DE19544978C2

DE19544978C2 - Preßwalze

Info

Publication number: DE19544978C2
Application number: DE19544978A
Authority: DE
Inventors: Karl Dr Steiner; Josef Henssler; Josef Muellner; Wolfgang Schuwerk; Christian Steger; Wolf Gunter Stotz; Ulrich Wieland
Original assignee: Voith Sulzer Papiermaschinen GmbH
Current assignee: Voith Sulzer Papiermaschinen GmbH
Priority date: 1995-12-01
Filing date: 1995-12-01
Publication date: 1998-07-30
Anticipated expiration: 2015-12-02
Also published as: AU7038596A; CA2191003A1; ATE199954T1; KR970043583A; JPH09174296A; EP0777012B1; JP3877241B2; DE59606625D1; EP0777012A1; US5843283A; DE19544978A1; CA2191003C

Description

Die Erfindung betrifft eine Preßwalze mit einem stationären Träger und einem umlaufenden Walzenmantel, der über wenigstens ein gegen die Innenumfangsfläche des Walzenmantels anpreßbares, zumindest teil weise hydrodynamisch geschmiertes Stützelement am Träger abgestützt ist, das eine der Innenumfangsfläche des Walzenmantels zugewandte, in Laufrichtung des Walzenmantels verlängerte Stützfläche besitzt, die mehrere eine sich in Richtung der Walzenachse erstreckende Reihe aus einer Vielzahl von einer während des Betriebs erfolgenden hydrodyna mischen Schmierung dienenden Ölzufuhrstellen aufweist, über die dem Bereich zwischen Stützfläche und Innenumfangsfläche des Walzen mantels frisches Schmieröl zugeführt wird und die zumindest teilweise unabhängig von einem das Stützelement beaufschlagenden Druckraum gespeist sind. Eine Preßwalze dieser Art ist beispielsweise in der DE 40 40 392 A1. beschrieben.

Derartige Preßwalzen werden insbesondere in Preßvorrichtungen mit einer sogenannten verlängerten Preßzone eingesetzt. Solche Preßvor richtungen können beispielsweise in Pressenpartien, aber auch in Kali brier- und Glättwerken Verwendung finden.

Bei einer solchen Preßwalze können während des Betriebs, d. h. bei umlaufendem Walzenmantel, trotz der zumindest teilweise hydrodyna mischen Schmierung erhebliche Reibungen auftreten, die Mantelver schleiß verursachen und die durch eine höhere Antriebsleistung kom pensiert werden müssen. Es wurde bereits vorgeschlagen, zur Verringe rung der Antriebsleistung im Eintrittsbereich der Preßzone zusätzliches Öl auf die Innenumfangsfläche des Walzenmantels aufzuspritzen, bevor dieser in die Preßzone eintritt. Bei der aus der DE 40 40 392 A1 be kannten Preßwalze ist die Stützfläche des Stützelements für die hier in Rede stehende hydrodynamische Schmierung im einlaufseitigen Rand bereich mit einer sich über die gesamte Breite der Preßzone erstrecken den Nut versehen. In diese Nut münden einer zusätzlichen Ölzufuhr dienende Kanäle. Dabei sind die durch die jeweiligen Kanalmündungen gebildeten Ölzufuhrstellen über die gemeinsame Nut miteinander ver bunden. Damit lassen sich die Reibungsverluste zwar bereits in gewis sem Umfang verringern. Weisen jedoch der Walzenmantel, ein durch die Preßzone geführtes Filzband, die zu pressende Materialbahn oder der gleichen oder die beispielsweise durch eine Gegenwalze gebildete Ge genfläche Unregelmäßigkeiten insbesondere in Form von Dickstellen bzw. Unebenheiten auf, so muß damit gerechnet werden, daß an be stimmten Stellen der Druck so hoch wird, daß dort der Preßzone nur noch wenig oder gar kein Öl mehr zugeführt wird oder erhalten bleibt. An den betreffenden Stellen kann es auch dazu kommen, daß Öl an der Nut abgestreift wird. Nachdem somit Schmieröl nicht mehr in ausrei chendem Maße mitgenommen und in den Schmierspalt eingezogen wird, wird die gewünschte hydrodynamische Schmierwirkung beein trächtigt. Eine vergleichbare Preßwalze ist auch in der EP 0 345 501 be schrieben. Auch in diesem Fall ist zur hydrodynamischen Schmierung wieder eine sich quer über die gesamte Breite der Stützfläche erstrec kende Nut vorgesehen, in die die betreffenden, d. h. die der hydrodyna mischen Schmierung dienenden Kanäle münden. Es ergeben sich somit die gleichen Probleme wie bei der zuvor beschriebenen bekannten Wal ze.

Hinzu kommt, daß bei einer Preßwalze mit hydrodynamischer Schmie rung des Stützelements die hydrodynamische Abstützung des Walzen mantels bewirkende Schmiermittel von der Einlaufseite zur Auslaufseite stark erwärmt werden. Der Grad der Erwärmung des Schmierfilms ist unter anderem von dessen Druckverlauf und hierbei insbesondere von dessen Gradienten und dem Maximum sowie von der Maschinenge schwindigkeit abhängig. Mit zunehmender Erwärmung wird die Visko sität des Schmieröls geringer, was dessen hydraulische Tragfähgkeit mindert oder sogar in bestimmten Fällen zu dessen Zersetzung führt. Zudem wird es mit steigender Maschinengeschwindigkeit schwieriger, den heißen, am Mantel anhaftenden Ölfilm nach einem Durchlauf durch den Schmierspalt ausreichend zu kühlen beziehungsweise zu er neuern. Problematisch ist insbesondere, daß am Einlauf zugeführtes Schmieröl nicht in ausreichendem Maße mitgenommen und in den Schmierspalt eingezogen wird. Dies ist unter anderem wiederum auf die zuvor genannte ungleiche Dicke der gemeinsam zwischen Stützelement und Gegenwalze hindurchlaufenden Elemente zurückzuführen.

