**WARNUNG** Anfang DESC Feld konnte Ende CLMS uberlappen **.
PATENTANSPRÜCHE
1. Druckwalze mit in ihrem Innern eingebauten Mitteln zur Verminderung oder Aufhebung ihrer Durchbiegung bei einer Belastung entlang einer Mantellinie, dadurch gekennzeichnet, dass in einer stationären Achse (2) die von einem drehbaren Mantel (1) umgeben ist. entlang einer Mantellinie eine Mehrzahl von Druckkolben (7) angeordnet sind, diese Druckkolben (7) gegen mindestens eine zwischen dieser Achse (2) und der Bohrung des Mantels angeordnete Hülse (4) anliegen und das radial innere Ende dieser Druckkolben (7) mit einer Druckleitung in Verbindung stehen, die an eine hydraulische Hochdruckquelle anschliessbar ist, zwischen der Bohrung des Mantels (1) und der Hülse (4) Wälzlager (5,
20) eingebaut sind und mindestens auf der den Druckkolben (7) diametral gegenüberliegenden Seite ein zur Aufnahme der Durchbiegung der Achse (2) bestimmter Spalt (9) vorhanden ist.
2. Druckwalze nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser der Druckkolben (7) kleiner als V5 des Mantelaussendurchmessers ist.
3. Druckwalze nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass entweder die Achse (2) oder die Hülse (4) bezüglich des Mantels (1) exzentrisch angeordnet sind, so dass sich im drucklosen Zustand auf der den Druckkolben (7) diametral gegenüberliegenden Seite ein im Querschnitt sichelförmiger Spalt (9) ergibt.
4. Druckwalze nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Hülsen (4) vorhanden sind.
5. Druckwalze nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wälzlager Kugellager (5) sind.
6. Druckwalze nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wälzlager Nadellager (20) sind.
7. Druckwalze nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Innern der Achse (2) mehrere Druckleitungen (3, 26, 27) mit unterschiedlichen Drücken zu den Druckkolben (7) führen.
8. Druckwalze nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Achse (2) und der Hülse (4) Drehsicherungsmittel (6, 23) vorhanden sind.
9. Druckwalze nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens am einen Ende der Druckwalze eine im Innern des Mantels (1) angeordnete, auf der Achse (2) sitzende, stationäre Scheibe (12) sitzt, mit mindestens einer radialen oder angenähert radialen Bohrung (13) zur Begrenzung der Ölfilmdicke im Innern des Mantels (1), wobei diese Bohrung (13) in eine Axialbohrung (14) in der Achse (2) einmündet.
10. Druckwalze nach Patentanspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass in jeder Scheibe (12) nur eine einzige radiale, nach unten gerichtete Bohrung (13) vorhanden ist.
Die Erfindung bezieht sich auf eine Druckwalze mit in ihrem Innern eingebauten Mitteln zur Verminderung oder Aufhebung ihrer Durchbiegung bei einer Belastung entlang einer Mantellinie.
Bei zahlreichen Walz- oder Pressvorgängen, die mit Hilfe von Druckwalzen durchgeführt werden, insbesondere bei der Papieroder Folienherstellung, wird die zu bearbeitende Materialbahn zwischen zwei rotierende Druckwalzen hindurchgeführt und dabei gepresst. Dabei ergibt sich eine Durchbiegung der Druckwalzen unter dem Einfluss der Presskraft. Anderseits sollte die auf die Materialbahn ausgeübte Presskraft über die ganze Bahnbreite möglichst konstant gehalten werden, um in der Materialbahn möglichst gleichmässige Eigenschaften über ihre ganze Breite zu erhalten.
Es sind zwar bereits Druckwalzen bekannt, bei denen im Innern eine der Presskraft entgegengerichtete Gegenkraft erzeugt wird. Diese haben jedoch den Nachteil einer aufwendigen Konstruktion und zudem sind ihre Reibungsverhältnisse unbefriedigend. Ausserdem ist ein relativ grosser Walzendurchmesser erforderlich, um die Konstrukrion im Innern unterzubringen.
