 °.
- the profiles P are closely spaced next to each other, so that in the circumferential direction next adjacent profiles P are connected by means of a common axially continuous continuous weld 13 with the jacket 1.
- the welds 13 are welded under powder or more preferably electron beam.
- FIG. 3 shows a peripheral portion of the roller body. To explain the geometric conditions with regard to the preparation of welding, a profile P is shown on the right before the weld is made and in the left half of FIG FIG. 3 a profile P shown after generation of the weld 1.3.
- the legs 11 and 12 form the side walls of the respective profile P limited tempering 10a or 10b, and the jacket 1 forms the outer wall.
- temperature control channels 10a and 10b with a triangular flow cross section are obtained in the exemplary embodiment.
- the profiles P are each attached to the inner edge of their legs 11 and 12 on the inner peripheral surface of the shell 1.
- the free end faces of the legs 11 and 12 are perpendicular to the respective leg 11 or 12 and accordingly at an angle ⁇ of about 45 ° to the inner peripheral surface of the shell 1, ie they close with the inner peripheral surface therefore each an angle ⁇ of about 45 ° and define accordingly with the inner peripheral surface of a wedge-shaped gap, in which the powdery filler material is introduced for the welding process by welding in the hollow shell 1 under powder.
- each next adjacent profiles P are set in a circumferentially small distance from each other to the inner peripheral surface of the shell 1, so that the filler material can penetrate into the space between the shell 1 and the end faces of each next adjacent legs 11 and 12.
- the welds 13 can be formed by chamfering post-processing, such as loops, between the next adjacent legs 11 and 12 as flutes to avoid notch effects.
- FIG. 4 shows a peripheral portion of a modified with respect to the cross section of the temperature control 10a and 10b roller body 1.
- the modification is that the return flow 10b compared to Hinströmkanälen 10a have a smaller flow area, so that the tempering fluid flows through the return flow channels 10b at a greater flow rate than the Hinströmkanäle 10a and in this way the temperature difference between the tempering fluid and the jacket 1 already reduced in the return flow passages 10b is at least partially compensated.
- the inflow passages 10a correspond to the inflow passages 10a of FIG Figures 2 and 3
- the profiles of the Hinströmkanäle 10a are denoted by P a and the profiles of the return channels 10b with P b.
- the profiles P b are also angle profiles, in the exemplary embodiment L-profiles with at least substantially mutually perpendicular legs 11 and 12-
- the profiles P b differ from the profiles P a only by the radial height or the length of the legs 11 and 12th , which is reduced in the profiles P b with respect to the profiles P a . Further differences exist to the profiles P of Figures 2 and 3 Not. Due to the reduced leg length or radial height, the inflow channels 10a move closer to one another in the circumferential direction. As a result, due to the reduced radial height of the return flow channels 10b, space is still obtained for the joining tool, in the exemplary embodiment the welding tool. The accessibility of the joining area and the verifiability of the welds 13 are further improved.
- FIG. 5 shows a peripheral portion of the roller body 1 with a different modification with respect to the arrangement of profiles P.
- All profiles P correspond to the profiles P in the embodiment of the FIG. 3 and the profiles P a of the embodiment of FIG. 4 ,
- Return flow and return passages 10a and 10b are thus again as in the embodiment of FIG. 3 formed by respective profiles P in the same cross section.
- the legs 11 and 12 of each profile P are connected by means of their own separate connection seam 14 with the roller body 1.
- the profiles P are correspondingly widely spaced from their respective two adjacent profiles P in the circumferential direction of the roller body 1, so that the connecting seams 14 per leg 11 and 12 can be produced individually as a V-seam. Due to the increased distance between each next adjacent profiles P accessibility in welding is improved over the other two examples.
- the embodiment corresponds to the FIG. 5 the embodiment of the FIG. 3 ,
- the profiles P and P a and P b can be welded together in a particularly preferred embodiments by means of energy-beam welding, in particular electron beam welding, with the jacket 1 and preferably also in pairs by being arranged in the circumferential direction close to each other, where they can also contact each other laterally ,
- the profiles P or P a and P b may be as in the FIGS. 3 to 5 represented with in each case an inner edge on the front side of the side walls 11 and 12 are arranged in a linear contact with the inner surface of the shell 1.
- the profile legs 11 and 12 can also be flattened on their end faces in order to obtain surface contact with the jacket 1. They can also be rounded at the ends.
- the separation structures 8 correspond in cross section at the same profiles P in the FIG. 2 free inner cross-section of the shell 1.
- the two axially inner separating structures 8 seal the distribution chamber 6 on the inlet and outlet side and the collecting chamber 7 on the opposite side axially inwards. They have a closed to the peripheral edge circular cross-section and are jagged at its outer peripheral edge corresponding to the cross-sectional shape of the profiles P and in the modified version of the profiles P a and P b , and with the profiles P and in the modified embodiment, the profiles P a and P. b firmly and fluid-tightly connected.
- the axially outer separating structures 9 differ from the axially inner separating structures 8, in particular in the course of their outer circumference, since they are penetrated only by the profiles P or P b of the return flow channels 10b. In other words, in the case of the outer separating structures 9, only the passages for the profiles P and P a for the inflow passages 10 a are missing. Furthermore, a central opening is provided in each case in the outer separating structures 9 in the exemplary embodiment, on the inlet and outlet side for the inflowing and on the opposite side for the temperature control fluid to be supplied to the return flow channels 10b. After axially outside the collecting space 7 on the supply and Abriosseite and the distribution chamber 6 on the opposite side of the respective pin flange 2 or 3 completed.
- both axial outer spaces 6 and 7 could be formed in the respective journal flange 2 or 3.
- both chambers 6 and 7 may be formed in the respective journal flange 2 or 3 at one axial end or at both axial ends.
- FIG. 6 shows a roller with the profile system of the embodiment of FIG. 4 and a distribution and collection system formed in the journal flanges 2 and 3.
- the FIGS. 7 and 8 show the in FIG. 6 registered cross sections CC and DD.
- FIG. 9 shows a view of the supply and discharge side of the roller, which in the FIGS. 6 and 9 is denoted by A.
- the discharge 5 is formed by a plurality of evenly distributed around the central feed 4 arranged axial feed channels in the journal flange 3.
- the fluid is supplied on the supply and discharge side through the central feed 4, passed in the spigot flange 2 via connecting channels 4a outwardly into a peripheral serving as a distributor chamber 16 annular channel, the connecting channels 4a and the distribution chamber 16 are formed in the journal flange 3.
- the outflow channels 10a connect the distributor chamber 16 with a collection space 17, likewise formed as an annular channel, which is formed in the journal flange 2 at the opposite end of the roller. From this collecting space 17 lead connecting channels 4b in a central space 18 in the journal flange 2. The space 18 is connected via further connecting channels 4c, which are also formed in the journal flange 2, with a second distribution chamber 16. The second distributor chamber 16 is also formed in the journal flange 2 as an annular channel. The distributor chamber 16 distributes the tempering fluid into the return flow channels 10b, which open into a collecting space 17, which connects the return flow channels 10b to the discharge 5 via connection channels 4d on the inlet and outlet side.
- the collecting space 17 of the supply and discharge side is also formed in the journal flange 3 as an annular channel.
- the connecting channels 4a, 4b, 4c and 4d are each formed in the journal flange 2 or 3 as radial bores which connect the distributor and collecting chambers 16 and 17 in the respective journal flange 2 or 3 with the feed 4 or the discharge 5 or the space 18.
- FIG. 10 shows a further roller with the configuration of the profiles P a and P b of FIG. 4 and a distribution and collection system for the tempering fluid formed in the journal flanges 2 and 3.
- the inlet and outlet side corresponds to the embodiment of FIGS. 6 to 9 , Only the opposite end of the roller is compared to the embodiment of FIGS. 6 to 9 modified by there no distributor space, but only a collecting space 17 in the form of a circumferential, receding in itself annular channel in the pin 2 is formed. This collecting space 17 is completed radially outward from the roller body 1, as well as for the distribution and collection spaces 16 and 17 of the embodiment of FIGS. 6 to 9 the case is.
- the fluid is supplied as there through the central feed 4, passed through the connecting channels 4a to the outside in the distribution chamber 16 of the supply and discharge side and from there into the Hinströmkanäle 10a.
- the tempering fluid flowing through the inflow channels 10a is collected on the opposite side in the collecting space 17 and flows back through the return flow channels 10b to the inlet and outlet side, is collected in the local collecting space 17 and recirculated via the connection channels 4d and the outlet 5 for the purpose of temperature control.
- To the distribution chamber 16 of the supply and discharge side of both embodiments is still to be noted that all Hinströmkanäle 10a are connected to this distribution chamber 16, all return flow channels 10b but are guided through this distribution chamber 16 through to the collecting space 17 of the supply and discharge side.
- FIG. 13 shows a section of a roll with a welded distribution and collection system. Shown is merely a section of the roller end with the pin flange 3.