Starke Dickenunterschiede führen auch häufig zu einem Verkeilen zwi schen Stützelement und Gegenwalze, und zwar in der vertieften Tasche, und damit zu Zerstörungen. Zu beachten ist auch, daß in einem hydro dynamisch erzeugten Schmierspalt die Dicke des Schmierfilms an der Stelle mit dem betragsmäßig größten negativen Verhältnis des örtlichen Druckgradienten zur örtlichen Viskosität am geringsten ist. Diese Stelle liegt bei den üblichen Preßzonen im Bereich des Preßzonenauslaufs, wo sich bei fallendem Druck ein negativer Wert ergibt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Preßwalze der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der auch bei unterschiedlichen Be triebsbedingungen stets eine optimale hydrodynamische Schmierung gewährleistet ist.

Die Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß die der hy drodynamischen Schmierung dienenden Ölzufuhrstellen jeweils durch eine lokale Vertiefung der Stützfläche gebildet sind, in die jeweils eine drosselnde Bohrung mündet, und daß diese Ölzufuhrstellen durch zwi schen den Vertiefungen vorgesehene Stege voneinander getrennt sind, deren Oberflächen zumindest im wesentlichen auf dem gleichen Niveau wie die restliche Stützfläche liegen.

Aufgrund dieser Ausbildung ist eine optimale hydrodynamische Schmierung selbst dann sichergestellt, wenn stellenweise ein erhöhter Preßdruck aufgrund von Unregelmäßigkeiten bei dem Walzenmantel, einem durch die Preßzone geführten Filzband oder dergleichen, bei der zu behandelnden Materialbahn oder der beispielsweise durch eine Ge genwalze gebildeten Gegenfläche auftritt. Die hierzu erforderliche un unterbrochene Versorgung mit frischem kühlem Schmieröl ist somit insbesondere auch dort gewährleistet, wo beispielsweise Papierfetzen und -falten oder Verdickungen der zu behandelnden Faserstoffbahn die Preßzone durchlaufen. Aufgrund der durch diese Stege bewirkten ge genseitigen Trennung der Ölzufuhrstellen können lokal auftretende Un regelmäßigkeiten problemlos kompensiert werden. Damit ist praktisch ausgeschlossen, daß solche lokal auftretenden Unregelmäßigkeiten die Zufuhr frischen, gekühlten Drucköls vorübergehend oder auf Dauer verringern oder unterbrechen. Die Ölzufuhr ist vor allem an den betref fenden kritischen Stellen hoher Preßbelastungen vollauf gewährleistet. Im Ergebnis wird somit auch eine äußerst gleichmäßige Temperatur verteilung erzielt. Die erfindungsgemäße Preßwalze ist demnach mit Vorteil insbesondere auch bei solchen Preßvorrichtungen einsetzbar, bei denen mit einem regelmäßigen Durchgang von Papierfetzen oder -falten oder Faserstoffverdickungen durch die Preßzone gerechnet werden muß. Darüber hinaus sind mit der erfindungsgemäßen Walze auch am Rand der Produktbahn, wo die Bahndicke abrupt endet, stets optimale Verhältnisse gewährleistet.

Der jeweiligen Reihe von Ölzufuhrstellen ist vorzugsweise wenigstens ein im Stützelement ausgebildeter Verteilerkanal zugeordnet, über den mehrere Ölzufuhrstellen gemeinsam mit frischem Schmieröl versorgt werden. Es können auch mehrere, in Richtung der Walzenachse hinter einanderliegende Verteilerkanäle vorgesehen sein. Die Bohrungen kön nen zumindest teilweise einzeln mit dem Verteilerkanal verbunden und/oder zumindest teilweise auch zu Gruppen zusammengefaßt und gruppenweise mit diesem Verteilerkanal verbunden sein.

Vorzugsweise sind Mittel vorgesehen, um die Werte für Druck und/oder Menge des zugeführten frischen Schmieröls bezüglich ein zelner und/oder Gruppen von Bohrungen getrennt einzustellen. Damit ist es auf einfachste Weise möglich, die Preßwalze nach Bedarf an un terschiedliche Betriebsbedingungen anzupassen.

Die Speisung einer jeweiligen Reihe von Ölzufuhrstellen kann völlig unabhängig von dem das Stützelement beaufschlagenden Druckraum oder teilweise auch über diesen Druckraum erfol gen. Bei einer kombinierten Schmierung mit Öl über den den Anpreßdruck für das Stützelement liefernden Druckraum und zusätzlich zugeführtem Öl wäre bei einem Ausfall der zusätz lichen Ölversorgung stets noch eine gute Notschmierung durch das Öl über den Druckraum gegeben. Diese Art der Schmierung kann bei allen Stützelementen unabhängig von der Art der Linienkrafterzeugung (z. B. Langkolben, Kolbenreihe, Druck profilverstellung, Druckprofileinstellung mit flexibler An preßleiste und dergleichen) angewendet werden.

Die Zufuhr frischen Schmieröls entlang einer Reihe von Ölzu fuhrstellen erfolgt vorteilhafterweise abwechselnd unabhän gig von dem das Stützelement beaufschlagenden Druckraum und über den das Stützelement beaufschlagenden Druckraum.

