DE4213484A1 - Paper polishing roller - has inner tie rods along the length with individual tensioning to link the roller journals - Google Patents

Abstract

The polishing roller, for paper mfg., has a number of tie rods along the longitudinal line of the roller, as an internal bond between the two roller journals. The separate tie rods can be tensed individually. Pref. the ratio of the inner to the outer dia. of the roller mantle is 0.5 less than d/D less than 0.75. The roller mantle has axial drillings on a concentric part circle, for the tie rods to pass through them. The tie rods are secured against radial deviation, and are curved against the roller axis so that the gap between the separate tie rods and the roller axis is at a min. over half the lengths. The tie rods are arranged on two concentric part circles, with the outer tie rods passing through peripheral drillings in the roller mantle, and the inner tie rods through a common inner drilling. The inner tie rods are each in part lengths screwed into blind drillings, with a common threaded sleeve at the butting joints between them under tension. USE/ADVANTAGE - The polishing roller is a chilled shell moulded cast iron roller for paper mfg. The line forces it can take are increased without increasing the roller dia. or giving thicker roller mantles.

Description

Die Erfindung betrifft eine Glättwerkswalze aus Gußeisen (Hartschalenguß) gemäß dem Oberbegriff aus Anspruch 1.The invention relates to a smoothing roller made of cast iron (Hard shell casting) according to the preamble of claim 1.

Auf DE 37 16 223 wird verwiesen.Reference is made to DE 37 16 223.

Dem derzeitigen Stand der Technik entsprechend werden hierbei keine Spannelemente zur Vorspannung des Walzenmantels genutzt.Be in line with the current state of the art no tensioning elements for preloading the Roll shell used.

Im Gegensatz zu den Glättwerkswalzen sind vorgespannte Zylindermäntel im Bereich der Trockenpartien für Papiermaschinen bekannt. So wird in der Schrift DE 23 16 973 ein beheizter Trockenzylinder für Papiermaschinen offenbart, der mit Hilfe eines oder mehrerer zentral verlaufender Zuganker über die beiden Walzenzapfen vorgespannt wird. Sinn dieser Vorspannung liegt darin, auf eine aufwendige Schraubenbefestigung zwischen Walzenmantel und Lagerzapfen verzichten zu können. An eine höhere Zug-Druckfestigkeit des Zylindermantels ist hierbei nicht gedacht.In contrast to the smoothing rollers, they are prestressed Cylinder jackets in the area of the dryer sections for Paper machines known. So in Scripture DE 23 16 973 a heated drying cylinder for Paper machines disclosed, using one or several centrally running tie rods over the two Roll neck is biased. Sense of this bias lies in an elaborate screw fastening between the roller jacket and the bearing journal can. A higher tensile compressive strength of the Cylinder jacket is not intended here.

Das Ziel, die Biegefestigkeit von Walzenkörpern aus Stein zu erhöhen, ist im wesentlichen in der Schrift DE 28 18 437 offenbart. Durch diese Erfindung soll die Aufgabe gelöst werden, Steinwalzen derart zu gestalten, daß sie billiger herstellbar sind und auf den gleichen Lagerabstand gebracht werden können, wie die übrigen Walzen der Papiermaschine.The goal, the bending strength of roller bodies made of stone increasing is essentially in Scripture DE 28 18 437 discloses. Through this invention, the Be solved the task of designing stone rollers in such a way that they are cheaper to manufacture and on the same Stock clearance can be brought like the rest Rolling the paper machine.

Ferner soll ein unbeabsichtigtes Lockerwerden des Zugankers dadurch vermieden werden, daß die Walze unempfindlicher gegen auftretende Biegekräfte gemacht wird und dadurch, daß Schwingungen stärker unterdrückt werden.Furthermore, an unintentional loosening of the Tie rods can be avoided in that the roller made less sensitive to bending forces  and by the fact that vibrations are suppressed more will.

Es werden hier beide stirnseitige Spannplatten durch mindestens zwei Zuganker miteinander verbunden, die an verschiedenen Stellen der Spannplatten angreifen und von der radialen Walzenmitte einen bestimmten, möglichst großen Abstand haben.There are both end clamping plates through here At least two tie rods connected to each other attack different places of the clamping plates and from the radial roller center a certain, if possible have a large distance.