- the distribution and collection system is obtained with connecting pipes and distribution rings, which are welded together.
- the connecting pipes form connecting channels 4 a functional as in the embodiments of the FIGS. 6 to 12 ,
- the connecting pipes are therefore also designated by 4a.
- a distributor ring 16 which is welded to the tubes 40 and the roller body 1 and the profiles P. For simplicity, it is assumed that the arrangement of the profiles P in the embodiment of the FIG. 3 equivalent.
- the pin flange 3 serves both the supply and the discharge of the tempering fluid
- a further distributor pot can be arranged in the distributor pot 19, into which welded tubes for forming the connection channels 4 d of the embodiments of FIGS FIGS. 6 to 12 to lead.
- the tempering fluid can also be discharged through the journal flange 2 on the opposite side. In such embodiments, only the distribution system and on the opposite side only the collection system are thus formed on the side of the journal flange 3.
- the collection system would correspond structurally to the distribution system of the feed side, denoted by 20 is a pressure compensation gap.
- the distribution and collection system is preferably formed either only with cutting discs or in the journal flanges molded distribution or collection chambers or only as a welded distribution and collection system, mixed forms of different distribution and collection systems should not be excluded, such as the formation of a distributor Collecting space at one end of the roll by means of one or more cutting discs and the formation of a distributor space or collecting space at the other end of the roll in the local pin flange.
- the roll end of the supply and discharge side according to the embodiment of FIG. 1 and the opposite roll end of the embodiment of FIG. 6 , of the FIG. 10 or the FIG. 13 be formed accordingly.
- the roller end with the pin flange 2 of the FIG. 6 for example, against the welded system of FIG. 13 or the separating disk system at the journal flange of FIG. 1 be replaced, to name just a few examples.
- FIG. 14 shows a roll shell, which is joined from ring shell parts 1a, 1b and 1c.
- the ring shell parts 1a, 1b and 1c are equal to each other. They extend in the circumferential direction about the axis of rotation R over an angle ⁇ of 120 ° and abut each other with their axially extending, parallel to the axis of rotation R facing end sides. In the joint areas, they are each joined in pairs by means of an axially continuous 1-weld seam 1d.
- the structure of the roll shell of ring shell parts 1 a, 1 b and 1 c facilitates the placement and joining of the profiles P, alternatively the profiles P a and P b , on the shell inner surfaces of the Ring shell parts 1a, 1b and 1c.
- the ring shell parts 1a, 1b and 1c have cylindrical inner and outer peripheral surfaces.
- the profiles P are arranged on the inner surface of the respective annular shell part 1a or 1b or 1c and joined by electron beam welding to the annular shell part 1a, 1b or 1c.
- the profiles P alternatively the profiles P a and P b or other types of profiles, arranged so close to each other in the circumferential direction that the next adjacent side walls are welded to the respective ring shell part 1a, 1b or 1c with the same energy beam.
- several energy beams can be moved axially along the profiles P in the welding direction at the same time and one of the connecting seams can be generated continuously per energy beam. Particularly preferred four successive circumferentially connecting seams are generated.
- the preferred arrangement close to each other are connecting seams 13, in the case of an arrangement of the profiles P or P a and P b at a distance around connecting seams 14 (FIG. FIG. 5 ).
- the profiles P or P a and P b as in the FIGS. 3 and 4 or preferably be arranged even closer together in the circumferential direction.
- the ring shell parts 1a, 1b and 1c are fixed either in pairs or simultaneously all three relative to each other in a joining position and the connecting seams 1d produced.
- the connecting seams 1d are, as stated, preferably also produced by means of electron beam welding.
- the arrangement of the profiles is preferably such that during the production of the connecting seams 1d, one of the connecting seams for the profiles is also produced simultaneously.
- FIG. 14 represented at the two free circumferential ends of the annular shell parts 1a, 1b and 1c each one of the profiles with one of its two side walls leak, so that the relevant seam for the profile comes to rest radially in overlap with the respective seam 1d.
- FIG. 15 shows an assembled of three ring shell parts 1a, 1b and 1c axial segment for an axially longer roll shell, for example, for the roll shells 1 of FIGS. 16 and 18 ,
- the ring shell parts 1a, 1b and 1c can already form a roll shell 1 alone.
- FIG. 16 shows a roll shell 1, which consists of two axial segments corresponding to the segment of FIG. 15 is joined by the two segments are joined together by creating a circumferential seam 1e.
- FIG. 17 shows a further joining example of a roll shell 1 of ring shell parts 1a, 1b and 1c. In the axial direction, this roll shell 1 has four of these ring shell parts side by side.
- FIG. 17 shows that the annular shell parts 1a, 1b and 1c for joining the composite roll shell 1 in a first step, for example, in groups of three to a respective shell segment corresponding to FIG. 15 joined and then by means of connecting seams 1e axially pairs can be joined together.
- FIG. 17 shows alternatively that the ring shell parts 1a, 1b and 1c can be joined together in quasi-free sequence and not in a first step in each case segments accordingly FIG. 15 produced and then must be joined axially abutting each other. The joining of first segments according to the FIG. 15 and the subsequent assembly of such segments is however preferred.
- FIG. 18 shows a composite of a plurality of axial segments roll shell 1, wherein each of these segments consists of the ring shell parts 1a, 1b and 1c.
Landscapes
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen temperierbaren Walzenkörper für die Behandlung bahnförmigen Materials, beispielsweise für die Papierherstellung.The invention relates to a temperature-controlled roll body for the treatment of web-like material, for example for papermaking.
Bekannt sind temperierbare Walzenkörper mit axialen Bohrungen für ein Temperierfluid, beispielsweise aus der
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, die Herstellung von Walzenkörpern mit Profilkanälen zu vereinfachen.It is an object of the invention to simplify the production of roll bodies with profile channels.
Gegenstand der Erfindung ist ein Walzenkörper für die Behandlung eines bahnförmigen Materials, der einen Mantel und an dem Mantel innen, d.h, an einer inneren Umfangsfläche des Mantels, um eine Rotationsachse des Walzenkörpers verteilt angeordnete, axial erstreckte Profile aufweist, die mit dem Mantel axiale oder zumindest im Wesentlichen axial erstreckte Kanäle für ein Temperierfluid bilden. Die Kanäle erstrecken sich vorzugsweise von einem axialen Ende zum anderen axialen Ende des Mantels durchgehend. Die Profile sind vor dem Fügen im Querschnitt an einer Längsseite offen und dort über ihre axiale Länge dicht mit dem Mantel verbunden, so dass der Mantel bei jedem der Kanäle die Außenwand und jeweils eines der Profile sämtliche weiteren Wände, insbesondere die Seitenwände des jeweiligen Kanals bildet. Die Profile sind längs ihrer beiden Seitenwände, die die offene Längsseite des jeweiligen Profils links und rechts begrenzen, an den Mantel angelegt und längs den Seitenwänden fluiddicht fest mit dem Mantel mittels einer durch Löten oder vorzugsweise Schweißen erzeugten Verbindungsnaht verbunden. Die Verbindungsnähte können auch Klebenähte sein, falls der Walzenkörper mit einer entsprechend niedrigen Temperatur betrieben wird, die Klebenähte aushalten, In derartigen Ausführungen können die Walzenkörper auch aus Kunststoff, vorzugsweise faserverstärktem Kunststoff, bestehen und die Kanäle aufgeklebt oder an den Walzenkörper laminiert sein.The invention relates to a roller body for the treatment of a sheet-like material having a jacket and on the jacket inside, ie, on an inner peripheral surface of the shell, distributed around a rotational axis of the roller body arranged axially extending profiles with the jacket axial or form at least substantially axially extending channels for a tempering fluid. The channels preferably extend continuously from one axial end to the other axial end of the shell. The profiles are open prior to joining in cross-section on one longitudinal side and there tightly connected to the shell over its axial length, so that the shell forms in each of the channels, the outer wall and one of the profiles all other walls, in particular the side walls of the respective channel , The profiles are along its two side walls, which limit the open longitudinal side of the respective profile left and right, applied to the jacket and fluid-tight manner along the side walls connected to the shell by means of a connection seam produced by soldering or preferably welding. The connecting seams can also be adhesive seams, if the roller body is operated at a correspondingly low temperature, which withstand adhesive seams. In such embodiments, the roller bodies can also be made of plastic, preferably fiber-reinforced plastic, and the channels can be glued or laminated to the roller body.