Es ist auch denkbar, daß zusätzlich zu der wenigstens einen Reihe aus einer Vielzahl von voneinander getrennten, zumin dest teilweise unabhängig vom Druckraum gespeisten Ölzufuhr stellen wenigstens eine dazu parallele Reihe aus einer Viel zahl von voneinander unabhängigen, über den Druckraum gespei sten Ölzufuhrstellen vorgesehen ist. In diesem Fall kann in Laufrichtung des Walzenmantel abwechselnd jeweils eine Reihe der einen Art und eine dazu parallele Reihe der anderen Art vorgesehen sein. Unterschiedliche Reihen aus jeweils einer Vielzahl von voneinander getrennten, zumindest teilweise unabhängig vom Druckraum gespeisten Ölzufuhrstellen werden vorzugsweise getrennt voneinander mit frischem Schmieröl versorgt.

Die Möglichkeit einer optimalen Anpassung an unterschiedli che Betriebsbedingungen ist insbesondere dann gegeben, wenn die Druckwerte für die zumindest teilweise unabhängig vom Druckraum gespeisten Ölzufuhrstellen einer Reihe und/oder die Druckwerte für die zumindest teilweise unabhängig vom Druckraum gespeisten Ölzufuhrstellen verschiedener Reihen getrennt einstellbar sind. Für eine variable Einstellung unterschiedlicher Druckverläufe sind auch radial gegenein ander verschiebbare Stützelemente denkbar. In diesem Fall ist es zweckmäßig, benachbarte Stützelemente spaltfrei gegeneinander abzudichten.

Insbesondere im Hinblick auf eine möglichst optimale Tempe raturverteilung ist es von Vorteil, mehrere, zueinander parallele Reihen aus jeweils einer Vielzahl von voneinander getrennten, zumindest teilweise unabhängig vom Druckraum gespeisten Ölzufuhrstellen vorzusehen, wobei die Ölzufuhr stellen zweier benachbarter Reihen quer zur Laufrichtung des Walzenmantels vorzugsweise gegeneinander versetzt, d. h. auf Lücke angeordnet sind.

Insbesondere im Hinblick auf die angestrebte möglichst gleichmäßige Temperaturverteilung ist auch von Vorteil, wenn wenigstens eine Reihe aus einer Vielzahl von voneinander ge trennten, zumindest teilweise unabhängig vom Druckraum ge speisten Ölzufuhrstellen in Laufrichtung des Walzenmantels betrachtet im Bereich zwischen 1/4 bis 3/4, vorzugsweise 1/2 bis 3/4 der Stützfläche angeordnet ist.

In den Unteransprüchen sind weitere vorteilhafte Ausführungs varianten der erfindungsgemäßen Preßwalze angegeben. Die Er findung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert; in die ser zeigen:

Fig. 1 eine schematische, teilweise geschnittene Darstellung eines Teils einer Preßwalze,

Fig. 2 eine Draufsicht auf einen Teil des Stützele ments der in Fig. 1 gezeigten Preßwalze, wobei der Walzenmantel weggelassen ist,

Fig. 3 einen Schnitt durch einen Teil des in Fig. 2 gezeigten Stützelements entlang der Reihe von Ölzufuhrstellen,

Fig. 4 eine schematische Querschnittsdarstellung ei ner der der Fig. 1 vergleichbaren Preßwal ze, wobei jedoch eine über den Druckraum ge speiste Ölzufuhrstelle dargestellt ist,

Fig. 5 eine schematische, perspektivische Teildar stellung eines mit zwei Reihen von Ölzufuhr stellen versehenen Stützelements,

Fig. 6 eine schematische Darstellung eines Ausfüh rungsbeispiels einer Ölzufuhrstelle,

Fig. 7 eine schematische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels einer Ölzufuhrstelle und

Fig. 8 eine Fig. 3 vergleichbare Darstellung, wo bei die den Ölzufuhrstellen zugeordneten Vertiefungen genauer dargestellt sind.

In den Fig. 1 und 4 ist rein schematisch eine Preßwalze 10 mit einem stationären Träger 12 und einem umlaufenden Wal zenmantel 14 dargestellt. Der um den stationären Träger 12 umlaufende Walzenmantel 14 ist über wenigstens ein gegen seine Innenumfangsfläche 16 anpreßbares Stützelement 18 am Träger 12 abgestützt.

Das Stützelement 18 umfaßt eine der Innenumfangsfläche 16 des Walzenmantels 14 zugewandte Stützfläche 20, die im vor liegenden Fall zumindest teilweise hydrodynamisch geschmiert wird. Die Stützfläche 20 ist in Laufrichtung LW des Walzen mantels 14 verlängert, um zusammen mit einer beispielsweise durch eine Gegenwalze gebildete Gegenfläche eine sogenannte verlängerte Preßzone zu bilden.

Dem zwischen dem Walzenmantel 14 und der Stützfläche 20 ge bildeten Schmierspalt der zumindest teilweise hydrodynamisch geschmierten Preßwalze 10 wird zusätzliches frisches gekühl tes Schmieröl zugeführt, wozu die Stützfläche 20 mehrere Öl zufuhrstellen 22 aufweist (vgl. auch die Fig. 2, 3 und 5 bis 9). Die Zufuhr zusätzlichen frischen Schmieröls erfolgt zumindest teilweise unabhängig von einem das Stützelement 18 beaufschlagenden Druckraum 19.

Bei einer Mehrzahl von Stützelementen können diese vorteil hafterweise in Radialrichtung relativ zueinander verschieb bar sein, um insbesondere unterschiedliche Druckverläufe zu erhalten. Grundsätzlich ist auch denkbar, die Stützelement 18 zumindest gruppenweise unter Aufrechterhaltung der gewünschten relativen Beweglichkeit spaltfrei gegeneinander abzudichten.

