DE2333731C3 - Walze zur Ausübung eines gleichmäßigen Drucks - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Walze zur Ausübung eines gleichmäßigen Drucks, welche ein undrehbares Querhaupt und mehrere das Querhaupt drehbar umgebende, mit geringem Abstand in Längs-

»5 richtung aneinander anschließende, den arbeitenden Walzenumfag bildende Rohrabschnitte aufweist, die an dem Querhaupt über je eine Ringlageranordnung gelagert sind, die sich über ein in einer Kammer

befindliches, allen Ringlageranordnungen gemeinsames Druckmedium an dem Querhaupt abstützt und gegen den Druck des Druckmediums eine unabhängige radiale Verschiebung ausführen kann.

Die einzelnen Rohrabschnitte üben einen gleichmäßigen Druck auf die Bahn aus. Durch ihren gegenseitigen Abstand kann das Querhaupt etwas durchgebogen sein und somit bei entsprechender Anordnung auch zur Erzielung einer Breitstreckwirkung in einer laufenden Bahn unter Spannungsausgleich dienen.

In der kanadischen Patentschrift 8 14 172 ist eine Walze gezeigt, bei der die Ringlageranordnungen Kugel- oder Rollenlager umfassen, deren Innenringe auf dem Querhaupt über vier unter 90° über den Umfang des Querhaupts bzw. der Innenringe zueinander versetzte schlauchförmige Druckkissen abgestützt, ansonsten auf den Druckkissen aber frei beweglich sind. Eine derartige Walze hat bei höheren Geschwindigkeiten und Arbeitsdrücken nur unbefriedigende Laufeigenschaften, weil das die Kräfte übertragende Ringlager nur auf einer elastischen Unterlage abgestützt ist und die praktisch allseitige Nachgiebigkeit derselben zu unerwünschten Verlagerungen benachbarter Lagerelemente, insbesondere in Umfangsichtung, und zu Schwingungen Anlaß ist

Eine Walze der eingangs genannten Art ist Gegenstand des ein älteres Recht bildenden deutschen Patents 22 01 844. Bei der durch dieses Patent geschützten Walze sind die Ringlageranordnungen ebenfalls auf Druckkissen gelagert, jedoch sind zwischen den Ringlageranordnungen auf dem Querhaupt feste Kuppelringe vorgesehen, die die Innenringe der benachbarten Ringlager undrehbar, jedoch eine radiale gegenseitige Verschiebung zulassend verbinden. Die Kuppelringe und die Ringlageranordnungen besitzen Verzahnungen, die ein gewisses Spiel aufweisen, so daß das freie radiale Spiel der benachbarten Ringlageranordnungen auf den Druckkissen nicht beeinträchtigt wird.

Bei dieser Ausführungsform können sich zwar die Innenringe der Ringlageranordnungen in Uinfangsrichtung nicht gegeneinander verdrehen, doch ist die Bewegungsfähigkeit der Ringlageranordnungen ansonsten immer noch frei, und es zeigt sich, daß die senkrecht zur Bahn wirkenden Kräfte im Verein mit den eine Mitnahme der Walze parallel zur Bahn bewirkenden Kräften unter bestimmten Betriebszuständen immer noch unbefriedigende srhwingungsreiche Laufzustände hervorrufen können.

Aufgabe, der Erfindung ist die Schaffung einer Walze der eingangs genannten Art, bei der trotz der in radialer Richtung senkrecht zur Bahn nachgiebigen Abstützung der Ringlageranordnungen stets ein stabiler Betriebszustand gewährleistet ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe sind erfindungsgemäß Führungen vorgesehen, die eine nur einen Freiheitsgrad aufweisende Verschiebung der einzelnen Ringlageranordnungen gegenüber dem Querhaupt zulassen und die Ringlageranordnungen bei der Verschiebung an dem Querhaupt führen.

Die Führungen gestattei. zwar das unabhängige Nachrücken der einzelnen Rohrabschnitte in Richtung der von der Walze ausgeübten Kraft, um den bestimmungsgemälJzn Zweck des Druckausgleichs erzielen zu können. Darüber hinaus aber sind die Walzen nicht mehr völlig frei, sondern sind an dem Querhaupt in einer die Verschiebung zulassenden Weise zusätzlich gelagert, um die Bewegungsfreiheit der Rohrabschnitte in einer anderen als der gewünschten radialen Richtung einzuschränken. Entsprechend dieser Einschränkung sind auch die Möglichkeiten für das Auftreten von unerwünschten Schwingungen vermindert, so daß eine Stabilisierung der gesamten Anord nung eintritt, die einem ruhigen Lauf der Rohrabschnitte unter den verschiedensten Arbeitsbedingungen und insbesondere auch bei höheren Geschwindigkeiten förderlich ist

ίο Eine erste Ausführungsform der Führung wird durch ein Schwenklager mit außerhalb der Achse der Ringlageranordnung gelegener, zur Achse der Ringlageranordnung paralleler Achse gebildet, an dem die Ringlageranordnung an dem Querhaupt gelagert ist Die Ringlageranordnung ist hierbei in der zu ihrer Achse und damit der Achse der V/alze senkrechten Ebene um das Querhaupt klappbar, wobei die Klappbewegung gegen den Druck des Druckmediums erfolgt und bei Gleichgewicht dun'/ dieses begrenzt wird. Es kann dabei das eine Teil des Schwenklagers an der Außenseite des Querhaupts und das andere Teil des Schwenklagers an einer den Innenring der Ringlageranordnung tragenden Büchse befestigt sein.