Nach der Erfindung weisen die Seitenwände von nächstbenachbarten Profilen bis in die jeweilige Verbindungsnaht zu dem Mantel, genauer gesagt zu der inneren Umfangsfläche des Mantels, eine Neigung von weniger als 90° auf Zwischen den Seitenwänden nächstbenachbarter Profile wird im Querschnitt des Walzenkörpers gesehen ein Raum erhalten, der bis in die Verbindungsnaht in Umfangsrichtung links und rechts von den beiden Seitenwänden der nächstbenachbarten Profile begrenzt wird und sich bis auf die Verbindungsnaht verjüngt. Dies verbessert die Zugänglichkeit zur Verbindungsnaht, insbesondere für ein Fügewerkzeug und zu Kontrollzwecken. Gegenüber im Querschnitt beispielsweise halbrunden Profilen, bei denen die Seitenwände der Kanäle entsprechend im rechten Winkel auf den Mantel treffen, können die in Umfangsrichtung um die Rotationsachse gemessenen Abstände nächstbenachbarter Kanäle verringert werden. Der zwischen den geneigten Seitenwänden bis zur Verbindungsnaht erhaltene Zwischenraum ermöglicht eine in Umfangsrichtung dichtere Anordnung der Profile.According to the invention, the side walls of next adjacent profiles up to the respective seam to the jacket, more precisely to the inner peripheral surface of the shell, an inclination of less than 90 ° on between the side walls of proximate adjacent profiles is seen in the cross section of the roll body a space obtained which is limited to the connection seam in the circumferential direction left and right of the two side walls of the next adjacent profiles and tapers down to the connecting seam. This improves the accessibility to the connection seam, in particular for a joining tool and for control purposes. Opposite in cross section, for example, semi-circular profiles in which the side walls of the channels meet at right angles to the mantle, the distances measured in the circumferential direction about the axis of rotation next adjacent channels can be reduced. The space obtained between the inclined side walls to the seam allows a more dense arrangement of the profiles in the circumferential direction.
Die von den Profilen gebildeten Seitenwände sind vorzugsweise gerade, verlaufen also relativ zur Innenfläche des Walzenmantels mit einer konstanten Neigung, die größer als 0° und kleiner als 90° ist, bis in die jeweilige Verbindungsnaht. Sie können alternativ aber auch im Querschnitt gekrümmt sein, sich also mit einer in Richtung auf die Mantelinnenfläche ändernden Neigung bis in die Verbindungsnaht erstrecken. Gerade Seitenwände sind jedoch im Hinblick auf die Vermeidung von Toträumen im Strömungsquerschnitt einerseits und einer möglichst guten Zugänglichkeit für das Fügewerkzeug andererseits vorteilhaft. Die Seitenwände begrenzen die Profile an der zum Mantel hin offenen Unterseite links und rechts.The side walls formed by the profiles are preferably straight, so extend relative to the inner surface of the roll mantle with a constant slope which is greater than 0 ° and less than 90 °, to the respective connecting seam. Alternatively, however, they may also be curved in cross-section, that is to say extend with an inclination varying in the direction of the inner surface of the cladding into the connecting seam. Straight sidewalls, however, are advantageous with regard to the avoidance of dead spaces in the flow cross section on the one hand and the best possible accessibility for the joining tool on the other hand. The side walls delimit the profiles on the underside left open to the jacket on the left and right.
Die Profile sind in bevorzugten Ausführungen Winkelprofile. Besonders geeignet sind V-Profile. Vorteilhaft ist es, wenn die beiden Schenkel des V-Profils miteinander einen Winkel aus dem Bereich von 60 bis 120° einschließen. Die Schenkel der V-Profile sind vorzugsweise gleich lang. V-Profile sind kostengünstig und hinsichtlich der Geometrie ein besonders guter Kompromiss zwischen den strömungstechnischen Verhältnissen in den Kanälen, den Erfordernissen des Fügeprozesses und der wirtschaftlichen Beschaffbarkeit. Besonders geeignet sind L-Profile, also V-Profile, deren die Seitenwände bildenden Schenkel rechtwinklig zueinander weisen. Anstatt der bevorzugten einfachen V-Profile können beispielsweise aber auch Profile mit trapezförmigem Querschnitt verwendet werden, also wannenförmige Profile mit vorzugsweise V-förmig zueinander weisenden Seitenwänden, oder auch anders polygonale Profile.The profiles are in preferred embodiments angle profiles. Particularly suitable are V-profiles. It is advantageous if the two legs of the V-profile with each other enclose an angle in the range of 60 to 120 °. The legs of the V-profiles are preferably the same length. V-profiles are cost-effective and in terms of geometry a particularly good compromise between the fluidic conditions in the channels, the requirements of the joining process and the economic Beschaffbarkeit. Particularly suitable are L-profiles, ie V-profiles, which have the side walls forming legs at right angles to each other. Instead of the preferred simple V-profiles but also profiles with trapezoidal cross-section can be used, for example, trough-shaped profiles with preferably V-shaped side walls facing each other, or even different polygonal profiles.
Als Seitenwände versteht die Erfindung nur solche Profilwände, die einen Strömungsquerschnitt des Fluids begrenzen, an ihrer Innenseite also im Betrieb der Walze in Kontakt mit dem durchströmenden Fluid stehen. Diese Seitenwände sind es, die bis in die jeweilige Verbindungsnaht ragen. Bei jeder der mit dem Mantel verbundenen Seitenwände erstreckt sich die Verbindungsnaht daher unmittelbar längs der dem Mantel zugewandten Randkante oder Randfläche der Seitenwand und nicht ein Stück weit von der Seitenwand entfernt, Auf diese Weise wird eine besonders formtreue Verbindung der Seitenwände mit dem Mantel erzielt. Die Seitenwände können im Bereich ihres der Innenfläche des Mantels zugewandten Rands nicht mehr aufgrund mechanisch oder thermisch bedingter Spannungen von der Mantelinnenfläche abheben. Die Gefahr des Abhebens besteht, wenn die Profile von den Seitenwänden abknickende Verbindungsflansche aufweisen und im Bereich der Verbindungsflansche ein Stück weit entfernt von den Seitenwänden mit dem Walzenmantel verbunden sind.As side walls, the invention only such profile walls, which limit a flow cross-section of the fluid, so on the inside so in operation of the roller in contact with the fluid flowing through. These side walls are what protrude into the respective seam. In each of the side walls connected to the jacket, the connecting seam therefore extends directly along the edge or edge surface of the side wall facing the jacket and not far away from the side wall. In this way, a particularly dimensionally faithful connection of the side walls to the jacket is achieved. The side walls can no longer lift off in the region of their the inner surface of the shell facing edge due to mechanical or thermal stresses from the shell inner surface. The risk of lifting exists if the profiles of the side walls kinking connecting flanges and are connected in the region of the connecting flanges a little way from the side walls with the roll shell.
Die Neigung der Seitenwände ist vorzugsweise aus dem Bereich von 30° bis 60° gewählt, so dass die Seitenwände oder eine Tangente an die jeweilige Seitenwand mit der inneren Umfangsfläche des Mantels am Ort ihrer Verbindungsnaht einen Winkel aus dem genannten Bereich einschließen. Die Seitenwände nächstbenachbarter Profile spreizen sich von ihrer Verbindungsnaht aus entsprechend unter einem Winkel aus dem Bereich von 60° bis 120° voneinander ab. Ideal ist ein Abspreizwinkel aus dem Bereich um 90° entsprechend einer Neigung der Seitenwände von etwa 45° in Bezug auf die innere Umfangsfläche des Mantels.The inclination of the side walls is preferably selected in the range of 30 ° to 60 °, so that the side walls or a tangent to the respective side wall with the inner peripheral surface of the shell at the location of their seam include an angle from said area. The side walls of next adjacent profiles spread from their seam from corresponding at an angle from the range of 60 ° to 120 ° from each other. Ideal is an angle of descent from the range of 90 ° corresponding to an inclination of the side walls of about 45 ° with respect to the inner peripheral surface of the shell.
