DE2744524B1

DE2744524B1 - Walze fuer die Druckbehandlung von Warenbahnen

Info

Publication number: DE2744524B1
Application number: DE19772744524
Authority: DE
Inventors: Nichtnennung Beantragt
Original assignee: KUESTERS EDUARD 4150 KREFELD
Current assignee: KUESTERS EDUARD 4150 KREFELD
Priority date: 1977-10-04
Filing date: 1977-10-04
Publication date: 1978-11-30
Also published as: DE2744524C2; IN150297B

Description

Durch die Leiste entsteht zwischen Kern und Hohlwalze vor der der Leiste in Umfangsrichtung folgenden Längsdichtung, gegen die die Hohlwalze also anläuft, eine Kammer, in der sich die von der umlaufenden Hohlwalze dauernd mitgenommene, in den dem Arbeitsspalt abgelegenen Zwischenraum zwischen Kern und Hohlwalze durch Leckverluste an den Längsdichtungen eingedrungene Leckflüssigkeit fortlaufend hineinbefördert wird. Die Ableitkanäle sind so angeordnet, daß sie in diese Kammer münden und die Leckflüssigkeit fortlaufend ableiten können. Die Leiste hat die Wirkung, die Leckflüssigkeit in dem Bereich der wegen der Nähe der Leiste zur benachbarten Längsdichtung schmalen Bereich festzuhalten. Die in der Kammer befindliche Leckflüssigkeit kann nämlich wegen der Schrägstellung der Leiste nicht mehr aus der Kammer in den Zwischenraum zurückströmen, weil sich die Leiste dann fest und dichtend gegen den Innenumfang der Hohlwalze anlegt Durch die Schrägstellung der Leiste ergibt sich zwischen ihrer Außenseite und dem Innenumfang der Hohlwalze ein spitzer Winkel, in den die am Innenumfang der Hohlwalze befindliche Leckflüssigkeit hineingezogen wird. Es hat sich gezeigt, daß besonders bei den hier in Rede stehenden höheren Drehzahlen die an dem Innenumfang haftende Leckflüssigkeit ohne weiteres unter der Kante der Leiste hindurch mitgenommen wird und daß sich sogar eine gewisse Pumpwirkung ergibt, insofern in der durch die Leiste gebildeten schmalen Kammer ein Überdruck entstehen kann, der die darin sich ansammelnde Leckflüssigkeit durch die Ableitkanäle wegdrückt bzw. die Ableitung jedenfalls unterstützt.
Die Leiste kann mit ihrer freien Längskante leicht am Innenumfang der Hohlwalze anliegen.
Der Durchzugeffekt, mittels dessen die am Innenumfang der Hohlwalze anhaftende Leckflüssigkeit unter der Leiste hindurch in die Kammer transportiert wird, bleibt dabei erhalten. Zwar erhöht sich durch die Anlage der Leiste am Innenumfang der Hohlwalze der Leistungsbedarf geringfügig, doch ist dieser Betrag gegenüber dem durch die Verringerung der Stauzone auf die durch den Abstand zwischen der Längsdichtung und der Leiste gegebene Breite und die entsprechend verminderte Flüssigkeitsreibung eingesparten Betrag vernachlässigbar.
Die Erfindung funktioniert aber ebenfalls, wenn die Leiste mit ihrer freien Längskante einen geringen Abstand vom Innenumfang der Hohlwalze beläßt Der Abstand soll normalerweise möglichst gering sein. Die Leiste soll also den Innenumfang der Hohlwalze gerade noch nicht berühren. Bei einem besonders großen Leckflüssigkeitsanfall in dem Zwischenraum zwischen Kern und Hohlwalze kann ein etwas größerer, aber immer noch sehr geringer Abstand empfehlenswert sein, damit sich nicht an der Außenseite der Leiste ein Stau bildet.