Die Ölzufuhrstellen 22 sind hier reihenweise angeordnet, wobei in der Stützfläche 20 wenigstens eine sich in Richtung der Walzenachse erstreckende Reihe R_i aus einer Vielzahl von voneinander getrennten, zumindest teilweise unabhängig vom Druckraum gespeisten Ölzufuhrstellen 22 vorgesehen ist (ver gleiche insbesondere Fig. 2, 3, 5 und 6). Die Ölzufuhr stellen 22 sind jeweils durch eine lokale Ver tiefung 24 in der Stützfläche 20 und eine in diese Vertie fung 24 mündende kapillarartige Bohrung 26 gebildet. Zwi schen den Vertiefungen 24 sind Stege 28 vorgesehen, deren Oberflächen zumindest im wesentlichen auf dem gleichen Niveau wie die restliche Stützfläche liegen, d. h. selbst nicht abgesenkt sind.

Bei den in den Fig. 2 bis 4 gezeigten Ausführungsbeispie len ist jeweils nur eine solche Reihe von Ölzufuhrstellen 22 vorgesehen. Dagegen enthalten die in den Fig. 1 und 5 ge zeigten Ausführungsvarianten zwei solche Reihen. Es kann jedoch eine davon abweichende, insbesondere auch größere An zahl von Reihen vorgesehen sein. Zudem ist auch denkbar, daß sich Reihen von Ölzufuhrstellen lediglich über einen Teil der Breite des Stützelements 18 erstrecken und benachbarte Reihen so angeordnet sind, daß sich eine über den einen und die andere über den anderen Teil der Breite erstreckt.

Einer jeweiligen Reihe R_i von Ölzufuhrstellen 22 kann wenigstens ein vorzugsweise im Stützelement 18 ausgebildeter Verteilerkanal 30 zugeordnet sein (vergleiche Fig. 1).

Über einen solchen, sich vorzugsweise allgemein in Richtung der Walzenachse erstreckenden Verteilerkanal 30 werden meh rere Ölzufuhrstellen 22 gemeinsam mit frischem kühlem Schmieröl versorgt. Einer jeweiligen Reihe R_i von Ölzufuhr stellen kann im einfachsten Fall ein einziger Verteilerkanal 30 zugeordnet sein. Es ist jedoch auch denkbar, je Reihe R_i mehrere in Richtung der Walzenachse hintereinanderliegende Verteilerkanäle 30 vorzusehen. Grundsätzlich ist eine Ölzu fuhr von einer Seite oder auch von zwei Seiten möglich. Der Ölverteiler kann beispielsweise zylindrisch oder konisch sein oder auch einen abgestuften Querschnitt aufweisen. Schließlich ist der Querschnitt der Eintrittsöffnung bzw. die Summe der Querschnitte der Eintrittsöffnungen des Vertei lerkanals 30 vorteilhafterweise größer als die Summe aller Querschnitte der mit diesem Kanal verbundenen Bohrungen 26.

Bei einer praktisch bevorzugten Ausführungsform können die Bohrungen 26 jeweils einen Durchmesser im Bereich von etwa 0,3 mm bis 3 mm vorzugsweise 1 mm besitzen. Die Länge dieser Bohrungen 26 beträgt vorzugsweise etwa 5 bis 100 mm, vorzugs weise 5 bis 50 mm. Anstelle einer kapillarartigen Ausbildung der Bohrungen sind grundsätzlich jedoch auch andere Arten der Drosselung denkbar.

Zudem ist es notwendig, daß der Öldruck im Bereich der Ein trittsöffnungen der Bohrungen 26 größer als der Druck im Schmierfilm 34 über der Stützfläche 20 des Stützelements 18 ist.

Die Bohrungen 26 können zumindest teilweise einzeln mit dem Verteilerkanal 30 verbunden sein. Gemäß Fig. 3 können die Bohrungen 26 zumindest teilweise jedoch auch zu Gruppen zu sammengefaßt und gruppenweise mit dem Verteilerkanal 30 ver bunden sein. Bei der in Fig. 3 dargestellten Ausführungs variante sind die Bohrungen 26 paarweise zusammengefaßt und über eine dem jeweiligen Paar gemeinsame Zuleitung 33 mit dem Verteilerkanal 30 verbunden.

Zudem können Mittel 36 wie insbesondere Ventile, Drosseln oder dergleichen vorgesehen sein, um die Werte für Druck und/oder Menge des zugeführten frischen Schmieröls bezüg lich einzelner und/oder Gruppen von Bohrungen 26 getrennt einzustellen. Bei der Ausführungsvariante gemäß Fig. 3 ist in die Zuleitungen 33 jeweils ein solches Ventil 36 einge setzt. Grundsätzlich ist es jedoch auch denkbar, zumindest einzelnen Bohrungen 26 individuelle Steuer- und Reguliermit tel zuzuordnen.

Bezüglich einer jeweiligen Reihe R_i von Ölzufuhrstellen 22 kann die Zufuhr frischen gekühlten Schmieröls völlig unab hängig von dem das Stützelement 18 beaufschlagenden Druck raum 19 oder auch teilweise über diesen Druckraum 19 erfol gen. In Fig. 4 ist eine Ölzufuhrstelle 22 gezeigt, deren Bohrung 26 direkt in den das Stützelement 18 beaufschlagen den Druckraum 19 mündet. Demgegenüber sind beim im Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel die Zuleitungen 26 mit dem Verteilerkanal 30 verbunden, der von außen, d. h. unabhängig von dem das Stützelement 18 beaufschlagenden Druckraum 19 mit frischem gekühltem Schmieröl versorgt wird.

