DE29818437U1 - Hebe- und Belastungsvorrichtung eines Kalanderwalzenstapels - Google Patents

Description

PATENTANWALT Fasanenstr. 7 DR.-ING. WERNER LORENZ D-89522 Heidenheim

16.10.1998

Akte: FOR 4276GM/DE

Anmelder:

Valmet Corporation
Panuntie 6
FIN-00620 Helsinki
Finnland

Hebe- und Belastunqsvorrichtunq eines Kalanderwalzenstapels

Die Erfindung betrifft eine im Einleitungsteil von - Janspruch 1 definierte Hebe- und Belastungsvorrichtung des Walzenstapels eines Kalanders, vorzugsweise Superkalanders.

Ein herkömmlicher Superkalander besteht aus einer Oberwalze und einer Unterwalze sowie mehreren zwischen Oberwalze und Unterwalze angebrachten Zwischenwalzen, die im Kalanderständer im wesentlichen als vertikaler Walzenstapel angeordnet sind, wobei die aufeinanderliegenden Walzen durch Pressenspaltkontakt miteinander verbunden sind. Als Ober- und Unterwalzen dienen üblicherweise durchbiegungskompensierte Walzen. Die zu kalandrierende Papier- oder Kartonbahn oder Ähnliches ist ausgeführt, die Pressenspalte zwischen den Walzen zu durchlaufen.

Bei etwas älteren Kalandern sind die Zwischenwalzen so an den Kalanderständer montiert, daß jede Zwischenwalze über 0 das Kopfstück des Lagergehäuses ohne Gelenkarme direkt mit der vertikalen Gleitführung verbunden ist. Dadurch können

sich die Zwischenwalzen in der vertikalen Ebene im Rahmen der sogenannten Hubspindeln frei bewegen.

Bei einer Weiterentwicklung dieser Kalanderausführung ist zusätzlich zu dem oben Erwähnten zwischen Kopfstück und Lagergehäuse ein Gelenk oder Gelenkmechanismus eingebaut, der die Reibungswirkung zwischen den vertikalen Führungen und den Kopfstücken während des Kalanderbetriebs beseitigt.

Bei einem modernen Mehrwalzenkalander sind die Walzen in Lagergehäusen drehbar gelagert und die Lagergehäuse sind an Armen montiert, die am Kalanderständer gelenkig drehbar gelagert sind.

Bei den oben erwähnten herkömmlichen Superkalanderlösungen werden die Pressenspalte durch die Kraft des Eigengewichts des Walzensystems belastet, wobei die Liniendruckverteilung vom Oberspalt zum Unterspalt im wesentlichen linear wächst. Das führt dazu, daß die Linienlast im Unter-0 spalt die Belastungskapazität des Kalanders bestimmt. Der

Kalander wird also entsprechend der Belastungskapazität der untersten Walzen dimensioniert. Gleichzeitig bleibt das Belastungs- bzw. Kalandrierpotential der oberen Pressenspalte ungenutzt.
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Bei der im FI-Patent Nr. 96334 der Anmelderin vorgestellten Lösung werden die durch das Eigengewicht des Kalanderwalzensystems in der Linienbelastungsverteilung verursachten Probleme vermieden. Mit dieser Lösung können zusatz-0 lieh alle Pressenspalte des Walzensystems des Superkalanders in gewünschter Weise regelbar und gegebenenfalls im wesent-

lichen mit der gleichen Maximallast belastet werden. Bei dieser Lösung werden Zwischenwalzen verwendet, deren durch das Eigengewicht bedingte natürliche Durchbiegungslinien im wesentlichen die gleiche Form haben. Außerdem wird die durch die Massen der Zwischenwalzen und der mit diesen verbundenen Hilfsvorrichtungen erzeugte Pressenspaltbelastung mit Hilfe von Entlastungsvorrichtungen, die aus einer separaten KoI-ben-Zylinderkombination bestehen, im wesentlichen ganz entlastet. In die Kalandrierspalte wird somit eine regelbare Belastung in an sich bekannter Weise über die durchbiegungskompensierte Ober- oder Unterwalze und/oder durch eine auf die Ober- oder Unterwalze gerichtete externe Belastung gebracht.

Bei allen oben genannten Ausführungen wird das Walzensystem geschlossen, indem die unterste Kalanderwalze und dadurch auch die anderen Walzen mit dem sogenannten Unterzylinder in die Betriebsposition gehoben werden. Der betreffende Unterzylinder wird unter der Kalanderunterwalze vom 0 Kalanderständer getragen und die Unterwalze kann mit ihm in vertikaler Richtung gehoben werden, wogegen die Oberwalze in ihrer Position verriegelt ist. In der unteren Position senkt der Unterzylinder, d.h. die Hebe- und Belastungsvorrichtung, auch die Unterwalze in ihre untere Position, womit auch die Zwischenwalzen in ihre untere Position fallen und die Pressenspalte zwischen den Walzen geöffnet werden.

