DE68926929T2

DE68926929T2 - Flüssigkeitsverteilungssystem für eine Durchbiegungseinstellwalze und Verfahren zum Herstellen desselben

Info

Publication number: DE68926929T2
Application number: DE68926929T
Authority: DE
Inventors: Juhani Niskanen
Original assignee: Valmet Oy
Current assignee: Valmet Technologies Oy
Priority date: 1988-05-11
Filing date: 1989-05-10
Publication date: 1997-01-16
Anticipated expiration: 2009-05-11
Also published as: FI81659C; FI882214A; EP0342176B1; US5103542A; CA1325920C; EP0342176A3; FI882214A0; CN1039212A; FI81659B; EP0342176A2; ATE141355T1; DE68926929D1

Description

Diese Erfindung bezieht sich gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 auf ein Fluidverteilungssystem für eine Durchbiegungseinstellwalze, die in Zonen einstellbar ist. Die Erfindung bezieht sich weiterhin auf ein Verfahren zur Bildung eines Fluidverteilungssystems für eine derartige Walze.
Aus dem Stand der Technik sind mehrere unterschiedliche Durchbiegungseinstellwalzen für Papiermaschinen oder fur eine Papieroberflächenbearbeitungsausrüstung bekannt, wobei für diese Walzen unterschiedliche Bestimmungen Anwendung finden, wie etwa eine Durchbiegungseinstellwalze, eine in Zonen einstellbaren Walze und dergleichen. In der Regel weisen diese Walzen eine massive oder rohrartige ortsfeste Walzenachse und einen drehbar um diese Achse angeordneten Walzenmantel auf. Zwischen der Achse und dem Mantel sind auf die Innenfläche des Mantels wirkende Gleitschuheinrichtungen und/oder eine Druckfluidkammer oder eine Reihe von Kammern eingerichtet, so daß das Axialprofil des Mantels am Spalt nach Wunsch ausgerichtet oder eingestellt werden kann.
Bei Durchbiegungseinstellwalzen ist ein kompliziertes Fluidverteilungssystem erforderlich, da die Walze mehrere Punkte aufweist, zu denen Fluid geführt werden muß. Derartige Punkte schließen die Zonen in einer Durchbiegungseinstellwalze, zu denen Druckfluid gespeist werden muß, verschiedene Punkte, die Schmierung erfordern, zu denen Schmieröl gespeist wird, eine mögliche Einrichtung zum Heizen der Walze für die Zufuhr von Heizfluid und entsprechende Punkte ein, die Fluid verbrauchen. Da eine Walze eine große Anzahl unterschiedlicher fluidverbrauchender Punkte einschließt, muß die Walze natürlich auch ein Kanalleitungssystem für das Auslaßfluid haben. Im Stand der Technik ist das System von Fluidverteilungsleitungskanälen in einer Durchbiegungseinstellwalze in einer Anzahl unterschiedlicher Wege ausgebildet worden.
Eine aus dem Stand der Technik bekannte Losung ist beispielsweise in der US-A-4 222 324 und FR-A-2 368 631 beschrieben, in welcher für jede Zone der Durchbiegungseinstellwalze eine eigene Axialbohrung in der Achse der Durchbiegungseinstellwalze ausgebildet worden ist, wobei das Fluid aus dieser Bohrung durch Radialbohrungen in die Zonen gespeist worden ist. Somit ist es notwendig geworden, eine beträchtlich hohe Anzahl von Bohrungen und verschiedenartigen Leitungssystemen in einer derartigen Walze anzufertigen. Dies ergibt den Nachteil, daß die Herstellungskosten des Systems von Fluidverteilungsleitungskanälen ziemlich hoch sind und das System von Leitungskanälen eine sehr sorgfältige Bearbeitung erfordert, da verschiedenartiger Abfall, Schmutz, Bearbeitungsspäne und dergleichen die Tendenz zeigen, in den Leitungskanälen zu verbleiben. Überdies ist es fur ein mögliches Heizen und eine Schmierung der Walze notwendig gewesen, eigens dafür vorgesehene Bohrungen in der Walzenachse auszubilden, oder mußte die Walze mit einem separaten Leitungskanalsystem für diese Funktionen vorgesehen werden.
Eine weitere aus dem Stand der Technik bekannte Lösung ist beispielsweise in dem DE-Patent Nr. 2 847 029 beschrieben, in welcher Konstruktion eine Axialbohrung großen Durchmessers in der Walzenachse ausgebildet worden ist, wobei in die Bohrung eine Reihe von Leitungen eingepaßt worden ist, die eine Anzahl von Leitungen aufweist, durch welche das Druckfluid zu den in den Zonen in der Walze angeordneten hydrostatischen Lastelementen gespeist wird. Die Reihe von Leitungen ist mit einer Anzahl von Abdichtelementen verbunden, mit deren Hilfe die Reihe von Leitungen bezüglich der Axialbohrung in der Achse zwischen den Zonen abgedichtet ist. Einer der beträchtlichen Nachteile dieser Einrichtung ist, daß die Leitungsreihe eine Anzahl von Abdichtpunkten und demzufolge eine Anzahl von Dichtungen aufweist. Überdies müssen die in der Reihe von Leitungen eingeschlossenen Leitungen von sehr hoher Qualität sein, um den in den Zonen erforderlichen Drücken standzuhalten. Überdies haben diese Nachteile zur Folge, daß die Konstruktion gemäß dem DE-Patent sehr teuer und schwierig in der Herstellung ist. Zudem erfordert eine derartige Lösung ihre eigenen und separaten Leitungskanalsysteme, beispielsweise für ein mögliches Heizen der Walze und für die für die Schmierung erforderlichen Aufgaben.