Die Ringlageranordnung ist also an ihrer Innenseite praktisch scharnierartig mit dem Querhaupt verbunden. Diese Ausführung ist konstruktiv und in ihrem baulichen Aufwand sehr einfach. Außerdem ist sie sehr wirkungsvoll in der Beschränkung der Bewegungsfreiheit der Ringlageranordnung. Sie hat sich zur Erzielung eines schwingungsfreien Laufs der auf dem Druckmedium abgestützten Ringlageranordnungen bewährt

In einer anderen in Betracht kommenden Ausführungsform ist die Führung durch eine die Ringlageranordnung tragende, radial an dem Querhaupt angeordnete Geradführungslagerung gebildet.

Eine solche Geradführungslagerung reduziert die den Ringlageranordnungen zugestandene Bewegung noch strikter auf die radiale Richtung, was in besonderen Fällen erforderlich sein kann. Allerdings ist der bauliche Auiwand einer Geradführungslagerung etwas höher als der einer Schwenklagerung.

Eine Geradführungslagerung ist an einer Walze anderer Art aus der deutschen Patentschrift 11 46 022 bekannt. Es handelt sich um eine auf einem durchgehenden stillstehenden Kern an den Enden über Kugellager gelagerte Hohlwalze. Die Innenringe der Kugellager sitzen auf einem den Kern umgebenden Ring, der gegenüber dem Kern radial beweglich und an diesem über den Kern durchsetzende Zapfen geführt ist. Die Hohlwalze kann sich also mit den Lagern gegenüber dem Kern radial bewegsn und ist über ein Druckkissen ?n d: .:S>:m abgestützt.

Eine ähnliche Ausführung kommt auch bei der Erfindung in Betracht.

Die Geradführungslagerung kann radial angeordnete mit der Ringlagcranordnung verbundene Zapfen umfassen, die in an dem Querhaupt angeordneten Büchsen verschieblich sind.

Diese Zapfen machen also die Bewegung der Ringlageranordnung in radialer Richtung mit.

Sie können daher auch dazu verwendet werden, die Ringlageranordnung zugleich gegen das Druckmedium

abzustützen. Die Zapfen haben dabei also nicht nur eine

Führungs-, sondern auch eine Kraftübertragungsfunk-

tion.

Die Zapfen können in dieser Funktion als gegenüber der Büchse abgedichtete Kolben ausgebildet sein, an die auf der dem Ringlager abgewandten Seite das

Druckmedium unmittelbar angrenzt und durch seinen Druck den Kolben verschiebt.

Die Geradführungslagerung kann auch zu beiden Seiten des Querhaupts angeordnete einander parallele senkrecht zur Längsmittellinie des Querhaupts verlau· fende gerade Führungsschienen umfassen, an denen Führungselemente verschieblich sind

Die Führungsschiene ist entweder mit dem Queriiaupt oder mit der Ringlageranordnung verbunden, während die Führungselemente an dem jeweils anderen ι« dieser beiden Teile sitzen. Die Führungselemente können als an den Führungsschienen ablaufende Rollen, als Gleitstücke oder auch selbst wieder als Schienen ausgebildet sein, die parallel zu den Führungsschienen ausgerichtet sind und an diesen z. B. über Lagernadeln reibungsarm abgestützt und verschiebbar sind.

F.ine einfache und zweckmäßige konstruktive Ausgestaltung der mit einem Schwenklager als Führung ausgestatteten Ausführung der Erfindung besteht darin, daß an jeder Ringlageranordnung im wesentlichen senkrecht zu der durch die Längsmittellinie des Querhauptes und die Achse des Schwenklagers gegebenen Ebene wirkende Druckstempel vorgesehen sind, die sich einerseits gegen die Ringlageranordnung, andererseits gegen das Druckmedium abstützt.

Die das Druckmedium aufnehmende Kammer kann mit elastischen Wandungen versehene Druckkissen umfassen wie dies aus der kanadischen Patentschrift 8 14 172 an sich bekannt ist. Die Kraftübertragungselemente greifen dabei an den Wandungen an. Eine an einer Stelle auftretende Druckerhöhung pflanzt sich durch das Druckmedium über die ganze Ausdehnung der Wandungen fort, so daß stets gleiche Druckverhältnisse herrschen. Als Druckmedium kommem sowohl Gase als auch Flüssigkeiten in Frage.

Es können längs des Querhauptes einzelne Druckkissen vorgesehen sein, die untereinander eine Verbindung für das Druckmedium aufweisen.

Bei einer Verformung eines einzelnen Druckkissens kann das Druckmedium durch die Verbindung zu den anderen Druckkissen überströmen. Insgesamt bilden alle Druckkissen mit den zugehörigen Verbindungen wieder eine einheitliche Kammer.

Eine besonders einfache Ausführungsform besteht aber darin, daß die Kammer, wie an sich bekannt, als sich längs des Querhauptes erstreckendes einheitliches schlauchförmiges Druckkissen ausgebildet ist.

Diese Ausführungsform hat insbesondere im Zusammenhang mit der als Schwenklager ausgebildeten Führung Bedeutung. Es können sich nämlich dabei die Druckstempel unmittelbar gegen das schlauchförmige Druckkissen abstützen.