In der DE-Patentschrift Nr. 195 06 319 wird eine Lösung als tragende Hebevorrichtung für die Unterwalze eines Superkalanders erläutert. In dieser DE-Schrift werden zwei gesonderte Ausführungsformen der Hebevorrichtung beschrieben.

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Bei der ersten Ausführungsform der DE-Schrift sind im Druckraum des Zylinders unter der Oberkante des Druckraums zwei einander gegenüberliegende Vorsprünge mit der Form eines Kreissegments von unter 90° ausgeführt, deren Außenradius dem Innenradius des Druckraumes und deren Innenradius dem Außenradius des Kolbenmantels entspricht. An der Mantelfläche des Kolbens sind auf der Ebene der Kolbenunterkante in entsprechender Weise zwei gegenüberliegende Vorsprünge in der Form eines Kreissegments von unter 90° ausgeführt, deren Innenradius dem Außenradius des Kolbenmantels und deren Außenradius dem Innenradius des Druckraums entspricht. Durch Drehen des Kolbens kann der Kolben in eine Stellung gebracht werden, in der die genannten im Kolben vorhandenen Vorsprünge sowie die im Druckraum des Zylinders vorhandenen Vor-Sprünge entweder aufeinander treffen oder überlappt laufen. In der Stellung, bei der die genannten Vorsprünge aufeinander treffen, wird die die Unterwalze hebende Bewegung des Kolbens auf dem Niveau der im Druckraum des Zylinders vorhandenen Vorsprünge begrenzt und in der Stellung, in der die genannten Vorsprünge überlappen, wird die die Uhterwalze hebende Bewegung an der Oberkante des Zylinderdruckraums begrenzt. Auf diese Weise kann die Hublänge des Kolbens der Hebevorrichtung zwischen zwei Werten variiert werden.

Diese Lösung ist schwierig auszuführen und sie erfordert eine separate Drehvorrichtung, mit der der Kolben in die jeweilige Stellung gedreht wird, um die gewünschte Hubhöhe zu erzielen. Bei schadhafter Drehvorrichtung kann der Kolben in seine höchste Position steigen, obwohl er in die unterste Position gehen sollte, was katastrophale Folgen haben kann. Zusätzlich hat das Drehen des Kolbens nachteilige

Wirkung auf die Kolbendichtung.

Bei der zweiten Ausführungsform der DE-Schrift besteht die Zylinderlösung aus zwei separaten und verschieden hohen mit Abstand voneinander übereinander angeordneten Teilzylindern, die durch eine Schutzmanschette miteinander verbunden sind. Die Teilzylinder haben an beiden Enden einen gemeinsamen mit ringförmigen Vorsprungen versehenen Kolben. Der höhere Teilzylinder befindet sich am unteren Ende des KoI-bens und er wird am Boden von den Standerkonstruktxonen des Kalanders getragen. Der niedrigere Teilzylinder befindet sich dementsprechend oberhalb des höheren Teilzylinders mit Abstand zu diesem und er bewegt sich in der Vertikalebene, wobei er die Unterwalze des Superkalanders nach oben hebt und nach unten senkt. Wird das Druckmedium nur in den niedrigeren Teilzylinder zwischen dem ringförmigen Vorsprung am oberen Ende des Kolbens und dem Boden des niedrigeren Teilzylinders geleitet, hebt das strömende Druckmedium den niedrigeren Teilzylinder nach oben und der Kolben bleibt an 0 seiner Stelle, wobei er vom Boden des höheren Teilzylinders unterstützt. Der nach oben steigende niedrigere Teilzylinder hebt mit sich die von ihm getragene Unterwalze, die um eine der Höhe des höheren Teilzylinders entsprechende Strecke nach oben steigt. Wird das Druckmedium nur in den höheren Teilzylinder zwischen dem ringförmigen Vorsprung am unteren Ende des Kolbens und dem Boden des höheren Teilzylinders geleitet, hebt das strömende Druckmedium den Kolben nach oben, wobei der vom Boden des niedrigeren Teilzylinders getragene Kolben gleichzeitig den niedrigeren Teilzylinder nach oben 0 hebt. Der steigende niedrigere Teilzylinder hebt mit sich die an ihm besfestigte Unterwalze, die um eine der Höhe des

höheren Teilzylinders entsprechende Strecke nach oben steigt. Wird das Druckmedium gleichzeitig in beide Teilzylinder gespeist, steigt die Unterwalze um eine der Summe der Höhen der Teilzylinder entsprechende Strecke nach oben. Mit dieser Lösung kann das Heben der Unterwalze auf drei verschiedene Maximalwerte begrenzt werden.

