DE2707657A1 - Durchbiegungseinstellwalze - Google Patents

Durchbiegungseinstellwalze

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Description

P. 5149/VsKü ESCHER WYSS Aktienqesel!schaft, Zürich/ Schweiz
Durchbiegungseinstellwalze
Die Erfindung betrifft eine Durchbiegungseinstellwalze mit einem rohrförmigen nachgiebigen Walzenmantel, der um einen festen Träger drehbar ist und auf in einer Druckebene angeordneten Druckelementen, die in dieser Druckebene gegenüber dem Träger beweglich und zur Ausübung einer Druckkraft geeignet sind, abgestützt ist, wobei der Mantel an seinen Enden gegen Bewegungen senkrecht zur Druckebene festgehalten ist.
Durchbiegungseinstellwalzen dieser Art sind unter anderem z.B. aus der US-PS 3.802.044, der US Reissue Re26,219 und der US-PS 3.885.283 bekannt. Die bekannten Walzen, bei welchen die Druckelemente die Form von hydrostatischen Kolben bzw. Stempeln oder Leisten haben, dienen zur Bildung einer gleichmässigen oder in gewünschter Weise veränderlichen Presskraft bei Walzvorrichtungen oder ähnli-
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chen Vorrichtungen.
Beim Walzen von Papierbahnen oder Textilbahnen,oder in verschiedenen Druckvorrichtungen zum Bedrucken derartiger Bahnen usw. besteht oft ein Bedarf an sogenannten Breitstreckwalzen, mit deren Hilfe die Bahn ausgebreitet und in ihrer Querrichtung gespannt wird. Bisher war man darauf angewiesen, neben den Presswalzen der einzelnen Vorrichtungen noch besondere Breitstreckwalzen für diesen Zweck vorzusehen.
Die Erfindung hat die Schaffung einer Durchbiegungseinstellwalze der erwähnten Art zum Ziel, welche nicht nur als Durchbiegungsausgleich bzw. Durchbiegungseinstellwalze zur Bildung einer gewünschten Presskraft geeignet ist, sondern gleichzeitig noch als Breitstreckwalze dienen kann, so dass eine besondere Breitstreckwalze eingespart werden kann.
Die erfindungsgemässe Durchbiegungseinstellwalze, durch welche dieses Ziel erreicht wird, ist dadurch gekennzeichnet, dass am Träger mindestens eine mit einer Anschlagfläche versehene, mit der Innenfläche des Walzenmantels zusammenwirkende Vorrichtung zur Beeinflussung einer seitlichen Deformation des Walzenmantels angeordnet ist.
Durch diese Massnahme wird eine Durchbiegung des Walzenmantels in der Richtung senkrecht zur Druckebene erzielt, durch welche die angestrebte Breitstreckwirkung erreicht werden kann. Dadurch wird einerseits eine besondere Breitstreckwalze eingespart, was zur Verbilligung und Vereinfachung der betreffenden Maschinenanlage führt. Ausserdem wird jedoch zusätzlich noch eine Verbesserung der
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Arbeitsweise erzielt, da bisher eine Breitstreckwalze entweder vor der Walzvorrichtung oder nach dieser angeordnet werden musste, also nicht direkt an der Arbeitsstelle, d.h. an der Pressstelle der Walzvorrichtung,angeordnet werden konnte. Es versteht sich, dass in einem solchen Fall im Verlauf der Strecke zwischen der Anpresswalze und der Breitstreckwalze unerwünschte Verformungen der Bahn möglich waren. Durch die erfindungsgemässe Massnahme wird in optimaler Weise die Breitstreckwirkung gleichzeitig mit der Presswirkung an der Pressstelle der Walzvorrichtung erhalten. So hat sich z.B. bei Druckvorrichtungen zum Bedrucken der Bahn gezeigt, dass durch die erfindungsgemäss erzielte Breitstreckwirkung besonders gute Druckresultate erhalten wurden.