Die von den Profilen gebildeten Seitenwände können zwar grundsätzlich mittels Kehlnaht mit dem Mantel verbunden sein, bevorzugter sind die Verbindungsnähte jedoch V-Nähte. Da der Mantel an seiner inneren Umfangsfläche in bevorzugten Ausführungen im Bereich der jeweiligen Verbindungsnaht eine einfache glatte Fläche aufweist, handelt es sich genau genommen nur um eine Halb-V-Naht. Die Verwendung von Winkelprofilen, insbesondere einfachen V-Profilen mit nur zwei Schenkeln, kommt der Bildung derartiger Verbindungsnähte in besonderer Weise entgegen. Wird das Winkelprofil beispielsweise durch Abkanten eines Blechs geformt, weisen die Stirnflächen an den beiden freien Enden solch eines Profils bereits von Hause aus mit einer Neigung zur inneren Umfangsfläche des Mantels, wenn die Schenkelenden an die innere Umfangsfläche des Mantels angesetzt werden. Aus Blechen durch Rundbiegen geformte Rundprofile, die sich im Querschnitt über einen Winkel im Bereich von beispielsweise 90° bis 120° erstrecken, sind im Hinblick auf die bevorzugte Nahtform als V-Naht jedoch ebenfalls verwendbar. Obgleich vorzugsweise Profile verwendet werden, die bereits von Hause aus an ihren beiden freien Ende jeweils eine beim Ansetzen geneigt zur inneren Umfangsfläche des Mantels weisende Stirnfläche aufweisen, können die Profile an ihren beiden freien Stirnflächen jedoch für die Erzeugung von V-Nähten auch durch Nachbearbeitung mit einer entsprechenden Phase versehen werden, beispielsweise durch Anschleifen- Der Winkel, den die Stirnflächen der Seitenwände mit der inneren Umfangsfläche des Mantels einschließen, ist in bevorzugten Ausführungen aus dem Bereich von 30° bis 60° gewählt.Although the side walls formed by the profiles can in principle be connected to the jacket by means of fillet weld, the connecting seams are more preferably V-seams. Since, in preferred embodiments, the jacket has a simple smooth surface on its inner peripheral surface in the area of the respective connecting seam, in fact it is only a half-V seam. The use of angle profiles, in particular simple V-profiles with only two legs, counteracts the formation of such connecting seams in a special way. If the angle profile is formed, for example, by bending a sheet, the end faces at the two free ends of such a profile already have an inclination to the inner peripheral surface of the shell, when the leg ends are attached to the inner peripheral surface of the shell. Circular profiles formed from sheets by round bending, which extend in cross section over an angle in the range of, for example, 90 ° to 120 °, however, are also usable in view of the preferred seam shape as a V-seam. Although preferably profiles are used, which already at home at both of its free ends have an inclined at attachment to the inner peripheral surface of the shell facing end face, the profiles can at their two free faces, however, for the production of V-stitching by reworking with The angle which the end faces of the side walls enclose with the inner circumferential surface of the shell is selected in preferred embodiments from the range of 30 ° to 60 °.
Die Profile und der Walzenmantel werden in bevorzugten Ausführungen ohne Zusatzwerkstoff miteinander verschweißt. Ein bevorzugtes Schweißverfahren ist Elektronenstrahlschweißen. Die Profile und der Walzenmantel sind im Falle eines Energiestrahlschweißcns vorteilhafterweise aus artgleichen Werkstoffen gefertigt, was für das Schweißen ohne Zusatzwerkstoff günstig ist. Die Profile können grundsätzlich aber auch mit Zusatzwerkstoff geschweißt werden. So können die Verbindungsnähte unter Pulver geschweißt werden. Elektronenstrahlscllweißen ist auch bei Verwendung von Zusatzwerkstoff ein besonders bevorzugtes Schweißverfahren, wobei auch in diesem Fall vorteilhafterweise mit artgleichen Werkstoffen gearbeitet wird, also die Profile und auch der Zusatzschweißwerkstoff jeweils artgleich mit dem Werkstoff des Walzenmantels sind, Schutzgasschweißen ist ebenfalls ein Kandidat für das Schweißen, ebenso Laserschweißen als weiteres Verfahren des Energiestrahlschweißens, Zusatzwerkstoff kann in Form eines Schweiß- oder Lötdrahts zugeführt werden, gegebeilenfalls auch zusätzlich zu pulverförmigem Zusatzwerkstoff. Falls die Anforderungen an die Temperaturfestigkeit und mechanische Fertigkeit dies zulassen, können sie auch gelötet oder gegebenenfalls gebondet, beispielsweise geklebt oder anlaminiert werden. Die Verbindungsnähte können nachbearbeitet werden, beispielsweise durch Schleifen, um Kerbwirkungen am Übergang von der Verbindungsnaht zum Profil oder gegebenenfalls zum Mantel zu vermeiden.The profiles and the roll shell are welded together in preferred embodiments without filler material. A preferred welding method is electron beam welding. The profiles and the roll shell are advantageously made of the same material in the case of an energy beam welding, which is for welding without filler material is cheap. In principle, the profiles can also be welded with additional material. Thus, the seams can be welded under powder. Elektronenstrahlscllweißen is even with the use of filler material a particularly preferred welding method, which is also advantageously used in this case with similar materials, so the profiles and the additional welding material are identical to the material of the roll shell, gas-shielded welding is also a candidate for welding, as well Laser welding as another method of energy-beam welding, filler material can be supplied in the form of a welding or soldering wire, gegebeilenfall also in addition to powdered filler material. If temperature resistance and mechanical capability requirements permit, they may also be soldered or optionally bonded, eg glued or laminated. The connecting seams can be reworked, for example by grinding, in order to avoid notch effects at the transition from the connecting seam to the profile or optionally to the jacket.
Die Profile können in Umfangsrichtung so dicht nebeneinander liegend angeordnet werden, dass nächstbenachbarte Profile mittels der gleichen Verbindungsnaht mit dem Mantel verbunden sind. Insbesondere beim Schweißen mittels Energiestrahl können die Profile mit den jeweils benachbarten Seitenwänden dicht an dicht an der inneren Umfangsfläche bzw. Innenfläche des Mantels oder, worauf nachfolgend noch eingegangen wird, eines Ringschalenteils angeordnet werden, das mit wenigstens einem weiteren Ringschalenteil anschließend zu dem Mantel gefügt wird. Insbesondere bei einem Energiestrahlschweißen können in einem Schweißgang gleichzeitig nebeneinander mehrere Verbindungsnähte erzeugt werden, entweder mittels unterschiedlicher Energiestrahl-Schweißwerkzeuge oder vorzugsweise eines Energiestrahl-Schweißwerkzeugs mit einem Fächer von Teilstrahlen, Besonders bevorzugt werden drei, vier oder fünf Verbindungsnähte nebeneinander, gegebenenfalls auch nur zwei oder auch sechs Verbindungsnähte gleichzeitig erzeugt, indem das Schweißwerkzeug mit den mehreren Teilstrahlen oder mehrere Schweißwerkzeuge in einem Arbeitsgang längs den Profilen in Schweißrichtung vorwärts bewegt und dabei die Verbindungsnähte erzeugt werden. Insbesondere für ein Schweißen mit Zusatzwerkstoff, aber auch beim Schweißen ohne Zusatzwerkstoff, können die Profile für das Fügen auch so angeordnet werden, dass zwischen in Umfangsrichtung nächstbenachbarten Profilen jeweils ein schmaler Spalt verbleibt, in den Zusatzwerkstoff zugeführt und geschmolzen wird, um die jeweilige Verbindungsnaht zu erzeugen.The profiles can be arranged so close to each other in the circumferential direction that next adjacent profiles are connected by means of the same connection seam with the jacket. In particular, when welding by means of energy beam, the profiles with the respective adjacent side walls close to the inner peripheral surface or inner surface of the shell or, as will be discussed below, a ring shell part can be arranged, which is then joined to at least one further ring shell part to the shell , Particularly in the case of energy-beam welding, a plurality of connecting seams can be produced simultaneously in one welding operation, either by means of different energy-beam welding tools or preferably an energy-beam welding tool with a fan of partial beams. Three, four or five connecting seams are juxtaposed, optionally also only two or also six connecting seams simultaneously generated by the welding tool with the multiple partial beams or multiple welding tools in a single operation along the profiles in the welding direction moves forward, thereby creating the seams. In particular, for welding with filler material, but also when welding without filler material, the profiles for the joining can also be arranged so that in each case a narrow gap remains between circumferentially next adjacent profiles, in the filler material is fed and melted to produce the respective seam.
Für das Fügen der Profile ist es von Vorteil, wenn der Mantel aus mehreren Ringschalenteilen zusammengesetzt ist. Die Ringschalenteile werden zu dem Mantel gefügt. Die Ringschalenteile erstrecken sich in Umfangsrichtung um eine Drehachse des Mantels vorzugsweise jeweils über einen Winkel von höchstens 180°. Noch bevorzugter erstrecken sie sich nur jeweils über einen Winkel von höchstens 120°. Eine Winkelung von 120° wird besonders bevorzugt. In derartigen Ausführungen wird der Walzenmantel oder nur ein axiales Segment des Mantels aus drei Ringschalenteilen gefügt. Die Ringschalenteile können untereinander nach Größe und Form insbesondere gleich sein, Andererseits soll nicht ausgeschlossen werden, dass sie sich in Bezug auf die axiale Länge oder die Umfangserstreckung voneinander unterscheiden. Die Ringschalenteile sind an ihrer äußeren Umfangsfläche oder ihrer inneren Umfangsfläche vorzugsweise zylindrisch, besonders bevorzugt sind sie an beiden Umfangsflächen zylindrisch. Der Aufbau des Walzenmantels aus Ringschalenteilen der genannten Art ist vorteilhaft für das Fügen der Profile, da das Fügewerkzeug von der offenen Seite des jeweiligen Ringschalenteils her zum Einsatz gebracht und längs der Profile zur Erzeugung der Verbindungsnaht oder der bevorzugt gleichzeitig mehreren Nähte entlanggeführt werden kann. Die Zugänglichkeit ist gegenüber einem Schweißen im geschlossenen Mantel deutlich verbessert.For the joining of the profiles, it is advantageous if the jacket is composed of several ring shell parts. The ring shell parts are joined to the shell. The annular shell parts extend in the circumferential direction about an axis of rotation of the jacket preferably over an angle of at most 180 °. More preferably, they extend only over an angle of at most 120 °. An angle of 120 ° is particularly preferred. In such embodiments, the roll shell or only an axial segment of the shell is joined by three ring shell parts. On the other hand, it should not be excluded that they differ from each other in terms of the axial length or the circumferential extent. The ring shell parts are preferably cylindrical on their outer peripheral surface or inner peripheral surface, more preferably they are cylindrical on both peripheral surfaces. The structure of the roll shell of ring shell parts of the type mentioned is advantageous for the joining of the profiles, since the joining tool from the open side of the respective ring shell part can be used and along the profiles for producing the connecting seam or preferably simultaneously several seams along. The accessibility is significantly improved compared to welding in a closed jacket.