Auch diese zweite Ausführungsform ist schwierig auszuführen. Ein zusätzliches Problem stellen hierbei die durch die Teilzylinder am Kolben verursachten Seitenkräfte dar. Der Kolben muß auch sowohl zum oberen als auch unteren Teilzylinder gut abgedichtet werden, um den Austritt des Druckmediums aus der Konstruktion zu verhindern.

Die erfindungsgemäße Lösung stellt eine Verbesserung und eine Vereinfachung dieser Lösungen vom Stand der Technik dar. Die erfindungsgemäße Lösung ermöglicht zusätzlich die Anwendung verschieden großer Hubkräfte in verschiedenen Hebesituationen der Hebe- und Belastungsvorrichtung ohne Änderung des Druckes der Druckmedienquelle.

Die erfindungsgemäße Hebe- und Belastungsvorrichtung eignet sich zur Anwendung im Walzensystem jedes beliebigen Kalanders, vorzugsweise Superkalanders, mit mehr als drei aufeinanderliegenden Walzen und bei dem die Walzen miteinander in Preßspaltkontakt gebracht werden, indem die unterste Walze und über diese die darüber liegenden Walzen oder Walze gehoben wird.

0 Bei normaler Fahrweise wird der Superkalander so gefahren, .daß die Papier- oder Kartonbahn alle Pressenspalte des

Superkalanders durchläuft. Die unter dem Namen Optiload der Anmelderin vertriebenen Superkalander sind nicht für die normale Fahrweise konstruiert, sondern auch für den Betrieb nur mit dem untersten Pressenspalt während der Durchführung von Wartungsarbeiten an den obersten Kalanderwalzen.

Bei der Fahrweise mit nur dem untersten Pressenspalt steht die mit der regelbaren durchbiegungskompensierten obersten Walze erzeugte Spaltbelastung zwischen den beiden untersten Zwischenwalzen und der untersten durchbiegungskompensierten Walze nicht verfügbar. Aus diesem Grund wird die obere der beiden untersten Zwischenwalzen entweder mechanisch oder mit ihrer Entlastungsvorrichtung in ihrer unteren Position verriegelt. Somit wird die Linienbelastung oberhalb der Bahn nur von zwei Zwischenwalzen des Kalanders aufgenommen, deren maximal zulässige Durchbiegung die Pressenspaltbelastung auf den Wert von 100 kN/m begrenzt. Für die normale Fahrweise sind die mit den Kalanderwalzen verbundenen Konstruktionen für eine Belastung von 600 kN/m konstruiert.

0 Beim Betrieb mit nur dem unteren Pressenspalt des Kalanders ist wichtig, daß die maximale Belastung unter keinen Umständen überschritten wird, denn außer den Zwischenwalzen halten auch die Hebel nicht stand, wenn die Hebe- und Belastungsvorrichtungen versehentlich einem Druck ausgesetzt werden, der 600 kN/m entspricht.

Das oben erläuterte Problem kann mit der erfindungsgemäßen Hebe- und Belastungsvorrichtung gelöst werden.

Die wesentlichen Merkmale der erfindungsgemäßen Hebe- und Belastungsvorrichtung für einen Superkalander sind im

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kennzeichnenden Teil von Patentanspruch 1 definiert.

Die erfindungsgemäße Hebe- -und Belastungsvorrichtung besteht aus einem im ersten Kolben des Hauptzylinders ausgeführten Hilfszylinder, in dem sich ein am Boden des Druckraums des Hauptzylinders abstützender zweiter Kolben befindet. Die Fläche des Hilfszylinders wird so gewählt, daß der maximale Druck des in den Hauptzylinder gespeisten Druckmediums keine zu große Belastung weder an den Walzen noch an den Hebeln verursacht. Zusätzlich wird die maximale Hublänge des Hilfszylinders so gewählt, daß der zwischen den mittleren Walzen des Walzenstapels vorgesehene Sicherheitsabstand unter allen Bedingungen erhalten bleibt. Durch den ausreichenden Sicherheitsabstand der mittleren Walzen wird sichergestellt, daß das Wartungspersonal während der Durchführung von Wartungsarbeiten nicht mit den rotierenden untersten Walzen in Berührung kommt.