Mit der Erfindung soll die Aufgabe gelöst werden, eine Druckwalze der eingangs erwähnten Art ohne Durchbiegung oder mit möglichst geringer Durchbiegung zu schaffen, mit der grössere Druckkräfte auf eine Materialbahn bzw. eine Gegenwalze ausgeübt werden können als bisher und bei der die Reibungsverluste vermindert sind.
Die Erfindung, mit der diese Aufgabe gelöst wird, ist dadurch gekennzeichnet, dass in einer stationären Achse die von einem drehbaren Mantel umgeben ist, entlang einer Mantellinie eine Mehrzahl von Druckkolben angeordnet sind, diese Druckkolben gegen mindestens eine zwischen dieser Achse und der Bohrung des Mantels angeordnete Hülse anliegen und das radial innere Ende dieser Druckkolben mit einer Druckleitung in Verbindung stehen, die an eine hydraulische Hochdruckquelle anschliessbar ist, zwischen der Bohrung des Mantels und der Hülse Wälzlager eingebaut sind und mindestens auf der den Druckkolben diametral gegenüberliegenden Seite ein zur Aufnahme der Durchbiegung der Achse bestimmter Spalt vorhanden ist.
Dadurch ist es möglich, Druckwalzen herzustellen, mit denen über die ganze Breite ein gleichmässiger, vergleichsweise hoher Pressdruck ausgeübt werden kann und die einen relativ einfachen Aufbau haben. Ausserdem sind die Reibungsverluste durch die Verwendung von Wälzlagern klein. Ferner ist es möglich, solche Druckwalzen mit kleineren als bisher üblichen Durchmessern herzustellen.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes dargestellt. Es zeigen:
Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Druckwalze;
Fig. 2 einen Querchnitt durch die Druckwalze nach der Linie II-II in Fig. 1;
Fig. 3 einen Längsschnitt durch eine Ausführungsvariante mit Nadellagern;
Fig. 4 eine weitere Ausführungsvariante mit mehreren Bohrungen zur Druckölzufuhr;
Fig. 5 einen Querschnitt durch die Achse der Ausführungsvariante nach Fig. 4.
Die Druckwalze nach den Fig. 1 und 2 enthält einen Mantel 1 der relativ zu einer stationären, beidseitig über den Mantel 1 vorstehenden Achse 2 drehbar ist. In der Achse 2 ist im Innern der Druckwalze eine Mehrzahl von Druckkolben 7 vorhanden, deren Mittelachse auf einer Mantellinie der Achse 2 liegt. Eine zentrale Bohrung 3 in der Achse 2 verbindet alle diese Druckkolben 7 und dient zur Druckölzufuhr einer nicht dargestellten Hochdruckölpumpe. Die Druckkolben 7 liegen mit ihren radialen äussern Köpfen gegen Hülsen 4 an, wie dies aus Fig. 2 hervorgeht. Diese Hülsen 4 sind exzentrisch ausgebildet, wobei derjenige Teil mit der dickeren Wandstärke im Bereich der erwähnten Köpfe der Druckkolben 7 liegt. Auf jede der nebeneinander auf der Achse 2 aufgereihten Hülsen 4 sind Kugellager 5 aufgeschoben, die aussen gegen die Bohrung des Mantels 1 anliegen.
Eine seitliche Abstützung dieser Kugellager 5 erfolgt durch Ringschultern 8 der Hülsen 4 sowie durch angeschweisste, flache Ringe 17. Auf der den Köpfen der Druckkolben 7 diametral gegenüberliegenden Seite der Achse 2 befinden sich Drehsicherungsschrauben 6, welche in Gewindebohrungen der Achse 2 eingeschraubt sind und deren Schraubenköpfe in Bohrungen der Hülse 4 hineinragen.
