DE3042616A1

DE3042616A1 - Druckbehandlungswalze mit hydraulischer abstuetzung

Info

Publication number: DE3042616A1
Application number: DE19803042616
Authority: DE
Inventors: Josef Dr.-Ing. 4150 Krefeld Pav
Original assignee: Kleinewefers GmbH
Current assignee: Voith Paper GmbH and Co KG
Priority date: 1980-11-12
Filing date: 1980-11-12
Publication date: 1982-05-27
Also published as: GB2087040B; GB2087040A; IT8168450A0; JPS57106796A; FI69684B; FI813541L; DE3042616C2; IT1146711B; CH657429A5; US4457057A; JPS5759360B2; FI69684C

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Druckbehandlungswalze mit hydraulischer Abstützung, mit einem hohlen Walzenmantel, einem diesen durchsetzenden drehfesten Träger und Lagerelementen, die mit ihren insbesondere als hydrostatische Lager ausgebildeten Lagerflächen mit Hilfe von Kolben, Zylinder und zugehöriger Dichtung aufweisenden Druckgebern gegen den Innenumfang des Walzenmantels drückbar, fest mit dem einen Druckgeberteil verbunden und mit einem verschiebbaren Kippgelenk versehen sind, das einen mit dem einen Druckgeberteil verbundenen Kippkopf und eine mit dem anderen Druckgeberteil verbundene, zu dessen Achse konzentrische Führungsbohrung aufweist.

Derartige Druckbehandlungswalzen werden für viele Anwendungszwecke eingesetzt, beispielsweise bei Kalandern oder Glättwerken. Sie dienen dazu, eine Durchbiegung des Walzenmantels auszugleichen, eine Druckbelastung auf den Walzenmantel aufzubringen oder den Walzenmantel radial verschiebbar zu lagern.

Bei einer bekannten Druckbehandlungswalze der eingangs erwähnten Art (CH-PS 560 334) sind die Lagerelemente jeweils fest mit dem zugehörigen Kolben des Druckgebers und die Zylinder fest mit dem Träger verbunden. Der in den Zylinder ragende Kolben-

beil ist zur Bildung eines Kippkopfs kugelartig verdickt und trägt am GrÖßtumfang eine Kolbendichtung. Die Zylinderbohru^.g wirkt als Führungsbohrung für den Kippkopf. Infolgedessen kann das Lagerelement bei eine*-relativen Verformung zwischen Walzenmantel und Träger sowohl kippen als auch sich radial verschieben, wodurch die Anpassung der Lagerfläche an den Innenumfang des Walzenmantels verbessert wird.

Im Betrieb werden auf den Walzenmantel Querkräfte ausgeübt, beispielsweise von der anliegenden Gegendruckwalze bzw. dem zu behandelnden Bahnmaterial übertragene Reibungskräfte- oder bei nicht vertikaler Lastebene auch Gewichtskraftkomponenten. Diese Querkräfte werden auf die Lagerelemente und über das Kippgelenk auf den Träger übertragen. Bei dieser Kraftübertragung wird die

rr -, ν. _Λ · -U4. α· u »infolge Verformung und Verlagerung, .. Kolbendichtung, die ohnehin durch die KippbewegungiHijeeinxrachtigt wird, zusätzlich belastet. Es entstehen Undichtigkeiten. Die Dichtung wird rasch abgenutzt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Druckbehandlungswalze der eingangs beschriebenen Art anzugeben, bei der Druckgeberdichtung entlastet wird, ohne daß eine zusätzliche Dichtstelle erforderlich wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Kippkopf an der Stirnseite des einen Druckgeberteils befestigt ist und die Führungsbohrung von der Stirnseite des anderen Druckgeberteils ausgeht.

Bei dieser Konstruktion sind das Kippgelenk und die Druckgeberdichtung voneinander getrennt. Die Querkräfte können über das Kippgelenk auf den Träger abgeleitet werden, wobei die Druckgeberdichtung überhaupt nicht oder in starkw-ermindertem Maß belastet wird. Infolgedessen ist trotz des Auftretens von Querkräften eine ausreichende Dichtwirkung während langer Betriebszeiten gegeben.

Besonders günstig ist es» wenn der Kippkopf an der Stirnseite des Zylinders befestigt ist und die FUhrungsbohrung von der Stirnseite des Kolbens ausgeht. Dies erfordert den geringstmöglichen Platz für das Kippgelenk, weil es im Innenraum des Kolbens aufgenommen ist.

Mit besonderem Vorteil ist dafür gesorgt, daß die Druckgeberdichtung an dem den Kippkopf tragenden Druckgeberteil angeordnet ist. Bei dieser Konstruktion behalten Kippkopf und Druckgeberdichtung ihre relative Lage in jeder Betriebsstellung bei. Dies erleichtert die Berechnung der für die Druckgeberdichtung noch verbleibenden Belastung.