Die Hilfszylinder können in genau derselben Weise ge-0 steuert werden wie die Hauptzylinder und das Druckmedium kann der ersten Druckmedienquelle entnommen werden, die als gemeinsame Druckmedienquelle der aus Kolben-Zylinderkombination bestehenden Entlastungsvorrichtungen der beiden untersten Zwischenwalzen dient. Das Druckmedium des Hauptzylinders und der aus der Kolben-Zylinderkombination bestehenden Entlastungsvorrichtung der beiden obersten Zwischenwalzen kann der gemeinsamen zweiten Druckmedienquelle entnommen werden, die aus Sicherheitsgründen stillgesetzt ist, wenn nur mit dem Unterspalt gefahren wird. Handelt es sich um 0 einen Kalander, der keine Zwischenwalzenentlastungsvorrichtungen hat, kann das Druckmedium der Hebe- und Belastungs-

vorrichtung z.B. aus einer externen Druckmedienquelle des Kalanders genommen werden.

Mit dieser relativ einfachen Lösung wird sichergestellt, daß die große Kraft des Hauptzylinders der Hebe- und Belastungsvorrichtung die Walzen und deren Ständerkonstruktionen nicht beschädigen kann, wenn nur mit dem Unterspalt gefahren wird. Zusätzlich wird gesichert, daß die untersten rotierenden Kalanderwalzen nicht mit den obersten nicht-rotierenden Walzen in Berührung kommen.

Mit der erfindungsgemäßen Lösung können der kurze und der lange Hub auf Wunsch mit einem Druckniveau des Druckmediums und mit nur einem Steuerungsventil ausgeführt werden. Dabei steuert das Steuerungsventil den Druck entweder nur in den Druckraum des Hilfszylinders oder sowohl in den Druckraum des Hilfszylinders als auch den Druckraum des Hauptzylinders. Wird der Druck nur in den Druckraum des Hilfszylinders gesteuert, wird das Walzensystem nur vom Hilfszylinder getragen. Wird der Druck sowohl in den Druckraum des Hilfszylinders als auch des Hauptzylinders gesteuert, wird das Walzensystem nur vom Hauptzylinder getragen.

Im folgenden wird die Erfindung unter Hinweis auf die Figuren der beigefügten Zeichnung beschrieben, auf deren Einzelheiten die Erfindung jedoch nicht begrenzt sein soll.

Fig. 1 zeigt eine schematische Seitenansicht eines Superkalanders, in dem die erfindungsgemäße Hebe- und 0 Belastungsvorrichtung anwendbar ist.

Fig. 2 zeigt die erfindungsgemäße Hebe- und

Belastungsvorrichtung in größerem Maßstab.

In Fig. 1 ist eine schematische Seitenansicht eines Superkalanders gezeigt, in dem die erfindungsgemäße Hebe- und Belastungsvorrichtung anwendbar ist. Der Superkalander besteht aus dem Kalanderständer 11, an den ein vertikaler Walzenstapel 12 montiert ist, der aus mehreren Walzen besteht. Der Walzenstapel 12 besteht aus einer Oberwalze 13, einer Unterwalze 14 und mehreren zwischen Oberwalze 13 und Unterwalze 14 aufeinander angeordneten Zwischenwalzen 15-18, die so angebracht sind, daß sie miteinander Pressenspaltkontakt haben.

Die Papierbahn W läuft bei normaler Fahrweise über Leitwalzen in den oberen Pressenspalt N₁ des Kalanders, wonach sie die zwischen den Zwischenwalzen 15-18 gebildeten Pressenspalte N₂ - N₄ durchläuft und schließlich durch den Unterspalt N₅ aus dem Kalander geleitet wird. Zwischen den Pressenspalten wird die Papierbahn W mit Hilfe von Abnahmewalzen 110, 111, 120, 121 von der Oberfläche der Walzen abgenommen. In Fig. 1 ist der Kalander in einer Situation gezeigt, in der nur mit dem Unterspalt N₅ gefahren wird, wobei die Papierbahn W über Leitwalzen direkt in und durch den Unterspalt N₅ läuft. Zwischen den Zwischenwalzen 15-18 und den Abnahmewalzen 110, 111, 120, 121 können gegebenenfalls auch Leitwalzen vorgesehen werden.

Die Oberwalze 13 des Kalanders ist eine durchbiegungs-0 kompensierte Walze, deren Walzenmantel auf der Walzenwelle drehbar montiert ist, und sie ist in normaler Weise mit in-

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nenseitigen Belastungsvorrichtungen ausgerüstet, mit denen die Durchbiegung des Walzenmantels in gewünschter Weise regelbar ist. Die Lagergehäuse der Oberwalze 13 sind am Kalanderständer 11 stationär befestigt. Die Oberwalze 13 kann auch beweglich an den Kalanderständer 11 montiert sein, wobei der Oberspalt N₁ durch Anheben der Oberwalze 13 geöffnet werden kann.

