DE2025919B2

DE2025919B2 - Walze

Info

Publication number: DE2025919B2
Application number: DE19702025919
Authority: DE
Inventors: Jorma Aarne Kullervo Karhula Tuomaala (Finnland)
Original assignee: Ahlstrom Corp
Current assignee: Ahlstrom Corp
Priority date: 1969-06-04
Filing date: 1970-05-27
Publication date: 1972-12-07
Also published as: FR2049155B1; SU442607A3; ES380361A1; DE2025919A1; US3676909A; FR2049155A1; JPS525605B1; GB1270043A; SE368609B; FI50896C; CA920406A; FI50896B

Description

Die Erfindung betrifft eine Walze mit einem rohrförmigen Mantel und in diesem angeordneter Welle, die an beiden Enden drehbar gelagert und in der Mitte fest mit dem Mantel verbunden ist, und mit einer weiteren veränderbaren Abstützung zwischen Mantel und Welle.

Eine solche Walze ist bereits aus der deutschen Auslegeschrift 1 218 392 bekannt, wobei die weitere veränderbare Abstützung dort in jeweils zwischen den Enden des Mantelrohrs und der Welle angeordneten elastischen Rin^elementen besteht, die je zwischen zwei gegeneinander über Gewinde verstellbare Flansche eingespannt sind. Durch Verstellung der Flansche ist eine Erhöhung bzw. Reduzierung des von den elastischen Rir.gelementen auf das Mantelrohr ausgeübten Drucks möglich, der der Durchbiegung desselben unter dem Einfluß eines Anpreßdrucks beim Einsatz der Walze in Schlicht- und Glättkalandern od. JpI. entgegenwirkt und diese reduziert. Allerdings bleiin immer noch eint nicht unerhebliche Durchbiegung des Mantelrohrs der Walze in Form von fünf etwa sinusförmigen Halbwellen bestehen, so daß auch weiterhin eine ungleichmäßige Druckbehandlung und daraus resultierend eine Ungleichfürmigkcit des unter der Walze hindurchgezogenen bzw. -geschobenen Produkts, z. B. einer Textil- oder Papierbahn, besteht, die in besonderem Maße unerwünscht ist.

Eine andere aus der deutschen Auslegeschrift 1 193 79? bekannte Walze für die Druckbehandlung von Warenbahnen besteht aus einem drehbaren Hohlzylinder mit einem in dessen Inneren und im Absland von Bossen Innenwanduiig angeordneten, stillstehenden und an seinen Enden abgestützten Kern, wobei zwischen Kern und Hohlzylinder auf die gesamte Länge verteilt Hydraulikanordnungen, in Form von Kolben und Zylindern mit Gleitschuhen, vorgesehen sind; in diesen beaufschlagt ein Druckmittel die Kolben zur Erzeugung eines der Durchbiegung des Hohlzylinders entgegenwirkenden Drucks. Durc!: diese Ausbildung der Abstützung wird zwar ein gutes Ausmaß der Verhinderung bzw. Reduzierung der Durchbiegung erreicht; jedoch ist der konstruktive Aufwand

ίο sehr erheblich, so daß es über die sehr erheblichen

Gestehungskosten hinaus eines nicht unerheblichen Aufwands für die Wartung der Hydraulikteile und für

ihre Steuerung bedarf.

Auch eine andere aus der deutschen Auslegeschrift

1 026 609 bekannte Walze für die Druckbehandlung von Warenbahnen besteht aus einem drehbaren Hohlzylinder mit einem in dessen Inneren und im Abstand von dessen Innenwardung angeordneten, stillstehenden und an seinen Enden abgestützten Kern.

Dabei sind hier in dem Zwischenraum zwischen Kern und Innenwandung auf der der Wirkseite der Walze zugewandten Seite eine Druckflüssigkeit und im entsprechenden Teil des Kerns zylinderartige Bohrungen — beides unter Vorsehung einer absperrung gegenüber dem auf der der Wirkseite abgewandten Seite liegenden Teil des Zwischenraums — vorgesehen, wobei sich der Hohlzy'.inder auf dieser Druckflüssigkeit schwebend abstützt und Luft im Bereich dei Basis der zylinderartigen Bohrungen komprimiert, Dabei wirkt die in den zylinderartigen Bohri ngen befindUche Druckflüssigkeit je wie ein eigenes Hydrat·- likaggregat, das aus Zylinder und Kolben besteht und auf die Innenwandung zur Einwirkung gebracht wird. so daß auch hier von einer Ausbildung der Abstützung in Form von aus Zylinder und Kolben »bestehender Hydraulikaggregaten gesprochen v/erden kann bzw muß. Der Nachteil dieser Konstruktion besteht in dei Notwendigkeit hoher Antriebsleistungen zur Überwindung der Reibungskräfte. Auch hier bedarf e:

wieder einer aufwendigen Steuereinrichtung, um die hydraulischen Kräfte an den an den Ke^-nen«'en zui Einwirkung gebrachten Anpreßdruck anzugleichen denn nur im Falle einer vollständigen Angleichunj ist die Durchbiegung der Walze im gewünschten Maße reduzierbar.

Die konstruktiv einfachste Gestaltung einer Glättwalze zur Verwendung in Kalandern ist aus dei deutschen Patentschrift 446 513 bekannt, wo über du innerhalb eines Stahlrohrs liegenden freien Teiic eines Walzenkerns, auf dessen Mitte das Stahlrchi aufgezogen ist, Ringe geschoben sind. Diese füller den Hohlraum zwischen Rohr und Kern aus, und iiir< Anzahl ist veränderbar, so daß der fest auf dem Kerr aufliegende Rohrteil grüßer oder kleiner gestalte:

werden kann. Diese Abstützungsart ist jedoch nichi derart regulierbar, daß die auf das Rohr wirkende Kraft regulierbar ist. weshalb eine Reduzierung dei Durchbiegung der Walze nicht erzielbar ist.

Eine ähnliche Gestaltung einer Walze ist aus deir deutschen Gebrauchsmuster 1 894 949 bekannt, wc ebenfalls ein Mantelrohr auf eine Welle aufges;hober ist und lediglich im Mittelteil ein l'es'cr Sitz zwischer beiden Teilen besteht, so daß die freien Enden de; Mantelrohrs frei durchfedern können. Jedoch laß auch diese starre Abstützung keine Reduzierung dci Durchbiegung der Walze durch Regulierung der au den Mantel zur Einwirkung kommenden Kräfte zu Schließlich ist aus der deutschen Auslegeschrif

3 (4

1004 580 auch noch eine Druckwalze für Schli-^Ut- biegungsverhältnis von (7/5)⁴ = 2401: 625 ~ 4, also

maschinen bekannt, bei der das Mantelrohr aus- eine erheblich geringere Durchbiegung. Bei Vergleich

schließlich durch mindestens eine im Inneren desselben mit den Walzen der deutschen Patentschrift 446 513

angeordnete Abstützung auf einem durchgehenden bzw. des deutschen Gebrauchsmusters 1 894 949 je

Kern abgestützt ist. Dabei befindet sich die Abstützung 5 mit drei Halbwellen ergibt sich sogar ein Verhältnis

in einem Abstand von den Enden des Mantelrohrs, von (7: 3)" = 2401/81 ~ 30.

der mindestens Vio ^von dessen Länge entspricht. Im folgenden wird die Erfindung an Hand mehrerer

Auch in diesem Fall ist wiederum keine Reduzierung in den Zeichnungen dargestellter bevorzugter Aus-

der Durchbiegung der Walze aus denselben Gründen führungsformen beschrieben. Es zeigt

wie bei der zuletzt beschriebenen Walze erzielbar. io F i g. 1 den Aufbau der Walze im Längsschnitt,

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Walze Fig. 2 einen Querschnitt entlang der Linie A-A,

zu schaffen, die bei Belastung zur Erzielung einer F i g. 3 in schematischer Darstellung die erfindungs-

Preßwirkung leidiglich eine verschwindend geringe gemäße Konstruktion, Durchbiegung aufweist, so daß sie ohne weiteres den F i g. 4 eine Alternativkonstruktion,

bei der Herstellung von Papier, Kunststoff und 15 Fig. 5 die Durchbiegungslinie einer nur in der

Textilien zu stellenden Forderungen gerecht wird, wo Mitte abgestützten Walze,

die Bewirkung eines gleichmäßigen Liniendrucks von F i ρ £ die Di'rchbiegungslinie einer in der Mitte