Die den einzelnen Ringlageranordnungen längs der Walze zugeordneten Druckstempel stehen also beinartig auf dem schlauchförmigen Druckkissen, das dadurch an einer Reihe von Stellen eingedellt wird. Die Druckstempel sind natürlich sämtlich gleich geformt und besitzen den gleichen Druckausübungsquerschnitt, so daß sie auch alle die gleiche Kraft erfahren.

Die das Druckmedium enthaltende Kammer kann aber auch mit starren Wandungen versehen sein und Öffnungen aufweisen, die durch nachgiebige Druckausübungselemente verschlossen sind, die an den RinglagciTi angreifen

Eine solche Kammer ist also nur stellenweise ^h^ nachgiebig. Die Verlagerungen an diesen einzelnen Stellen wird dann auf die zugeordneten Ringlageranordnungen übertragen.

Bei Ausführungsformen mit Druckstempel stüt/cn sich die Druckausübungselemente zweckmäßig unmittelbar gegen diese an.

Die Druckausübungselemente können beispielsweise als die öffnungen überdeckende, senkrecht zur Öffnung nachgiebige Membranen ausgebildet sein.

Eine andere Ausführung sieht vor. daß die Druckausübungselemente als an der öffnung angeordnete geschlossene, senkrecht zur öffnung nachgiebige Bälge ausgebildet sind.

Die bisherigen Ausführungen sind unabhängig davon, ob sich die das Druckmedium enthaltende Kammer innerhalb oder außerhalb des Querhauptes befindet.

Das bevorzugte Ausführungsbeispiel der Erfindung weist jedoch die Kammer für das Druckmedium im Innern des Querhauptes auf. In dem Querhaupt sind radiale öffnungen für den Durchgriff der den Druck auf die außen auf dem Querhaupt befindlichen Ringlageranordnungen übertragenden Elemente vorgesehen.

Dies ist ein wichtiges Merkmal der Erfindung. Da die Ringlageranordnungen das Querhaupt umgeben, ist der die Biegesteifigkeit der Walze bestimmende Querschnitt des Querhauptes durch den Innendurchmesser der Ringlageranordnungen begrenzt. Wenn nun die Kammern für das Druckmedium auch noch außen zwischen dem Querhaupt und den Ringlageranordnungen untergebracht werden müßten, würde dies den verbleibenden Querschnitt des Querhauptes weiter vermindern. Durch die Anordnung der Kammer im Innern des Queriiauptes gelingt es jedoch, dem Querhaupt die größtmögliche radiale Ausdehnung und Biegesteifigkeit zu belassen.

In der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Querhaupt als Rohr ausgebildet und erstreck! sich das schlauchförmige Druckkissen der Länge nach durch das Innere des Rohrs hindurch.

Diese Ausführung hat den Vorteil der Einfachheit und insbesondere der Möglichkeit des Aus- und Einbaus des Druckkissens ohne Demontage der Rohrabschnitte.

Statt dessen kann aber auch bei einem aus einem Rohr bestehenden Querhaupi das Innere des Rohrs selbst die Druckkammer bilden.

Es handelt sich dann um eine Druckkammer mit starren Wandungen, die öffnungen aufweist, die durch nachgiebige Druckausübungselemente verschlossen sind.

Wenn eine Bahn oder eine Rolle auf der erfindungsgemäßen Walze laufen, so stehen die Andruckkraft der Bahn bzw. das Gewicht der Rolle mit der von dem Druckmedium auf die Ringlageranordnungen ausgeüb ten Kraft im Gleichgewicht. Wenn nun die Bahn odei die Rolle schmäler bzw. kürzer als die Länge der Walze ist. so werden eine Anzahl der äußeren Rohrabschnitte von der Bahn oder der Rolle nicht mehr erfaßt werder und von diesen keine Kraft erfahren. Sie stehen abei unter dem vollen Druck des Druckmediums dem keir Gegendruck gegenübersteht. Um zu vermeiden, daß e; dadurch zu übermäßigen Verlagerungen der äußerer Rohrabschnitte gegenüber dem Querhaupt kommt kann es sich empfehlen, daß an einer äußerer Ringlageranordnung auf der der Druckausübung abge legenen Seite eine getrennt beaufschlagbare Entla stungsdruckkammer vorgesehen ist, die die auf die nich belasteten Rohrabschnitte durch das allen Rohrab schnitten gemeinsame Druckmedium ausgeübten Kräf te kompensiert und die Ringlageranordnung auf diesi Weise im wesentlichen in der Gleichgewichtslage, dii durch das Gleichgewicht zwischen der Last und den

durch das Druckmedium ausgeübten Kraft bei den anderen Rohrabschnitten zustande kommt, festhält.

Der Ausdruck »Ringlageranordnung« soll eine umfassende Bezeichnung für alle Möglichkeiten der Lagerung der einzelnen Rohrabschnitte bedeuten. Im allgemeinen wird jeder Rohrabschnitt auf einem in der Mitu ingeordneten Rollenlager laufen. Es sind aber auch andere Ausfuhrungsformen mit mehreren nebeneinander angeordneten Rollen- oder Kugellagern denkbar. Diese mehreren Lager sitzen diiin auf einem gemeinsamen Bauteil, z. B. einer Büchse, an der einerseits die Führung, andererseits die durch das Druckmedium ausgeübte Kraft angreifen Insoweit ist also die Anzahl und die Ausbildung der die einzelnen Rohrabschnitte abstützenden Lageranordnungen für die Erfindung nicht wesentlich und insgesamt durch den Ausdruck Ringlageranordnung erfaßt.