Eine weitere aus dem Stand der Technik bekannte Lösung ist beispielsweise in dem US-Patent 4 106 405 beschrieben. In der Lösung dieser Veröffentlichung ist in der Walzenachse ein Mittelloch großen Durchmessers gebildet worden, in welchem Loch koaxial angeordnete Leitungen eingepaßt sind, durch welche das Druckfluid in die Zonen der Walze geführt wird. Diese Lösung hat ebenso eine Anzahl verschiedener Nachteile, von denen beispielsweise erwähnt werden könnte, daß die Wandstärken der Leitungen groß sein müssen, da sich die in benachbarten Zonen erforderlichen Drücke voneinander beträchtlich unterscheiden können. Somit ist das Knick-Risiko der Leitungen ziemlich groß. Das Abdichten der Leitungen in dieser Lösung ist ebenso ziemlich problematisch, da die Leitungen einerseits relativ zueinander abgedichtet werden müssen und sie andererseits bezüglich des in der Walzenachse gebildeten Mittelloches abgedichtet werden müssen. Somit ist ein derartiges Fluidverteilungssystem schwierig und hinsichtlich der Herstellung teuer. Auch in diesem System muß die Walze für ein mögliches Heizen der Walze mit einem separaten Fluidverteilungssystem versehen werden.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein derartiges Fluidverteilungssystem für eine Durchbiegungseinstellwalze zu schaffen, mit deren Hilfe die im Stand der Technik involvierten, vorbeschriebenen Nachteile vermieden werden und gegenüber dem Stand der Technik eine wesentliche Verbesserung erreicht wird. Um dies zu erreichen, ist die Erfindung durch die jeweils in den kennzeichnenden Teilen der Patentansprüche 1 bis 5 definierten Merkmale gekennzeichnet.
Die Druckschrift FR-A-2 368 631 bildet die Grundlage des Oberbegriffes des Patentanspruches 1, der Durchgangs- Axialleitungskanäle in einem Profil zeigt, das in einem Loch in der Mittelachse einer Durchbiegungseinstellwalze eingerichtet ist.
Von den Vorteilen der Erfindung gegenüber den aus dem Stand der Technik bekannten Lösungen seien beispielsweise die folgenden erwähnt. Erfindungsgemäß ist das System von Fluidverteilungsleitungskanälen aus einem, in ein axial in der Walzenachse gebildetes Loch eingepaßten Einzelprofil ausgebildet. Dieses Profil schließt die Leitungskanäle für das Druckfluid ein, das zu den Zonen strömt und kann die Leitungskanäle für das Schmiermittel, den Leitungskanal für das Auslaßöl und, falls notwendig, ein Kanalleitungssystem für Heizfluid einschließen. Somit können, falls notwendig, mittels des erfindungsgemäßen Profils sämtliche, durch die gesamte Fluidzirkulation in der Walze auferlegten Anforderungen mit Hilfe des erfindungsgemäßen Profils gehandhabt werden. Die Lösung der vorliegenden Erfindung ist den derzeit in Anwendung befindlichen Lösungen auch hinsichtlich der Abdichtung vorzuziehen, da die Erfindung keine abzudichtende Anzahl von Leitungen einschließt, sondern das Profil lediglich in dem in der Walzenachse gebildeten Loch abzudichten ist. Das Material des Profils kann beispielsweise Aluminium oder eine geeignete Aluminiumlegierung sein, in welchem Falle das Profil durch Extrusion herstellbar ist und anschließend auf das bestimmte Ausmaß geschnitten werden kann. Der Einbau eines derartigen Profiles in die Walze ist zudem einfach und problemlos, da das Profil relativ leichtgewichtig ist und ziemlich wenige zwischen dem Profil und der Walzenachse abzudichtende Punkte bestehen. Die weiteren Vorteile und charakteristischen Merkmale der Erfindung werden aus der nachstehenden ausführlichen Beschreibung der Erfindung ersichtlich, auf welche die Erfindung jedoch nicht beschränkt sein soll. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Längsschnittansicht einer Durchbiegungseinstellwalze, die mit einem erfindungsgemäßen Fluidverteilungssystem versehen ist;
