DE19528990A1 - Selbstbelastende Walze mit gesteuerter Durchbiegung - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine selbstbe­ lastende Walze mit gesteuerter Durchbiegung, wie sie in der Papierindustrie benutzt wird, welche eine Walze eines Paares von aneinandergepreßten Walzen zum Verarbeiten einer sich bewegenden Papierbahn bildet.

Walzenpaare, die einen Preßspalt oder eine Preßzone bilden, durch die eine sich bewegende Bahn hindurchgeht, werden an vielen Stellen in einer Papiermaschine benutzt, insbesondere in der Pressenpartie, um Wasser mechanisch aus der Bahn zu entfernen. In solchen Preßzonen sind eine oder beide Walzen belastet, d. h. die Walze wird mechanisch zu der Preßzone hingedrückt, um ein gewünschtes Ausmaß an Druck auf die Bahn auszuüben, wenn diese sich durch die Preßzone bewegt. Es ist außerdem notwendig in der Lage zu sein, die Walzen einer Preß­ zone mechanisch voneinander zurückzuziehen, um so den Preß­ spalt zu öffnen. Dieses Zurückziehen ist nicht nur notwendig, um in der Lage zu sein, den Anpreßdruck zu steuern, sondern auch als Teil der Anfahrprozedur für die Papiermaschine, und zwar entweder am Beginn eines neuen Produktionslaufes oder nach einem Bogenriß. Die Anfahrprozedur beinhaltet das Schnei­ den und Einfädeln eines "Schwanzes" in die Maschine. Das Ein­ fädeln erfolgt bei der Papiermaschine üblicherweise, aber nicht immer, bei oder nahe bei Betriebsgeschwindigkeit. Die Geschwindigkeit kann während des Betriebes nach dem Einfädeln vergrößert oder verkleinert werden. Während dieser Anfahrpro­ zedur wird eine Preßzone nicht mit ihrem normalen Betriebs­ druck belastet. Seit vielen Jahren wird in der Papierindustrie das Belasten der Walzen durch geeignete Mechanismen erreicht, die an einem oder beiden Enden der Walzenachse, um die sich die Walze dreht, angeordnet sind. Diese Mechanismen bewegen die gesamte Walze auf ihrer Achse zu der Gegenwalze in der Preßzone hin und von derselben weg.

Um eine gleichmäßige Bearbeitung der gesamten Breite der Bahn in Richtung quer zur Maschine zu erreichen, wenn sich die Bahn durch eine Preßzone bewegt, ist es erwünscht, daß die Kontakt­ linie zwischen den beiden Walzen, welche die Preßzone oder den Preßspalt bilden, so gerade wie möglich ist oder daß, wenn eine der Walzen eine Kontur hat, die keine gerade Linie ist, die andere Walze dieser Kontur so eng wie möglich folgt. Mit der Verbesserung der Technologie in der Papierindustrie, die es gestattet hat, Papiermaschinen in Richtung quer zur Ma­ schine zunehmend breiter zu machen sowie mit zunehmend höheren Geschwindigkeiten arbeiten zu lassen, führte das schiere Ge­ wicht der Walze oder des Walzenmantels, die bzw. der nur an den entgegengesetzten Enden gelagert ist, zu einem leichten "Durchhang" der Walze in einem zentralen Gebiet der Preßzone, was dazu geführt hat, daß die Kontaktlinie zwischen den beiden Walzen in einer Preßzone einen ungleichmäßigen Abstand zwi­ schen den Walzen in Richtung quer zur Maschine aufweist.

Walzen mit gesteuerter Durchbiegung sind aufgrund dieses Pro­ blems entwickelt worden. Die erste Generation von solchen Wal­ zen mit gesteuerter Durchbiegung wurde absichtlich an ihren entgegengesetzten Enden belastet, um so zu bewirken, daß der Walzenmantel etwas Auswärtskrümmung entgegengesetzt zu dem oben erwähnten Durchhang aufweist, so daß der Abstand zwischen den beiden Walzen in der Preßzone über der gesamten Breite der Preßzone in Richtung quer zur Maschine gleichmäßig sein würde.

In jüngerer Zeit sind sogenannte selbstbelastende Walzen mit gesteuerter Durchbiegung entwickelt worden, bei denen eine An­ zahl von hydraulisch betätigten Schuhen auf einer Mittelachse gelagert sind, die innerhalb des Walzenmantels angeordnet ist, wobei die Schuhe betätigbar sind, um sich zu der Drehachse der Walze hin- und von derselben wegzubewegen, um so gegen die in­ nere Oberfläche des Walzenmantels zu drücken, damit dadurch die gewünschte Durchbiegung der äußeren Oberfläche des Walzenmantels erzielt wird. Die Notwendigkeit, komplizierte Mechanismen an den entgegengesetzten Enden der Walze vorzuse­ hen, um die Walze zu der Preßzone hin- und von derselben wegzubewegen, wird dadurch vermieden, und es brauchen nur Me­ chanismen zum Drehen der Walze an einem oder beiden Enden vor­ gesehen zu werden, üblicherweise nur an einem Ende. Beispiele von solchen selbstbelastenden Walzen mit gesteuerter Durchbie­ gung sind in den US 51 93 258, 51 27 141 und 51 11 563 be­ schrieben.