Die Leiste ist vorzugsweise etwa tangential zum Kern angeordnet Der Kern hat normalerweise einen dem Innenumfang der Hohlwalze angepaßten, d. h. insgesamt etwa kreisförmigen Querschnitt, wobei bestimmte konstruktive Gegebenheiten Abweichungen der Außengestalt von der Zylinderform bedingen mögen. Die Schräglage der Leiste kann dadurch definiert werden, daß sie ungeachtet dieser Abweichungen etwa so angeordnet wird, daß, wenn der Umriß des Kernquerschnitts zu einem Kreis ergänzt wird, näherungsweise eine tangentiale Lage gegeben ist Die Breite der durch die Leiste gebildeten Kammer soll möglichst gering sein, damit die Wirkung der Leiste möglichst stark zur Geltung kommt. Die freie Längskante der Leiste kann etwa 2 bis 120 in Umlaufrichtung vor der folgenden Längsdichtung angeordnet sein.
Die Leiste kann aus einem füllstoffverstärkten Kunststoff, insbesondere glasfaserverstärktem Epoxyharz bestehen.
Es kommen aber auch andere Werkstoffe in Betracht, die eine vergleichbare Steifigkeit und Elastizität aufweisen.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.
F i g. 1 zeigt einen Querschnitt durch eine erste Ausführungsform; F i g. 2 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt aus Fig. 1; F i g. 3 und 4 zeigen weitere Ausführungsformen entsprechend F i g. 1.
Die als Ganzes mit 10 bezeichnete Walze umfaßt einen feststehenden Kern 1, der seinerseits die Gestalt einer massiven Walze hat, die über die Breite der Bahn durchgeht und an den Enden gelagert ist. Der Kern 1 ist von einer Hohlwalze 2 umgeben, die mit ihrem Innenumfang 3 radialen Abstand zu dem Kern 1 beläßt Dieser Abstand ermöglicht es, daß sich der Kern 1 unter der Belastung im Innern der Hohlwalze 2 durchbiegen kann, ohne diese zu berühren.
Zwischen Kern 1 und Hohlwalze 2 sind Längsrichtungen 4, 5 vorgesehen, die im Kern 1 festgelegt sind und gegen den Innenumfang 3 der Hohlwalze 2 anliegen.
Die Längsdichtungen 4, 5 sind lediglich durch schraffierte Rechtecke angedeutet, weil ihre Konstruktion im einzelnen für die Erfindung nicht wesentlich ist An den Enden der Hohlwalze 2 sind nicht dargestellte Enddichtungen vorgesehen, so daß auf der dem Walzspalt 6 zugewandten Seite zwischen Kern 1 und Hohlwalze 2 eine Längskammer 7 abgedichtet ist, die durch im Kern 1 vorgesehene Zuführkanäle 8 mit Druckflüssigkeit füllbar ist. Durch den Druck der Druckflüssigkeit wird die Hohlwalze 2 im Walzspalt 6 gleichmäpig gegen die Gegenwalze 20 gedrückt Die Längsdichtungen 4, 5 können nicht absolut dicht sein. Eine gewisse Menge an Leckflüssigkeit tritt stets unter den Längsdichtungen 4, 5 hindurch in den Zwischenraum 9 über, der zwischen Kern 1 und Hohlwalze 2 auf der dem Walzspalt 6 abgelegenen Seite gebildet ist Bei einem Umlauf der Hohlwalze 2 in dem durch den Pfeil 11 angedeuteten Sinn wird diese Leckflüssigkeit gegen die Längsdichtung 5 hin mitgenommen, gegen die die Hohlwalze 2 anläuft Es bildet sich vor der Längsdichtung 5 eine Stauzone, in die die von der Hohlwalze 2 mitgenommene Leckflüssigkeit hineingefördert wird und den Zwischenraum zwischen Kern 1 und Hohlwalze 2 ausfüllt Die Stauzone dehnt sich allmählich aus, weil durch die Leckverluste ständig etwas Druckflüssigkeit in den Zwischenraum 9 nachgeliefert wird. In dem Bereich, in dem die Druckflüssigkeit sowohl am Kern 1 als auch an der Hohlwalze 2 anliegt, ergibt sich die unerwünschte Flüssigkeitsreibung, die sich besonders bei hohen Umlaufgeschwindigkeiten in einem zusätzlichen Leistungsbedarf bemerkbar macht In dem Zwischenraum 9 ist nun, in Umlaufrichtung 11 gesehen, vor der Längsdichtung 5 eine Leiste 13 an dem Kern 1 angebracht, die von dem Kern 1 etwa tangential zu diesem gegen die Längsdichtung 5 und gegen den Innenumfang 3 der Hohlwalze 2 auslädt Die Leiste 13 besteht in dem Ausführungsbeispiel aus glasfaserverstärktem Epoxyharz und ist, wie im einzelnen aus F i g. 2 hervorgeht, an der Festlegestelle 17 an den Kern 1 mittels einer Halteleiste 14 und Schrauben 18 an dem Kern 1 angebracht. Die Halteleiste 14 erstreckt sich längs des einen Längsrandes der Leiste 13. Die freie Längskante 13' berührt den Innenumfang 3 der Hohlwalze 2 leicht. Sie kann aber auch einen geringen Abstand von dem Innenumfang belassen.