Eine weitere Begründung für die Vorspannung des steinernen Walzenkörpers besteht darin, daß Schwingungen nur dann in einer gefährlichen Stärke auftreten können, wenn die Walze konstruktiv in der Lage ist, Schwingungen mitzumachen. Schwingungen haben Durchbiegungen der Walze zur Folge. Da solche Durchbiegungen in der vorstehend genannten Weise durch radial nach außen verlagerte Zuganker weitgehend vermieden werden, werden auch Schwingungen wirksam unterdrückt, d. h. es entstehen seltener Brüche.Another reason for the preload of the stone roller body is that vibrations can only occur in dangerous strength, if the roller is structurally capable of vibrations to participate. Vibrations have deflections in the roller result. Because such deflections in the above mentioned way by displaced radially outwards Tie rods are largely avoided, too Effectively suppresses vibrations, d. H. it arise fewer breaks.

Betrachtet man nun Glättwerkswalzen in ihrer derzeitigen Konstruktion, so werden diese in der Regel als Grauguß- Walzen ausgeführt. Eine wesentliche Belastung dieser Walzen ist die Zug-Druck-Wechselbelastung in Achsrichtung. Die Zug-Druck-Wechselbelastung in Achsrichtung entsteht, wenn eine solche Walze unter Linienbelastung in Lagern rotiert.If you now consider smoothing rollers in their current state Construction, these are usually Rolls executed. A significant burden on this Rolling is the tensile-alternating stress in Axis direction. The train pressure alternating load in Axis direction arises when such a roller is under Line load rotates in bearings.

Entsprechend den Tabellen für Zug-Druckfestigkeitswerte bezüglich Grauguß läßt sich zeigen, daß eine Vorspannung von 0 kg/mm² auf 1 bis 3 kg/mm² - das ist der in diesem Fall in Frage kommende und konstruktiv lösbare Kräftebereich einer Vorspannung - gegen eine nicht vorhandene Vorspannung zu einer Zug- Druckfestigkeitserhöhung von nur ca. 10 bis 20% führt. Aus diesem Grunde ist es wirtschaftlicher, zur Erreichung des gleichen Effekts eine Walze mit einem geringfügig dickeren Mantel auszurüsten, als die konstruktiv aufwendigen Zuganker zur Festigkeitserhöhung zu verwenden.According to the tables for tensile compressive strength values with regard to gray cast iron, it can be shown that a prestress from 0 kg / mm ² to 1 to 3 kg / mm ² - this is the range of forces of a prestress that can be solved in this case in terms of design - against one not existing prestress leads to an increase in tensile and compressive strength of only approx. 10 to 20%. For this reason, it is more economical to equip a roller with a slightly thicker jacket to achieve the same effect than to use the structurally complex tie rods to increase the strength.

Eine Verbesserung der Zug-Druck-Wechselfestigkeit im Bereich von 10% bis 20% ist für die geforderten höheren Anforderungen nicht ausreichend.An improvement in the tensile and compressive fatigue strength in The range from 10% to 20% is required for the higher ones Requirements not sufficient.

Es ist Aufgabe der Erfindung, die Belastbarkeit (Linienkraft) der Walze ohne Vergrößerung des Durchmessers und ohne Verdickung des Walzenmantels wesentlich zu steigern.It is an object of the invention, the resilience (Line force) of the roller without enlarging the Diameter and without thickening of the roll shell to increase significantly.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale von Anspruch 1 gelöst.This task is characterized by the characteristics of Claim 1 solved.