In /Inp 7nir<liniinn fr ins) Λ ιic-Γϊtktη inrrcKotc r\%f*\& rl*»r

Erfindung dargestellt.

F i g. 1 zeigt einen Längsschnitt durch einen Teil einer erfindungsgemäßen Walze, bei der die Führung als Schwenklager ausgebildet ist;

Fig. 2 ist ein Querschnitt nach der Linie 11-11 in Fig. I;

Fig. 3 ist ein Teilschnitt nach der Linie IH-III in F i g. 2;

F i g. 4 und 5 zeigen Längsschnitte entsprechend F i g. 1 durch weitere Ausführungsformen;

Fig. 6 zeigt einen Längsschnitt durch eine erfindun^gemäße Walze, bei der die Führung als Geradführungslagerung ausgebildet ist;

F i g. 7 .'.eigt einen Querschnitt nach der Linie VII-VII in F i g. 6;

F i g. 8 und 9 zeigen Längsschnitte entsprechend F i g. 6 durch abgewandelte Ausführungsformen;

Fig. 10 zeigt einen Längsschnitt durch eine Ausführungsforni der erfindungsgemäßen Walze, bei der die Führung als mit Führungsschienen arbeitende Geradführungslagerung ausgebildet ist;

Fig. 11 zeigt einen Querschnitt nach der Linie XI-XI in Fig. 10;

Fig. 12 zeigt einen Längsschnitt mit einer Einzelansicht einer Druckcnllastungskammer;

Fig. 13 zeigt eine Seitenansicht eines Anwendungsbeispiels der erfindungsgemäßen Walze als Breitstreckwalze;

Fig. 14 ist eine Ansicht auf die Breitstreckwalze der Fig. 13 von oben;

Fig. 15 und 16 zeigen Ansichten entsprechend den F i g. 4 und 5 eines Anwendungsbeispiels der erfindungsgemäßen Walze als Reiterwalze bei einer Papierwickelvorrichtung.

Die in Fig. 1 dargestellte Walze umfaßt ein als starkwandiges Rohr ausgebildetes Querhaupt 1, das an beiden Enden über mit einer kugeligen Lagerfläche 2 versehenes Lager 3 im Maschinenständer gelagert ist. Die kugeligen Lagerflächen 2 lassen eine Durchbiegung des Querhauptes 1 zu, die entweder durch eine Belastung der Walze von selbst zustande kommt oder aber bewußt herbeigeführt wird, z. B. bei der Verwendung der Walze als Breitstreckwalze, wozu auf die Erläuterungen zu den F i g. 16 und 17 verwiesen wird.

Außerdem lassen die Lager 3 eine Drehung des Querhauptes 1 um seine Achse zu, um bei durchgebogenem Querhaupt 1 eine Anpassung der Durchbiegungsrichtung SJi die jeweiligen Bahnumschlingungen zu ermöglichen.

Auf dem Querhaupt 1 sind Rohrabschnitte 4 gelagert.

die das Querhuupt 1 etwa konzentrisch umgeben und in Achsrichtung dicht aneinander anschließen. Es besteht jedoch /wischen den einzelnen Rohrabschnitten noch ein geringer Spalt, der die Durchbiegung der durch die f, Gesamtheit der Rohrabschnitte 4 gegebenen zylindrischen Anodnun ' ermöglicht, ohne daß sich die Ränder der Rohrabschnitte berühren. Der Spalt kann bei der Verwendung der Walze für Papierbahnen sehr klein gemacht werden, d. h. weniger als I mm betragen, damit

,ο die Papierbahn nicht in den Spalt einläuft und Falten bildet.

Die Rohrabschnitte 4 können aus Stahl, Aluminium, Kunststoff oder einem sonstigen geeigneten Material bestehen. Es ist auch möglich, die Gesamtheit der Rohrabschnitte 4 mit einem durchgehenden geschlossenen Mantel 5 aus nachgiebigem Material zu überziehen, wie es in F i g. I angedeutet ist.

Jedem R.ohrübschniU Ais' **inp RinglagpranorHntinfffi zugeordnet, die in dem Ausführungsbeispiel aus einem Kugellager mit Außenring 7 und Innenring 8 besteht, wobei der Außenring 7 am Innenumfang eines jeden Rohrabschnitts 4 anliegt, während der Innenring 8 von einer Büchse 9 getragen ist, an der Abstützung und Führung der Rohrabschnitte 4 angreifen.

Die Ringlageiranordnungen 6 können statt einfacher Kugellager 7, 8 auch nebeneinander angeordnete Kugellager oder zweireihige Kugellager aufweisen. Natürlich kommen auch Rollenlager oder sonstige Lagerformen in Betracht.

Wie aus den F i g. 2 und 3 zu ersehen ist, sind die Ringlageranordnungen und damit die Rohrabschnitte 4 an dem Querhaupt 1 über eine Führung gelagert, die als Schwenklager 10 ausgebildet ist. Das Schwenklager 10 umfaßt zwei Lagerböcke 11. die an der Seite des

3_s Querhauptes 1 angeschraubt sind und über Kugellager 12 eine Lagerwelle 13 tragen, die wiederum mit der Büchse 9 der Ringlageranordnung 6 verbunden ist.