Die von der Hohlwalze 2 bei ihrem Umlauf im Sinne des Pfeiles 11 mitgenommene Leckflüssigkeit wird in den spitzen Winkel 19 zwischen der Leiste 13 und dem Innenumfang 3 der Hohlwalze 2 hineingetrieben und unter der Längskante 13' der Leiste 13 hindurch in die zwischen Kern 1 und Hohlwalze 2 sowie der Leiste 13 und der Längsdichtung 5 gebildete Kammer 12 eingeführt. Aus der Kammer 12 gelangt die Flüssigkeit in den Ableitkanal 15, aus dem sie ständig abgesaugt wird.
Ein Zurückströmen der Leckflüssigkeit unter der Längskante 13' hindurch in den Zwischenraum 9 ist nicht möglich, weil sich dann die Leiste 13 nach Art einer Dichtlippe gegen die Innenwandung 3 der Hohlwalze 2 anlegt.
Auf diese Weise ist die Zone der Flüssigkeitsreibung auf den Bereich zwischen der Längsdichtung 5 und der Längskante 13' beschränkt. Dieser Bereich wird so schmal gemacht, wie es aus konstruktiven Gründen möglich ist. Der Winkel 16 (Fig. 1), um den die Längskante 13' der Leiste 13 von der Längsdichtung 5 entfernt ist, beträgt in dem Ausführungsbeispiel etwa 10°.
Bei dem Ausführungsbeispiel der F i g. 1 und 2, bei dem also die erfindungsgemäße Walze Unterwalze ist, läuft die Hohlwalze 2 auf der Seite der Leiste 13 von unten gegen die Längsdichtung 5 an. Bei dieser Anordnung ist die Anbringung der Leiste 13 besonders wirksam, weil ohne dieselbe die von der Hohlwalze 2 hochgeförderte Leckflüssigkeit zwischen den einzelnen Ableitkanälen, die ja als einzelne mit Abstand über die Länge der Walze 10 verteilte Bohrungen ausgebildet sind, am Kern 1 entlang herablaufen und wieder in die tiefer gelegenen Bereiche des Zwischenraums 9 gelangen würde. Trotz des Vorhandenseins der Ableitkanäle 15 könnte also der Zwischenraum 9 nicht von eingedrungener Leckflüssigkeit befreit werden Dank der Leiste 13 hingegen wird sämtliche von der Hohlwalze 2 gegen die Längsdichtung 5 hochgeförderte Leckflüssigkeit eingefangen und abgeleitet.
Bei der Ausführungsform nach F i g. 3 ist die Walze 10 Oberwalze. Bei der Umlaufrichtung 11 würde sich die Leckflüssigkeit auch ohne die Leiste 13 in dem Raum oberhalb der Längsdichtung 5 sammeln und durch die Ableitkanäle 15 abgesaugt werden können. Auch hier hat die Leiste 13 jedoch noch einen Sinn, weil sie das Zurücksteigen der Leckflüssigkeit in den zwischen den Ableitkanälen 15 gelegenen Bereichen zuverlässig verhindert.
In F i g. 4 ist eine zweckmäßige Ausführungsform 10' dargestellt, bei der eine horizontale Anordnung der Walzen 10', 20 verwirktlich ist und die Walze 10' für beide Umlaufrichtungen 11a und 11b ausgerüstet ist, indem vor beiden Längsdichtungen 4,5 oben und unten Leisten 13 der beschriebenen Art angeordnet sind Wenn die Leisten 13 leicht anliegend ausgebildet sind, tritt sogar noch eine Steigerung der Wirkung ein. Wenn nämlich die Hohlwalze 2 bei der Walze 10' in der Umlaufrichtung 11 b umläuft, wird die an der Längsdichtung 5 übertretende Leckflüssigkeit von der Leiste 13 abgerakelt und in die oberen Ableitkanäle 15 abgeleitet Die untere Leiste 13 erfaßt die Leckflüssigkeit, die trotz des Abrakelns an der Leiste 13 am Innenumfang 3 der Hohlwalze 2 verbleibt. Das Entsprechende gilt für die andere Umlaufrichtung 11a.