überragender Bedeutung ist; jedoch soll die neue und an ihren beiden End. >. abgestützten Walze,

Walze eine bedeutend einfachere Konstruktion als F i g. 7 die Anordnung der hx;.enterringe im Detail

die oben beschriebenen Walzen aufweisen. 20 und

Dies wird bei einer Walze der eingangs beschrie- F i g. 8 eine Variante mit einer hydrau!^;schen Stützbein Art erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die vorrichtung, deren Unterstützungspunkt an der Innenhinsichtlich der Kraft veränderbare, zu einer Gegen- fläuie des Walzenmantels liegt,
walze gerichtete Abstützung in Längsrichtung der In F i g. 1 ist der röhrenförmige Walzenmantel 1 Walze gesehen zwischen der mittleren Verbindung 25 zu sehen, der mit einer Schicht 2 aus einem anderen und dem Ende des Mantels angeordnet ist. Auf diese Material überzogen sein kann. Innen in diesem Mantel Weise lassen sich die auf die Enden des WaLen- befindet Lieh eine Welle 3, die an ihren beiden Enden mantels wirkenden Stützkräfte so regulieren, daß über in Lagern 4 ruht. Der Mantel 1 ist in der Mitte durch die gesamte Walzenbreite ein nahezu gleich großer eine Schrumpfverbindung mit der Welle 3 verbunden. Preßdruck hen ;cht. 30 wie in Fig.] und 3 dargestellt, oder an diese ange-

Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform ist schweißt, wie in F i g. 4 dargestellt. In der Nähe des dann erreichbar, wenn die Abstützung aus zwei Walzenendes befindet sich innen im Walzenmantel ein Exzentei ringen besteht, die ineinanderliegend zwischen Lager 5, in welchem zwei ineinandergeschachelte Mantel und Welle angeordnet sind und deren Stütz- Exzenterringe 6 und 7 liegen, welche wiederum ein kraft durch Relativbewegung veränderbar ist. Hierbei 35 auf der Welle 3 sitzendes Lager 8 umschließen. Der besteht dann wiederum die Möglichkeit der Verwen- Ring δ hat einen innenseitigen Zahnkranz 9 und der dung von Exzenterringen gleicher Exzentrizität, so Ring 7 eine;, außenseitigen Zahnkranz 10; beide daß die Stützkraft auch bis auf Null herunter regelbar Zahnkränze stehen über ein Zahnrad 11 miteinander ist. Die Verwendung von Exzenterringen gewährleistet in Verbindung. Die ineinanderliegenden Exzentereine sehr einfache und betriebssichere Konstruktion 40 ringe 6 und 7 weisen die gleiche Exzentrizität e mit allen hiermit verbundenen Vorteilen bei einwand- (vgl. F i g. 7) auf; ihre resultierende Exzentrizität freier Rcgulierbarkeit der Stützkraft auch um sehr kann auf alle Werte zwischen 0 und 2 e eingestellt kleine Änderungsbeträge. werden.

Bei einer hierzu plternativen Ausführungsform kann Das Zahnrad 11 ist an einem stationären Stützring

die Abstützung aus einem zwischen Mantel und Welle 45 18 gelagert und hält die Ringe 6 und 7 beim Rotieren

angeordneten Hydraulikaggregat bestehen, wobei der Walze an ihrer Stelle.

dieses dann, wie oben bereits als erfindungswesentlich Das Zahnrad 11 ist über eine Welle 12, die in

angegeben ist, zwischen der mittleren Verbindung und Lagern 13 und 14 ruht, sowie über Zahnräder 15,16

dem Ende des Mantels angeordnet ist. Zwar bedarf es r.<it einem Motor oder einer sonstigen Antriebsvor-

zur Steuerung der Hydraulikkräfte üblicher Regel- 5° richtung 17 gekoppelt. Durch Drehen des Zahnrades

einrichtungen, wie dies oben teilweise für Walzen 11 kommt es zu einer gegenseitigen Verdrehung der

genr^:i.ß dem Stand der Technik a/igegeben ist; jedoch Ringe, wodurch die resultierende Exzentrizität dieser

ist mittels einer solchen Ausbildung der Abstützung Ringe und damit die Distanz zwischen Walzenmantel

in Verbindung mit der erfindungsgemäßen Anordnung und Wellenr:ntren und somit indirekt auch die

die gewünschte Funktionsweise einwandfrei erzielbar. 55 Größe der Stützkraft an der betreffenden Stelle ver-