Der Innenumfang der Büchse 9 ist größer als der Außenumfang des Querhauptes 1, und <n den hierdurch gegebenen Grenzen kann die Büchse 9 um die Lagerwelle 13 an dem Querhaupt 1 verschwenkt werden. Dies ergibt die radiale Beweglichkeit der Rohrabschnitte 4 gegenüber dem Querhaupt 1.

Durch das Innere des Querhaupves 1 ist nun ein schlauchförmiges Druckkissen 15 geführt, das an den beiden Enden durch Endstücke 16 verschlossen ist und beispielsweise mit einem Drucköl gefüllt ist.

Das Querhaupt 1 weist nun an den Rohrabschnitten 4 entsprechenden Stellen öffnungen 17 in seiner Wandung auf, durch die hindurch an den Büchsen 9 der Ringlageranordnung 6 angeschraubte Druckstempel 18 sich auf die Außenseite des schlauchförmigen Druckkissens 15 aufsetzen, wie es aus den F i g. 1 und 2 zu ersehen ist. Die Achse der Druckstempel 18 verläuft etwa in der durch die Längsmittellinie 19 des Querhauptes 1 und die Lagerwelle 13 gegebene Ebene senkrechten Richtung. Die Papierbahn 20 übt durch ihre Spannung eine Kraft 21 auf einen bestimmten Rohrabschnitt 4 aus, die zu einem Drehmoment um die Lagerwelle 13 führt Dieses

f.o Drehmoment wird durch das Druckmedium in dem Druckkissen 15 kompensiert, das zu einer Kraft 22 auf den Druckstempel 18 führt, die im Gleichgewichtsfall ein entgegengesetzt gerichtetes gleich großes Drehmoment um die Lagerwelle 13 bedeutet.

<>- Durch Steigerung des Drucks in dem Druckkissen J5 kann die Belastungsfähigkeit der Walze geändert werden. Da sich der Druck in dem Druckkissen 15 gleichmäßig fortpflanzt und die den einzelnen Rohrab-

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ίο

schnitten 4 zugeordneten Druckstempel 18 gleich große Druckausübungsflächen besitzen, erfahren alle Rohrab schnitte 4 gleich große Kräfte und üben entsprechend einen gleichmäßigen Druck auf die Papierbahn 20 aus.

Da die Rohrabschnitte 4 besonders bei der Verwendung der Walze als Breitstreckwalze für Papier von der Papierbahn 20 nur mit einem geringen Umschlingungswinkel erfaßt und dennoch einwandfrei mitgenommen werden müssen, muß die Ringlageranordnung 6 sehr leichtgängig sein. Es ist daher eine ölnebelschmierung vorgesehen, die eine längs des Querhauptes 1 sich erstreckende Versorgungsleitung 23 (Fig. 2) umfaßt, von der einzelne als Düsen ausgebildete Rohrstutzen 24 ausladen, die einen Strahl des ölnebels auf die Laufflächen der Ringlager 7,8 richten.

Die Versorgungsleitung 23 ist ein drehbares Rohr, so

dargestellt, für die Montage der Ringlageranordnungen 6 an das Querhaupt 1 angeklappt werden können. Nach der Montage wird die Versorgungsleitung 23 gedreht, so daß die Rohrstutzen in die ausgezogen dargestellte radial abstehende Betriebsstellung kommen. Der ölnebel darf natürlich nicht aus der Walze austreten, da er sonst die Papierbahn 20 verschmutzen würde. Aus diesem Grunde sind an den Enden der Walze zwischen dem letzten Rohrabschnitt 4 und dein Qucrhaupt Dichtungsbälge 25 und zwischen je zwei Rohrabschnitten Dichtungen 26 vorgesehen. Diese Dichtungen 26 können auch Drehmoment von einem Rohrabschnitt 4 auf den benachbarten Rohrabschnitt 4 übertragen, was in Betracht kommt, wenn die Walze angetrieben ist.

In den Ausführungsbeisielen der F i g. 4 und 5 sind die Rohrabschnitte 4 wieder über nicht dargestellte Schwenklager an dem Querhaupt 1 geführt. Die Druckkammer ist hierbei jedoch nicht durch ein elastisches Druckkissen gegeben, das durch Druckstempel verformt wird, sondern durch eine Druckkammer mit starren Wandungen, in denen öffnungen vorhanden sind, die durch unter dem Druck des Druckmediums senkrecht zu den Wandungen nachgiebige Druckausübungselemente verschlossen sind.