Die Druckkolben 7 haben einen relativ kleinen Durchmesser und sind kleiner als 1/5 des Aussendurchmessers der Walze. Ihr Durchmesser beträgt vorzugsweise etwa Ao- Vi'. des Walzenaussendurchmessers. Die Druckkolben 7 sitzen beweglich, aber mit so hoher Präzision in Querbohrungen der Achse 2, dass zusätzliche Dichtungsringe entfallen können. Das verwendete Druck
medium ist Hochdrucköl. das mit einem Druck von einigen hundert bar der Bohrung 3 zugeführt wird. Allfälliges Lecköl wird durch eine radiale nach unten gerichtete Bohrung 13 in einer im Innern des Mantels 1 angeordneten Scheibe 12 über eine axiale Leitung 14 in der Achse 2 abgeführt. Diese Scheibe 12 sitzt starr auf der Achse 2. Der zwischen dem radial äusseren Ende der Bohrung 13 und dem Innenraum des Mantels 1 verbleibende Zwischenraum bestimmt die Öffilmdicke, wenn der Scheibe 12 am andern Ende der Druckwalze Luft mit Überdruck zugeführt wird. Diese Luft kann ölhaltig sein, oder die Schmierung der Wälzlager 5 kann durch das bei den Druckkolben austretende Lecköl erfolgen. Zwischen jeder Scheibe 12 und einem zugeordneten äusseren Abschlussdeckel 11 ist je ein Pendellager 10 angeordnet.
DerAbschlussdeckel 11 wird durch Schrauben 15 mit dem Mantel 1 verschraubt und enthält achsseitig einen Dichtungsring. Das gegenüberliegende Ende der Walze ist sinngemäss gleich ausgebildet.
In Fig. 3 ist eine Ausführungsvariante dargestellt, bei welcher anstelle mehrerer Kugellagerreihen Nadellager verwendet werden. Diese Nadellager 20 sitzen ebenfalls auf den Hülsen 4 und ihre Lage wird in Axialrichtung auf der einen Seite durch die Ringschulter 8 und auf der andern Seite durch eine aufgeschweisste Ringscheibe 22 begrenzt. Anstelle von Drehsicherungsschrauben 6 sind hier Drehsicherungsbolzen 23 vorhanden, welche in eine Axialnut 24 der Achse 2 eingreifen und dadurch ebenfalls eine Drehsicherung zwischen Hülse 4 und Achse 2 ergeben.
Anstelle von mehreren nebeneinander auf die Achse 1 aufgereihten Hülsen 4 könnte auch eine einzige, sich über die ganze Länge erstreckende Hülse 4 vorhanden sein.
Um entlang der Länge des Mantels unterschiedliche Drücke ausüben zu können, ist es möglich, die Druckkolben 7 entweder im Durchmesser unterschiedlich auszubilden oder ihre Abstände voneinander ungleich zu machen. Dadurch kann erreicht werden, dass beispielsweise im Mittelbereich ein höherer Druck auf den Mantel 1 ausgeübt wird als in den Endbereichen. In diesem Fall wird im Mittelbereich entweder der Durchmesser der Druckkolben 7 erhöht oder ihr gegenseitiger Abstand verringert.
Eine weitere Ausführungsform, mit der unterschiedliche Drücke auf den Mantel 1 ausgeübt werden können, ist in den Fig.
4 und 5 dargestellt. Hier ist die Bohrung 3 in mehrere Abschnitte unterteilt, denen je eine Anzahl von Druckkolben 7 zugeordnet sind. Durch Zufuhr von Öl mit unterschiedlichen Drücken werden auf die Druckkolben 7 unterschiedliche Kräfte ausgeübt.