Der Erfinder hat erkannt, daß der Ursprung solcher Brüche im Betriebszustand nicht etwa wie erwartet von der Außenseite der Walze ausging, sondern daß sie an der Grenzschicht zwischen dem beim Gießen entstehenden weißen Guß und dem innenliegenden Grauguß ihren Ursprung hatten. Eine genauere Betrachtung dieser Situation zeigt, daß in diesem Bereich nicht, wie ursprünglich angenommen, keine Vorspannung herrscht, sondern daß bedingt durch den geringeren Wärmeausdehnungskoeffizienten des weißen Gusses im Vergleich zum Grauguß axiale Zugvorspannungen im Graugußkern bestehen.The inventor recognized that the origin of such breaks not as expected from the Out of the outside of the roller, but that it on the Boundary layer between the white that forms during casting Cast iron and the gray cast iron inside had its origin. A closer look at this situation shows that in not in this area, as originally assumed Preload prevails, but that due to the lower coefficient of thermal expansion of white cast iron axial tensile stresses in comparison to gray cast iron Gray cast iron core exist.

Geht man nun mit der Basis dieser Zugvorspannungen, in eine Festigkeitstabelle bezüglich Zug-Druckspannungen bei Gußeisen, so ist zu erkennen, daß eine Reduktion dieser Zugspannung um ca. 1,5 kg/mm² zu einer prozentualen Änderung der Zug-Druckfestigkeit um ca. 100% führen. D.h. daß durch ein entsprechendes Vorspannen durch Zuganker eine im Hartschalenguß gegossenen Walze eine effektive Erhöhung der Belastbarkeit bezüglich der Zug- Druck-Wechselbelastungen entgegen der gängigen Meinung möglich ist. If one now goes with the basis of these tensile prestresses in a strength table with regard to tensile compressive stresses in cast iron, it can be seen that a reduction in this tensile stress by approx. 1.5 kg / mm ² leads to a percentage change in tensile compressive strength by approx. 100% lead. Ie that by means of a corresponding pre-tensioning by means of tie rods, a roller cast in the hard-shell casting, an effective increase in the load capacity with respect to the tensile-compressive alternating loads is possible, contrary to popular belief.

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung erfolgt die Fixierung des Ankers durch wärmebeständige Mittel, d. h. das Fixierungsmittel darf bei Betriebstemperatur nicht infolge Erweichung nachgeben oder durch hohe Wärmedehnzahl den Walzenkörper mit zusätzlichen Spannungen belasten.According to an advantageous embodiment of the invention the anchor is fixed by heat-resistant Medium, d. H. the fixative may Do not drop operating temperature due to softening or with a high thermal expansion coefficient strain additional tensions.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Fixierung der Zuganker steht in einer Stützung der Zuganker in Paßbunden, die als Verdickungen über die Lange der Zuganker angebracht sind und mit geringem Durchmesserspiel in die Bohrungen passen. Gegenüber einem durchgehend in die Bohrung eingepaßten Anker hat diese Konstruktion den Vorteil, daß sich der Zuganker auch dann relativ leicht einbauen läßt, wenn die Bohrung "krumm" ist, was besonders dann, wenn ein Versatz in der Mitte zu erwarten ist, wenn die Bohrung von beiden Walzenenden eingebracht wird. Die Paßbunde haben eine Länge von ca. 0,5 bis 1,5 mal Zugankerdurchmesser und Abstände von ca. 0,3 bis 1,5 m zueinander.Another advantageous embodiment of the fixation of the Tie rod stands in a support of the tie rod in Fitbundles, the thickening over the length of the Tie rods are attached and with little Fit the diameter in the holes. Opposite one The anchor has a continuous fit in the hole Construction has the advantage that the tie rod can also be used relatively easy to install if the hole is "crooked" is what especially if there is an offset in the middle too is expected if the bore from both roll ends is introduced. The pass collars have a length of approx. 0.5 to 1.5 times the tie rod diameter and distances of approx. 0.3 to 1.5 m to each other.

Damit die Zuganker in den Bohrungen spielfrei gemacht werden, was bei erschütterungsreichem Betrieb nötig werden könnte, ist vorgesehen, sie im Bereich der Paßbunde mit Druckschrauben von der Innenbohrung her vorzuspannen.So that the tie rods in the holes are made free of play become what is necessary in the event of high-vibration operation is intended to be in the field of Fit collars with pressure screws from the inner bore preload.