Die Unterwalze 14 des Kalanders ist entsprechend der Oberwalze 13 ebenfalls durchbxegungskompensiert. Die Lagergehäuse der Unterwalze 14 sind an einem Tragelement 13 0 befestigt, das in am Kalanderständer 11 befestigten vertikalen Führungen 131 beweglich montiert ist. Das Tragelement 13 wird auch von einer Hebe- und Belastungsvorrichtung 200 getragen, mit der die Unterwalze 14 in vertikaler Ebene gehoben und gesenkt werden kann. Mit Hilfe der Hebe- und Belastungsvorrichtung 200 können die Pressenspalte N₁-N₅ des Walzenstapels 12 geöffnet werden.

0 Die Lagergehäuse der Zwischenwalzen 15, 16, 17, 18 sind an Tragarmen 150, 151, 152, 153 befestigt und die Tragarme 150, 151, 152, 153 sind über Gelenkpunkte 150', 151', 152', 153» am Kalanderständer 11 befestigt. An den Tragarmen 150 der Zwischenwalzen 15, 16, 17, 18 sind zusätzlich über Gelenkpunkte Entlastungsvorrichtungen 140, 141, 142, 143 befestigt, die aus einer Kolben-Zylinderkombination gebildet werden. Das eine Ende der Kolben-Zylinderkombination ist über einen Gelenkpunkt am Kalanderständer 11 angebracht. Mit den Entlastungsvorrichtungen 140, 141, 142, 143 wird auf die 0 Tragarme 150, 151, 152, 153 der Zwischenwalzen 15, 16, 17, 18 eine Entlastungskraft gerichtet, mit der die Lasten, die

durch die an den Zwischenwalzen und Walzen angebrachten Hilfsvorrichtungen verursacht werden, vollständig kompensiert werden. Die Gewichte der Zwischenwalzen und Hilfsvorrichtungen wirken somit auf die Pressenspaltbelastungen in keiner Weise erhöhend. Die Linienlast kann in jedem Spalt N₁-N₅ auf Wunsch im wesentlichen gleich groß gestaltet werden, indem mit Hilfe der durchbiegungskompensierten Oberwalze 13 und/oder der durchbiegungskompensierten Unterwalze 14 konstante Belastung im Kalander erzeugt wird.

Mit Hilfe der Hebe- und Belastungsvorrichtung 200 können die Pressenspalte N₁-N₅ des Kalanders geöffnet und geschlossen werden. Ist der Kolben 210 des Hauptzylinders 220 der Hebe- und Belastungsvorrichtung 200 in seiner unteren Position, sind alle Spalte N₁-N₅ geöffnet und wenn der Kolben 210 des Hauptzylinders 220 der Hebe- und Belastungsvorrichtung 200 in seine obere Position befördert wird, sind alle Spalte N₁-N₅ geschlossen. Außerdem kann der Pressenspaltdruck mit der Hebe- und Belastungsvorrichtung 200 geregelt werden.

Wird dieser Kalander während der Wartung der obersten Walzen 13, 15, 16 nur mit dem Unterspalt N₅ gefahren, wird die zweitunterste Zwischenwalze 17 entweder mechanisch oder mit Hilfe ihrer Entlastungsvorrichtung 142 in einer Position am Kalanderständer 11 verriegelt, daß zwischen ihr und den Außenflächen der Mäntel der darüber befindlichen Zwischenwalze 16 der erforderliche Sicherheitsabstand S verbleibt. Wenn die Papierbahn durch den Unterspalt N₅ geführt ist, 0 wird die Unterwalze 14 mit der Hebe- und Belastungsvorrichtung. 200 nach oben gehoben, so daß sich die Spalte N₄, N₅

zwischen den oben genannten Walzen 17, 18 und 14 schließen. Mit der Hebe- und Belastungsvorrichtung 200 kann auch der Spalt N₅ belastet werden. In dieser Situation ist jedoch wichtig, daß der Spalt N₅ nicht zu stark belastet wird, weil die maximal zulässige Durchbiegung der Zwischenwalzen 17, 18 die Linienbelastung auf den Wert 100 kN/m begrenzt, wenn die Konstruktionen bei normaler Fahrweise für eine Belastung von 600 kN/m dimensioniert sind. Weiter ist wichtig, daß die Hebe- und Belastungsvorrichtung 200 unter keinen Bedingungen die Unterwalze 14 und die untersten Zwischenwalzen 17, 18 so viel anhebt, daß der erforderliche Sicherheitsabstand S sich verringert oder ganz verschwindet. Diese Situationen können mit der erfindungsgemäßen Hebe- und Belastungsvorrichtung 20 0 verhindert werden, die im folgenden unter Hinweis auf Fig. 2 erläutert wird.