Solche selbstbelastenden Walzen mit gesteuerter Durchbiegung haben üblicherweise einen hydraulisch betätigten mittleren Schuh, der in einem zentralen Gebiet einer tragenden Achse an­ geordnet ist, welche sich durch das Innere des Walzenmantels erstreckt, sowie einen vorderen und einen hinteren Schuh, die an dem vorderen Ende bzw. hinteren Ende der Achse innerhalb des Mantels angeordnet sind. Die Schuhe werden mit Hilfe von Hydraulikfluid wie z. B. Öl, das über die zentrale Achse den Schuhen zugeführt wird, radial nach außen und nach innen be­ wegt (relativ zu der Drehachse der Walze) . Üblicherweise er­ folgt die Zufuhr des Hydraulikfluids zu den Schuhen an den entgegengesetzten Enden der Walze mit Hilfe eines Leitungssy­ stems, das aus einer Hydraulikfluidquelle an einem Ende der Walze gespeist wird. Das bedeutet, daß ein Schuh sich näher bei der Hydraulikfluidquelle befinden wird als der andere Schuh, wobei eine Hydraulikfluidleitung zwischen den Schuhen verläuft. Infolge der unvermeidlichen Druckdifferenz, die in der Hydraulikleitung vorhanden ist, welche zwischen den Schu­ hen verläuft, sowie infolge von anderen Faktoren wird der Druck, der durch das Hydraulikfluid auf den vorderen oder hin­ teren Schuh ausgeübt wird, etwas anders sein als der Druck, der durch das Hydraulikfluid auf den anderen Schuh an dem ent­ gegengesetzten Ende der Walze ausgeübt wird, was zur Folge hat, daß die Schuhe in unterschiedlichem Ausmaß verlagert wer­ den und daß dadurch eine ungleichmäßige radiale Bewegung des Walzenmantels hervorgerufen wird. Diese ungleichmäßige radiale Bewegung ist unerwünscht, weil die Anpreßberührung dann un­ gleichmäßig ist, was zu Einfädelproblemen und Bogenrissen füh­ ren kann. Außerdem, wenn ein Ende des Mantels in anderem Aus­ maß als das andere Ende radial verlagert wird, hat das zur Folge, daß der Mantel nicht mehr zu der Mittellinie der Mitte­ lachse parallel ist. Das hat zur Folge, daß innere Teile der Schuhe innerhalb der Mittelachsenkolbennut, in welcher sie sich bewegen, fehlausgerichtet werden. Zum Zwecke des Kompen­ sierens dieser Fehlausrichtung werden bei herkömmlichen selbstbelastenden Walzen mit gesteuerter Durchbiegung Enddamm­ dichtungen genutzt. Diese Fehlausrichtung führt auch dazu, daß die umlaufenden Öldichtungen und andere innere Teile ebenfalls fehlausgerichtet werden, wodurch der Verschleiß gesteigert wird, dem alle diese Teile ausgesetzt sind, was die Lebens­ dauer dieser Teile somit verringert. Papiermaschinen sind große Investitionsgüter, weshalb im Idealfall ein Papiermüh­ lenbetreiber die Maschinen gerne so kontinuierlich wie möglich betreiben und die Stillstandszeiten auf einem Minimum halten würde. In dem Ausmaß, in welchem die oben erwähnten Feh­ lausrichtungsprobleme vermieden oder minimiert werden können und somit der Verschleiß der Teile reduziert werden kann, und wenn diese Fehlausrichtung minimiert oder vermieden werden kann, ohne daß das nennenswerte zusätzliche Komplexität für den Walzenaufbau mit sich bringt, wird die Stillstandszeit ähnlich reduziert, wodurch die Gewinne des Mühlenbetreibers gesteigert werden.

Positionssensoren können an geeigneten Stellen innerhalb der Walze vorgesehen werden, um so eine Fehlausrichtung zu erken­ nen, wenn sie auftritt, solche Positionssensoren und die zuge­ ordnete Steuerschaltungsanordnung sind aber teuer und verlan­ gen häufige Wartung und Justierung, und deshalb haben die Positionssensoren und die Steuerschaltungsanordnung, obgleich sie den Verschleiß an den Teilen reduzieren können und damit die mit dem Austausch dieser Teile verbundene Stillstandszeit reduzieren können, selbst ein gewisses Ausmaß an Stillstands­ zeit und sind daher keine optimale Lösung. Alternativ könnten separate Hydraulikzuführsysteme für die Endschuhe vorgesehen werden, das würde jedoch eine Verdoppelung an Ausrüstung be­ inhalten und würde außerdem Einrichtungen verlangen, die ge­ währleisten, daß der Durchfluß in jedem Zuführsystem identisch wäre.

Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Hydrau­ likfluidzuführsystem für eine selbstbelastende Walze mit ge­ steuerter Durchbiegung zu schaffen, das einen einfachen Aufbau hat und daher die Komplexität der gesamten Walzenkonstruktion nicht nennenswert vergrößert und das eine Balance zwischen der Fluidzufuhr zu den Schuhen an den entgegengesetzten Enden der Walze automatisch aufrechterhält, so daß eine gleichförmige radiale Bewegung der Schuhe und somit eine gleichförmige ra­ diale Bewegung des Walzenmantels erzielt wird.

Das obige Ziel wird gemäß den Prinzipien der vorliegenden Er­ findung erreicht durch ein Verfahren und eine Vorrichtung, bei denen eine selbstbelastende Walze mit gesteuerter Durchbiegung mit inneren mechanischen Einrichtungen geschaffen wird, die sich zwischen den Walzenenden erstrecken und auf Bewegungen des vorderen und hinteren Schuhs reagieren und ein Steuerven­ til betätigen, welches die Ölzufuhr zu den Endschuhen automa­ tisch kompensiert, wodurch bewirkt wird, daß die radiale Bewe­ gung an beiden Enden der Walze gleichförmig ist.