Anstatt sämtliche Ölzufuhrstellen 22 einer jeweiligen Reihe R_i extern zu speisen, ist es beispielsweise auch möglich, die Zufuhr frischen Schmieröls entlang der Reihe R_i abwech selnd unabhängig von dem Druckraum 19 und über den Druckraum 19 vorzunehmen. Einander benachbarte Ölzufuhrstellen 22 ei ner jeweiligen Reihe werden demnach unterschiedlich ge speist.

Ferner kann zusätzlich zu wenigstens einer Reihe R_i aus einer Vielzahl von voneinander getrennten, zumindest teil weise unabhängig vom Druckraum gespeisten Ölzufuhrstellen wenigstens eine dazu parallele Reihe aus einer Vielzahl von wiederum voneinander getrennten, jedoch über den Druckraum gespeisten Ölzufuhrstellen vorgesehen sein. In diesem Fall sind die Reihen R_i vorzugsweise so angeordnet, daß in Lauf richtung LW des Walzenmantels 14 abwechselnd vorzugsweise je weils eine Reihe R_i aus einer Vielzahl voneinander getrenn ten zumindest teilweise unabhängig vom Druckraum gespeisten Ölzufuhrstellen 22 und eine dazu parallele Reihe R_i aus einer Vielzahl von voneinander unabhängigen, über den Druck raum gespeisten Ölzufuhrstellen 22 vorgesehen ist.

Eine solche kombinierte Schmierung mit einer Ölspeisung sowohl über den Druckraum als auch von außen bringt unter anderem den Vorteil mit sich, daß bei einem eventuellen Ausfall der zusätzlichen Ölversorgung stets noch eine hin reichende Notschmierung über den Druckraum sichergestellt ist. Diese Art der Schmierung kann bei allen Stützelementen unabhängig von der Art der Linienkrafterzeugung (z. B. Lang kolben, Kolbenreihe, Druckprofilverstellung, Druckprofil einstellung mit flexibler Anpreßleiste) angewendet werden.

Bei einer Mehrzahl von Reihen R_i aus jeweils einer Vielzahl von voneinander getrennten, zumindest teilweise unabhängig vom Druckraum gespeisten Ölzufuhrstellen 22 kann eine ge trennte Versorgung der Reihen mit frischem Schmieröl vorge sehen sein. Vorzugsweise ist auch vorgesehen, daß die Druck werte für die zumindest teilweise unabhängig vom Druckraum gespeisten Ölzufuhrstellen 22 einer Reihe R_i und/oder die Druckwerte für die zumindest teilweise unabhängig vom Druck raum gespeisten Ölzufuhrstellen verschiedener Reihen ge trennt einstellbar sind. Hierbei ist es auch wiederum denk bar, die Druckwerte mehrerer Ölzufuhrstellen 22 gemeinsam einzustellen, wie dies anhand von Fig. 3 beschrieben wurde.

Diese Einstellung kann manuell erfolgen oder auch elektro nisch gesteuert sein. Vorzugsweise ist auch dafür gesorgt, daß der Öldruck im Bereich der Eintrittsöffnungen der Bohrun gen 26 zumindest zeitweise auf einen so hohen Wert einge stellt werden kann, daß der Walzenmantel 14 hydrostatisch abgestützt wird. Praktisch ist es ausreichend, wenn derart hohe Druckwerte während des Anfahrens erzeugt werden. Wäh rend des Betriebs soll vorzugsweise eine zumindest im wesent lichen hydrodynamische Schmierung erfolgen.

Die Vertiefungen 24 gehen zumindest einseitig kontinuierlich in die teilweise auch durch die Stege 28 gebildete Stützflä che 20 über. Dieser Übergang erfolgt vorzugsweise durch eine konvexe Krümmung. Derartige Übergänge können sowohl in Lauf richtung LW des Walzenmantels 14 (vgl. Fig. 1, 4 und 7 bis 9) als auch in Querrichtung des Stützelements 18 vorge sehen sein (vgl. Fig. 3). Somit ist es insbesondere auch möglich, daß die Vertiefungen allseitig kontinuierlich beispielsweise über eine konvexe Krümmung in die teilweise durch die Stege 28 gebildete Stützfläche 20 übergehen. Die Vertiefungen 24 besitzen vorteilhafterweise jeweils eine maximale Tiefe T von weniger als 0,5 mm, insbesondere weniger als 0,3 mm und vorzugsweise weniger als 0,1 mm.

Gemäß Fig. 2 sind diese Vertiefungen 24 in Draufsicht im wesentlichen rund. Sie können in Draufsicht jedoch auch eine rechteckige, dreieckige oder Rautenform oder auch eine Kon tur mit sowohl geradlinigen als auch kurvenartigen oder ge rundeten Begrenzungen aufweisen. Hierbei können die Vertie fungen 24 einer jeweiligen Reihe R_i in Draufsicht insbeson dere auch eine solche gleiche oder unterschiedliche Kontur besitzen, daß sich benachbarte Vertiefungen 24 unter Auf rechterhaltung eines dazwischenliegenden Steges 28, in Laufrichtung LW betrachtet, überlappen.

Bei der in Fig. 2 und 6 dargestellten Ausführungsvariante sind die Bohrungen 26 der Ölzufuhrstellen 22 in Draufsicht in Laufrichtung LW des Walzenmantels 14 betrachtet vor dem Flächenschwerpunkt angeordnet. Aufgrund dieser Anordnung ergibt sich während des Betriebs eine optimale Ölverteilung in den Vertiefungen 24. Es ist jedoch auch möglich, die Bohrungen 26 in Draufsicht im jeweiligen Flächenschwerpunkt der Vertiefungen anzuordnen (Fig. 8).