In Fig. 4 bildet das Querhaupt 1 selbst die Druckkammer. Es ist als Rohr ausgeführt und vollständig mit dem Druckmedium gefüllt. Die Wandung des Querhauptes 1 weist öffnungen 27 auf, die durch einen Balg 28 verschlossen sind, auf dessen Bodenplatte 29 der Druck in der Druckkammer wirkt. Dieser Druck wird über einen Druckstempel 18 auf die Ringlageranordnung 6 übertragen. Der Druckstempel 18 ist wie bei den Fig. 1 bis 3 an der Büchse 9 angeschraubt

Links ist in Fig.4 eine abgewandelte Ausführungsform zu erkennen, bei der in die öffnung 27 eine in das Innere des Querhauptes 1 reichende Büchse 30 angeordnet ist, die an ihrem inneren Ende durch eine Rollmembran 31 verschlossen ist. Das Druckmedium wirkt gegen die Außenseite der Rollmembran 31, während sich auf der anderen Seite der Druckstempel 18 abstützt, der die Kraft auf die Ringlageranordnung 6 weiterleitet

In Fig.5 ist die mit starren Wandungen versehene Druckkammer nicht durch das ganze Innere des Querhauptes i gebildet, sondern es ist ein besonderer Druckmittelkanal 32 vorhanden, dessen öffnungen 33 auf der rechten Seite wieder durch einen Balg 34 verschlossen sind, deren Bodenplatte 35 gegen einen Druckstempel 18 wirken, der mit der Ringlageranordnung 6 verbunden ist

Auf der linken Seite in Fig. 5 ist der Balg 34 durch eine Rollmembran 36 ersetzt, die die öffnung 33 überdeckt und gegen die auf der dem Innern des Kanals 32 abgewandten Seite der mit der Ringlageranordnung

ι 6 verbundene Druckstempel 18 anliegt.

In allen Ausführungsformen der F i g. I bis 5 liegt der Kraftangriffspunkt etwa in der Längsmittellinie 19 und wirkt die Kraft gegenüber der Lagerwelle 13 ziemlich genau tangential, so daß bei einer Verlagerung des

ίο Druckstempels 18 keine wesentlichen Verschiebungen desselben an der Anlagefläche auftreten, d. h. an der Außenseite des Druckkissens 15, an den Bodenplatten 29, 35 und den Rollmembranen 31, 36. Auf diese Weise wird Verschleiß vermieden und die Leichtgängigkeit der Anordnung erhöht.

Die Ausführungsform der F ι g. 6 und 7 unterscheidet

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Alisführungsformen, daß die Führung der Rohrabschnitte 4 nicht mehr als Schwenklagerung, sondern als

ίο Geradführungslagerung 40 ausgebildet ist.

Die Geradführungslagerung 40 umfaßt zwei radiale, zueinander parallele, in Längsrichtung des Querhauptes I nebeneinander angeordnete Zapfen 41, die mit einem Ende ;in der Büchse 9 der Ringlageranordnung 6 angeschraubt sind und in an der Wandung des Querhauptes I befestigten Gleitführungsbüchsen 42 radial an dem Querhaupt 1 gelagert und verschiebbar sind. Die Zapfen 41 sind als Druckstempel ausgebildet, d. h. mit Pilzköpfen 43 versehen, und durchgreifen von

außen öffnungen 44 in der Wandung des Querhauptes 1, um sich mit den Pilzköpfen 43 auf einem im Innern des als Rohr ausgebildeten Querhauptes 1 angeordneten schlauchförmigen Druckkissen 15 abzustützen.

Die Zapfen 41 und damit die Wirkrichtung der Geradführungslagerung 40 werden so angeordnet, daß die durch das Druckmedium ausgeübte Kraft entgegengesetzt parallel zu der Kraft 21 ist, die die Papierbahn 20 auf die einzelnen Rohrabschnitte ausübt.

In den F i g. 8 und 9 sind abgewandelte A -sführungsformen dargestellt, die wiederum Geradführungslagerungen 40 mit zwei parallelen Zapfen 41 umfassen. Die Zapfen 41 sind statt in Gleitbüchsen 42 in Kugelbüchsen

45 gelagert. Ein wesentlicherer Unterschied ist aber der, daß sich die Zapfen 41 nicht gegen ein in einem elastischen Druckkissen befindliches Druckmedium abstützen, sondern daß das Druckmedium direkt gegen das Ende der Zapfen 41 wirkt. Gemäß Fig. 8 sind die Zapfen 41 über die Kugelbüchsen 45 in äußeren Büchsen

46 gelagert, die am offenen Ende durch eine Rollmembran 47 verschlossen sind, die sich über das freie Ende der Zapfen 41 legt. Das Querhaupt 1 ist als Druckkammer ausgebildet und mit Druckmedium gefüllt das gegen die Rollmembran 47 wirkt und den Zapfen 41 nach Art eines Kolbens in der äußeren Büchse 46 verschiebt

Gemäß F i g. 9 ist das Ende der Zapfen 41 mit einer Dichtung 48 versehen, die den Zapfen 41 gegen die äußere Büchse 46 abdichtet so daß Zapfen 41 und äußere Büchse 46 nach Art von Kolben und Zylinder zusammenwirken. Das offene Ende der Büchse 46 steht mit dem in dem Querhaupt 1 befindlichen Druckmedium in Verbindung, so daß dieses die Zapfen 41 in der "iußeren Büchse 46 verschieben kann.

In dem Ausführungsbeispiel der Fig. 10 und Ii sind Geradführungslagerungen 50 dargestellt die an der Außenseite des Querhauptes 1 befestigte, in der zur Achse 19 senkrecht gelegenen Ebene angeordnete Führungsschienen 51 umfaßt Die Führungsschienen 51

sind jeweils zwischen den Büchsen 9 benachbarter Ringlageranordnungen vorgesehen. An den Enden der Büchsen 9 sind zu den Führungsschienen 51 parallele Führungsschienen 52 befestigt. Die Führungsschienen 51, 52 dienen als Laufflächen für Lagernadeln 53, die in für Gradführungen bekannten Käfigen 54 parallel hintereinander angeordnet sind. Die Lagernadeln 53 führen dir Ringlageranordnungen 6 in axialer Richtung.