Beste Ergebnisse lassen sich in einfacher Weise ändert wird.

dadurch erreichen, daß der Abstand der Abstützung F i g. 5 zeigt die Durchbiegungslinic einer in der

vom Ende des Mantels etwa '/,„ der Mantellänge Mitte abgestützten Walze, wobei /, die Durchbiegung

beträgt. des Walzenmantels. /₂ die Durchbiegung der in der

Die erlindungsgemäß erzielte Reduzierung der ^6o Walze befindlichen Welle verkörpert. Wirkt an beiden

Durelibiegung der Walze beruht auf der Tatsache. Enden die Stützkraft P (vgl. F i g. 6), so ergibt sich

daß die Durchbiegung eines an seinen Enden abge- eine geringere Durchbiegung. Durch optimale Wahl

stützten Mantelrohrs gemäß einer Parabel erfolgt, die des Unterstützungspunktes und der Größe der Stütz-

einer halben Sinusweüe entspricht, und proportional kraft (Distanz zwischen Walzenmantel und Wellen-

zur vierten Potenz der halben Wellenlänge ist. Dies ⁶5 Zentren) erhält man eine Durchbiegelinie von praktisch

ergibt bei Vergleich der erfindungsgeniäßen Walze mit geradem Verlauf (vgl. F i g. 6).

sieben Halbwellen mit der der deutschen Auslege- In F i g. 7 und 8 werden durch die Bezugszahlen 19.

schrift 1218 392 mit fünf Halbwellen ein Durch- 20.71 unu 22 Lauer bezeichnet.

In F i g. 8 ist in schematischer Darstellung ein Querschnitt durch das hydraulische Stützsystem 24 des Walzenmantels 1 gezeigt, bei dsm ein oder mehrere Unterstützungspunkte an der Mantelinnenfiäche zwischen der Auflagestelle der Welle 3 und der Verbindungsstelle zwischen Mantel und Welle liegen.

Beispiel

Eine Walze von 7500 mm Länge, Manteldurchmesser 800/500 mm, Belastung 100 kp/cm.

1. Walzenmantel in der Mitte angestützt. Durchbiegung <5 0,13 mm (vgl. F i g. 5).

2. Walzenmantel in der Mitte und 800 mm von den Walzenenden abgestützt. Durchbiegungr) 0,02 mm (vgl. F i g. 6).

In der Praxis hat sich gezeigt, daß ein optimales Resultat dann erzielt wird, wenn die Breite der Mittelstütze und die Distanz der Seitenstützen von den Walzenenden etwa 0,1 · Walzenlänge betragen.
Die Erfindung ist nicht auf die vorangehend beschriebenen und in den Zeichnungen dargestellten Konstruktionslösungen beschränkt, sondern kann auch in abgeänderter Form, z. B. mit zusätzlichen Unterstützungspunkten, ausgeführt werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Walze mit einem rohrförmigen Mantel und in diesem angeordneter Welle, die an beiden Enden drehbar gelagert und in der Mitte fest mit dem Mantel verbunden ist, und mit einer weiteren veränderbaren Abstützung zwischen Mantel und Welle, dadurch gekennzeichnet, daß die hinsichtlich der Kraft veränderbare, zu einer Gegenwalze gerichtete Abstützung (6, 7; 24), in Längsrichtung der Walze (1) gesehen, zwischen der mittleren Verbindung und dem Ende des Mantels (1) angeordnet ist.

2. Walze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dip Abstützung aus zwei Exzenterringen (6, 7) besient, die ineinanderliegend zwischen Mantel (1) und Welle (3) angeordnet sind und deren Stützkraft durch Relativdrehung veränderbar ist.

3. Walze nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß beide Exzenterringe (5, 6) eine gleich große Exzentrizität (e) besitzen.

4. Walze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstützung aus einem zwischen Mantel (1) und Welle (3) angeordneten Hydraulikaggregat (24) besteht.

5. Walze nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß cW Abstand der Abstützung (6,7; 24) vom Ende des Mantels (1) etwa Vio der Mantellänge beträgt