Beim in Fig. 5 gezeigten Ausführungsbeispiel sind mehrere, hier zwei, zueinander parallele Reihen R_i aus jeweils einer Vielzahl von voneinander getrennten, zumindest teilweise unabhängig vom Druckraum gespeisten Ölzufuhrstellen 22 vor gesehen. Hierbei sind die Ölzufuhrstellen 22 der beiden be nachbarten Reihen R₁ und R₂ quer zur Laufrichtung LW des Wal zenmantels 14 um einen Betrag A/2 gegeneinander versetzt. Dieser Betrag A/2 entspricht dem halben Abstand A der Bohrun gen einer jeweiligen Reihe von Ölzufuhrstellen, welche Ab stände in den beiden Reihen vorzugsweise im wesentlichen gleich groß sind. Die beiden Reihen R₁ und R₂ sind demnach so vorgesehen, daß die jeweiligen Ölzufuhrstellen 22 auf Lücke angeordnet sind.

Bei einer bevorzugten Ausführungsvariante sind die Bohrungen 26 der Ölzufuhrstellen 22 einer Reihe R_i in einem Abstand A von etwa 5 bis 50 mm, insbesondere 10 bis 30 mm und vor zugsweise etwa 20 mm voneinander angeordnet. Zudem ist zwischen den Bohrungen 26 der Ölzufuhrstellen 22 zweier benachbarter Reihen R_i in Laufrichtung LW des Walzenmantels 14 beispielsweise ein Abstand von etwa 5 bis 50 mm, insbe sondere 10 bis 30 mm und vorzugsweise etwa 20 mm vorgesehen.

Insbesondere im Hinblick auf eine möglichst optimale Tempe raturverteilung über der Stützfläche 20 ist es von besonde rem Vorteil, wenn wenigstens eine Reihe R_i aus einer Viel zahl von einander getrennten, zumindest teilweise unabhängig vom Druckraum 19 gespeisten Ölzufuhrstellen 22 in Laufrich tung LW des Walzenmantels 14 betrachtet im Bereich zwischen 1/4 bis 3/4, vorzugsweise 1/2 bis 3/4 der Stützfläche 20 an geordnet ist.

Wie insbesondere anhand von Fig. 2 zu erkennen ist, ist die Breite B der Stege 28 zweckmäßigerweise geringer als der Durchmesser D der Bohrungen 26. In der Praxis kann die Breite B der Stege 28 beispielsweise schmaler als 10 mm, insbesondere schmaler als 5 mm, bevorzugt schmaler als 1 mm und vorzugsweise schmaler als 0,2 mm sein.

Die in der Stützfläche 20 vorgesehenen Vertiefungen 24 und die dazwischenliegenden Stege 28 werden vorzugsweise durch Ätzen und insbesondere durch Elektroerosion erzeugt.

Den Ausführungsvarianten der Fig. 6 und 7 ist gemeinsam, daß die Vertiefung 24 der jeweiligen Ölzufuhrstelle 22 in Laufrichtung LW des Walzenmantels 14 über eine längere Strecke hinweg kontinuierlich in die Stützfläche 20 des Stützelements 18 übergeht, die an der betreffenden Stelle in Fig. 7 durch einen Steg 28 gebildet sein kann, durch den diese Ölzufuhrstelle 22 von der nachfolgenden getrennt ist.

Fig. 8 zeigt eine Reihe von Ölzufuhrstellen mit Blick in Laufrichtung LW. Die Vertiefungen 24 jeder Bohrung 26 sind durch einen Steg 28 in Höhe der Stützfläche 20 getrennt. Wie sich aus dieser Fig. 8 ergibt, ist die Stegbreite B kleiner als der Durchmesser der Bohrungen 26.

Die Ölzufuhr kann über wenigstens eine Stirnseite durch das Stützelement, vom Träger her oder über ein besonderes Öl zufuhrrohr 44 (vergleiche Fig. 1) erfolgen. Vorzugsweise ist jede Ölzuführung druckgeregelt. Die Ölströmung durch die Bohrungen ist durch den an diesem auftretenden Druckabfall geregelt. In der beschriebenen Weise kann das Drucköl teilweise auch über den Druckkolben 38 zugeführt werden (vergleiche Fig. 4).

Der Druckverlust der kapillarenartigen Bohrungen ergibt sich aus dem Bohrungsdurchmesser, der Bohrungslänge sowie der Be schaffenheit und der Quantität des Öls. Aufgrund der durch die Stege und die kapillarartige Ausbildung der Bohrungen er zielten gegenseitigen Trennung der Ölzufuhrstellen der je weiligen Reihe ist selbst bei uneinheitlichen unterschied lichen Preßdrücken sichergestellt, daß alle Bereiche hinrei chend versorgt werden und der maximale Abfluß von Öl durch die Bohrungen begrenzt ist. Es ist somit auch bei kritischen Betriebsbedingungen wie beispielsweise bei einem Durchlaufen von Batzen oder Papierverdickungen stets eine optimale Ölver sorgung zur Erzeugung und Aufrechterhaltung des Schmierfilms 34 (vergleiche Fig. 1) gewährleistet. Zudem ist stets ein wirksamer Austausch des am Walzenmantel anhaftenden Öls sichergestellt. Es ergibt sich eine optimale Temperaturver teilung mit einer geringeren Erwärmung des Schmierfilms, wodurch auch der Walzenmantel im geringeren Maße thermisch belastet wird. Zudem ist aufgrund der geringeren Erwärmung des Schmierfilms auch die Gefahr einer thermischen Verfor mung des Stützelements verringert. Selbst bei eventuell auf tretenden Unregelmäßigkeiten können über die Breite des Stützelements hinweg einheitliche Schmierverhältnisse er zielt werden. Im Vergleich zu einer rein hydrodynamischen oder einer rein hydrostatischen Schmierung ergibt sich auch eine größere Gestaltungsfreiheit hinsichtlich des Druckpro fils. Günstig ist auch der Wegfall von kantigen Vertiefungen im Bereich der Preßzone.