Nach dem Fügen der Profile mit den Ringschalenteilen, wobei sich die Profile vorzugsweise jeweils nur über die axiale Länge eines einzigen Ringschalenteils erstrecken, werden die Ringschalenteile zu dem Walzenmantel gefügt. Für das Fügen der Ringschalenteile gelten die Ausführungen zum Fügen der Profile in gleicher Weise. Die Ringschalenteile werden ebenfalls bevorzugt durch Energiestrahlschweißen, besonders bevorzugt Elektronenstrahlschweißen, gefügt Die Ringschalenteile können insbesondere mittels I-Verbindungsnähten längs ihren bei dem Fügen einander zugewandten Stirnflächen gefügt werden. Die Verbindungsnähte können zwar grundsätzlich mit einer Neigung zur Drehachse des zu erzeugenden Walzenmantels weisen, bevorzugt erstrecken sich die Verbindungsnähte jedoch parallel zu der Drehachse. Der Walzenmantel kann in axialer Richtung aus mehreren Mantelsegmenten gefügt sein, wobei die umlaufende Verbindungsnaht oder die mehreren umlaufenden Verbindungsnähte der Mantelsegmente ebenfalls bevorzugterweise I-Nähte sind,After joining the profiles with the ring shell parts, wherein the profiles preferably each extend only over the axial length of a single annular shell part, the ring shell parts are joined to the roll shell. For the joining of the ring shell parts apply the comments on joining the profiles in the same way. The ring shell parts are likewise preferably joined by energy-beam welding, particularly preferably electron beam welding. The ring shell parts can be joined, in particular, by means of I-connection seams, along their end faces facing one another during the joining. Although the connecting seams may in principle have an inclination to the axis of rotation of the roll jacket to be produced, the connecting seams preferably extend parallel to the axis of rotation. The roll shell can be joined in the axial direction of a plurality of shell segments, wherein the circumferential connecting seam or the plurality of peripheral connecting seams of the shell segments are also preferably I-seams,
Die Herstellung des Mantels aus Ringschalenteilen kommt zwar bevorzugt in Kombination mit den erfindungsgemäß gebildeten Strömungskanälen zum Einsatz, das Fügen aus Ringschalenteilen ist aber auch an sich von Vorteil, insbesondere in Kombination mit Profilen, die zur Bildung von Strömungskanälen an der Innenfläche der Ringschalenteile angeordnet und gefügt werden, bevor die Ringschalenteile miteinander zu dem Walzenmantel gefügt werden,Although the manufacture of the shell from ring shell parts is preferably used in combination with the flow channels formed according to the invention, the joining of ring shell parts is also advantageous per se, in particular in combination with profiles which are arranged and joined to form flow channels on the inner surface of the ring shell parts before the ring shell parts are joined together to form the roll shell,
Der Mantel ist vorzugsweise aus Stahlblech geformt. Die Profile sind vorzugsweise ebenfalls Stahlbleche.The jacket is preferably formed from sheet steel. The profiles are preferably also steel sheets.
Der Mantel kann über 8 m, auch über 10 m lang sein und einen Außendurchmesser von über 100 cm, auch über 120 cm haben. Er ist einige Zentimeter dick. Die Profile können ebenso lang wie der Mantel sein, gegebenenfalls auch etwas länger, vorzugsweise sind sie um einige Zentimeter kürzer als der Mantel. Ist der Mantel aus Ringschalenteilen zusammengesetzt, so gilt dies hinsichtlich gegebenenfalls überstehender Profile für die axial links und rechts äußeren Ringschalenteile und entsprechend die dort angeordneten axialen Abschnitte der Profile. Die Profile haben auf die innere Umfangsfläche des Mantels gemessen eine Höhe aus dem Zentimeterbereich, vorzugsweise von 1 bis 8 cm. V-Profile haben vorteilhafterweise eine Schenkellänge von 1 bis 10 cm. Die Dicke der Profile, insbesondere der Seitenwände, beträgt einige Millimeter, vorzugsweise 2 bis 8 mm.The coat can be over 8 m, even over 10 m long and have an outer diameter of about 100 cm, even over 120 cm. He is a few inches thick. The profiles can be as long as the coat, possibly even a little longer, preferably they are shorter by a few centimeters than the coat. If the casing is composed of ring-shell parts, then this applies with regard to optionally protruding profiles for the axially left and right outer ring-shell parts and, correspondingly, the axial sections of the profiles arranged there. The profiles have measured on the inner peripheral surface of the shell a height in the centimeter range, preferably from 1 to 8 cm. V-profiles advantageously have a leg length of 1 to 10 cm. The thickness of the profiles, in particular the side walls, is a few millimeters, preferably 2 to 8 mm.
In den Kanälen können Einbauten angeordnet sein, um beispielsweise den Strömungsquerschnitt zu verengen und dadurch den Wärmeübergang zum Mantel zu beeinflussen. Die Einbauten können auch nur der Erzeugung von Turbulenz dienen, d.h. im Hinblick auf ihre Turbulenz erzeugende Wirkung in ihrer Geometrie optimiert sein. Die Einbauten können vorteilhafterweise in den Profilen angeordnet und, falls erforderlich, befestigt werden, bevor die Profile mit dem Mantel gefügt werden.In the channels internals may be arranged to narrow, for example, the flow cross-section and thereby influence the heat transfer to the jacket. The internals can only serve to generate turbulence, i. be optimized in terms of their turbulence generating effect in their geometry. The internals may advantageously be arranged in the profiles and, if necessary, fixed before the profiles are joined to the shell.
Die Bildung der Kanäle mittels Profilen ermöglicht auch auf einfache Weise eine Variation des Strömungsquerschnitts jedes Kanals oder ausgewählter Kanäle im axialen Verlauf des jeweiligen Kanals. Eine einfache und daher bevorzugte Variation steht darin, die radial zur Rotationsachse des Walzenkörpers gemessene Höhe der Kanäle oder nur der ausgewählten Kanäle zu variieren. So können die von den beiden Schenkeln beispielsweise eines V-Profils gebildeten Seitenwände oder auch die Seitenwände jedes anderen Profilquerschnitts über die axiale Länge des jeweiligen Profils gesehen kürzer werden. So kann der Strömungsquerschnitt in Strömungsrichtung des Temperierfluids verringert werden, um den Wärmeübergang auf den Mantel durch die damit einhergehende Vergrößerung der Strömungsgeschwindigkeit bei abnehmender Temperaturdifferenz zwischen dem Temperierfluid und dem Mantel über die axiale Länge des jeweiligen Kanals zu vergleichmäßigen.The formation of the channels by means of profiles also allows a simple variation of the flow cross section of each channel or selected channels in the axial course of the respective channel. A simple and therefore preferred variation is to vary the height of the channels measured radially to the axis of rotation of the roller body or only of the selected channels. Thus, the side walls formed by the two legs of, for example, a V-profile or the side walls of any other profile cross-section over the axial length of the respective profile seen shorter. Thus, the flow cross-section can be reduced in the flow direction of the tempering to equalize the heat transfer to the shell by the concomitant increase in the flow rate with decreasing temperature difference between the tempering fluid and the jacket over the axial length of the respective channel.
