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Biegungsfreie Walzenlagerung Die Erfindung beschäftigt sich mit einer
Walzenlagerung für Walzwerke bzw. Papiermaschinen, mit deren Hilfe die Durchbiegung
der Walze verhindert werden soll. Die Anordnung besteht im wesentlichen aus einer
im Gehäuse gelenkig abgestützten, nicht drehbaren Traverse und einer auf dieser
gelagerten rohrförmigen Walze.
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Die technische Entwicklung beim Walzwerksbau bzw. bei der Herstellung
von Warenbahnen der Textil- und Papiermaschinen-Industrie führte bisher dazu, daß
immer höhere Drücke bzw. immer größere Abstände der Lagerstellen angestrebt wurden.
Als Folge ergab sich eine größere Durchbiegung der Walze, weswegen über die Breite
der Walze hinweg unterschiedlich große Stärken der Warenbahnen entstanden. Um dies
zu vermeiden, sind schon eine Reihe von Möglichkeiten angegeben und ausgeführt worden.
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Der dieser Erfindung zugrunde liegenden Konstruktion mit einer feststehenden
Traverse ähnlich ist eine Ausführung, wie sie im englischen Patent 1 185 937 dargestellt
wird. Darin wird eine an den beiden Enden über Wälzlager abgestützte, stillstehende
Traverse vorgesehen, die von einer frei drehbaren Walze umgeben wird. An der Oberfläche
der Traverse werden zwei durch Dichtungen getrennte Kammern vorgesehen. Die der
Gegenwalze gegenüberliegende Kammer wird unter Druck gesetzt, indem Öl über eine
Pumpe von außen zugeführt wird. Die drehbare Walzenhülse wird demgemäß im Walzspaltbereich
über ihre gesamte Länge mit dem gleichen Innendruck beaufschlagt. Eine Spaltänderung
soll damit vermieden werden.
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Diese Ausführung hat aber den Nachteil, daß zwei zusätzliche Lager
erforderlich sind, denn die Druckkammern und Dichtungen sind so gestaltet, daß sich
die Walzenhülse nicht genau genug darauf abstützen kann. Eine ähnliche Konstruktion
zeigt die Us-Patentschrift 2 908 964. Auch hier befindet sich eine Längskammer
im
Walzspaltbereich, die mit einer Druckflüssigkeit beaufschlagt wird. Beide Ausführungen
haben den Nachteil, daß bei großen Belastungen bzw. entsprechenden Durchbiegungen
die Dichteinrichtungen der Druckkammer nicht mehr sicher genug funktionieren.
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Um eine Berührung der relativ zueinander bewegten Teile zu verhindern,
wird ein großer Abstand zwischen Traverse und Walze vorgesehen. Es besteht dann
trotz Füllung mit einer großen Ölmenge die Gefahr, daß die Walzen in unerwünschte
Schwingungen geraten.
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Um eine schwingungsfreie Abstützung der Walze zu erreichen, und um
Druckölverluste zu vermeiden, hat man dann (s. OS 1 575 435) eine Ausführung bevorzugt,
bei der Walze und Kern wieder drehfest und damit leicht abdichtbar miteinander verbunden
sind. Eine solche Ausführung erfordert aber ebenfalls die Benutzung von zusätzlichen
Lagern an den beiden Walzenenden. Außerdem besteht ein hoher Aufwand für die abwechselnd
mit Drucköl beaufschlagten Räume.
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Aus der DT-OS 1 452 009 sind Stützkerne eines Vierwalzengerüsts bekannt,
die fest bzw. exzentrisch verdrehbar im Gehäuse sitzen.
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Um diese herum sind frei drehbare Stützwalzen angeordnet, die eine
Durchbiegung der Arbeitswalzen durch Abrollanlage verhindern sollen. Um eine ebene
Mantelfläche der Stützwalze zu erreichen, enden auf der Druckseite zwischen Stützkern
und Stützwalze Bohrungen in gegebenenfalls verschieden große axial nebeneinander
liegenden Druckzonen, so daß bei Zufuhr von Öl ein Film aufgebaut wird. Da expandierbare
Berührungsdichtungen vorgesehen sind, handelt es sich hier um eine verschleißbehaftete
hydraulische Konstruktion. Die der Durchbiegung entgegenwirkende Mittel sind sehr
aufwendig, da viele Ölzufuhrkanäle und Druckregeleinrichtungen vorgesehen werden
müssen.
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Bei diesen Konstruktionen besteht noch der Nachteil, daß bei in der
Praxis oft auftretenden Walzdruckveränderungen Nachstellmechanismen vorgesehen werden
müssen, deren Bedienung zusätzlichen Aufwand erfordert.
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Es ist demgemäß Aufgabe dieser Erfindung, eine einfache und billige
Walzenlagerung aufzuzeigen, die auch bei wechselnden Walzdrücken unter größten Beanspruchungen
automatisch eine ebene Walzfläche ergibt, ohne daß die Ständer, Lager usw. zusätzlich
belastet werden, aufwendige Gegenbiegevorrichtungen nötig sind und eine Steifheitserhöhung
durch bloße Vergrößerung erreicht wird.