Bezugszeichenliste

4

Walzprodukt

6

Filzband

8

Gegenwalze

10

Preßwalze

12

Träger

14

Walzenmantel

16

Innenumfangsfläche

18

Stützelement

19

Druckraum

20

Stützfläche

22

Ölzufuhrstellen

24

Vertiefung

26

Bohrung

28

Stege

30

Verteilerkanal

33

Zuleitung

34

Schmierfilm

36

Einstellmittel

38

Druckkolben
B Stegbreite
D Durchmesser der Vertiefung
LW Laufrichtung
R Reihe
A Abstand
T Tiefe der Vertiefung

Claims

1. Preßwalze mit einem stationären Träger (12) und einem umlaufenden Walzenmantel (14), der über wenigstens ein gegen die Innenumfangsfläche (16) des Walzenman tels (14) anpreßbares, zumindest teilweise hydrodyna misch geschmiertes Stützelement (18) am Träger (12) abgestützt ist, das eine der Innenumfangsfläche (16) des Walzenmantels (14) zugewandte, in Laufrich tung (LW) des Walzenmantels (14) verlängerte Stützflä che (20) besitzt, die wenigstens eine sich in Richtung der Walzenachse erstreckende Reihe (R_i) aus einer Vielzahl von einer während des Betriebs erfolgenden hydrodynamischen Schmierung dienenden Ölzufuhrstellen (22) aufweist, über die dem Bereich zwischen Stützflä che (20) und Innenumfangsfläche (16) des Walzenmantels (14) frisches Schmieröl zugeführt wird und die zumin dest teilweise unabhängig von einem das Stützelement (18) beaufschlagenden Druckraum (19) gespeist sind, dadurch gekennzeichnet, daß die der hydrodynamischen Schmierung dienenden Öl zufuhrstellen (22) jeweils durch eine lokale Vertie fung (24) der Stützfläche (20) gebildet sind, in die jeweils eine drosselnde Bohrung (26) mündet, und daß diese Ölzufuhrstellen (22) durch zwischen den Vertie fungen (24) vorgesehene Stege (28) voneinander ge trennt sind, deren Oberflächen zumindest im wesentli chen auf dem gleichen Niveau wie die restliche Stütz fläche liegen.

2. Preßwalze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Reihe (R_i) von Ölzufuhrstellen (22) wenigstens ein im Stützelement (18) vorgesehener Verteilerkanal (30) zugeordnet ist, über den mehrere Ölzufuhrstellen (22) gemeinsam mit frischem Schmieröl versorgt werden.

3. Preßwalze nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Verteilerkanal (30) allgemein in Richtung der Wal zenachse erstreckt.

4. Preßwalze nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere in Richtung der Walzenachse hintereinander liegen de Verteilerkanäle (30) vorgesehen sind.

5. Preßwalze nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Verteilerkanal (30) eine oder mehrere Eintrittsöffnungen aufweist und daß der Querschnitt der Eintrittsöffnung bzw. die Summe der Querschnitte der Eintrittsöffnungen größer als die Summe der Querschnitte der Bohrungen (26) ist.

6. Preßwalze nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrungen (26) kapillarartig ausgebildet sind und jeweils einen Durchmesser im Bereich von etwa 0,3 mm bis 3 mm, vor zugsweise 1 mm besitzen.

7. Preßwalze nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrungen (26) jeweils eine Länge im Bereich von etwa 3 bis 100 mm, vorzugsweise 5 bis 50 mm besitzen.

8. Preßwalze nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß den Bohrungen (26) Blenden oder dergleichen zugeordnet sind.

9. Preßwalze nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Öldruck im Bereich der Eintrittsöffnungen der Bohrun gen (26) größer als der Druck im Schmierfilm (34) über der Stütz fläche (20) des Stützelements (18) ist.

10. Preßwalze nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrungen (26) zumindest teilweise einzeln mit dem Ver teilerkanal (30) verbunden sind.

11. Preßwalze nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrungen (26) zumindest teilweise zu Gruppen zusam mengefaßt und gruppenweise mit dem Verteilerkanal (30) ver bunden sind.

12. Preßwalze nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel (36) vorgesehen sind, um die Werte für Druck und / oder Menge des zugeführten frischen Schmieröls bezüglich einzelner und / oder Gruppen von Bohrungen (26) getrennt ein zustellen.

13. Preßwalze nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zufuhr frischen Schmieröls zu den Ölzufuhrstellen (22) einer Reihe völlig unabhängig von dem das Stützelement (18) be aufschlagenden Druckraum (19) erfolgt.

14. Preßwalze nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Zufuhr frischen Schmieröls zu den Ölzufuhrstellen (22) einer Reihe teilweise über den das Stützelement (18) beaufschla genden Druckraum (19) erfolgt.