Vorzugsweise kann am Träger mindestens ein Anschlag zur Begrenzung der seitlichen Deformation des Walzenmantels senkrecht zur Druckebene angeordnet sein, wobei zwischen einer Anschlagfläche des Anschlages und der mit der Anschlagfläche zusammenwirkenden inneren Fläche des Mantels bei einer zur Druckebene symmetrischen Stellung des Walzenmantels ein Spiel besteht. Auf diese Weise wird eine besonders einfache Ausführungsform der erfindungsgemässen Walze erhalten, bei welcher die Durchbiegung des Walzenmantels zur Erzielung der Breitstreckwirkung durch die Zugkraft der zu behandelnden Bahn erhalten wird.
Es ist jedoch auch möglich, die Vorrichtung in der Form eines gegenüber dem Träger beweglichen Stempels mit einer Anschlagfläche und einem hydraulischen Druckraum auszubilden, welcher durch hydraulischen Druck beaufschlagbar ist, unter dessen Einfluss die Anschlagfläche in der Richtung vom Träger weg zur inneren Mantelfläche beweglich ist.
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Eine so ausgebildete Durchbiegungsausgleichwalze gestattet eine Verformung des Walzenmantels zur Erzielung der Breitstreckwirkung auch in Fällen,wo auf die zu behandelnde Bahn keine oder nur eine ungenügende Zugkraft einwirkt,oder wo z.B. die Walze oder ihre Gegenwalze angetrieben wird.
Es können entlang des Trägers In seinem innerhalb des Walzenmantels befindlichen Bereich mehrere Anschläge angeordnet sein, wobei die Spiele zwischen den Anschlagflächen und dem in der zur Druckebene symmetrischen Stellung befindlichen Walzenmantel entsprechend einer gewünschten Durchbiegungslinie des Walzenrnantels in seiner Mitte am grossten sind und sich in der Richtung zu seinen Enden verringern. Diese Ausführungsform ermöglicht eine genauere Einhaltung der gewünschten Durchbiegungsform unter dem Einfluss der erwähnten Zugkraft,insbesondere bei langen Walzen·
Die Walze kann auch so ausgebildet sein, dass mindestens einer der Anschläge in der Richtung von und zur Innenfläche des Walzenmantels von aussen verstellbar ist. Dadurch ist es möglich, ähnlich wie bei dem gegenüber dem Träger beweglichen Stempel die Grosse der seitlichen Durchbiegung des Walzenmantels und somit die BreitStreckwirkung im Betrieb zu verändern.
Die Druckelemente können in bekannter Weise die Form von hydrostatischen Stempeln haben, welche zusammen mit dem Träger bzw. einem an diesem befestigten Teil einen hydrostatischen Druckraum umschllessen und der Innenfläche des Walzenmantels zugewandte hydrostatische Lagerflächen aufweisen, denen ein hydraulisches Druckmittel unter geeignetem Druck zugeführt wird, das im Betrieb durch einen
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Lagerspalt zwischen der Lagerfläche und der Innenfläche des Walzenmantels in den Zwischenraum zwischen dem Walzenmantel und dem Träger austritt, wobei die Vorrichtung zur Beeinflussung der seitlichen Deformation mit einer Gleitfläche versehen ist, welche zur Zusammenwirkung mit der Innenfläche des Walzenmantels dient. Es versteht sich jedoch, dass die Druckelemente auch z.B. nach der DT-PS 1.070.125 die Form von Rollen haben können, welche auf irgendeine geeignete Weise gegen den Walzenmantel angepresst werden können. In diesem Fall kann auch die Vorrichtung zur Beeinflussung der seitlichen Deformation Anschlagflächen in der Form der zylindrischen Oberflächen von drehbaren Rollen aufweisen.