Nach Fig. 2 besteht die erfindungsgemäße Hebe- und Belastungsvorrichtung 200 aus einem Hauptzylinder 220, in dem ein erster Kolben 210 untergebracht ist und in dem sich der 0 Hauptzylinderdruckraum 23 0 befindet. Am unteren Teil des ersten Kolbens 210 befindet sich ein bis zur Innenfläche 23 0a der Wand des Druckraums 230 des HauptZylinders 22 0 reichendes Kopfstück 211, das mit an sich bekannten Dichtungsmitteln 213 an der Innenfläche 230a der betreffenden Wand abgedichtet ist, wobei das Kopfstück 211 den ersten Kolben 210 führt. Der oberhalb des Kopfstücks 211 des ersten Kolbens 210 befindliche Teil 212, dessen Durchmesser D₂ kleiner ist als der Außendurchmesser D₁ des Kopfstücks 211 des ersten Kolbens 210, wird außerdem von dem oberen Teil 221 des 0 Hauptzylinders 220 geführt. Der obere Teil 212 des ersten Kolbens 210 ist in an sich bekannter Weise mit Dichtungsmit-

teln 214 an der Innenfläche 221a der Wand des oberen Teils 221 des Hauptzylinders 220 abgedichtet. In den Boden 230b des Druckraums 230 des Hauptzylinders 220 führt durch die Bodenplatte 222 des HauptZylinders 220 ein erster Druckmedienkanal 231/ der in an sich bekannter Weise über Ventile entweder an eine druckmediumspeisende Druckmedienquelle oder eine Tankleitung angeschlossen werden kann. Diese an sich bekannten Vorrichtungen sind in der Figur nicht dargestellt. Die Bodenplatte 222 des Hauptzylinders 220 ist an den Ständerkonstruktionen 11 des Kalanders befestigt und die obere Fläche 210a des ersten Kolbens 210 trägt die Unterwalze 14 des Kalanders gemäß Fig. 1.

Die Hebe- und Belastungsvorrichtung 200 umfaßt außerdem einen im ersten Kolben 210 ausgebildeten Hilfszylinder 240, in dem ein zweiter Kolben 260 und der Hilfszylinderdruckraum 250 untergebracht ist. Das Kopfstück 2 61 des zweiten Kolbens 260, das bis zur Innenfläche 250a der Wand des Druckraums 250 von Hilfszylinder 240 reicht, führt den zweiten Kolben 260 und ist mit an sich bekannten Dichtungsmitteln 263 an der Innenfläche 250a der Wand des Druckraums 250 von Hilfszylinder 240 abgedichtet. Der unterhalb des Kopfstücks 2 61 des zweiten Kolbens 2 60 befindliche Teil 262, dessen Durchmesser D₄ kleiner ist als der Außendurchmesser D₃ des Kopf-Stücks 2 61 des zweiten Kolbens 260, wird von der unterhalb des Druckraums 250 des Hilfszylinders 240 vorhandenen bis zur unteren Fläche 210b des ersten Kolbens 210 reichenden Bohrung 252 geführt. Der untere Teil 262 des zweiten Kolbens 260 ist mit an sich bekannten Dichtungsmitteln 264 an der genannten Bohrung 252 abgedichtet. In den Boden 250b des Druckraums 250 des Hilfszylinders 240 führt ein im oberen

Teil 212 des ersten Kolbens 210 ausgeführter zweiter Druckmedienkanal 251, der in an sich bekannter Weise über Ventile entweder an eine druckmediumspeisende Druckmedienquelle oder eine Tankleitung angeschlossen werden kann. Diese an sich bekannten Vorrichtungen sind in der Figur nicht dargestellt.

Die Höhe H_x des Druckraums 230 des Haupt Zylinders 22 0 ist größer als Höhe H₂ des Druckraums 250 des Hilfszylinders 240.

Im folgenden wird der Betrieb der erfindungsgemäßen Hebe- und Belastungsvorrichtung 200 erläutert. Als Ausgangssituation wird angenommen, daß sich der Kolben 210 des Hauptzylinders 22 0 in seiner unteren Position an der Bodenfläche 230b des ersten Druckraums 230 befindet, wobei der Kolben 260 des Hilfszylinders 240 in seiner oberen Position an der Bodenfläche 250b des zweiten Druckraums 250 ist. Von dieser Ausgangsposition ausgehend werden drei Möglichkeiten beschrieben, wovon bei der ersten Möglichkeit nur der Haupt-0 zylinder 220, bei der zweiten Möglichkeit nur der Hilfszylinder 240 und bei der dritten Möglichkeit sowohl der Hauptzylinder 220 als auch der Hilfszylinder 240 zum Heben verwendet werden.