Von der axialen Bohrung 3 ragt eine radiale Bohrung 26 ab, welche in eine Längsnut 27 einmündet, die zu einer nächsten Bohrung führt, welche ebenfalls mindestens einen Druckkolben 7 beaufschlagen soll. Dies kann beispielsweise der äusserste Druckkolben 7 am gegenüberliegenden Walzenende sein. Die Längsnut 27 ist aussen durch einen eingesetzten Steg 28 dicht verschlossen, indem er beispielsweise mit dem Material der Achse 2 verschweisst ist. Wenn lediglich zwei unterschiedliche Öldrücke zur Anwendung kommen, kann dies dadurch erfolgen, dass der nicht durchgehenden Bohrung 3 Drucköl von beiden Seiten her zugeführt wird. Sollten mehr als zwei unterschiedliche Drücke zur Anwendung gelangen, können die Bohrungen 3 kranzartig angeordnet werden, und zu den jeweiligen Druckkolben entsprechende Querbohrungen angeordnet werden.
Im Betrieb dreht sich der Mantel 1, während die Achse 2 still steht. Durch Zufuhr von Drucköl in die Bohrung 3 üben die Druckkolben 7 eine Druckkraft radial nach aussen in Richtung des Pfeiles A auf die Hülsen 4 und die Wälzlager 5 aus. Dadurch wird auf den Mantel 1 ein der Presskraft B entgegengesetzter Druck ausgeübt, der auch eine Reaktionskraft auf die Achse 2 zur Folge hat und die Achse sich durchbiegt. Diese Durchbiegung der Achse 2 ist möglich, weil auf der den Köpfen der Druckkolben 7 diametral gegenüberliegenden Seite zwischen Hülsen 4 und Achse 2 ein im Querschnitt sichelförmiger Hohlraum besteht. Die in Richtung des Pfeiles A wirkende Kraft hat eine Aufhebung der Durchbiegung des Mantels 1 oder eine starke Verminderung derselben zur Folge.
Dadurch ist es möglich, auf eine durchlaufende Materialbahn, beispielsweise Papier, Aluminiumfolien od. dgl. über die ganzeBahnbreite einen weitgehend gleichmässigen Druck auszuüben.
Als Ausführungsvariante könnte statt einer exzentrischen Ausbildung der Hülse auch eine zentrische Anordnung gewählt werden, so dass sich also ein ringförmiger Spalt 9 etwa gleichmässiger Dicke ergibt. Die Druckkolben 7 durchdringen hier den Spalt 9.
** WARNING ** beginning of DESC field could overlap end of CLMS **.
PATENT CLAIMS
1. Pressure roller with means built into its interior to reduce or cancel its deflection under a load along a surface line, characterized in that in a stationary axis (2) which is surrounded by a rotatable surface (1). a plurality of pressure pistons (7) are arranged along a surface line, these pressure pistons (7) bear against at least one sleeve (4) arranged between this axis (2) and the bore of the surface and the radially inner end of these pressure pistons (7) with a Connect the pressure line, which can be connected to a hydraulic high-pressure source, between the bore of the jacket (1) and the sleeve (4).
20) are installed and at least on the diametrically opposite side of the pressure piston (7) there is a gap (9) intended to accommodate the deflection of the axis (2).
2. Pressure roller according to claim 1, characterized in that the diameter of the pressure piston (7) is smaller than V5 of the outer jacket diameter.
3. Pressure roller according to claim 1, characterized in that either the axis (2) or the sleeve (4) with respect to the jacket (1) are arranged eccentrically, so that in the depressurized state on the side of the pressure piston (7) diametrically opposite results in a crescent-shaped gap (9).
4. Printing roller according to claim 1, characterized in that several sleeves (4) are present.
5. Printing roller according to claim 1, characterized in that the roller bearings are ball bearings (5).
6. Printing roller according to claim 1, characterized in that the roller bearings are needle bearings (20).
7. Printing roller according to claim 1, characterized in that in the interior of the axis (2) lead several pressure lines (3, 26, 27) with different pressures to the pressure piston (7).