Ausserdem kann der walzenmantel in ebenfalls bekannter Weise an seinen Enden am Träger drehbar gelagert sein. Es ist jedoch auch möglich, den Walzenmantel in der aus der US-PS 3.885.283 bekannten Weise an seinen Enden auf Führungsteilen drehbar zu lagern, welche ihrerseits am Träger geradlinig in der Druckebene der Druckelemente geführt sind.
Der Walzenmantel kann, wie bereits vorgeschlagen wurde, aus einem gummielastischen Material bestehen· Er kann jedoch auch einen rohrförmigen elastischen Teil aufweisen, welcher mit Mitteln zur Vergrösserung seiner Biegesteifigkeit in der Umfangsrichtung versehen ist. Ein derartiger Walzenmantel ist z.B. aus der DT-Os 25 17 412 bekannt.
Die Erfindung wird anhand in der Zeichnung schematisch dargestellter Ausführungsbeispiele erläutert.
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Es zeigt:
Fig.l einen axialen Schnitt einer erfindungsgemässen Walze zusammen mit einer Gegenwalze in Teilansicht,
Fig.2 den Schnitt II - II in der Fig.l, Fig.3 den Schnitt III - III in der Fig.l,
Fig.4 einen Grundriss mit Teilschnitt nach der Linie IV - IV in der Fig.l in etwas kleinerem Massstab und
Fig.5 einen im wesentlichen der Fig.4 entsprechenden Teilschnitt einer anderen Ausführungsform der Walze.
Die in den Fig.l bis 3 dargestellte Walze enthält einen feststehenden Träger 1, der an seinen Enden in einem Maschinenrahmen 2 gelagert ist, wobei er z.B. durch einen Zapfen 3 gegen Drehung gesichert ist. Um den Träger 1 ist ein Walzenmantel 4 drehbar. Wie an sich aus der erwähnten US-PS 3.802.044 bekannt ist, wird der Walzenmantel 4 durch hydrostatische Druckelemente 5 gegen eine Gegenwalze 6 angepresst. Die hydrostatischen Druckelemente 5 enthalten jedes einen am Träger.1 befestigten Hohlzapfen 7, auf welchem ein Stempel 8 mit einer Bohrung dichtend geführt ist. Der Spalt zwischen dem Zapfen 7 und dem Stempel 8 ist durch eine Dichtung 10 abgedichtet. Zwischen dem Zapfen 7 und dem Stempel 8 besteht ein hydrostatischer Druckraum 11, der durch die Bohrung 12 an einen im Träger 1 ausgebildeten Druckmittelkanal 13 angeschlossen ist. Der Druckmittelkanal 13 ist über eine hydraulische Druckleitung 14 an eine
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Pumpenanlage 15 angeschlossen, welche die Walze mit einem Druckmittel, z.B. Drucköl, mit einem gewünschten Druck versorgt.
Wie noch aus der Fig.l und der erwähnten US-PS 3.802.044 hervorgeht, ist der Stempel 8 mit hydrostatischen Lagertaschen 16 versehen, die sich in seiner der Innenfläche 17 des Walzenmantels 4 zugewandten Fläche befinden. Die Lagertaschen 16 sind durch Drosselkanäle 18 mit dem Druckraum 11 verbunden.
An seinen Enden ist der Walzenmantel 4 mit der Hilfe von Wälzlagern 19 jeweils auf einem Führungsteil 20 drehbar gelagert, welcher eine längliche Oeffnung 21 aufweist. Die Oeffnung 21 ist mit ebenen Führungsflächen 22 versehen, welche mit ebenen Führungsflächen 23 des Trägers 1 zusammenwirken.
Der Zwischenraum zwischen dem Träger 1 und dem Walzenmantel 4 ist an den Enden der Walze durch am Walzenmantel 4 befestigte Deckelteile 24 sowie am Träger 1 dichtend geführte Deckelteile 25 abgeschlossen. Die hydraulische Flüssigkeit wird aus dem Zwischenraum durch einen im Träger ausgebildeten Kanal 26 abgeleitet.