Zuerst wird die Situation beschrieben, bei der nur der Hauptzylinder 220 zum Heben verwendet wird. Dabei wird Druckmedium aus dem ersten Druckmedienkanal 231 in den Druckraum 23 0 des HauptZylinders 220 gespeist und der zweite, in den Druckraum 250 des Hilfszylinders 240 führende 0 Druckmedienkanal 251 wird an eine Tankleitung angeschlossen.

Das in den Druckraum 230 des Hauptzylinders 220 fließende

Druckmedium hebt den ersten Kolben 210 nach oben, womit auch der zweite Kolben 260 nach oben steigt. Die Dichtungen 263, 264 des zweiten Kolbens 260 verursachen so viel Reibung am zweiten Kolben 2 60, daß dieser auch in der Anfangsphase der Bewegung am Boden 250b des zweiten Druckraums 250 bleibt, damit das Druckmedium auch gegen die untere Fläche 2 60a des zweiten Kolbens 260 wirken kann. Dabei begibt sich die untere Fläche 260a des zweiten Kolbens 260 auf dieselbe Ebene wie die untere Fläche 210b des ersten Kolbens 210 und die obere Fläche 2 60b des zweiten Kolbens 2 60 setzt sich gegen die Bodenfläche 250b des zweiten Druckraums 250. In dieser Situation steigt der erste Kolben 210 infolge der Kraft, die durch die Fläche A₁, die durch den Durchmesser D₁ des Kopfstücks 211 des ersten Kolbens 210 definiert ist, und den Druck des Druckmediums bestimmt ist. Die maximale Hubhöhe H_n^₁ des ersten Kolbens 210 wird bestimmt durch die Differenz aus der Höhe H₁ des Druckraums 23 0 des Hauptzylinders 220 und der Höhe H₃ des Kopfstücks 211 des ersten Kolbens 210 Hn_3x! = H₁ - H₃. Soll die Hebe- und Belastungsvorrichtung 200 danach in ihre untere Position gesenkt werden, wird der erste Druck-medienkanal 231 an die Tankleitung geschaltet.

Als zweites wird die Situation erläutert, in der nur der Hilfszylinder 240 zum Heben verwendet wird. Dabei wird Druckmedium aus dem zweiten Druckmedienkanal 251 in den Druckraum 250 des Hilfszylinders 240 gespeist und der erste, in den Druckraum 230 des Hauptzylinders 220 führende Druckmedienkanal 231 wird an die Tankleitung angeschlossen. Das in den Druckraum 250 des Hilfszylinders 240 fließende Druck-0 medium hebt den ersten Kolben 210 infolge der Kraft, die durch die Fläche A₂, die durch den Durchmesser D₃ des Kopf-

Stücks 2 61 des Kolbens 260 definiert ist, und den Druck des Druckmediums bestimmt ist. Das untere Ende 260a des zweiten Kolbens 260 ruht dabei auf dem Boden 230b des Druckraums 23 des Hauptzylinders 220. Die maximale Hubhöhe H₅₁₃₃₁₂ des ersten Kolbens 210 wird in diesem Fall bestimmt durch die Differenz aus der Höhe H₂ des Druckraums 250 des Hilfszylinders 240 und der Höhe H₄ des Kopfstücks 261 des zweiten Kolbens 260 H^₇ = H₂ - H₄. Soll die Hebe- und Belastungsvorrichtung 200 danach in ihre untere Position gesenkt werden, wird der zweite Druckmedienkanal 251 an die Tankleitung geschaltet.

Als drittes wird die Situation erläutert, bei der sowohl der Hauptzylinder 220 als auch der Hilfszylinder 240 zum Heben verwendet werden. Das Druckmedium wird in diesem Fall sowohl in den Druckraum 23 0 des Hauptzylinders 22 0 als auch in den Druckraum 250 des Hilfszylinders 240 geführt. Das aus dem ersten Druckmedienkanal 231 in den Druckraum 23 des Hauptzylinders 22 0 geleitete Druckmedium hebt den ersten Kolben 210 nach oben. Zusätzlich hebt das aus dem zweiten Druckmedienkanal 251 in den Druckraum 250 des Hilfszylinders 240 geleitete Druckmedium den ersten Kolben 210 bis der erste Kolben 210 so hoch steigt, daß der Vorsprung des Kopfstücks 2 61 des zweiten Kolbens 2 60 gegen die Decke des zweiten Druckraums 250 stößt, wonach der zweite Kolben 2 60 mit dem ersten Kolben 210 zusammen nach oben steigt. Der zweite Kolben 2 60 bleibt danach jedoch noch für die Dauer der Endphase des Hebens in seiner unteren Position, wenn der im ersten Druckraum 230 und im zweiten Druckraum 250 herrschende Druckmediendruck gleich ist, weil die Querschnittsfläche der oberen Fläche 260b des zweiten Kolbens 260 größer ist als die Querschnittsfläche der unteren Fläche 260a des zwei-