In Verbindung mit einem im Kolben untergebrachten Kippgelenk führt dies außerdem zu sehr kleinen Hebelarmen zwischen Kippgelenk und Dichtung und einer entsprechend geringen Belastung der Dichtung bei einer Kippbewegung. Am günstigsten ist es, wenn Druckgeberdichtung und Kippkopf etwa in einer Ebene angeordnet sind, weil hierbei die Dichtung in einer konzentrischen Lage unabhängig vom Kippzustand festgehalten wird und daher praktisch keiner Belastung bei einer Querkraftbeaufschlagung unterliegt.

Eine besonders einfache Ausführung ergibt sich, wenn der Kolben am Träger befestigt ist. Der Kolben, insbesondere der mit Führungsbohrung versehene Kolben, kann dann sehr einfach am Träger befestigt werden, indem er z.B. auf ihn aufgeschraubt wird.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist dafür gesorgt, daß die Räume der Führungsbohrung zu beiden Seiten des Kippkopfes durch einen Kanal verbunden sind. Der Kippkopf kann dann mit einer sehr engen Gleitpassung in der Führungsbohrung gehalten werden, ohne daß sich in dem dem Druckraum abgewandten Raum der Führungsbohrung ein Gegendruck aufbauen kann. Ferner ist durch diesen Kanal eine ausreichende Schmierung mit Hilfe des Druckmittels sichergestellt.

Bei einer einfachen Lösung durchsetzt der Kanal den Kippkopf. Kolben oder Zylinder brauchen daher zur Herstellung dieses Kanals nicht zusätzlich bearbeitet zu werden.

Günstig ist es ferner, wenn das Lagerelement mit dem Zylinder und dem Kippkopf verbunden ist und der Druckmittelanschluß an dem dem Druckraum des Druckgebers abgewandten Raum der Führungsbohrung erfolgt. Dies erleichtert die Druckmittelzufuhr.

Die Erfindung wird nachstehend anhand in der Zeichnung dargestellter, bevorzugter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 schematisch eine Druckbehandlungswalze, bei der die Erfindung anwendbar ist,

Fig. 2 einen Teilquerschnitt durch eine erste Ausführungsform eines Lagerelements mit Druckgeber,

Fig. 3 einen Teilquerschnitt durch eine zweite Ausführungsform und

Fig. 4 einen Teilquerschnitt durch eine dritte Ausführungsform.

Gemäß den Fig. 1 und 2 ist eine Druckbehandlungswalze 1 vorgesehen, die einen hohlen Walzenmantel 2 aufweist,- der mit einer Gegenwäze 3 zusammenwirkt. Ein drehfester Träger 4 durchsetzt den Walzenhohlraum und ist an beiden Enden über Kugelgelenke 5, 6 in Lagerstützen 7, 8 gehalten. Zum Durchbiegungsausgleich des. Walzenmantels sind Lagerelemente 9 vorgesehen, deren Lagerfläche 10 mit Hilfe von Druckgebern 11 gegen den Innenumfang 12 des Walzenmantels 2 drückbar ist. Die Lagerfläche besitzt Taschen 13, die über Drosselkanäle 14 mit Druckflüssigkeit gespeist werden können, so daß sich eine hydrostatische Lagerung ergibt.

Der Druckgeber 11 weist einen Kolben 15 und einen Zylinder 16 auf. Der Zylinder trägt auch eine Umfangsdichtung 17. Der

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Druckraum 18 des Druckgebers 11 steht über einen Druckmittelanschluß 19 mit einer Druckmittelquelle in Verbindung. Durch Regeln des zugeführten Drucks kann mit Hilfe des Druckgebers eine beliebige, nach oben gerichtete Kraft vom Lagerelement 9 auf den Walzenmantel 2 übertragen werden.

Ferner ist ein KippgeTenk 20 vorgesehen. Dieses besteht aus einem kugelförmigen Kippkopf 21, der über einen Schaft 22 an der Stirnseite 23 des Zylinders 16 mit dem Träger 4 verbunden ist, und einer Führungsbohrung 24, die von der Stirnseite 25 des Kolbens 15 ausgeht. Ein den Kippkopf 21 durchsetzender Kanal 26 verbindet den Druckraum 18 mit dem Raum 27 auf der gegenüberliegenden Seite des Kippgelenks 20. Kippkopf und Dichtung 17 sind mit dem Zylinder 16 verbunden und liegen annähernd in einer Ebene.

Wenn auf das Lagerelement 9 eine Querkraft Q ausgeübt wird, z. B.