Claims

Patentansprüche: 1. Walze für die Druckbehandlung von Warenbahnen mit einem feststehenden Kern, der von einer Abstand zu dem Kern belassenden drehbaren Hohlwalze umgeben ist und bei der zwischen Kern und Hohlwalze Längsdichtungen und Enddichtungen vorgesehen sind, die eine zwischen Kern und Hohlwalze auf der Seite des Arbeitsspalts sich erstreckende, mit einer Druckflüssigkeit füllbare Längskammer abdichten, mit im Kern vorgesehenen Ableitkanälen zur Ableitung von Leckflüssigkeit aus dem zwischen Kern und Hohlwalze auf der dem Arbeitsspalt abgewandten Seite verbleibenden Zwischenraum zwischen Kern und Hohlwalze, d a -durch gekennzeichnet, daß in dem Zwischenraum (9) eine sich längs der Hohlwalze (2) über die Länge der Längskammer (7) erstreckende, an dem Kern (1) nahe der in Umlaufrichtung (11) folgenden Längsdichtung (5) festgelegte und schräg vom Kern (1) gegen die Längsdichtung (5) bis an den Innenumfang (3) der Hohlwalze (2) ausladende Leiste (13) vorgesehen ist und die Ableitkanäle (15) in dem Bereich zwischen der Festlegestelle (17) der Leiste (13) am Kern (1) und der Längsdichtung (5) münden.
2. Walze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiste (13) mit ihrer freien Längskante (13') leicht am Innenumfang (3) der Hohlwalze (2) anliegt.
3. Walze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiste (13) mit ihrer freien Längskante (13') einen geringen Abstand vom Innenumfang (3) der Hohlwalze (2) beläßt.
4. Walze nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiste (13) etwa tangential zum Kern (1) angeordnet ist.
5. Walze nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die freie Längskante (13') der Leiste (13) etwa 2 bis 12 in Umlaufrichtung vor der folgenden Längsdichtung (5) angeordnet ist.
6. Walze nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiste (13) aus einem füllstoffverstärkten Kunststoff, insbesondere glasfaserverstärktem Epoxyharz besteht.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Walze für die Druckbehandlung von Warenbahnen mit einem feststehenden Kern, der von einer Abstand zu dem Kern belassenden, drehbaren Hohlwalze umgeben ist und bei der zwischen Kern und Hohlwalze Längsdichtungen und Enddichtungen vorgesehen sind, die eine zwischen Kern und Hohlwalze auf der Seite des Arbeitsspalts sich erstreckende, mit einer Druckflüssigkeit füllbare Längskammer abdichten, und mit im Kern vorgesehenen Ableitkanälen zur Ableitung von Leckflüssigkeit aus dem zwischen Kern und Hohlwalze auf der dem Arbeitsspalt abgewandten Seite verbleibenden Zwischenraum zwischen Kern und Hohlwalze.