Wie in der erwähnten US-PS 3.802.044 ausführlich beschrieben ist, wird im Betrieb der Walzenmantel 4 durch die hydrostatischen Druckelemente 5 gegen die Gegenwalze 6 angepresst. Der in den Druckräumen 11 wirkende Druck des Mediums bewirkt ein Anpressen der Stempel 8 gegen die Innenfläche 17 des Walzenmantels. Gleichzeitig gelangt die hy-
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draulische Flüssigkeit durch die Drosselkanäle 18 in die Lagertaschen 16 und bewirkt eine hydrostatische Schmierung mit einem gegebenen Spalt zwischen den Stempeln 8 und der Innenfläche des Walzenmantels 17.
Es versteht sich, dass ausser den in der Fig.l dargestellten hydrostatischen Druckelementen 5 auch andere Ausführungsformen dieser Druckelemente verwendet werden können, wie sie z.B. aus der US-PS 3.802.044 bekannt sind. So können z.B. in Bohrungen des Trägers geführte Kolben oder eine oder mehrere durchgehende Leisten an der Stelle der Druckelemente 5 verwendet werden. Auch können in bekannter Weise mehrere Kanäle 13 vorgesehen sein, so dass verschiedene Druckelernente verschiedene Drücke aufweisen und somit verschiedene Anpresskräfte bilden können.
Der Führungsteil 20 gestattet im Betrieb eine gewisse Bewegung des Walzenmantels 4 gegenüber dem Träger 1 in der Richtung der Führungsflächen 22, 23, welche mit einer Druckebene E der hydrostatischen Druckelemente 5 zusammenfällt. Der Führungsteil 20 gestattet auf diese Weise eine in der US-PS 3.885.283 beschriebene Abhebebewegung des Walzenmantels 4 von der Gegenwalze 6.
Erfindungsgemäss sind, wie aus den Fig.l, 3 und 4 hervorgeht, am Träger 1 Anschläge 30 angeordnet, welche Anschlagflächen 31 aufweisen, die zur Zusammenwirkung mit der Innenfläche 17 des Walzenmantels 4 bestimmt sind. Im Ruhezustand, in welchem sich der Walzenmantel 4 in einer zur Druckebene E symmetrischen Stellung befindet, besteht zwischen den Anschlagflächen 31, den Anschlägen 30 und der
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Innenfläche 17 des Walzenmantels 4 jeweils ein Spiel S. Dieser Ruhezustand des Walzenmantels ist in den Fig.3 und durch strichpunktierte Linien dargestellt.
Wenn im Betrieb auf die zwischen dem Walzenmantel 4 und der Gegenwalze 6 durchgeführte zu behandelnde Bahn 32 eine Zugkraft F einwirkt, deformiert sich der Walzenmantel 4 in einer Weise, die in der Fig.4 etwas übertrieben dargestellt ist. Der nachgiebige, d.h. aus gummielastischem Material bestehende Walzenmantel 4 wölbt sich aus der Druckebene E seitlich aus, und zwar so weit, bis er gegen die Anschläge 30 stösst. Zur Erzielung einer gewünschten Wölbung des Walzenmantels sind bei der Anordnung nach der Fig.4 die Spiele SI, S2, S3 der einzelnen Anschlage 30 verschieden, und zwar so, dass sie von beiden Enden der Walze zur Mitte zunehmen.
Durch die auf diese Weise erhaltene Durchbiegung bzw. Wölbung des Walzenmantels wird mit geringen zusätzlichen Mitteln bei der vorliegenden Walze eine Breitstreckwirkung erhalten, wodurch die zu behandelnde Bahn 32 seitlich ausgestreckt und straff gehalten wird.
Im Prinzip könnten bei einer gegebenen Bewegungsrichtung der Bahn 32 Anschläge 30 nur an einer Seite des Trägers 1 genügen. Wenn nach den Fig.3 und 4 die Anschläge 30 an beiden Seiten des Trägers 1 angeordnet sind, wird dadurch ein Betrieb der Walze in zwei entgegengesetzten Richtungen ermöglicht.