Das Verfahren nach der Erfindung beinhaltet die Schritte Re­ geln der Ölzufuhr zu dem vorderen oder hinteren Schuh unter Verwendung eines Steuerventils, das relativbewegliche Steuerventilteile hat, mechanisches Verbinden eines der Steu­ erventilteile mit dem vorderen oder hinteren Schuh, so daß der Steuerventilteil in einem Ausmaß bewegt wird, welches der Ver­ lagerung des Schuhs entspricht, mechanisches Verbinden des an­ deren Steuerventilteils mit dem anderen der beiden Schuhe, so daß der Steuerventilteil in einem Ausmaß bewegt wird, welches der Verlagerung des anderen der beiden Schuhe entspricht, und Regeln des Durchflusses des Hydraulikfluids durch das Steuer­ ventil zu dem gesteuerten Schuh durch die Relativpositionen der Steuerventilteile, in die diese entsprechend der Verlage­ rung des vorderen und hinteren Schuhs bewegt werden.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Vorrichtung nach der Erfindung beinhaltet die mechanische Einrichtung eine Quer­ welle, die mit dem Lagerring, welcher in der selbstbelastenden Walze bereits vorhanden ist, durch ein Verbindungsglied verbunden ist, welches durch einen Stift mit einem Drehmoment­ arm verbunden ist, der an der Querwelle befestigt ist. Eine solche Verbindung ist vorzugsweise an dem hinteren Ende der Walze vorhanden. Die Querwelle erstreckt sich zu dem vorderen Ende der Walze, wo die mit einem Drehsteuerventil verbunden ist. Das Ventil ist auf der Querwelle frei drehbar, und es ist mit dem vorderen Lagerring durch ein ähnliches Verbindungs­ glied verbunden, welches durch einen Stift mit einem Drehmo­ mentarm verbunden ist, der an dem Steuerventil befestigt ist. Das Steuerventil hat zwei Öldurchlässe, die sich radial durch das Ventil erstrecken. Ein Durchlaß steuert den Ölstrom zu dem vorderen Schuh zum Heben, und der andere Durchlaß steuert den Ölstrom aus dem vorderen Schuh zum Senken. Der besondere Strö­ mungsdurchlaß, der zu irgendeiner bestimmten Zeit benutzt wird, wird durch Rückschlagventile geregelt. Das Ende der Querwelle, welches das Steuerventil erfaßt, weist zwei Löcher in Deckung mit den Öffnungen in dem Steuerventil auf. Der Öl­ strom durch den Durchlaß, der gerade in Gebrauch ist, wird durch die Relativdrehposition des Loches in der Querwelle ge­ regelt, das sich zwischen den Öffnungen in dem Steuerventil erstreckt. Wenn damit begonnen wird, den vorderen Schuh schneller zu heben als den hinteren Schuh, beispielsweise, wird die Ölzufuhr zu dem vorderen Schuh durch die Relativposi­ tion des Steuerventils gedrosselt. Dagegen, wenn damit begon­ nen wird, den hinteren Schuh schneller zu heben als den vorde­ ren Schuh, wird die Ölzufuhr zu dem vorderen Schuh durch die Relativposition des Steuerventils gesteigert.

Dieses System stellt dadurch eine selbstbelastende Walze mit gesteuerter Durchbiegung mit einem gleichförmigen Hub an dem vorderen und hinteren Ende bereit. Das System ist in die Walze eingebaut und verlangt keine externen Bauteile. Darüber hinaus kann das System mit existierenden Standardhydraulik­ fluidzuführeinrichtungen verbunden werden, die gegenwärtig in den meisten Papiermühlen vorhanden oder im Handel erhältlich sind.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine Seitenansicht einer selbstbelastenden Walze mit gesteuerter Durchbiegung, die Teilweise im Schnitt dargestellt ist und nach den Prinzipien der vorliegenden Erfindung aufge­ baut ist und arbeitet;

Fig. 2 eine Endansicht der Walze nach Fig. 1, wobei zur Vereinfachung gewisse Bauteile weggelassen worden sind,

Fig. 3 eine schematische, perspektivische Ansicht der inneren Bauteile der selbstbelastenden Walze mit gesteuerter Durchbie­ gung nach Fig. 1, wobei ein Ölzuführsystem schematisch gezeigt ist,

Fig. 4 eine Querschnittansicht des Drehsteuerventils, das in der selbstbelastenden Walze mit gesteuerter Durchbiegung be­ nutzt wird, die gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfin­ dung aufgebaut ist und arbeitet,

Fig. 5 eine Querschnittansicht des Drehsteuerventils nach der Linie V-V in Fig. 4, und

Fig. 6 eine Querschnittansicht des Drehsteuerventils nach der Linie VI-VI in Fig. 4.

Eine exemplarische Ausführungsform einer selbstbelastenden Walze 1 mit gesteuerter Durchbiegung, die gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist, ist in Fig. 1 ge­ zeigt. Die Walze 1 hat eine Mittelachse 8 mit Achsstummeln 2 und 3 an ihren entgegengesetzten Enden. Der Achsstummel 2 ist in einem sphärischen Lager 4a eines vorderen Lagerbocks 4 auf­ genommen, und der Achsstummel 3 ist in einem sphärischen Lager 5a eines hinteren Lagerbocks 5 aufgenommen. Die Walze 1 hat einen hohlen, zylindrischen Walzenmantel 10 mit einem Flansch 11 an seinem einen Ende und einem Flansch 12 an seinem entgegengesetzten Ende. Der Flansch 11 nimmt eine vordere Lagerbaugruppe 6 auf, die neben anderen Bauteilen einen vorde­ ren Lagerring 20 aufweist. Ebenso nimmt der Flansch 12 eine hintere Lagerbaugruppe 7 auf, die neben anderen Bauteilen einen hinteren Lagerring 22 aufweist. Die Walze 1 ist mittels der Lagerbaugruppen 6 und 7 drehbar gelagert. Weitere Einzel­ heiten der Lagerbaugruppen werden zwar der Einfachheit halber weggelassen, die Lagerbaugruppen 6 und 7 können jedoch auf irgendeine geeignete bekannte Art und Weise aufgebaut sein, z. B. so, wie es aus der US 51 93 258 oder 51 27 141 bekannt ist, auf die bezüglich weiterer Einzelheiten verwiesen wird.