ten Kolbens 260. Soll die Hebe- und Belastungsvorrichtung 200 danach in ihre untere Position gesenkt werden, werden der erste 231 und der zweite Druckmedienkanal 251 an die Tankleitung geschaltet. Beim Absenken kann der zweite Kolben 260 auch als Stoßdämpfer verwendet werden, wobei die Entleerung des zweiten Druckraumes 250 gegenüber der Entleerung des ersten Druckraums 230 verzögert wird.

Mit dieser Hebe- und Belastungsvorrichtung 200 kann die Unterwalze 14 des Kalanders auf zwei verschiedene Maximalhöhen Hna,! und H_n^₂ gehoben werden. Beim Heben auf die größere Hubhöhe H_n,^ ist die Hubkraft auch größer als beim Heben auf die kleinere Hubhöhe &Eacgr;&iacgr;_{&agr;&agr;&khgr;2}' Das Verhältnis der Hubkräfte des Hauptzylinders 220 und des Hilfszylinders 240 wird direkt durch die Flächen des Druckraums 23 0 des Hauptzylinders 220 und des Druckraums 250 des Hilfszylinders 240 bestimmt, wenn der Druck des in beide oben genannte Druckräume zu speisenden Druckmediums gleich ist. Die durch den Hilfszylinder 240 bestimmte kleinere maximale Hubhöhe H^₁ kann so gewählt werden, daß der Sicherheitsabstand S der in Fig. 1 gezeigten Zwischenwalzen 16, 17 unter allen Bedingungen gleich bleibt, und der Durchmesser D₃ des Druckraums 250 des Hilfszylinders 240 kann so gewählt werden, daß die Spaltbelastung beim Fahren nur mit dem Unterspalt N₄ den Wert von 100 kN/m nicht überschreitet.

Die druckseitige Fläche A₁ des Kolbens 210 des Hauptzylinders 220 ist ca. 4-8mal, vorzugsweise ca. 6mal so groß ist wie die druckseitige Fläche A₂ des Kolbens 260 des Hilfszylinders 240.

Claims (5)

PATENTANWALT Fasanenstr. 7 OR.-ING. WERNER LORENZ D-89522 Heidenheim 16.10.1998 Akte: FOR 4276GM/DE Anmelder: Valmet Corporation Panuntie 6 FIN-00620 Helsinki Finnland Schutzansprüche

1. Hebe- und Belastungsvorrichtung (200) für Kalanderwalzen zum Heben und Belasten des Walzenstapels (12) eines Kalanders, vorzugsweise Superkalanders, bestehend aus einem Hauptzylinder (220), in dem ein axial beweglicher erster Kolben (210) untergebracht ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Hebe- und Belastungsvorrichtung (200) zusätzlich einen im ersten Kolben (210) ausgebildeten, zum Hauptzylinder (220) axialen Hilfszylinder (240) aufweist, der an der unteren Fläche (210b) des Kolbens (210) offen ist und in dem ein axial beweglicher zweiter Kolben (260) untergebracht ist.

2. Hebevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hublänge (H_n^₁ = H₁ - H₃) des Hauptzylinders (220) größer ist als die Hublänge (Ha₃₃₀ = H₂ - H₄) des Hilfszylinders (240).

3. Hebe- und Belastungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 0 2, dadurch gekennzeichnet, daß die druckseitige Fläche A₁ des Kolbens (210) des Hauptzylinders (220) ca. 4-8, Vorzugs-

weise ca. 6mal so groß ist wie die druckseitige Fläche A₂ des Kolbens (260) des Hilfszylinders (240).

4. Hebevorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch ge-

kennzeichnet/ daß der in den Druckraum (23 0) des Hauptzylinders (220) führende Druckmedienkanal (231) an den in die Entlastungszylinder (140, 141) der zwei obersten Zwischenwalzen (15, 16) führenden Druckmedienkanal angeschlossen ist, der von einer ersten Druckmedxenquelle gespeist wird. 10

5. Hebevorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der in den Druckraum (250) des Hilfszylinders (240) führende Druckmedienkanal (251) an den in die Entlastungszylinder (142, 143) der zwei untersten Zwischenwalzen (17, 18) führenden Druckmedienkanal angeschlossen ist, der von der zweiten Druckmedienguelle gespeist wird.