Es ist weiterhin vorgesehen, die Abstützung der Zuganker (mit oder ohne Paßbunden) durch Ausgießen des Ringraumes zwischen Bohrung und Anker) mit einer Vergußmasse zu bewerkstelligen, die so beschaffen ist, daß sie weder bei Temperaturanstieg noch bei Temperaturabfall eine Volumenvergrößerung erfährt, die zu einem Überdruck in der Bohrung führt. It is also intended to support the tie rods (with or without fitting collars) by pouring out the annulus between hole and anchor) with a sealing compound accomplish, which is such that it is neither Temperature rise even when the temperature drops Experiencing volume increase leading to excess pressure in the bore leads.  

Dies ist erreichbar durch eine temperaturfeste bei Raumtemperatur abbindende mineralische Vergußmasse mit einer Wärmedehnzahl, die nicht größer, gegebenenfalls kleiner ist als jene des Eisens.This can be achieved through a temperature-resistant at Mineral casting compound that sets room temperature a coefficient of thermal expansion that is not greater, if necessary is smaller than that of iron.

Das gleiche Ziel wird auch erreicht durch eine Vergußmasse aus Metall, deren Schmelzpunkt etwas höher als die maximale Betriebstemperatur liegt und deren Wärmedehnzahl nicht niedriger als jene von Eisen ist.The same goal is also achieved by one Casting compound made of metal, whose melting point is somewhat higher than the maximum operating temperature and their Thermal expansion coefficient is not lower than that of iron.

Die Ausgußmasse wird bevorzugt durch Radialbohrungen eingebracht, die dem Walzeninnenraum mit den Axialbohrungen verbinden, durch die sich die Zuganker erstrecken. Die Ausgußmasse kann durch Einpressen oder Schleudern in die Axialbohrungen gelangen.The pouring compound is preferred through radial bores introduced that the roller interior with the Connect axial holes through which the tie rods extend extend. The pouring mass can be by pressing or Spin get into the axial holes.

Eine ebenfalls vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß die Zuganker an beiden Enden Außengewinde aufweisen und mit diesen in Bohrungen in den Zapfenflanschen ragen. Mindestens die Bohrungen in einem der Zapfenflansche haben eine Erweiterungsstufe in der je eine Spannmutter sitzt. Das Außengewinde des Zugankers reicht über das Ende der Spannmutter hinaus und dient als temporare Ankopplung an eine Hydraulik-Spannmutter mit der der Zuganker vorgespannt wird. Durch radiale Fenster (wichtiges konstruktives Kennzeichen) an der Peripherie des Flansches wird die Spannmutter z. B. mit einem Spanndorn nachgezogen bzw. festgedreht, bevor die Hydraulikmutter entlastet und entfernt wird.Another advantageous embodiment of the invention is that the tie rods at both ends Have external threads and with them in holes in the Pin flanges protrude. At least the holes in one the spigot flanges have an expansion level in each a tension nut sits. The external thread of the tie rod extends beyond the end of the clamping nut and serves as temporary coupling to a hydraulic clamping nut with which the tie rod is prestressed. Through radial windows (important design feature) on the periphery the flange is the clamping nut z. B. with a Tightened mandrel or tightened before the Hydraulic nut is relieved and removed.

Die Erfindung ist anhand der Zeichnungen näher erläutert. Darin ist im übrigen folgendes dargestellt:The invention is explained in more detail with reference to the drawings. It also shows the following:

Fig. 1 Glättwerkswalze mit Spannankern durch den Walzenmantel verlaufend. Fig. 1 smoothing roller with tension anchors running through the roll shell.

Fig. 2 Spannvorrichtung. Fig. 2 clamping device.

Fig. 3 Glättwerkswalze mit innen sitzenden Spannankern. Fig. 3 smoothing roller with internally seated tension anchors.