Falls mit den Profilen Hin- und Rückstromkanäle gebildet werden, beispielsweise um das Temperierfluid an einem axialen Ende des Mantels zu und am gleichen Ende wieder abzuführen, können mehrere Gruppen von Profilen verwendet werden, wobei die Profile innerhalb jeder Gruppe den gleichen Querschnitt und die Profile von Gruppe zu Gruppe unterschiedlichen Querschnitt aufweisen So können die Profile der einen Gruppe einen großen Querschnitt, d.h. eine große Querschnittsfläche und die Profile der anderen oder einer von mehreren anderen Gruppe(n) einen kleineren Querschnitt aufweisen, um Hinströmkanäle und Rückströmkanäle zu bilden, die sich im Querschnitt der Profile voneinander unterscheiden. Insbesondere können mit den Profilen größeren Querschnitts die Hinströmkanäle und den Profilen kleineren Querschnitts die Rückströmkanäle gebildet werden. Vorteilhafterweise ist zwischen den Profilen größeren Querschnitts wenigstens eines der Profile kleineren Querschnitts angeordnet. Sind die Profile mit dem kleineren Querschnitt wie bevorzugt in Bezug auf die Rotationsachse radial flacher als die Profile mit dem größeren Querschnitt, ist bei solch einer Anordnung auch noch die Zugänglichkeit zu den zu fügenden Enden der Profile verbessert. Auch für derartige Ausführungen sind einfache V- oder L-Profile von Vorteil, wobei es ferner auch noch bevorzugt wird, dass die Schenkel dieser Winkel profile bei den beiden oder den noch mehr Gruppen von Profilen jeweils den gleichen Winkel einschließen, beispielsweise jeweils rechtwinklig zueinander weisen. Lediglich der Vollständigkeit wegen sei angemerkt, dass die Profile der Hinströmkanäle und die Profile der Rückströmkanäle auch gleich sein können.If flow profiles are formed with the profiles, for example in order to discharge the tempering fluid at one axial end of the shell and at the same end, several groups of profiles can be used, the profiles within each group having the same cross section and the profiles of Group to group have different cross section So the profiles of a group can have a large cross section, ie a large cross-sectional area and the profiles of the other or one of several other group (s) have a smaller cross section to form Hinströmkanäle and Rückströmkanäle that differ in cross section of the profiles from each other. In particular, the inflow channels and the profiles of smaller cross-section can form the return flow channels with the profiles of larger cross-section. Advantageously, at least one of the profiles of smaller cross-section is arranged between the profiles of larger cross section. If the profiles with the smaller cross-section are radially shallower than the profiles with the larger cross-section, as is preferred with respect to the axis of rotation, the accessibility to the ends of the profiles to be joined is also improved in such an arrangement. For such embodiments, simple V or L profiles of advantage, it is also preferred that the legs of these angle profiles in the two or more groups of profiles each include the same angle, for example, each have at right angles to each other , For the sake of completeness, it should be noted that the profiles of the outflow channels and the profiles of the return flow channels can also be the same.
Das Temperierfluid wird vorzugsweise über einen Verteilerraum in die Kanäle oder im Falle von Hin- und Rückströmkanälen in die Hinströmkanäle verteilt oder in einem Sammelraum nach dem Durchströmen der Kanäle oder der Hinströmkanäle im Falle von Hin- und Rückströmkanälen gesammelt. Hier wie auch sonst wird das Wort "oder" im Sinne von "und/oder" verstanden, umfasst also jeweils die Bedeutung von "entweder....oder" und auch die Bedeutung von "sowohl als auch". Dementsprechend kann entweder nur ein Verteilerraum oder nur ein Sammelraum oder, wie bevorzugt, sowohl ein Verteilerraum als auch ein Sammelraum oder es können mehrere Verteilerräume oder mehrere Sammelräume vorgesehen sein. Der Verteilerraum oder Sammelraum ist an einem axialen Ende des Mantels, beispielsweise in einem an dem axialen Ende angeordneten Zapfenflansch oder vorzugsweise in dem Mantel gebildet. Strömt das Temperierfluid nur in einer axialen Richtung durch den Walzenkörper, ist in bevorzugten Ausführungen am Einströmende ein Verteilerraum und am Ausströmende ein Sammelraum gebildet. Als Verteilerraum oder Sammelraum wird ein Raum verstanden, der in radialer Richtung bis zur Peripherie reicht oder dort als Ringraum gebildet ist, um sämtliche Kanäle oder im Falle von Hin- und Rückströmkanälen nur die Hinströmkanäle oder nur die Rückströmkanäle oder gegebenenfalls auch je nur eine Untergruppe der Kanäle fluidisch miteinander zu verbinden,The tempering fluid is preferably distributed into the channels via a distributor space or, in the case of return flow channels, into the outflow channels or collected in a collecting space after flowing through the channels or the flow-through channels in the case of return flow channels. Here, as elsewhere, the word "or" is understood in the sense of "and / or", meaning in each case the meaning of "either .... or" and also the meaning of "both as well". Accordingly, either only one distributor space or only one collection space or, as preferred, both a distribution space and a collection space or it may be provided several distribution rooms or more plenums. The distributor space or collecting space is formed at an axial end of the jacket, for example in a journal flange arranged at the axial end or preferably in the jacket. If the tempering fluid only flows through the roller body in an axial direction, in preferred embodiments a distributor space is formed at the inflow end and a collecting space is formed at the outflow end. As a distributor room or plenum chamber is understood a space that extends in the radial direction to the periphery or there is formed as an annulus to all channels or in the case of return flow channels only the Hinströmkanäle or only the return flow or possibly also only a subset of Fluidly connect channels,
Wird das Temperaturfluid am gleichen axialen Ende zugeführt und abgeführt, entspricht es bevorzugten Ausführungen, wenn an diesem Zu- und Abführende ein Verteilerraum und ein Sammelraum gebildet sind. In derartigen Ausführungen ist am gegenüberliegenden Ende vorzugsweise ein Sammelraum gebildet. Ferner kann dort auch ein Verteilerraum vorgesehen sein. Bei Ausbildung eines Verteilerraums oder Sammelraums oder mehrerer Verteilerräume oder mehrerer Sammelräume kann einer oder können mehrere dieser Räume, vorzugsweise alle diese Räume, in dem Mantel angeordnet sein. Alternativ kann jedoch auch einer dieser Räume oder können mehrere der Räume oder alle diese Räume in einem der Zapfenflansche oder den beiden Zapfenflanschen gebildet sein, Ferner sind auch Mischformen denkbar, in denen ein Verteiler- oder Sammelraum in dem Mantel und ein Sammel- oder Verteilerraum in einem der Zapfenflansche ausgebildet ist.If the temperature fluid is supplied and discharged at the same axial end, it corresponds to preferred embodiments if a distributor space and a collecting space are formed at this inlet and outlet. In such embodiments, a collecting space is preferably formed at the opposite end. Furthermore, there may also be provided a distributor space there. When forming a distribution space or collection space or multiple distribution spaces or multiple plenums, one or more of these spaces, preferably all of these spaces, may be disposed in the shell. Alternatively, however, one of these rooms or more of the rooms or all these rooms in one of the journal flanges or the two pin flanges may be formed, also mixed forms are conceivable in which a distribution or collection space in the shell and a collection or distribution space in one of the pin flanges is formed.
Ein Verteiler- oder Sammelraum kann vorteilhafterweise mit einer scheibenförmigen oder flach gewölbten Trennstruktur, im bevorzugten einfachsten Fall einer zumindest im Wesentlichen planen Trennscheibe, gebildet werden. Die Trennstruktur weist längs ihres äußeren Umfangs Ausnehmungen für die Kanäle oder nur einen Teil der Kanäle auf. Die betreffenden Kanäle durchragen die Trennstruktur im Bereich der Ausnehmungen oder ragen in die Ausnehmungen oder bis zu den Ausnehmungen. Die Ausnehmungen sind an die Außenkontur der sie durchragenden Kanäle angepasst geformt und mit diesen Kanälen fluiddicht verbunden, beispielsweise verlötet oder bevorzugt verschweißt. Bei Verwendung von V- oder L-Profilen weist die Trennstruktur über ihren äußeren Umfangsrand einen entsprechend gezackten Verlauf auf.A distribution or collection space can advantageously be formed with a disk-shaped or flat-curved separation structure, in the simplest case of an at least substantially planar separation disk in the simplest case. The separation structure has along its outer circumference recesses for the channels or only a portion of the channels. The respective channels project through the separation structure in the region of the recesses or protrude into the recesses or to the recesses. The recesses are formed adapted to the outer contour of the projecting channels and fluid-tightly connected to these channels, for example, soldered or preferably welded. When using V or L profiles, the separation structure on its outer peripheral edge on a corresponding jagged course.
In alternativen Ausführungen sind in einem einzigen oder in einem linken und einem rechten Zapfenflansch Verbindungskanäle geformt, beispielsweise als radialerstreckte Bohrungen, die eine zentrale Zu- oder Abführung mit einem Verteilerraum oder einem Sammelraum mit den Kanälen oder einem Teil der Kanäle verbinden.In alternative embodiments, connection channels are formed in a single or in a left and a right spigot flange, for example as radially extended bores connecting a central supply or discharge with a distribution space or a collecting space with the channels or a part of the channels.