Die Walze 1 ist in dem in Fig. 1 gezeigten Beispiel eine nichtangetriebene Walze, was bedeutet, daß sie nicht durch ih­ ren eigenen Antriebsmechanismus aktiv angetrieben wird, son­ dern daß sie durch Kontakt mit der Gegenwalze (nicht gezeigt) gedreht wird, welche mit der Walze 1 eine Preßzone oder einen Preßspalt bildet. Das erfindungsgemäße Konzept, das hier of­ fenbart ist, kann aber mit gleichem Vorteil bei einer ange­ triebenen Walze benutzt werden. Bei Bedarf kann deshalb die Walze 1 mit einem Antriebsmechanismus des Typs versehen sein, wie er z. B. in der US 51 93 258 beschrieben ist.

Die Mittelachse 8 hat einen Kolbenkanal 9, welcher die unteren Teile eines mittleren Schuhs 13, eines vorderen Schuhs 14 und eines hinteren Schuhs 15 aufnimmt. Diese Schuhe werden durch ein System zum Zuführen von Hydraulikfluid hydraulisch betä­ tigt, wobei es sich um ein Ölzuführsystem handeln kann, wie es ausführlicher in Verbindung mit Fig. 3 beschrieben wird. Die Schuhe 13, 14 und 15 sind durch das Ölzuführsystem betätigbar, um sich von der inneren Oberfläche des Walzenmantels 10 hin- und von derselben wegzubewegen, und sie sind deshalb in der Lage, die äußere Oberfläche des Walzenmantels 10 zu verformen, um dieser äußeren Oberfläche eine gewünschte Kontur zu geben.

Eine Endansicht des vorderen Schuhs 14 und von zugeordneten Bauteilen ist in Fig. 2 gezeigt, wobei manche Bauteile der Übersichtlichkeit halber weggelassen worden sind. Gemäß der Beschreibung in den oben erwähnten US 51 93 258, 51 27 141 und 51 11 563 (auf die bezüglich näherer Einzelheiten ausdrücklich verwiesen wird) hat, wenn der Schuh 14 durch die Wirkung des Hydraulikfluids zu dem Walzenmantel 10 hin oder von demselben weg verlagert wird, das eine Verlagerung des Walzenmantels 10 relativ zu dem Achsstummel 2 zur Folge. Der Achsstummel 2 ist mit dem vorderen Lagerring 20 mittels eines Halters 28 ver­ bunden, der an dem Achsstummel 2 befestigt ist und einen Stift 27 aufnimmt, der sich durch den Halter 28 und durch eine Öff­ nung in der Seite des vorderen Lagerringes 20 erstreckt. Wenn der vordere Schuh 14 zu dem Walzenmantel 10 hin oder von dem­ selben weg verlagert wird, führt daher der vordere Lagerring 20 eine Drehbewegung in einer der beiden Richtungen aus, die in Fig. 3 durch den gekrümmten Doppelpfeil gezeigt sind. Eine identische Anordnung (nicht dargestellt) verbindet den hinte­ ren Lagerring 22 mit dem Achsstummel 3, und daher wird der hintere Lagerring 22 in einer der beiden Richtungen, die durch den Doppelpfeil neben dem hinteren Lagerring 22 gezeigt ist, in Drehung versetzt, wenn der hintere Lagerschuh 15 zu dem Walzenmantel 10 hin oder von demselben weg verlagert wird.

Gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung wird die Bewe­ gung dieser Bauteile aufgrund der Verlagerungen der Schuhe 14 und 15 benutzt, um die Zufuhr von Öl zu den Kammern für die Schuhe 14 und 15 so zu steuern, daß sich die Schuhe 14 und 15 auf eine gleichförmige, gleichmäßige Art und Weise zu dem Wal­ zenmantel 10 hin- und von demselben wegbewegen. Erreicht wird das durch ein mechanisches Steuersystem, welches ein Steuerventil 18 umfaßt, das an einem Ende einer Querwelle 16 angeordnet ist, die sich in Richtung quer zur Maschine im we­ sentlichen parallel zu der Mittelachse 8 erstreckt. Die Quer­ welle 16 ist durch mehrere Lager 17 drehbar gelagert, die an der Mittelachse 8 befestigt sein können. Gemäß der ausführli­ cheren Darstellung in Fig. 4 hat das Steuerventil 18 ein hoh­ les, zylindrisches Gehäuse 39, welches ein Ende der Querwelle 16 aufnimmt. Die entgegengesetzten Enden des Gehäuses 39 sind durch Flansche 40 und 43 verschlossen, durch die sich die Querwelle 16 ebenfalls erstreckt. An der Stirnseite der Quer­ welle 16 ist eine Deckplatte 44 mittels Schrauben 46 befe­ stigt. Die Welle 16 hat eine ringförmige Nut, die an der Stelle angeordnet ist, an der die Querwelle 16 aus dem Flansch 40 austritt, und ein Sprengring 41 ist in dieser Nut aufgenom­ men. Der Flansch 43 hat einen ringförmigen, verformbaren Dichtring 45, der aufgrund seiner Elastizität gegen die Quer­ welle 16 und gegen das Innere des Gehäuses 39 gedrückt wird, um eine Abdichtung vorzunehmen. Der Flansch 40 ist mit einem ähnlichen Ring 42 versehen. Ein mittiges Dichtelement 47 ist ebenfalls vorgesehen, das in einem ringförmigen Kanal in dem Inneren des Gehäuses 39 angeordnet ist. Das Gehäuse 39 ist an einem Arm 26 starr befestigt, so daß das Gehäuse 39 frei um die Querwelle 16 drehbar ist, wenn der Arm 26 durch ein Verbindungsglied 19 aufgrund der Drehung des vorderen Lager­ ringes 20 bewegt wird.