Ks sind aber auch Lagernadeln 55 zwischen den Führungsschienen 52 und der Außenseite des Querhauptes 1 vorgesehen, die die Ringlageranordnung 6 ir, radialer Richtung, aber senkrecht zur Wirkrichtung der durch die Papierbahn 20 ausgeübten Kraft 21 führen, wie aus F i g. 11 ersichtlich ist.

Die Wandung des Querhaupts | weist wie bei den ι , vorangegangenen Beispielen auf der der Kraftausübung zugewandten Seite Öffnungen 56 auf. die durch Rollmembrarer/ 57 überdeckt sind, gegen die das in dem Querhaupt * befindliche Druckmedium wirkt. Auf der Außenseite ist ein Druckstempel 18 vorgesehen, der die Kraft auf die Büchse 9 der Ringlageranordnung übertragt. Die Kraft 22 des Druckstempels 18 und die Kraft 21 sind einander entgegengesetzt parallel.

Wenn die Papierbahn 20 schmäler ist als die Walze lang ist. so sind die äußeren Rohrabschnitte 4 frei von ;<; der Papierbahn 20 und erfahren durch diese keine Kraft 21. Da diese Rohrabschnitte jedoch nach wie vor unter dem vollen Druck des Druckmediums stehen, würden sie sich, diesem Druck nachgebend, ganz gegenüber dem Querhaupt I auf eine Seite verlagern. Da dies ^o insbesondere an den Dichtungen 26 zwischen den einzelnen Rohrabschnitten zu Unzuträglichkei::; führen kann, sind auf der der Druckausübung abgewandlen Seite Druckentlastungskammern 72 vorgesehen, die über Leitungen 73 jeweils separat mit einem Druckmedium beaufschlagt werden kör ;n und die durch das Hauptdruckmedium auf die unbelasteten Rohrabschnitte 4 ausgeübte Kraft kompensieren. In dem in Fig. 12 dargestellten Beispiel ist die Druckentlastungskammer 72 als auf der dem Druckstempel 18 abgewandten Seite zwischen Querhaupt 1 und der Büchse 9 der Ringlageranordnung 6 angeordnetes Druckkissen ausgebildet.

In den Fig. 13 und 14 ist die erfindungsgemäße Walze als Breitstreckwalze eingesetzt. Sie weist je nach der erforderlichen Breitstreckwirkung eine bestimmte Durchbiegung auf, die im Sinn der Vorlaufrichlung 80 der Papierbahn 20 vorgewölbt ist. Die Papierbahn 20 läuft, wie aus Fig. 13 ersichtlich, mit einem gewissen, von dem Material abhängigen Umschlingungswinkel über die Breitstreckwalze. Da die Rohrabschnitte 4 die Papierbahn 20 in einer Radialebene mitnehmen wolle und zur Querrichtung der Papierbahn 20 einen Winkel aufweisen, wird die Papierbahn 20 beim Überfahren der Breitstreckwalze auseinandergezogen, wie es in F i g. 14 schematisch angedeutet ist.

Der besondere Vorteil bei dieser Ausführungsform ist, daß die Breitstreckwirkutig mit einer über die Breite der Papierbahn 20 gleichmäßigen Kraftausüb'ing einhergeht, so daß auch die Bahnspannung vergleichsmäOig wird, was für den einwandfreien, d. h. faltenfreien Lauf der Bahn 23 und die Erzielung gleichmäßiger Wickel von großer Bedeutung ist. Bei normalen Verhältnissen sind die Hubhöhenunterschiede benachbarter Rohrabschnitte 4 gegenüber dem Querhaupt zwar nur gering, maximal etwa t mm. Über die ganze Walzenbreite jedoch können bei üblichen Bahnspannungyunterschieden Hubhöhenunterschiede von 6 bis 8 mm zusammenkommen.

Bei jinerBreitstreckwalze nach den Fig. 13 und 14 kommt vorzugsweise die in F i g. I rechts dargestellte Walzenausführung ohne den Überzug 5 in Betracht. Die einzelnen Rohrabschnitle 4 sind sehr dicht benachbart nd weisen beispielsweise nur einen Abstand von 0,1 bis 0,5 mm auf, so daß die Papierbahn nicht zwischen die Rohrabschnitte 4 eindringen kann.

In den Fig. 15 und 16 ist die erfindungsgemäße Walze als Belastungswalze in einer Zweiwalzenwickelvorrichtting dargestellt. In dieser Vorrichtung wird die Papierbahn 20 zu einem Wickel 81 aufgerollt, der auf Stützwalzen 82 und 83 umläuft. Die Belastungswalze drückt von oben auf den Wickel 81. Durch die Eigenart der Druckausübung mittels eines Druckmediums ergibt sich eine über die Breite der Papierbahn 20 gleichmäßige Belastung und in deren Folge ein gleichmäßig fester zylindrischer Wickel 81.

In dem Ausführungsbeispiel der Fig. 15 und 16 kommt die in ^pig. 1 links dargestellte Ausführung mit einem Überzugs in Betracht.