Über die bereits genannten Strömungsführungen, zum einen nur mit Hinströmkanälen, d. h. mit Fluidzufuhr an einem axialen und Fluidabfuhr am anderen axialen Ende der Walze, und einer einfachen Hin- und Rückströmung mit Zu- und Abführung am gleichen Ende hinaus sind auch noch weitere Strömungsführungen realisierbar, beispielsweise eine Dreifachdurchströmung, nämlich Zuführung an einem Walzenende, Hinströmung, Rückströmung, nochmalige Hinströmung und Abführung am anderen Walzenende. Realisierbar ist ferner auch eine vierfache Durchströmung des Walzenkörpers mit in Strömungsrichtung hintereinander einem ersten Hinströmkanal, einem ersten Rückströmkanal, einem zweiten Hinströmkanal und einen zweiten Rückströmkanal, also mit Zu- und Abführung des Temperierfluids am gleichen Walzenende. Eine ebenfalls vorteilhafte Variante ist die Zufuhrung an einem Walzenende und Verteilung in Hillströmkanäle, wobei am anderen Walzenende zwei benachbarte Hinströmkanäle zu einem Rückströmkanal zusammengefasst werden, also das in den beiden Hinströmkanälen zum anderen Ende strömende Fluid gänzlich oder zumindest aus beiden Hinströmkanälen teilweise in einem Rückströmkanal zurückströmt und am gleichen Walzenende wieder abgeführt wird.About the already mentioned flow guides, on the one hand only with Hinströmkanälen, d. H. with fluid supply to an axial and fluid removal at the other axial end of the roller, and a simple back and forth flow with inlet and outlet at the same end also other flow guides are feasible, for example, a triple flow, namely supply to a roll end, outflow, backflow , repeated outflow and discharge at the other end of the roll. Furthermore, a fourfold throughflow of the roller body with a first inflow channel, a first inflow channel, a second inflow channel and a second inflow channel, ie with supply and discharge of the tempering fluid at the same roll end, can also be implemented. Another advantageous variant is the supply at one end of the roll and distribution in Hillströmkanäle, wherein two adjacent Hinströmkanäle be summarized at the other end of a Rückströmkanal, ie the flowing in the two Hinströmkanälen to the other end fluid flows back completely or at least partially from both Hinströmkanälen in a return flow and is discharged again at the same end of the roll.
Die Erfindung betrifft über den Walzenkörper als solchen hinaus auch eine den Walzenkörper aufweisende Walze, die in einer Bahnbehandlungsmaschine, beispielsweise Papiermaschine, eingebaut oder für den Einbau vorgesehen ist. Die Walze weist an den axialen Enden des Walzenmantels jeweils einen Zapfenflansch für die Drehlagerung und die Fluidverteilung oder zumindest Abdichtung und vorzugsweise auch für einen Drehantrieb auf Einer oder beide Zapfenflansche können insbesondere einen am jeweiligen axialen Ende gebildeten Verteilter- oder Sammelraum abschließen.In addition to the roll body as such, the invention also relates to a roll having the roll body, which is installed in a web treatment machine, for example a paper machine, or intended for installation. The roller has at the axial ends of the roller shell in each case a journal flange for the rotary bearing and the fluid distribution or at least sealing and preferably also for a rotary drive on one or both journal flanges can in particular complete a distribution or collection space formed at the respective axial end.
Weitere bevorzugte Merkmale werden in den Unteransprüchen und deren Kombinationen beschrieben.Further preferred features are described in the subclaims and their combinations.
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand von Figuren erläutert. Die an den Ausführungsbeispielen offenbar werdenden Merkmale bilden je einzeln und in jeder Merkmalskombination die Gegenstände der Ansprüche und auch die vorstehend erläuterten Ausgestaltung vorteilhaft weiter. Es zeigen:
Figur 1- eine Walze mit Kanäle bildenden Profilen und Trennscheiben zur Bildung von Verteiler- und Sammelräumen,
Figur 2- einen Walzenkörper der Walze in einem Querschnitt,
Figur 3- einen Umfangsabschnitt des Walzenkörpers im Querschnitt,
Figur 4- einen Umfangsabschnitt eines hinsichtlich der Profile modifizierten Walzenkörpers,
Figur 5- einen Umfangsabschnitt eines hinsichtlich der Profile nochmals modifizierten Walzenkörpers,
Figur 6- eine Walze mit Kanäle bildenden Profilen und in Zapfenflanschen gebildeten Verteiler- und Sammelräumen,
Figur 7- den Querschnitt
C-C der Figur 6 , Figur 8- den Querschnitt
D-D der Figur 6 , Figur 9- das Detail
A der Figur 6 , Figur 10- eine Walze mit Kanäle bildenden Profilen und einer modifizierten Ausbildung von Verteiler- und Sammelräumen in den Zapfenflanschen,
Figur 11- den Querschnitt E-E der
Figur 10 , Figur 12- den Querschnitt F-F der
Figur 10 , Figur 13- einen Ausschnitt einer Walze mit Kanäle bildenden Profilen und einem geschweißten Verteiler- und Sammelsystem,
Figur 14- einen Walzenkörper mit einem aus Ringschalenteilen gefügten Mantel in einem Querschnitt,
- Figur 15
- ein axiales Segment des aus Ringschaltenteilen gefügten Walzenkörpers der
Figur 14 , Figur 16- einen aus zwei Segmenten der
Figur 15 gefügten Walzenkörper, Figur 17- einen aus mehreren Segmenten und Ringschalenteilen zusammengesetzten Walzenkörper und
Figur 18- einen aus mehreren Segmenten und Ringschalenteilen zusammengesetzten Walzenkörper in einer Seitenansicht.
- FIG. 1
- a roller with channels forming profiles and cutting discs for forming distribution and collection spaces,
- FIG. 2
- a roller body of the roller in a cross section,
- FIG. 3
- a peripheral portion of the roller body in cross section,
- FIG. 4
- a peripheral portion of a roller body modified with respect to the profile,
- FIG. 5
- a peripheral portion of a further modified with respect to the profile roll body,
- FIG. 6
- a roller with channel-forming profiles and distribution and collection spaces formed in journal flanges,
- FIG. 7
- the cross section CC of
FIG. 6 . - FIG. 8
- the cross section DD of
FIG. 6 . - FIG. 9
- the detail A of the
FIG. 6 . - FIG. 10
- a roller with channel-forming profiles and a modified formation of distribution and collection spaces in the journal flanges,
- FIG. 11
- the cross section EE of
FIG. 10 . - FIG. 12
- the cross section FF the
FIG. 10 . - FIG. 13
- a section of a roll with channels forming profiles and a welded distribution and collection system,
- FIG. 14
- a roller body with a jacket made of ring shell parts in a cross section,
- FIG. 15
- an axial segment of the roll body joined from ring switching parts
FIG. 14 . - FIG. 16
- one of two segments of the
FIG. 15 joined roll body, - FIG. 17
- a composite of several segments and ring shell parts roller body and
- FIG. 18
- a composite of several segments and ring shell parts roller body in a side view.