Gegenweil auf den Walzenmantel 2 durch die angetriebene walze 3 eine Querkraft wirkt oder weil das Lagerelement a infolge Druckmittelreibung vom Walzenmantel mitgenommen wird, dann gibt jedes Lagerelement diese Querkraft Q über die Wand der Führungsbohrung 24 an den mit dem Träger 4 verbundenen Kippkopf 21 weiter. Hierbei erfolgt keine Verlagerung des Koloens 15 quer zu seiner Achse, so daß auch die Dichtung 17 nicht belastet wird und nur noch die Dichtungsfunktion, aber keinerlei FUhrungsfunktion ausübt. Auch wenn das Lagerelement 9 kippt, bleiben die QuerSchnittsVerhältnisse in der Dichtungsebene praktisch unverändert. Der Kolben 15 kann radial zum Träger 4 verlagert werden, ohne daß sich an den beschriebenen Verhältnissen etwas ändert. Insgesamt ergibt sich daher eine hydraulische Abstützung, bei der die Lagerelemente sich infolge der Kippmöglichkeit der inneren Umfangsfläche des Walzenmantel 2 gut anpassen können, bei der das Lagerelement 9 radial zum Träger 4 verschiebbar ist und bei der Querkräfte vom Lagerelement 9 aufgenommen werden können, ohne daß hierdurch die Dichtung 17 des Druckgebers 11 beeinträchtigt wird.

ORIGINAL INSPECTED

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Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 werden für vergleichbare Teile um 100 erhöhte Bezugszeichen gegenüber Fig. 2 verwendet. Unterschiedlich ist im wesentlichen, daß der Zylinder 116 mx'z dem Lagerelement 109 verbunden ist und an seiner Stirnfläche über einen Schaft 122 den·Kippkopf/des Kippgelenks 120 trägt. Der Zylinder 115 ist mit dem Träger 104 verbunden und weist die Führungsbohrung 124 auf. Der Druckmittelanschluß ist unmittelbar mit dem Raum 127 der Führungsbohrung 124 verbunden, so daß die Zufuhr des Druckmittels zum Druckraum 118 über dm Kanal im Kippkopf und Schaft erfolgt.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 4 werden für entsprechende Teile um 200 gegenüber Fig. 2 erhöhte Bezugszeichen verwendet. Auch hier ist der Zylinder 216 mit dem Lagerelement 209 verbunden. Das Kippgelenk 220 besteht jedoch aus einem Kippkopf 221, der am mit dem Träger 204 verbundenen Kolben 215 angebracht ist, und einer Führungsbohrung 224, die im Zylinder 216 gebohrt ist.

Abwandlungen von den veranschaulichten Ausführungsbeispielen sind in vielerlei Richtung möglich. Das beschriebene Prinzip läßt sich sowohl auf eine radial verschiebbar gelagerte Walze, wie sie in Fig. 1 dargestellt ist, als auch auf an den Enden auf dem Träger 4 gelagerte Walze anwenden. Das Prinzip ist auch brauchbar, wenn an einem Lagerelement mehr als ein Druckgeber angreift. Wenn diese gemeinsam angreifenden Druckgeber in Umfangsrichtung versetzt angeordnet sind, genügt es auch, lediglich in einem dieser Druckgeber ein solches Kippgelenk anzuordnen.

OR₁QlNAL .NSPECTEO

Leerseite

Claims

Patentansprüche

( 1.) Druckbehandlungswe.lze mit hydraulischer Abstützung, mit einem hohlen Walzenmantel, einem diesen durchsetzenden drehfesten Träger und Lagerelementen, die mit ihren insbesondere als hydrostatische Lager ausgebildeten Lagerflächen mit Hilfe von Kolben, Zylinder und zugehöriger Dichtung aufweisenden Druckgebern gegen den Innenumfang des Walzenmantels drückbar, fest mit dem einen Druckgeberteil verbunden und mit einem verschiebbaren Kippgelenk versehen sind, das einen mit dem einen Druckgeberteil verbundenen Kippkopf und eine mit dem anderen Druckgeberteil verbundene, zu dessen Achse konzentrische Führungsbohrung aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Kippkopf (21, 121, 221) an der Stirnseite des einen Druckgeberteils (16, 116, 215) befestigt ist und die Führungsbohrung (24, 124, 224) von der Stirnseite des anderen Druckgeberteils (15, 115» 216) ausgeht.
2. Walze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kippkopf (21, 121) an der Stirnseite des Zylinders (16, 116) befestigt ist und die Führungsbohrung (24, 124) von der Stirnseite des Kolbens (15, 115) ausgeht.
3. Walze nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckgeberdichtung (17, 117) an dem den Kippkopf (21, 121) tragenden Druckgeberteil (16, 116) angeordnet ist.
Walze nach den Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß Druckgeberdichtung (17, 117) und Kippkopf (21, 121) etwa in einer Ebene angeordnet sind.
5. Walze nach einem der Ansprüche 1 "bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (115, 215) am Träger (104, 204) befestigt ist.
6. Walze nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Räume der Führungsbohrung (24, 124) zu beiden Seiten des Kippkopfes (21, 121) durch einen Kanal (26, 126) verbunden sind.
7. Walze nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Kanal (26, 126) den Kippkopf (21, 121) durchsetzt.
8. Walze nach den Ansprüchen 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Lagerelement (109) mit dem Zylinder (116) und dem Kippkopf (121) verbunden ist und der Druckmittelanschluß (119) an dem dem Druckraum (118) des Druckgebers abgewandten Raum (127) der Pührungsbohrung (124) erfolgt.