Das Gehäuse 39 hat zwei im wesentlichen parallele Durch­ gangsbohrungen, so daß Öffnungen 48a und 48b vorhanden sind, die in Deckung sind, und Öffnungen 49a und 49b, die ebenfalls in Deckung sind. Jede dieser Öffnungen ist mit Gewinde verse­ hen, um das Anschließen an Ölzuführleitungen zu erleichtern. Die Querwelle 16 enthält eine Bohrung 50, die mit den Öffnun­ gen 48a und 48b in Fluidverbindung steht und relativ zu diesen drehbar ist. Ebenso enthält die Querwelle 16 eine Bohrung 51, die mit den Öffnungen 49a und 49b in Fluidverbindung steht und relativ zu diesen und zwischen diesen drehbar ist.

Gemäß der Darstellung in Fig. 3 wird die Walze mit Öl zum hydraulischen Betätigen des vorderen Schuhs 14 und des hinte­ ren Schuhs 15 über eine Ölzuführleitung 29 versorgt. Die Ölzuführleitung 29 hat einen Zweig 33 mit einem darin vorgese­ henen Einwegventil 34, welches einen Ölstrom in einer Richtung von der Leitung 29 zu einer Öffnung des Steuerventils 18 ge­ stattet. In der Konfiguration der Hydraulikleitungen, die in Fig. 3 gezeigt ist, ist die Leitung 33 mit der Öffnung 49a verbunden. Eine Leitung 36 ist in der in Fig. 3 gezeigten Kon­ figuration mit der Öffnung 49b des Steuerventils 18 verbunden und führt direkt zu dem Zylinder (nicht dargestellt), der den vorderen Schuh 14 betätigt.

Die Zuführleitung 29 hat einen weiteren Zweig 35, der in der in Fig. 3 gezeigten Konfiguration mit der Öffnung 48a des Steuerventils 18 verbunden ist. Eine Leitung 37, die in der Ausführungsform nach Fig. 3 mit der Öffnung 48b verbunden ist, ist außerdem mit der Leitung 36 über ein Einwegventil 38 ver­ bunden, welches einen Ölstrom nur in einer Richtung von der Leitung 36 zu dem Steuerventil 18 gestattet.

Eine Drucksteuerleitung 31 für den hinteren Schuh 15 ist eben­ falls vorgesehen und mit der Ölzuführleitung 29 stromabwärts der Verbindungen mit dem Steuerventil 18 verbunden. Die Ölzu­ führleitung 29 ist mit einem Ventil 30 versehen, und die Drucksteuerleitung 31 für den hinteren Schuh 15 ist mit einem Ventil 32 versehen. Wenn die Schuhe 14 und 15 angehoben oder zurückgezogen werden, ist das Ventil 30 offen, und das Ventil 32 ist geschlossen, so daß beide Schuhe 14 und 15 mit Öl über die Leitung 29 auf gesteuerte Art und Weise, wie unten be­ schrieben, mit Öl versorgt werden. Nachdem ein Anhebe- oder Zurückziehvorgang abgeschlossen ist, werden die Schuhe 14 und 15 auf separate Drucksteuerung umgeschaltet, um diese Schuhe in einer gewünschten Position zu halten, indem das Ventil 30 geschlossen und das Ventil 32 geöffnet wird, so daß der vor­ dere Schuh 14 über die Leitung 29 versorgt wird und der hin­ tere Schuh 15 über die Leitung 31 versorgt wird.

Zusammenfassend kann gesagt werden, daß das Steuerventil 18 so arbeitet, daß, wenn der vordere Schuh 14 sich schneller zu he­ ben beginnt als der hintere Schuh 15, die Ölzufuhr zu dem vor­ deren Schuh gedrosselt wird. Umgekehrt, wenn der hintere Schuh 15 sich schneller zu heben beginnt als der vordere Schuh 14, wird die Ölzufuhr zu dem vorderen Schuh gesteigert. Erreicht wird das durch das Steuerventil 18 und die vorgenannten mecha­ nischen Verbindungen zwischen dem Gehäuse 39 des Steuerventils 18 und dem vorderen Lagerring 20 sowie zwischen der Querwelle 16 und dem hinteren Lagerring 22.

In der Anordnung der Zuführleitungen, die in Fig. 3 gezeigt ist, bildet die Bohrung 51 in der Querwelle 16 einen Teil der Zuführleitung zu dem vorderen Schuh 14 zum Heben, und die Boh­ rung 50 steuert den Ölstrom aus dem vorderen Schuh 14 zum Sen­ ken (Zurückziehen). Der Strömungsdurchlaß, der zu irgendeiner bestimmten Zeit benutzt wird, wird durch die Rückschlagventile 34 und 38 geregelt. Die Durchflußleistung in dem Durchlaß, der in Gebrauch ist, wird durch die Relativdrehposition der Boh­ rung 51 oder 50 in der Querwelle 16 in bezug auf die zu­ geordneten Öffnungen in dem Gehäuse 39 des Steuerventils 18 geregelt. So lange der vordere Schuh 14 und der hintere Schuh 15 gleichmäßig angehoben werden, werden sich die Lagerringe 20 und 22 in demselben Ausmaß drehen, so daß sich die Querwelle 16 und das Steuerventilgehäuse 39 ebenfalls in demselben Aus­ maß drehen werden, wodurch die Bohrung, die gegenwärtig in Ge­ brauch ist, in einer mittigen Position zwischen ihren zugeord­ neten Öffnungen in dem Gehäuse 39 gehalten wird. Wenn sich je­ doch der vordere Schuh 14 schneller zu heben beginnt als der hintere Schuh 15, wird sich der vordere Lagerring 20 um ein größeres Ausmaß drehen, und diese größere Drehung wird über das Verbindungsglied 19 und den Arm 26 auf das Gehäuse 39 übertragen. Die "normale", mittige Relativposition der Bohrung 51 in bezug auf die Öffnungen 49a und 49b ist in Fig. 5 ge­ zeigt, in der zu erkennen ist, daß die Bohrung 51 ungefähr halbwegs zwischen den Öffnungen 49a und 49b positioniert ist. Deshalb wird eine Relativdrehung der Bohrung 51 und der Öff­ nungen 49a und 49b in einer Richtung den Durchfluß durch die Bohrung 51 steigern, wogegen eine Drehung in der entgegenge­ setzten Richtung den Durchfluß verringern wird. In dem vorge­ nannten Fall, in welchem der vordere Schuh 14 begonnen hat, sich schneller zu heben als der hintere Schuh 15, wird die Re­ lativdrehung so sein, daß der Öldurchfluß durch die Bohrung 51 gedrosselt wird, bis die Schuhe 14 und 15 wieder gleichmäßig angehoben werden.