Im Inneren des Mantels 1 ist ein Verteilersystem für das Temperierfluid gebildet. Durch den Zapfenflansch 3 erstrecken sich in axialer Richtung eine zentrale Zuführung 4 und konzentrisch um die Zuführung 4 eine Abführung 5 für das Temperierfluid. Die Abführung 5 wird mittels eines in den Zapfenflansch 3 eingesetzten Rohrs als Ringspalt zwischen dem Rohr und einer umgebenden Mantelinnenfläche des Zapfenflansches 3 erhalten. Alternativ könnte die Abführung 5 auch mit Bohrungen erhalten werden, die sich axial durch den Zapfenflansch 3 erstrecken. In noch einer Modifikation könnten die Abführung 5 zentral und die Zuführung 4 die Abführung 5 umgebend ausgebildet sein. Das Temperierfluid ist durch die Zuführung 4 dem Verteilersystem zuführbar und durch die Abführung 5 abführbar. Zu dem Verteilersystem gehören sowohl auf der den Flanschzapfen 3 umfassenden Zu- und Abführseite der Walze als auch auf der den Flanschzapfen 2 umfassenden Antriebseite jeweils ein Verteilerraum 6 und ein Sammelraum 7 sowie periphere Temperierkanäle 10a und 10b, die sich axial über die gesamte Länge des Mantels 1 erstrecken, jedenfalls über die gesamte Länge, mit der die Walze auf eine zu behandelnde Bahn maximaler Breite einwirkt. Die Temperierkanäle 10a und 10b sind um die Rotationsachse R gleichmäßig verteilt an der inneren Umfangsfläche des Mantels 1 gebildet. Die Temperierkanäle 10a sind Hinströmkanäle, und die Temperierkanäle 10b sind Rückströmkanäle. Die Temperierkanäle 10a und 10b sind in Umfangsrichtung alternierend aufeinander folgend nebeneinander angeordnet, d.h. auf jeweils einen Hinströmkanal 10a folgt in Umfangsrichtung ein Rückströmkanal 10b und auf jeden Rückströmkanal 10b ein Hinströmkanal 10a.Inside the
Die beiden Verteilerräume 6 und die beiden Sammlerräume 7 werden von Trennstrukturen 8 und 9 und jeweils einem der Zapfenflansche 2 und 3 axial begrenzt, auf der Zu- und Abführseite von der dortigen Trennstruktur 9 auch fluidisch voneinander getrennt. Die Trennstrukturen 8 und 9 sind kreisscheibenförmig mit jeweils einem gezackten äußeren Umfangsrand. Die Trennstrukturen 8 und 9 sind an dem jeweiligen axialen Ende des Mantels 1 in einem geringen axialen Abstand zueinander und ebenfalls in einem geringen axialen Abstand zum jeweiligen Zapfenflansch 2 oder 3 angeordnet, so dass die Verteilerräume 6 und Sammelräume 7 jeweils zylinderscheibenförmig sind. Auf der Zu- und Abführseite begrenzen die Trennstrukturen 8 und 9 zwischen sich den Verteilerraum 6 und der Zapfenflansch 3 mit der Trennstruktur 9 den Sammelraum 7. Auf der gegenüberliegenden Antriebseite begrenzen die Trennstrukturen 8 und 9 axial zwischen sich den Sammelraum 7, und die Trennstruktur 9 begrenzt mit dem Zapfenflansch 2 den Verteilerraum 6.The two
In Betrieb der Walze wird das Temperierfluid durch die Zuführung 4 zentral in den Verteilerraum 6 der Zu- und Abführseite eingeleitet, und strömt am Umfangsrand der axial inneren Trennstruktur 8 in die Hinströmkanäle 10a. Das Temperierfluid durchströmt die Hinströmkanäle 10a in axialer Richtung und gelangt über den äußeren Umfangsrand der axial gegenüberliegend inneren Trennstruktur 8 in den dortigen Sammelraum 7, wird dort in Richtung auf die Rotationsachse R nach innen umgeleitet und strömt durch eine zentrale Öffnung der axial äußeren Trennstruktur 9 in den Verteilerraum 6. Das Temperierfluid strömt durch den Verteilerraum 6 der Antriebseite nach radial außen und gelangt über den äußeren Umfangsrand der Trennstruktur 9 in die Rückströmkanäle 10b, Das Temperierfluid durchströmt die Rückströmkanäle 10b in axialer Richtung, wird auf der Zu- und Abführseite in dem dortigen Sammelraum 7 gesammelt und strömt durch den Sammelraum 7 und die zentrale Abführung 5 zurück in das externe Fluidversorgungssystem der Walze.During operation of the roller, the tempering fluid is introduced centrally through the
Die Profile P sind Winkelprofile, im Ausführungsbeispiel gleichschenklige L-Profile mit einem ersten Schenkel 11 und einem zweiten Schenkel 12, die miteinander einen Winkel α von zumindest im Wesentlichen 90° einschließen. Die Profile P liegen eng beabstandet nebeneinander, so dass in Umfangsrichtung nächstbenachbarte Profile P mittels einer gemeinsamen axial kontinuierlich durchgehenden Schweißnaht 13 mit dem Mantel 1 verbunden sind. Die Schweißnähte 13 werden unter Pulver oder noch bevorzugter mittels Elektronenstrahl geschweißt.The profiles P are angle profiles, in the exemplary embodiment isosceles L-profiles with a
Die Schenkel 11 und 12 bilden die Seitenwände des vom jeweiligen Profil P begrenzten Temperierkanals 10a oder 10b, und der Mantel 1 bildet die Außenwand. Im Querschnitt werden im Ausführungsbeispiel Temperierkanäle 10a und 10b mit dreieckigem Strömungsquerschnitt erhalten. Die Profile P sind jeweils mit der Innenkante ihrer Schenkel 11 und 12 an der inneren Umfangsfläche des Mantels 1 angesetzt. Die freien Stirnflächen der Schenkel 11 und 12 weisen senkrecht zu dem jeweiligen Schenkel 11 oder 12 und dementsprechend unter einem Winkel α von etwa 45° zur inneren Umfangsfläche des Mantels 1, d. h. sie schließen mit der inneren Umfangsfläche daher jeweils einen Winkel β von etwa 45° ein und begrenzen entsprechend mit der inneren Umfangsfläche einen keilförmigen Zwischenraum, in den der pulverförmige Zusatzwerkstoff für den Schweißprozess eingebracht wird, indem im hohlen Mantel 1 unter Pulver geschweißt wird. Jeweils nächstbenachbarte Profile P sind in einem in Umfangsrichtung geringen Abstand voneinander an die innere Umfangsfläche des Mantels 1 angesetzt, so dass der Zusatzwerkstoff in den Zwischenraum zwischen dem Mantel 1 und den Stirnflächen der jeweils nächstbenachbarten Schenkel 11 und 12 dringen kann. Durch das Schweißen werden die Schweißnähte 13 wie in der rechten Hälfte der
Die Profile P sowie Pa und Pb können in besonders bevorzugten Ausführungen auch mittels Energiestrahlschweißen, insbesondere Elektronenstrahlschweißen, mit dem Mantel 1 und vorzugsweise auch jeweils paarweise miteinander verschweißt werden, indem sie in Umfangsrichtung dicht nebeneinander angeordnet werden, wobei sie einander seitlich auch kontaktieren können. Für das Fügen ohne Zusatzwerkstoff werden vorteilhafterweise artgleiche Werkstoffe miteinander verschweißt. Für das Energiestrahlsclaweißen können die Profile P oder Pa und Pb wie in den
Aus der Querschnittsdarstellung der
Zu den Verteilerräumen 6 und Sammelräumen 7 ist noch zu bemerken, dass diese im Ausführungsbeispiel noch innerhalb des Mantels 1 gebildet sind. In einer Modifikation könnte zumindest einer oder könnten beide axial äußeren Räume 6 bzw. 7 im jeweiligen Zapfenflansch 2 oder 3 gebildet sein. In noch einer weiteren Modifikation können an einem axialen Ende oder an beiden axialen Enden beide Räume 6 und 7 im jeweiligen Zapfenflansch 2 oder 3 gebildet sein.To the
Obgleich das Verteiler- und Sammelsystem vorzugsweise entweder nur mit Trennscheiben oder in den Zapfenflanschen geformten Verteiler- oder Sammelräumen oder nur als geschweißtes Verteiler- und Sammelsystem gebildet ist, sollen Mischformen der unterschiedlichen Verteiler- und Sammelsysteme nicht ausgeschlossen werden, beispielsweise die Bildung eines Verteiler- oder Sammelraums an einem Walzenende mittels einer oder mehrerer Trennscheiben und die Formung eines Verteilerraums oder Sammelraums am anderen Walzenende im dortigen Zapfenflansch. So kann beispielsweise das Walzenende der Zu- und Abführseite entsprechend dem Ausführungsbeispiel der
Der Aufbau des Walzenmantels aus Ringschalenteilen 1a, 1b und 1c erleichtert das Anordnen und Fügen der Profile P, ersatzweise der Profile Pa und Pb, an den Mantelinnenflächen der Ringschalenteile 1a, 1b und 1c. Die Ringschalenteile 1a, 1b und 1c weisen zylindrische innere und äußere Umfangsflächen auf.The structure of the roll shell of
Zum Fügen werden die Profile P auf der Innenfläche des jeweiligen Ringschalenteils 1a oder 1b oder 1c angeordnet und durch Elektronenstrahlschweißen mit dem Ringschalenteil 1a, 1b oder 1c gefügt. Bevorzugt werden die Profile P, ersatzweise die Profile Pa und Pb oder andersartige Profile, in Umfangsrichtung so dicht nebeneinander angeordnet, dass mit dem gleichen Energiestrahl die nächstbenachbarten Seitenwände mit dem jeweiligen Ringschalenteil 1a, 1b oder 1c verschweißt werden. Um den Schweißvorgang zu beschleunigen, können gleichzeitig mehrere Energiestrahlen axial entlang den Profilen P in Schweißrichtung vorwärts bewegt und dabei kontinuierlich pro Energiestrahl eine der Verbindungsnähte erzeugt werden. Besonders bevorzugt werden vier in Umfangsrichtung aufeinander folgende Verbindungsnähte erzeugt. Bei der bevorzugten Anordnung dicht nebeneinander handelt es sich um Verbindungsnähte 13, im Falle einer Anordnung der Profile P oder Pa und Pb mit Abstand um Verbindungsnähte 14 (
Nach dem Fügen der Profile P, Pa und Pb oder Profile anderer Art, werden die Ringschalenteile 1a, 1b und 1c entweder paarweise oder gleichzeitig alle drei relativ zueinander in einer Fügeposition fixiert und die Verbindungsnähte 1d erzeugt. Die Verbindungsnähte 1d werden wie gesagt vorzugsweise ebenfalls mittels Elektronenstrahlschweißen erzeugt. Die Anordnung der Profile ist vorzugsweise derart, dass bei dem Erzeugen der Verbindungsnähte 1d auch gleichzeitig eine der Verbindungsnähte für die Profile erzeugt wird. So können insbesondere wie in
Claims (15)
dadurch gekennzeichnet, dass
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