Fig. 1 zeigt den Längsschnitt durch eine Glättwerkswalze mit einem zylindrischen Walzenmantel 1, der durch einen führerseitigen Walzenzapfen 2 und durch einen triebseitigen Walzenzapfen 3 getragen wird. Beide Walzenzapfen sind durch Wälzlager 4 und 5 gelagert. Der Walzenmantel 1 ist mit axial verlaufenden Bohrungen 6 versehen, die beidseitig bis durch die jeweiligen Walzenzapfen weitergeführt sind. Die Bohrung im Walzenzapfen 7 sind etwa mittig mit einem Absatz versehen, so daß die Bohrung auf der Außenseite einen größeren Durchmesser besitzt als auf der zum Walzenzylinder gewandten Seite. Im Bereich dieses Absatzes ist jeweils ein in Umfangsrichtung verlaufendes Langloch 8 eingelassen. Durch die Bohrungen 6 durch die Lagerzapfen und den Walzenmantel verlaufen, jeweils von triebswerkseitigem zu führerseitigem Lagerzapfen, Spannanker 9. Die Spannanker sind beidseitig mit Außengewinde versehen, auf die jeweils Muttern 10 aufgeschraubt sind. Die Muttern stützen sich in den Absätzen der Lochbohrungen 7 ab, und können durch die Langlöcher 8 eingestellt werden. Fig. 1 shows the longitudinal section through a smoothing roller with a cylindrical roller shell 1 , which is carried by a driver-side roll neck 2 and by a drive-side roll neck 3 . Both roller journals are supported by roller bearings 4 and 5 . The roll shell 1 is provided with axially extending bores 6 , which are continued on both sides through the respective roll neck. The bore in the roll neck 7 is provided with a shoulder approximately in the middle, so that the bore has a larger diameter on the outside than on the side facing the roll cylinder. In the area of this paragraph, a slot 8 running in the circumferential direction is embedded. Tension anchors 9 run through the bores 6 through the bearing journals and the roller casing, in each case from the engine side to the driver end bearing journals. The tension anchors are provided with external threads on both sides, onto which nuts 10 are screwed. The nuts are supported in the shoulders of the holes 7 , and can be adjusted through the slots 8 .

Fig. 2 zeigt einen Ausschnitt aus Fig. 1 bezüglich der Befestigung der Spannanker 9 durch die Mutter 10. Es ist eine Aufsicht auf das beschriebene Langloch 8 zur Einstellung der Mutter 10 gezeigt. FIG. 2 shows a detail from FIG. 1 with regard to the fastening of the tension anchors 9 by the nut 10 . A view of the slot 8 described for adjusting the nut 10 is shown.

Fig. 3 zeigt eine Glättwerkswalze bestehend aus einem zylinderförmigen Walzenmantel 1, dem führerseitigen Walzenzapfen 2 und dem triebseitigen Walzenzapfen 3. beide Walzenzapfen tragen den Walzenmantel. Die beiden Walzenzapfen sind jeweils durch Wälzlager 4 und 5 getragen. In beiden Walzenzapfen sind auf der Innenseite im Bereich des, nicht vom Walzenmantel bedeckten, Walzenzapfens konzentrisch Gewindebohrungen 6 angebracht, in die Spannstangen 9 eingeschraubt sind. Die Spannstangen führen vom führerseitigen zum triebseitigen Walzenzapfen und sind zweiteilig ausgeführt. Mittig sind beide Spannstangenteile durch eine Gewindegehülse 10 verbunden. Links und rechts der Gewindehülse sind auf die Spannstange Muttern 11 aufgeschraubt, die dazu dienen, den Spannstangen mit Hilfe einer Spannvorrichtung eine Vorspannung zu geben und dabei die Gewindehülsen festzudrehen. Im weiteren Verlauf der Spannstange zwischen Walzenmitte und Gewindebohrung im Zapfen sind mehrere Muttersegmente 12 angebracht, die eine Abstützung der Spannstange gegen den Walzenmantel bewirken. Fig. 3 shows a Glättwerkswalze consisting of a cylindrical roll jacket 1, the operator-side roll journal 2 and the drive-side roll journal 3. both roller journals carry the roller shell. The two roll journals are supported by roller bearings 4 and 5 , respectively. In both roller journals, threaded bores 6 are concentrically provided on the inside in the region of the roller journal, which is not covered by the roller jacket, into which tensioning rods 9 are screwed. The tension rods run from the driver's side to the drive side's roll neck and are made in two parts. In the middle, both tension rod parts are connected by a threaded sleeve 10 . On the left and right of the threaded sleeve, nuts 11 are screwed onto the tensioning rod, which serve to give the tensioning rods a pretension with the aid of a tensioning device and thereby tighten the threaded sleeves. In the further course of the tension rod between the center of the roller and the threaded bore in the journal, a plurality of nut segments 12 are attached, which bring about a support of the tension rod against the roller shell.