Umgekehrt, wenn der hintere Schuh 15 sich schneller zu heben beginnt als der vordere Schuh 14, wird das Ausmaß der Drehung des hinteren Lagerringes 22 größer sein als das der Drehung des vorderen Lagerringes 20. Diese verstärkte Drehung wird auf die Querwelle 16 über das Verbindungsglied 21 übertragen, das mit der Querwelle und dem Arm 23 verbunden ist, der an der Querwelle 16 befestigt und mit dem Verbindungsglied 21 verbun­ den ist, wodurch eine Relativdrehung des Gehäuses 39 in bezug auf die Querwelle 16 hervorgerufen wird, durch welche der Öl­ durchfluß durch die Bohrung 51 gesteigert wird, bis die Schuhe 14 und 15 wieder gleichmäßig angehoben werden.

Derselbe Vorgang findet während des Zurückziehens (Senkens) der Schuhe 14 und 15 statt, mit der Ausnahme, daß aufgrund der Wirkung der Rückschlagventile 34 und 38 die Strömung durch die Leitungen 37 und 35 und durch die Öffnungen 48a und 48b und die Bohrung 50 geht. Fig. 6 zeigt die "normale" Orientierung der Bohrung 50 relativ zu den Öffnungen 48a und 48b, und es ist wieder zu erkennen, daß die Relativdrehung der Welle 16 und des Gehäuses 39 in einer Richtung den Durchfluß durch die Bohrung 50 steigern wird, wogegen eine Drehung in der anderen Richtung den Durchfluß verringern wird.

Obige Darlegungen zeigen, daß es wichtig ist, daß, wenn das Ende der Querwelle 16 an dem hinteren Schuh 15 durch den Arm 23 gedreht wird, diese Drehung unmittelbar auf das entgegenge­ setzte Ende der Querwelle 16 innerhalb des Steuerventils 18 übertragen wird, so daß die notwendige Durchflußsteuerung stattfinden kann. Aufgrund der extrem breiten Querausdehnung der Maschine bei vielen heutigen Papiermaschinen würde die Querwelle 16 nicht in der Lage sein, diese Drehbewegung sofort von einem Ende auf das andere zu übertragen (sofern sie nicht einen relativ großen Durchmesser hätte, in welchem Fall sie unerwünscht platzraubend und schwer wäre), weil ein gewisses Ausmaß der Bewegung aufgrund von Torsion (Verdrehung) der Querwelle 16 verloren gehen würde. Das stellt nicht nur "Totgang" dar, der dazu führen würde, daß das Ende der Quer­ welle 16 in dem Steuerventil 18 um ein kleineres Ausmaß ge­ dreht wird, als es tatsächlich an dem entgegengesetzten Ende der Querwelle 16 stattfindet, sondern stellt auch eine Zeit­ verzögerung dar, da ein gewisses Ausmaß an Zeitverzögerung vorhanden sein wird, wenn die Querwelle 16 auf die Torsions­ kräfte reagiert. Zur Bereinigung dieser Situation kann die Querwelle 16 mit einer Steuerkupplung 24 versehen sein, wie sie in Fig. 1 gezeigt ist. Die Steuerkupplung 24 unterteilt die Querwelle 16 in zwei Teile. Ein Teil hat ein keilnutver­ zahntes Ende 25, das in einer entsprechend profilierten inne­ ren Bohrung der Kupplung 24 aufgenommen ist. Die beiden Teile der Welle 16 können daher "vorverdreht" werden, indem ein oder beide Teile verdreht werden, bevor die Keilverzahnungsverbin­ dung hergestellt wird, so daß die Querwelle 16 nicht länger Torsion "absorbieren" wird und daher eine Drehung an dem Ende der Welle 16, das an dem hinteren Schuh 15 angeordnet ist, fast sofort auf das entgegengesetzte Ende der Querwelle 16 in­ nerhalb des Steuerventils 18 übertragen wird.

Claims (15)

1. Selbstbelastende Walze mit gesteuerter Durchbiegung mit ei­ ner Hydraulikfluidquelle, gekennzeichnet durch:
einen hohlen Walzenmantel (10);
eine Mittelachse (8), die sich durch den Walzenmantel (10) er­ streckt;
einen vorderen Schuh (14) und einen hinteren Schuh (15), wel­ che durch die Mittelachse (8) innerhalb des Walzenmantels (10) gehalten sind;
eine Hydraulikeinrichtung mit einer Zuführleitung (29), die mit der Hydraulikfluidquelle sowie mit dem vorderen und hinte­ ren Schuh (14, 15) verbunden ist, zum gleichzeitigen hydrauli­ schen Verlagern des vorderen und hinteren Schuhs (14, 15) re­ lativ zu dem Walzenmantel (10);
ein erstes Steuerelement (39) ein zweites Steuerelement (16), welches das erste Steuer­ element (39) erfaßt, so daß das erste und zweite Steuerelement relativbeweglich sind;
eine Einrichtung (19, 20, 26), die mit dem ersten Steuer­ element (39) mechanisch verbunden ist, zum Bewegen des ersten Steuerelements (39) um ein Ausmaß, welches einem Ausmaß an Verlagerung des vorderen Schuhs (14) entspricht;
eine Einrichtung (21, 22, 23), die mit dem zweiten Steuerele­ ment (16) mechanisch verbunden ist, zum Bewegen des zweiten Steuerelements (16) um ein Ausmaß, das einem Ausmaß an Verlagerung des hinteren Schuhs (15) entspricht; und
in dem ersten und zweiten Steuerelement (39, 16) vorgesehene Durchlässe (48a, 48b, 49a, 49b; 51, 52), die in Kombination eine Ventileinrichtung bilden, die in der Versorgungsleitung (29) angeordnet ist, zum Regulieren der Zufuhr des Hydraulik­ fluids zu dem vorderen oder hinteren Schuh (14, 15) in Abhän­ gigkeit von der Relativbewegung zwischen dem ersten und zwei­ ten Steuerelement (39, 16) zum Aufrechterhalten einer gleich­ mäßigen Verlagerung des vorderen und hinteren Schuhs (14, 15).