15. Preßwalze nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zufuhr frischen Schmieröls entlang der Reihe (R_i) von Öl zufuhrstellen (22) abwechselnd unabhängig von dem das Stütze lement (18) beaufschlagenden Druckraum (19) und über den das Stützelement (18) beaufschlagenden Druckraum erfolgt.

16. Preßwalze nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich zu der wenigstens einen Reihe (R_i) aus einer Viel zahl von voneinander getrennten, zumindest teilweise unabhängig vom Druckraum gespeisten Ölzufuhrstellen (22) wenigstens eine dazu parallele Reihe aus einer Vielzahl von voneinander getrenn ten, über den Druckraum gespeisten Ölzufuhrstellen vorgesehen ist.

17. Preßwalze nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß in Laufrichtung (LW) des Walzenmantels (14) abwechselnd jeweils eine Reihe (R_i) aus einer Vielzahl von voneinander ge trennten, zumindest teilweise unabhängig vom Druckraum ge speisten Ölzufuhrstellen (22) und eine dazu parallele Reihe aus einer Vielzahl von voneinander unabhängigen, über den Druck raum (19) gespeisten Ölzufuhrstellen (22) vorgesehen ist.

18. Preßwalze nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß unterschiedliche Reihen aus jeweils einer Vielzahl von von einander getrennten, zumindest teilweise unabhängig vom Druck raum gespeisten Ölzufuhrstellen (22) getrennt voneinander mit frischem Schmieröl versorgt werden.

19. Preßwalze nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckwerte für die zumindest teilweise unabhängig vom Druckraum gespeisten Ölzufuhrstellen (22) einer Reihe (R_i) und/oder die Druckwerte für die zumindest teilweise unabhän gig vom Druckraum gespeisten Ölzufuhrstellen (22) verschiedener Reihen (R_i) getrennt einstellbar sind.

20. Preßwalze nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Öldruck im Bereich der Eintrittsöffnungen der Bohrun gen (26) zeitweise, vorzugsweise während des Anfahrens, auf ei nen so hohen Wert einstellbar ist, daß der Walzenmantel (14) hy drostatisch abgestützt wird.

21. Preßwalze nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertiefungen (24) zumindest einseitig, vorzugsweise in Laufrichtung (LW), kontinuierlich, vorzugsweise über eine konve xe Krümmung, in die teilweise durch die Stege (28) gebildete Stützfläche (20) übergehen.

22. Preßwalze nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertiefungen allseitig kontinuierlich, vorzugsweise jeweils über eine konvexe Krümmung, in die teilweise durch die Stege (28) gebildete Stützfläche (20) übergehen.

23. Preßwalze nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertiefungen (24) jeweils eine maximale Tiefe (T) von we niger als 0,5 mm, insbesondere weniger als 0,3 mm und vorzugs weise weniger als 0,1 mm besitzen.

24. Preßwalze nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertiefungen (24) in Draufsicht jeweils eine zumindest im wesentlichen kreisrunde, dreieckige, rechteckige oder Rautenform besitzen.

25. Preßwalze nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertiefungen (24) der Reihe (R_i) in Draufsicht eine solche gleiche oder unterschiedliche Kontur besitzen, daß sich benach barte Vertiefungen (24) unter Aufrechterhaltung eines dazwi schenliegenden Steges (28) überlappen.

26. Preßwalze nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrung (26) einer jeweiligen Ölzufuhrstelle (22) in Draufsicht im Flächenschwerpunkt der zugehörigen Vertiefung (24) oder in Laufrichtung (LW) des Walzenmantels (14) betrachtet vor diesem Flächenschwerpunkt angeordnet ist.

27. Preßwalze nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere, zueinander parallele Reihen (R_i) aus jeweils einer Vielzahl von voneinander getrennten, zumindest teilweise unab hängig vom Druckraum gespeisten Ölzufuhrstellen (22) vorgese hen sind und daß die Ölzufuhrstellen (22) zweier benachbarter Reihen (R_i) quer zur Laufrichtung (LW) des Walzenmantels (14) vorzugsweise gegeneinander versetzt, d. h. auf Lücke angeordnet sind.

28. Preßwalze nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrungen (26) der Ölzufuhrstellen (22) einer Reihe (R_i) in einem Abstand (A) von etwa 5 bis 50 mm, insbesondere 10 bis 30 mm und vorzugsweise etwa 20 mm voneinander angeordnet sind.

29. Preßwalze nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine Reihe (R_i) aus einer Vielzahl von voneinander getrennten, zumindest teilweise unabhängig vom Druckraum ge speisten Ölzufuhrstellen (22) in Laufrichtung (LW) des Walzen mantels (14) betrachtet im Bereich zwischen 1/4 bis 3/4, vor zugsweise 1/2 bis 3/4 der Stützfläche (20) angeordnet ist.

30. Preßwalze nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite (B) der Stege (28) geringer als der minimale Durchmesser (D) der Bohrungen (26) ist.

31. Preßwalze nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite (B) der Stege (28) schmaler als 10 mm, insbesonde re schmaler als 5 mm, bevorzugt schmaler als 1 mm und vor zugsweise schmaler als 0,2 mm ist.

32. Preßwalze nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die in der Stützfläche (20) vorgesehenen Vertiefungen (24) und die dazwischenliegenden Stege (28) durch Ätzen und insbe sondere durch Elektroerosion gebildet sind.

33. Preßwalze nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine Reihe (R_i) nur im Randbereich Bohrungen (26) aufweist, d. h. im mittleren Bereich bohrungsfrei ist.

34. Preßwalze nach einem der Ansprüche 1 bis 33, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine Reihe (R_i) nur im innenliegenden Bereich Bohrungen (26) aufweist.