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Die Fig.5 zeigt eine AusfUhrungsform der erfindungsgemässen Walze, bei welcher die Durchbiegung des Walzenmantels 4 von aussen beeinflusst werden kann, und zwar unter Umständen ohne die Einwirkung einer Zugkraft F der Bahn Bei der Ausführungsform nach der Fig.5 ist im Träger 1 mindestens ein Kolben 40 in einer Bohrung 41 geführt, welcher die Anschlagfläche 31 aufweist. Der Kolben 40 ist über einen im Träger 1 ausgebildeten Kanal 42 an eine Druckleitung 43 mit einem Druckregelventil 44 angeschlossen. Mit Hilfe des Druckregelventiles 44 kann die Druckkraft eingestellt werden, mit welcher der Kolben 40 gegen die Innenfläche 17 des Walzenmantels 4 gedrückt wird. Da der Walzenmantel 4 elastisch ist, kann jeweils durch eine geeignete Wahl der Druckkraft eine gewünschte Wölbung des Walzenmantels eingestellt werden. Dabei wird gleichzeitig auch noch die seitens der Bahn auf den Walzenmantel wirkende Kraft berücksichtigt.
Die in der Fig.5 dargestellte Walze hat den Vorteil, dass sie zur Erzielung der Breitstreckwirkung nicht auf die Grosse der Zugkraft F der Bahn 32 angewiesen ist. Der Walzenmantel 17 kann z.B. in irgendeiner an sich bekannten Weise angetrieben sein, wobei die Kraft F in entgegengesetzter Richtung wirkt, da der Mantel die Bahn zieht.
Bei der Ausführungsform nach der Fig.5 ist der Walzenmantel 4 nicht am FUhrungsteil 20, sondern direkt am Träger 1 mit der Hilfe eines Wälzlagers 45 gelagert. Es versteht sich, dass eine derartige Lagerung auch bei der Walze nach den Fig.l bis 3 verwendet werden kann.
Der Kolben 40 wird in der Fig.5 durch eine Wahl
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des hydraulischen Druckes, der auf ihn wirkt, betätigt. Es versteht sich, dass auch eine mechanische Betätigung des Kolbens 40 von aussen denkbar ist, derart, dass dieser gegenüber dem Träger, von diesem weg oder zu diesem bewegt werden kann.
Im vorliegenden Fall besteht zwischen den Anschlagflächen 31 und der Innenfläche des Walzenmantels 17 eine hydrodynamische Schmierung, da sich im Zwischenraum zwischen dem Träger 1 und dem Mantel 4 das aus den Druck elementen ausströmende hydraulische Medium befindet. Es gibt jedoch auch Ausführungsformen von Durchbiegungseinstellwalzen, bei welchen z.B. nach der DT-PS 1.070.125 die Druckelemente Rollen aufweisen, auf welchen die Innenfläche des Walzenmantels läuft. In einem solchen Fall könnten die Anschläge 30 bzw. auch die Kolben 40 mit Rollen versehen sein, welche die Anschlagflächen 31 aufweisen und sich am Walzenmantel abwälzen.
In gleicher Weise ist die vorliegende Erfindung auch bei Durchbiegungseinstellwalzen verwendbar, bei welchen zwar die Stempel 5 hydrostatisch gegen die Innenfläche 17 des Walzenmantels 4 angepresst werden, zwischen den Stempeln 5 und dem Walzenmantel 4 jedoch nicht eine hydrostatische, sondern nur eine hydrodynamische Schmierung besteht.
Die Grosse der Spalte S, Sl, S2, S3 beträgt in der Regel einige Zehntelmillimeter, höchstens einige wenige Millimeter.