2. Selbstbelastende Walze mit gesteuerter Durchbiegung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventileinrichtung eine Ventileinrichtung zum Regulieren der Zufuhr des Hydraulikfluids zu dem vorderen Schuh (14) umfaßt.

3. Selbstbelastende Walze mit gesteuerter Durchbiegung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Steuerelement einen Hohlzylinder (39) umfaßt, der zwei Durch­ lässe (48a, 48b; 49a, 49b) aufweist, die sich durch ihn hin­ durch erstrecken, und daß das zweite Steuerelement eine Quer­ welle (16) umfaßt, die sich im wesentlichen parallel zu der Mittelachse (8) erstreckt und ein Ende hat, das in dem Hohlzy­ linder (39) aufgenommen ist, und zwei Durchlässe (50, 51), die mit den beiden Durchlässen (48a, 48b; 49a, 49b) in dem Hohlzy­ linder (39) in Deckung sind.

4. Selbstbelastende Walze mit gesteuerter Durchbiegung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung, die mit dem ersten Steuerelement (39) mechanisch verbunden ist, aufweist:
einen vorderen Lagerring (20), der in einer Richtung und um ein Ausmaß drehbar ist, die der Verlagerung des vorderen Schuhs (14) entsprechen;
einen Arm (26), der an dem Hohlzylinder (39) befestigt ist; und
ein Verbindungsglied (19), das ein erstes Ende hat, welches mit dem vorderen Lagerring (20) drehbar verstiftet ist, und ein zweites Ende, das mit dem Arm (26) drehbar verstiftet ist.

5. Selbstbelastende Walze mit gesteuerter Durchbiegung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung, die mit dem zweiten Steuerelement (16) mechanisch verbunden ist, aufweist:
einen hinteren Lagerring (22), der in einer Richtung und um ein Ausmaß drehbar ist, die der Verlagerung des hinteren Schuhs (15) entsprechen;
einen Arm (23), der an einem Ende der Querwelle (16) befestigt ist, das zu dem in dem Hohlzylinder (39) aufgenommenen Ende entgegengesetzt ist; und
ein Verbindungsglied (21), welches ein erstes Ende hat, das mit dem hinteren Lagerring (22) drehbar verstiftet ist, und ein zweites Ende, das mit dem Arm (23) drehbar verstiftet ist.

6. Selbstbelastende Walze mit gesteuerter Durchbiegung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (24, 25) zum Vorverdrehen der Querwelle (16) zwischen dem Ende, das in dem Hohlzylinder (39) aufgenommen ist, und einem entgegengesetzten Ende der Querwelle (16).

7. Selbstbelastende Walze mit gesteuerter Durchbiegung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchlässe, welche die Ventileinrichtung bilden, eine erste Gruppe von Durchlässen (48a, 48b) umfassen, die einen ersten Strömungsweg durch die Ventileinrichtung bilden, und eine zweite Gruppe von Durchlässen (49a, 49b), die einen zweiten Strömungsweg durch die Ventileinrichtung bilden, und daß wei­ ter eine Rückschlagventileinrichtung (34, 38) vorgesehen ist zum automatischen Leiten von Hydraulikfluid über den ersten Strömungsweg zum Heben des vorderen oder hinteren Schuhs (14, 15), geregelt durch die Ventileinrichtung, und zum automati­ schen Leiten von Hydraulikfluid über den zweiten Strömungsweg zum Senken des vorderen oder hinteren Schuhs (14, 15), gere­ gelt durch die Ventileinrichtung.