Claims (7)

1. Glättwerkswalze zur Papierherstellung mit folgenden Merkmalen:

• 1.1 je einem führer- und triebseitigen Walzenzapfen zur Zentrierung und Lagerung der Walze;
• 1.2 einem Walzenmantel aus Gußeisen, z. B. Schalenhartguß oder Grauguß;
• 1.3 ggf. eine Einrichtung zur Temperaturbeeinflussung des Walzenmantels von innen oder außen,
  gekennzeichnet durch folgende Merkmale:
• 1.4 es ist eine Anzahl in Längsrichtung der Walze verlaufender Zuganker vorgesehen, die die beiden Walzenzapfen innenliegend verbinden;
• 1.5 der einzelne Zuganker ist in einstellbarer Weise spannbar.

1. Smoothing roller for paper production with the following features:

• 1.1 one guide pin and one drive pin for centering and bearing the roll;
• 1.2 a roller jacket made of cast iron, e.g. B. chilled cast iron or gray cast iron;
• 1.3 if necessary, a device for influencing the temperature of the roll shell from the inside or outside,
  characterized by the following features:
• 1.4 a number of tie rods running in the longitudinal direction of the roll are provided, which connect the two roll journals on the inside;
• 1.5 the individual tie rod can be tensioned in an adjustable manner.

2. Glättwerkswalze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis von Innen- zu Außendurchmesser des Walzenmantels 0,5 < d/D < 0,75 beträgt.2. smoothing roller according to claim 1, characterized characterized in that the ratio of indoor to Outer diameter of the roll shell 0.5 <d / D < Is 0.75. 3. Glättwerkswalze nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Walzenmantel mit auf einem konzentrischen Teilkreis angeordneten Axialbohrungen versehen ist, durch die die Zuganker verlaufen. 3. smoothing roller according to claim 1 or 2, characterized characterized in that the roller shell with on a concentric pitch circle arranged axial holes through which the tie rods pass.   4. Glättwerkswalze nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuganker gegen radiale Auslenkung fixiert sind.4. smoothing roller according to claim 1 to 3, characterized characterized in that the tie rods against radial Deflection are fixed. 5. Glättwerkswalze nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuganker gegen die Walzenachse gekrümmt sind, so daß der Abstand zwischen dem einzelnen Zuganker und der Walzenachse auf halber Länge ein Minimum erreicht.5. smoothing roller according to claim 4, characterized characterized in that the tie rods against the Roller axis are curved so that the distance between the single tie rod and the roller axis reached a minimum halfway through. 6. Glättwerkswalze nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuganker auf zwei konzentrischen Teilkreisen angeordnet sind, wobei die äußeren Zuganker sich durch periphere Bohrungen im Walzenmantel erstrecken und die inneren Zuganker sich in einer gemeinsamen Innenbohrung befinden.6. smoothing roller according to claim 1 to 5, characterized characterized in that the tie rods on two concentric circles are arranged, wherein the outer tie rods extend through peripheral holes extend in the roll shell and the inner tie rods are located in a common inner bore. 7. Glättwerkswalze nach Anspruch 1, 2, 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die inneren Zuganker aus zwei jeweils in Sacklöcher geschraubten Teillängen bestehen, die an der Stoßstelle durch eine gemeinsame Mittelhülse (Gewindehülse) unter Vorspannung verbunden sind.7. smoothing roller according to claim 1, 2, 4 and 5, characterized characterized in that the inner tie rods consist of two partial lengths screwed into blind holes exist at the joint by a common middle sleeve (threaded sleeve) under Bias are connected.