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Dies wird dadurch erreicht, daß die Walzenlagerung aus einer im Gehäuse
abgestützten stillstehenden Traverse und einer auf dieser unter Öldruck abgestützten,
rohrförmigen Walze besteht, wobei erfindungsgemäß die Traverse im Druckbereich der
Walze eine Tragtasche mit einer Druckmittelzufuhrbohrung besitzt. Die Tragtasche
erstreckt sich über nahezu die gesamte Länge der die Traverse umgebenden Walze.
Außerdem sind an den beiden Enden der Traverse auf der der Gegenwalze abgewandten
Seite Verlängerungen vorgesehen, die sich außerhalb der Walze über eine bestimmte
Länge axial nach innen erstrecken und an ihrem Ende am Gerüst abstützen.
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Mit einer solchen Ausführung wird erreicht, daß im Walzspaltbereich
über die ganze Länge der rohrförmigen Walze ein gleicher Innendruck herrscht. Eine
Durchbiegung der Walze kann also nicht mehr eintreten. Das Biegemoment wird vollkommen
von der feststehenden Traverse aufgenommen. Um die Spaltverhältnisse der hydrostatisch
abgestützten Walze nicht wesentlich zu verändern, d. h. um metallische Berührungen
zwischen Traverse und Walze zu vermeiden, die zu Betriebsstörungen führen können,
stützt sich die Traverse mit ihren axialen Verlängerungen in Form von Hebelarmen
auf dem Gerüst ab. Bei Auftreten von Walzkräften wird durch die Hebelarme ein Gegenbiegemoment
auf die Traverse aufgebracht, das sich mit dem Walzdruck ändert, wobei auch bei
wechselnden Walzdrücken ohne zusätzlichen Aufwand die Biegelinie der Traverse automatisch
nahezu optimal reduziert wird. Die im wesentlichen horizontale Biegelinie ermöglicht
geringste hydrostatische Spalte und damit geringste Versorgungsleistungen für die
hydrostatische Lagerung.
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Die bei konventionellen Walzenlagerungen auftretenden Verschleißerscheinungen
fallen hier ganz weg.
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Das Prinzip der Erfindung wird anhand der nachfolgend beschriebenen
zwei Zeichnungen näher erläutert: Fig. 1 zeigt einen Querschnitt durch die erfindungsgemäße
Walze samt Lagerung.
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Fig. 2 zeigt eine Prinzipskizze des Verlaufs der Biegelinie der Traverse
einschließlich der Abstützeinrichtung.
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Die wesentlichen Teile der Walzenlagerung sind aus Fig. 1 ersichtlich.
Die Walze 1 umschließt auf ihrer ganzen Länge mit geringem Spiel die stillstehende
Traverse 2. Letztere stützt sich über die beiden Einbaustücke 3 im Gehäuse bzw.
Gerüst 4 ab.
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Die Walze 1 ist frei drehbar auf der Traverse 2 befestigt. Im Walzdruckbereich
ist in der Traverse 2 eine über nahezu der ganzen Länge der Walze sich erstreckende
Tasche 2' angebracht. Durch einen Kanal 5 wird ein Druckmittel vorzugsweise Öl oder
Wasser zu der Tasche 2' gebracht. Auch unter Belastung fließt es dauernd über die
Spalte 6 ab, wodurch eine Berührung zwischen Walze 1 und Traverse 2 vermieden wird.
Es bildet sich eine hydrostatische Lagerung. In der Tasche 2' baut sich über nahezu
der ganzen Länge der Walze 1 ein gleichmäßiger Druck auf,-so daß bei Gegendruck
von außen selbst bei langen Walzen keine Durchbiegung zu befürchten ist. Bei der
Druckbehandlung von Warenbahnen hebt sich der Walzdruck durch den Gegendruck in
der Tasche 2' auf. Eine Regelung des Taschendrucks ist bei dieser Ausführung nicht
erforderlich.
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Bei erhöhtem Walzdruck vergrößert sich automatisch bei gleichbleibender
Fördermenge auch der Taschendruck. Um auch bei höheren bzw. wechselnden Walzdrücken
eine möglichst biegungsfreie Gestalt der Traverse 2 zu erreichen, sind die an den
beiden Enden der Traverse 2 befestigten Einbaustücke 3 nicht direkt im Gerüst befestigt.
Sie besitzen außerhalb der Walze 1 nach innen gerichtete Hebelarme 3', die sich
gelenkig gelagert am Gerüst 4 abstützen.
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Bei Auftreten eines Walzdrucks entsteht dann infolge dieser Hebelarme
3'
etwa eine Biegelinie 7 der Traverse 2,wie sie in Fig. 2 dargestellt ist. Es ergibt
sich damit ein einfacher, platzsparender Aufbau, der eine nahezu optimale Walzenlagerung
ohne Durchbiegung ermöglicht. Mit Hilfe der reduzierten Biegelinie 7 der Traverse
erhält man die gewünschten geringen, nahezu gleichbleibenden Spalte 6, wodurch der
Druckmittelbedarf und damit auch der Energiebedarf niedrig bleiben.
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Die erfindungsgemäße Walzenlagerung ist, wie bereits aus der Fig.
1 ersichtlich, nicht auf ein bestimmtes Anwendungsgebiet eingeschränkt. Sie kann
bei der Druckbehandlung von allen breiten Warenbahnen, wie Papier-, Stoff- und Blechbahnen,
benutzt werden.