8. Selbstbelastende Walze mit gesteuerter Durchbiegung zur Verwendung mit einer Hydraulikfluidquelle, gekennzeichnet durch:
einen hohlen Walzenmantel (10);
eine Mittelachse (8), die sich durch den Walzenmantel (10) er­ streckt;
einen vorderen Schuh (14) und einen hinteren Schuh (15), getragen durch die Mittelachse (8) innerhalb des Walzenmantels (10);
eine Hydraulikeinrichtung mit einer Zuführleitung (29), die mit der Hydraulikquelle sowie mit dem vorderen und hinteren Schuh (14, 15) verbunden ist, zum gleichzeitigen hydraulischen Verlagern des vorderen und hinteren Schuhs (14, 15) relativ zu dem Walzenmantel (10);
eine Querwelle (16), die sich im wesentlichen parallel zu der Mittelachse (8) erstreckt und einen Arm (23) hat, der sich von einem Ende derselben an dem hinteren Schuh (15) aus erstreckt, und zwei Öffnungen (50, 51) in einem entgegengesetzten Ende derselben an dem vorderen Schuh (14);
einen hinteren Lagerring (22), der in einer Richtung und um ein Ausmaß drehbar ist, die der Verlagerung des hinteren Schuhs (15) entsprechen;
ein erstes Verbindungsglied (21), das ein erstes Ende hat, welches mit dem hinteren Lagerring (22) drehbar verstiftet ist, und ein zweites Ende, das mit dem Arm (23) drehbar ver­ stiftet ist, wobei die Querwelle (16) in einem Ausmaß und in einer Richtung gedreht wird, die der Verlagerung des hinteren Schuhs (15) entsprechen, durch Drehung des hinteren La­ gerringes (22), die durch das erste Verbindungsglied (21) me­ chanisch auf den Arm (23) übertragen wird;
einen Hohlzylinder (39), der an dem vorderen Schuh (14) ange­ ordnet ist und das Ende der Querwelle (16) umgibt, welches die Öffnungen (50, 51) aufweist, wobei der Hohlzylinder (39) zwei Öffnungen (48a, 48b; 49a, 49b) aufweist, die mit den beiden Öffnungen (50, 51) in der Querwelle (16) in Deckung sind, und wobei der Hohlzylinder (39) einen Arm (26) hat, der sich von ihm aus erstreckt;
einen vorderen Lagerring (20), der in einer Richtung und um ein Ausmaß drehbar ist, die der Verlagerung des vorderen Schuhs (14) entsprechen;
ein zweites Verbindungsglied (19), welches ein erstes Ende hat, das mit dem vorderen Lagerring (20) drehbar verstiftet ist, und ein zweites Ende, das mit dem Arm (26) des Hohlzy­ linders (39) drehbar verstiftet ist, wobei der Hohlzylinder (39) in einer Richtung und um ein Ausmaß gedreht wird, die der Verlagerung des vorderen Schuhs (14) entsprechen, durch Dre­ hung des vorderen Lagerringes (20), welche durch das zweite Verbindungsglied (19) mechanisch auf den Arm (26) des Hohlzy­ linders (39) übertragen wird;
wobei die Öffnungen in dem Hohlzylinder (48a, 48b; 49a, 49b) in die Zuführleitung (29) geschaltet sind und in Kombination eine Ventileinrichtung zum Regulieren der Zufuhr des Hydrau­ likfluids zu dem vorderen Schuh (14) in Abhängigkeit von der Relativbewegung zwischen dem Hohlzylinder (39) und der Quer­ welle (16) zum Aufrechterhalten einer gleichmäßigen Verlage­ rung des vorderen und- hinteren Schuhs (14, 15) bilden.

9. Selbstbelastende Walze mit gesteuerter Durchbiegung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen, welche die Ventileinrichtung bilden, eine erste Gruppe von Öffnungen (48a, 48b) umfassen, die einen ersten Strömungsweg durch die Ventileinrichtung bilden, und eine zweite Gruppe von Öffnungen (49a, 49b), die einen zweiten Strömungsweg durch die Ventileinrichtung bilden, und daß weiter eine Rückschlagventi­ leinrichtung (34, 38) vorgesehen ist zum automatischen Leiten von Hydraulikfluid über den ersten Strömungsweg zum Heben des vorderen oder hinteren Schuhs (14, 15), geregelt durch die Ventileinrichtung, und zum automatischen Leiten von Hydraulik­ fluid über den zweiten Strömungsweg zum Senken des vorderen oder hinteren Schuhs (14, 15), geregelt durch die Ventilein­ richtung.

10. Selbstbelastende Walze mit gesteuerter Durchbiegung nach Anspruch 8 oder 9, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (24, 25) zum Vorverdrehen der Querwelle (16) zwischen dem Ende, das in dem Hohlzylinder (39) aufgenommen ist, und dem Ende, von dem aus sich der Arm (23) erstreckt.

11. Verfahren zum Betreiben einer selbstbelastenden Walze mit gesteuerter Durchbiegung, gekennzeichnet durch folgende Schritte:
verschiebbares Lagern eines vorderen Schuhs und eines hinteren Schuhs auf einer Mittelachse, die sich durch einen hohlen Wal­ zenmantel erstreckt;
gleichzeitiges hydraulisches Verlagern des vorderen und hinte­ ren Schuhs relativ zu dem Walzenmantel;
mechanisches Bewegen eines ersten Steuerelements in einer Richtung und um ein Ausmaß, die der Verlagerung des vorderen Schuhs entsprechen;
mechanisches Bewegen eines zweiten Steuerelements in einer Richtung und um ein Ausmaß, die der Verlagerung des hinteren Schuhs entsprechen;
mechanisches Koppeln des ersten und zweiten Steuerelements derart, daß das erste und zweite Steuerelement re­ lativbeweglich sind;

Festlegen wenigstens eines Strömungsweges für Hydraulikfluid zwischen einer Hydraulikfluidquelle und dem vorderen oder hin­ teren Schuh in Abhängigkeit von den Relativpositionen des er­ sten und zweiten Steuerelements; und
Aufrechterhalten einer gleichmäßigen Verlagerung des vorderen und hinteren Schuhs durch Regeln der Hydraulikfluidzufuhr zu dem vorderen oder hinteren Schuh durch Verändern eines Quer­ schnittes des Strömungsweges durch Relativbewegen des ersten und zweiten Steuerelements.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt des Regelns der Zufuhr des Hydraulikfluids weiter umfaßt, die Zufuhr von Hydraulikfluid zu dem vorderen Schuh zu regeln.

13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Schritt des Festlegens wenigstens eines Strömungsweges weiter beinhaltet, einen ersten und einen zwei­ ten Strömungsweg festzulegen, und den zusätzlichen Schritt um­ faßt:
automatisches Leiten von Hydraulikfluid über den ersten Strö­ mungsweg zum Heben des vorderen oder hinteren Schuhs, für den die Zufuhr von Hydraulikfluid geregelt wird, und automatisches Leiten von Hydraulikfluid über den zweiten Strömungsweg zum Senken des vorderen oder hinteren Schuhs, für den die Zufuhr von Hydraulikfluid geregelt wird.

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das erste Steuerelement eine Querwelle um­ faßt, die sich zwischen dem hinteren Schuh und dem vorderen Schuh erstreckt, und daß das Verfahren den zusätzlichen Schritt beinhaltet:
Vorverdrehen der Querwelle zwischen dem vorderen und hinteren Schuh.