Hierzu 7 Blatt Zeichnungen

Claims (21)

Patentansprüche:

1. Walze zur Ausübung eines gleichmäßigen Drucks, welche ein undrehbares Querhaupt und mehrere das Querhaupt drehbar umgebende, mit geringem Abstand in Längsrichtung aneinander anschließende, den arbeitenden Waltzenumfang bildende Rohrabschnitte aufweist, di:: an dem Querhaupt über je eine Ringlageranordnung gelagert sind, die sich über ein in einer Kammer befindliches, allen Ringlageranordnungen ßemeinsames Druckmedium an dem Querhaupt abstützt und gegen den Druck das Druckmediums eine unabhängige radiale Verschiebung ausführen kann, dadurch gekennzeichnet, daß Führungen (10, 40, 50, 67) vorgesehen sind, die eine nur einen Freiheitsgrad aufweisende Verschiebung der einzelnen Ringlageranordnungen (6) gegenüber dem Querhaupt (i) zulassen und die Ringlageranordnungen (6} bei der Verschiebung an dem Querhaupt (1) führen.

2. Walze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Führung durch ein Schwenklager (10) mit außerhalb der Achse der Ringlageranordnung (6) gelegener zur Achse der Ringlageranordnung (6) paralleler Achse gebildet ist, an dem die Ringlageranordnung (6) an dem Querhaupt (1) gelagert ist

3. Walze nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das eine Teil (11,11) des Schwenklagers (10) an der Außenseite des Querhaupts (I) und der andere Teil des Schwenklagers (10) an einer den Innenring der Ringlageranordnung (6) tragenden Büchse (9) befestigt sind.

4. Walze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Führung durch eine die Ringlageranordnung (6) tragende radiale Geradfühningslagerung (40,50) gebildet ist.

5. Walze nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Geradfühningslagerung (40) radial angeordnete, mit der Ringlageranordnung (6) verbundene Zapfen (41) umfaßt, die in an dem Querhaupt (1) angeordneten Büchsen (42, 46) verschieblich sind.

6. Walze nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Zapfen (41) die Ringlageranordnung (6) zugleich gegen das Druckmedium abstützen.

7. Walze nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Zapfen (41) als gegenüber der Büchse (46) abgedichtete Kolben ausgebildet sind, an die auf der der Ringlageranordnung (6) abgewandten Seite das Druckmedium unmittelbar angrenzt.

8. Walze nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Geradführungslagerung (50) zu beiden Seiten des Querhaupts (1) angeordnete einander parallele senkrecht zur Längsmittellinie (19) des Querhauptes (1) verlaufende gerade Führungsschienen (5t) umfaßt an denen Führungselemente (52,53, 55) verschieblich sind.

9. Walze nach einem der Ansiprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß an jede Ringlageranordnung (6) im wesentlichen senkrecht zu der durch die Längsmittellinie (19) des Querhauptes (1) und die Achse des Schwenklagers (10) gegebenen Ebene wirkende Druckstempel (18) vorgesehen sind, die sich einerseits gegen die Ringlageranordnung (6), andererseits gegen das Druckmedium abstützen.

10. Walze nach einem der Ansprüche 1 bis 9,

dadurch gekennzeichnet, daß die das Druckmedium aufnehmende Kammer mit elastischen Wandungen versehene Druckkissen umfaßt.

11. Walze nach Anspruch 10, dadurch gekenn-S zeichnet, daß längs des Querhauptes (1) einzelne Druckkissen vorgesehen sind, die untereinander eine Verbindung für das Druckmedium aufweisen.

IZ Walze nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer als sich längs des ίο Querhauptes (1) erstreckendes einheitliches schlauchförmiges Druckkissen (15) ausgebildet ist.

13. Walze nach Anspruch 9 und 12, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Druckstempel (18) unmittelbar gegen das schlauchförmige Druckkissen

is (15) abstützen.

14. Walze nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer mit starren Wandungen versehen ist und öffnungen (27, 33, 56) aufweist, die durch nachgiebige Druckaus übungsclcrncntc (28,3J, 34,36,57) verschlossen sind, die an den Ringlageranordnungen (6) angreifen.

15. Walze nach Anspruch 9 und 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckausübungselemente (28, 31, 34, 36, 57) sich unmittelbar gegen die

Druckstempel (18) abstützen.

16. Walze nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckausübungselemente (31, 36, 57) als die öffnungen (27, 33, 56) überdeckende, senkrecht zu der öffnung (27,33,56) nachgiebige Membranen ausgebildet sind.

17. Walze nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckausübungselemente (28, 34) als an der öffnung (27, 33) angeordnete geschlossene senkrecht zur öffnung (27, 33) nachgiebige Bälge ausgebildet sind.

18. Walze nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Kammer für das Druckmedium im Innern de,. Querhaupts (1) befindet und in dem Querhaupt (1) radiale öffnungen für den Durchgriff der den Druck auf die Ringlageranordnungen (6) übertragenden Elemente vorgesehen sind.

19. Walze nach Anspruch 12 und 18, dadurch gekennzeichnet, daß das Querhaupt (1) als Rohr ausgebildet ist und das schlauchförmige Druckkissen (15) sich der Länge nach durch das Innere des Rohrs hindurch erstreckt.

20. Walze nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß das Querhaupt (1) als Rohr ausgebildet ist und in seinem Inneren die Druckkammer bildet.

21. Walze nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß an einer äußeren Ringlageranordnung (6) auf der der Druckausübung abgelegenen Seite eine getrennt beaufschlagbare Entlastungsdruckkammer (72) vorgesehen ist.