8. Printing roller according to claim 1, characterized in that between the axis (2) and the sleeve (4) anti-rotation means (6, 23) are present.
9. Pressure roller according to claim 1, characterized in that at least at one end of the pressure roller in the inside of the casing (1) arranged, on the axis (2) seated, stationary disc (12) is seated, with at least one radial or approximately radial bore (13) to limit the oil film thickness in the interior of the casing (1), this bore (13) opening into an axial bore (14) in the axis (2).
10. Printing roller according to claim 9, characterized in that in each disc (12) there is only a single radial, downward bore (13).
The invention relates to a pressure roller with means built into its interior for reducing or eliminating its deflection under a load along a surface line.
In numerous rolling or pressing processes that are carried out with the help of pressure rollers, in particular in the manufacture of paper or film, the material web to be processed is passed between two rotating pressure rollers and pressed in the process. This results in deflection of the pressure rollers under the influence of the pressing force. On the other hand, the pressing force exerted on the material web should be kept as constant as possible over the entire width of the web in order to obtain properties that are as uniform as possible over their entire width in the material web.
Pressure rollers are already known, in which an opposing force opposing the pressing force is generated inside. However, these have the disadvantage of a complex construction and, moreover, their frictional relationships are unsatisfactory. In addition, a relatively large roll diameter is required to accommodate the construction inside.
The object of the invention is to provide a pressure roller of the type mentioned at the outset without deflection or with as little deflection as possible, with which greater compressive forces can be exerted on a material web or a counter roller than before and in which the friction losses are reduced.
The invention with which this object is achieved is characterized in that a plurality of pressure pistons are arranged in a stationary axis, which is surrounded by a rotatable jacket, along a jacket line, these pressure pistons against at least one between this axis and the bore of the jacket Arranged sleeve abut and the radially inner end of these pressure pistons are connected to a pressure line that can be connected to a hydraulic high-pressure source, roller bearings are installed between the bore of the casing and the sleeve and at least on the diametrically opposite side of the pressure piston for receiving the deflection there is a certain gap in the axis.
This makes it possible to produce pressure rollers with which a uniform, comparatively high pressing pressure can be exerted over the entire width and which have a relatively simple structure. In addition, the friction losses due to the use of rolling bearings are small. Furthermore, it is possible to produce such printing rollers with smaller diameters than previously used.
Exemplary embodiments of the subject matter of the invention are shown in the drawing. Show it:
1 shows a longitudinal section through a pressure roller.
Figure 2 shows a cross section through the pressure roller along the line II-II in Fig. 1.
3 shows a longitudinal section through an embodiment variant with needle bearings;
4 shows a further embodiment variant with a plurality of bores for supplying pressure oil;
5 shows a cross section through the axis of the embodiment variant according to FIG. 4.
1 and 2 contains a jacket 1 which is rotatable relative to a stationary shaft 2 which projects beyond the jacket 1 on both sides. In the axis 2, a plurality of pressure pistons 7 are present inside the pressure roller, the central axis of which lies on a surface line of the axis 2. A central bore 3 in the axis 2 connects all of these pressure pistons 7 and serves to supply pressure oil to a high-pressure oil pump, not shown. The pressure pistons 7 bear with their radial outer heads against sleeves 4, as can be seen from FIG. 2. These sleeves 4 are formed eccentrically, the part with the thicker wall thickness being in the area of the heads of the pressure pistons 7 mentioned. On each of the sleeves 4 lined up on the axis 2, ball bearings 5 are pushed, which bear against the outside of the bore of the casing 1.
These ball bearings 5 are laterally supported by annular shoulders 8 of the sleeves 4 and by welded flat rings 17. On the diametrically opposite side of the axis 2 of the heads of the pressure pistons 7 there are anti-rotation screws 6 which are screwed into threaded bores of the axis 2 and their screw heads protrude into holes in the sleeve 4.