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Claims (9)

Escher Wyss GmbH P. 5149 Patentansprüche
1.,'Durchbiegungseinstellwalze mit einem rohrförmig
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gen nachgiebigen Walzenmantel, der um einen festen Träger drehbar ist und auf in einer Druckebene angeordneten Druckelementen, die in dieser Druckebene gegenüber dem Träger beweglich und zur Ausübung einer Druckkraft geeignet sind, abgestützt ist, wobei der Mantel an seinen Enden gegen Bewegungen senkrecht zur Druckebene festgehalten ist, dadurch gekennzeichnet, dass am Träger (1) mindestens eine mit einer Anschlagfläche (31) versehene, mit der Innenfläche (17) des Walzenmantels (4) zusammenwirkende Vorrichtung (30, 40) zur Beeinflussung einer seitlichen Deformation des Walzenmantels (4) angeordnet ist.
2. Walze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass am Träger (1) mindestens ein Anschlag (30) zur Begrenzung der seitlichen Deformation des Walzenmantels (4) senkrecht zur Druckebene (E) angeordnet ist, wobei zwischen einer Anschlagfläche (31) des Anschlages (30) und der mit der Anschlagfläche zusammenwirkenden inneren Fläche (17) des Mantels (4) bei einer zur Druckebene (E) symmetrischen Stellung des Walzenmantels (4) ein Spiel (S) besteht.
3. Walze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung die Form eines gegenüber dem Träger beweglichen Stempels (40) mit einer Anschlagfläche (31) und einem hydraulischen Druckraum hat, welcher durch hy-
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draulischen Druck beaufschlagbar ist, unter dessen Einfluss die Anschlagfläche (31) in der Richtung vom Träger (1) weg zur inneren Mantelfläche (17) beweglich ist.
4. Walze nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass entlang des Trägers (1) in seinem innerhalb des Walzenraantels (4) befindlichen Bereich mehrere Anschläge (30) angeordnet sind, wobei die Spiele (Sl, S2, S3) zwischen den Anschlagflächen (31) und dem in der zur Druckebene (E) symmetrischen Stellung befindlichen Walzenmantel (4) entsprechend einer gewünschten Durchbiegungslinie des Walzenmantel s in seiner Mitte am grossten sind und sich in der Richtung zu seinen Enden verringern.
5. Walze nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens einer der Anschläge (3o) in der Richtung von und zur Innenfläche (17) des Walzenmantels (4) von aussen verstellbar ist.
6· Walze nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckelemente (5) die Form von hydrostatischen Stempeln haben, welche zusammen mit dem Träger (1) bzw. einem an diesem befestigten Teil (7) einen hydrostatischen Druckraum (11) umschliessen und der Innenfläche (17) des Walzenmantels (4) zugewandte hydrostatische Lagerflächen (16) aufweisen, denen ein hydraulisches Druckmittel unter geeignetem Druck zugeführt wird, das im Betrieb durch einen Lagerspalt zwischen der Lagerfläche (16) und der Innenfläche (17) des Walzenmantels (4) in den Zwischenraum zwischen dem Walzenmantel (4) und dem Träger (1) austritt, und dass die Vorrichtung zur Beeinflussung der
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seitlichen Deformation mit einer Gleitfläche (31) versehen ist, welche zur Zusammenwirkung mit der Innenfläche (17) des Walzenmantels (4) dient.
7· Walze nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Walzenmantel (4) an seinen Enden am Träger (1) drehbar gelagert ist.
8. Walze nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Walzenmantel (4) an seinen Enden auf Führungsteilen (20) drehbar gelagert ist, welche ihrerseits am Träger (1) geradlinig in der Oruckebene (E) der Druckelemente (5) geführt sind.
9. Walze nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Walzenmantel (4) aus einem gummielastischen Material besteht.
10· Walze nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Walzenmantel (4) einen rohrförmigen elastischen Teil aufweist, welcher mit Mitteln zur Vergrösserung seiner Biegesteifigkeit in der Umfangsrichtung versehen ist.
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