Walzen dieser Art sind grundsätzlich aus den deutschen Patentschriften 10 26 609 und 11 93 739 bekannt, bei denen sich die Längskammer etwa über die Hälfte des Umfangs des Kerns erstreckt, d. hbei denen die Dichtleisten einander gegenüberliegend etwa in halber Höhe des Kerns angeordnet sind. Während bei diesen Ausführungsformen die Enddichtung durch eine quer zur Achse angeordnete Dichtplatte gegeben ist, ist aus der japanischen Gebrauchsmuster-Auslegeschrift 5 835/65 eine Walze bekannt, bei der längs des Kerns zwei parallele, gegen den Walzspalt gerichtete Nuten vorgesehen sind, die an den Enden durch kreisbogenförmige Nuten verbunden sind, wobei in der gesamten Nut eine entsprechend geformte endlose Dichtleiste sitzt, die gegen den Innenumfang der Hohlwalze anliegt und die Längskammer umschließt.

Da der Arbeitsdruck bei diesen Walzen durch die in der Längskammer befindliche Druckflüssigkeit ausgeübt wird, ist er über die Breite der Bahn gleichmäßig.

Walzen dieser Art finden deshalb immer dann Anwendung, wenn es auf die genaue Einhaltung eines gleichmäßigen Drucks über die Bahnbreite ankommt.

Dies ist insbesondere in der Papierindustrie der Fall, wo bei Bahnbreiten bis zu 10 Meter auf andere Weise eine gleichmäßige Druckausübung überhaupt nicht zu bewerkstelligen ist.

Seit einiger Zeit nun wird in bestimmten Fällen mit sehr hohen Geschwindigkeiten im Bereich oberhalb 1500 m/min gefahren. Dies kann sowohl im Bereich der Papierherstellung als auch im Bereich der Papierveredlung und -weiterverarbeitung der Fall sein.

Es hat sich nun herausgestellt, daß bei der erforderlichen starken Steigerung der Laufgeschwindigkeiten der Leistungsbedarf für den Antrieb der eingangs genannten Walzen erheblich ansteigt. Bei höheren Geschwindigkeiten treten die Reibungsverluste an den Dichtleisten gegenüber der Reibung der Hohlwalze an der zwischen Kern und Hohlwalze befindlichen Druckflüssigkeit zurück. Die viskose Druckflüssigkeit befindet sich in einem relativ schmalen Zwischenraum zwischen der sehr rasch umlaufenden Hohlwalze und dem feststehenden Kern und wird an den Grenzflächen jeweils mitgenommen bzw. festgehalten, so daß eine starke Scherbeanspruchung auftritt. Je größer der Druckflüssigkeit enthaltende Umfangsbereich ist, um so höher werden die Verluste durch Flüssigkeitsreibung.

In der DE-OS 24 61 914 ist versucht worden, diesem Problem dadurch abzuhelfen, daß die Längskammer in Umfangsrichtung besonders schmal gemacht wird.

Dadurch verringert sich natürlich auch die zur Verfügung stehende Druckausübungsfläche. In dem in der DE-OS 24 61 914 behandelten Spezialfall ging es aber nur um Walzen, die bei hoher Geschwindigkeit nur einen geringen Liniendruck zu übertragen haben.

Die Erfindung hat die Aufgabe, die bei Walzen der eingangs genannten Art bei hohen Drehzahlen auftretende Flüssigkeitsreibung zu vermindern, ohne ansonsten in die Konstruktion der Walze einzugreifen.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß in dem Zwischenraum zwischen Kern und Hohlwalze auf der dem Arbeitsspalt abgewandten Seite eine sich längs der Hohlwalze über die Länge der Längskammer erstreckende, an dem Kern nahe der in Umlaufrichtung folgenden Längsdichtung festgelegte und schräg vom Kern gegen die Längsdichtung bis an den Innenumfang der Hohlwalze ausladende Leiste vorgesehen und münden die Ableitkanäle in dem Bereich zwischen der Festlegestelle der Leiste am Kern und der Längsdichtung.