The pressure pistons 7 have a relatively small diameter and are smaller than 1/5 of the outside diameter of the roller. Their diameter is preferably approximately Ao-Vi '. of the roll outer diameter. The pressure pistons 7 are movable, but with such high precision in transverse bores of the axis 2 that additional sealing rings can be omitted. The pressure used
medium is high pressure oil. which is fed to the bore 3 at a pressure of a few hundred bar. Any leakage oil is discharged through a radial downward bore 13 in a disc 12 arranged in the interior of the casing 1 via an axial line 14 in the axis 2. This disc 12 sits rigidly on the axis 2. The space remaining between the radially outer end of the bore 13 and the interior of the jacket 1 determines the film thickness when the disc 12 is supplied with excess pressure at the other end of the pressure roller. This air can be oil-containing, or the lubrication of the roller bearings 5 can be carried out by the leakage oil escaping from the pressure piston. A self-aligning bearing 10 is arranged between each disk 12 and an associated outer cover 11.
The end cover 11 is screwed to the jacket 1 by screws 15 and contains a sealing ring on the axle side. The opposite end of the roller is basically the same.
3 shows an embodiment variant in which needle bearings are used instead of several rows of ball bearings. These needle bearings 20 are also seated on the sleeves 4 and their position is limited in the axial direction on one side by the annular shoulder 8 and on the other side by a welded-on washer 22. Instead of anti-rotation screws 6 there are anti-rotation bolts 23 which engage in an axial groove 24 of the axis 2 and thereby also provide an anti-rotation device between the sleeve 4 and the axis 2.
Instead of several sleeves 4 lined up side by side on the axis 1, a single sleeve 4 extending over the entire length could also be present.
In order to be able to exert different pressures along the length of the jacket, it is possible to design the pressure pistons 7 differently in diameter or to make their distances from one another unequal. It can thereby be achieved that, for example, a higher pressure is exerted on the jacket 1 in the central region than in the end regions. In this case, either the diameter of the pressure pistons 7 is increased or their mutual distance is reduced in the central region.
Another embodiment with which different pressures can be exerted on the jacket 1 is shown in FIGS.
4 and 5. Here the bore 3 is divided into several sections, each of which is assigned a number of pressure pistons 7. By supplying oil with different pressures, 7 different forces are exerted on the pressure pistons.
A radial bore 26 protrudes from the axial bore 3, which opens into a longitudinal groove 27, which leads to a next bore, which is also intended to act on at least one pressure piston 7. This can be, for example, the outermost pressure piston 7 at the opposite end of the roller. The longitudinal groove 27 is sealed on the outside by an inserted web 28, for example by being welded to the material of the axis 2. If only two different oil pressures are used, this can be done by supplying pressure oil to the non-continuous bore 3 from both sides. If more than two different pressures are used, the bores 3 can be arranged in a ring-like manner and corresponding cross bores can be arranged for the respective pressure pistons.
In operation, the jacket 1 rotates while the axis 2 is stationary. By supplying pressure oil into the bore 3, the pressure pistons 7 exert a pressure force radially outwards in the direction of arrow A on the sleeves 4 and the roller bearings 5. As a result, a pressure opposite to the pressing force B is exerted on the jacket 1, which also results in a reaction force on the axis 2 and the axis deflects. This deflection of the axis 2 is possible because on the diametrically opposite side of the heads of the pressure pistons 7 between the sleeves 4 and the axis 2 there is a cavity which is crescent-shaped in cross section. The force acting in the direction of arrow A results in the deflection of the sheath 1 being canceled or in a strong reduction thereof.
This makes it possible to exert a largely uniform pressure on a continuous material web, for example paper, aluminum foils or the like, over the entire web width.
As an embodiment variant, instead of an eccentric design of the sleeve, a central arrangement could also be selected, so that an annular gap 9 of approximately uniform thickness is obtained. The pressure pistons 7 penetrate the gap 9 here.