Fig. 2 eine schematische Querschnittsansicht des, das System von Fluidverteilungsleitungskanälen bildenden Profiles;
Fig. 3 eine schematische Ansicht entlang der Linie III-III aus Fig. 2.
In Fig. 1 ist die Durchbiegungseinstellwalze generell mit 10 bezeichnet. Die Walze 10 hat eine Walzenachse 11 und einen drehbar auf der Achse angeordneten Walzenmantel 12. Zwischen der Walzenachse 11 und dem Walzenmantel 12 sind auf die Innenfläche des Walzenmantels 12 wirkende Lastelemente 14 eingepaßt, mit deren Hilfe der Walzenmantel 12 in der Spaltebene derart belastet wird, daß das Axialprofil des Walzenmantels auf erwünschte Weise eingestellt wird. Die in Fig. 1 gezeigte Walze 10 ist eine sogenannte Durchbiegungseinstellwalze, die in Zonen einstellbar ist, wobei die Lastelemente 14 der Walze in der Axialrichtung der Walze in Zonen aufgeteilt sind, wobei eine dieser Zonen in Fig. 1 mit Z bezeichnet ist. In der in Fig. 1 gezeigten Walze ist der Walzenmantel 12 durch Endlager 13 zusätzlich auf der Walzenachse 11 gelagert. Die Walze 10 kann jedoch ebenso eine sogenannte Selbstbelastungswalze sein, bei der der Walzenmantel 12 relativ zu der Walzenachse 11 in der Kompressionsrichtung bewegbar ist. In der Walzenachse 11 ist axial ein Durchgangsloch 15 ausgebildet worden, in welchem Loch ein erfindungsgemäßes, das System von Fluidverteilungsleitungskanälen aufbauendes Profil 20 eingepaßt worden ist. Das Profil 20 ist in geeigneter Weise in dem in der Walzenachse ausgebildeten Loch 15 zwischen den Zonen Z abgedichtet. Dies wird beispielsweise derart eingerichtet, daß an geeigneten Stellen auf dem Profil 20 Abdichtungen 25 angeordnet worden sind, woraufhin das Profil in das in der Walzenachse 11 gebildete Loch 15 geschoben worden ist. Gemäß Fig. 1 erstreckt sich das Axialloch 15 durch die Achse 11; wenn jedoch die Fluidzufuhr in die Walze 10 und das Entfernen des Fluids aus der Walze 10 so eingerichtet ist, daß es durch dasselbe Ende der Walze 10 stattfindet, muß sich das Loch 15 nicht vollständig durch die Achse 11 erstrecken.
Fig. 2 zeigt eine Querschnittsansicht eines vorteilhaften Ausführungsbeispieles des erfindungsgemäßen Profiles 20. In dem Profil 20 von kreisförmigem Querschnitt ist ein System von Leitungskanälen 21 bis 23 ausgebildet worden, das in dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 einen in der Mitte des Profiles ausgebildeten Mittelleitungskanal 21 großen Durchmessers sowie in umfangsseitiger Ausbildung um den Mittelleitungskanal 21 eingerichtete erste Seitenleitungskanäle 22 und zweite Seitenleitungskanäle 23 geringeren Durchmessers hat. Diese Leitungskanäle 21 bis 23 erstrecken sich über die gesamte Länge des Profiles 20. Das Material des Profiles 20 kann beispielsweise Aluminium, Aluminiumlegierung oder dergleichen sein, in welchem Falle es vorteilhafterweise durch Extrusion hergestellt wird. In dem Profil 20 gemäß Fig. 2 können die ersten Seitenleitungskanäle 22 beispielsweise für das zu den Zonen Z der Durchbiegungseinstellwalze 10 gehende Druckfluid und die zweiten Seitenleitungskanäle 23 beispielsweise für das Schmiermittel vorgesehen sein. Dasq Entfernen des Fluids aus dem Inneren der Walze 10 kann durch den Mittelleitungskanal 21 stattfinden.
In Fig. 3 ist beispielshaft gezeigt, wie die Zufuhr des Druckfluids zu der Zone Z in der Durchbiegungseinstellwalze durch einen ersten Seitenleitungskanal 22 eingerichtet ist. Für die Zufuhr des Druckfluids von dem Seitenleitungskanal 22 zu der Zone Z ist eine der Zone zugewandte Querbohrung 24 in dem Profil 20 ausgebildet worden, wobei sich die Bohrung von der Außenfläche des Profiles zu dem ersten Seitenleitungskanal 22 erstreckt. Nach der Querbohrung 24 ist der erste Seitenleitungskanal 22 durch einen Verschlußstopfen 26 abgeschlossen, so daß der Druck lediglich durch den Leitungskanal 22 Zugang zu der erwünschten Einstellzone Z hat. In dem Ausführungsbeispiel aus Fig. 3 ist das Abschließen des Leitungskanales 22 derart eingerichtet, daß in dem Profil 20 ein Gewindeloch ausgebildet worden ist, das größer als der Durchmesser des Leitungskanales 22 ist, in welchen ein mit einem Außengewinde versehener Verschlußstopfen 26 gedreht wird, so daß dieser den Leitungskanal 22 absperrt. Natürlich kann das Abschließen des Leitungskanales 22 ebenso auf eine andere geeignete Weise eingerichtet werden.
Zudem ist in dem Ausführungsbeispiel aus Fig. 3 gezeigt, auf welche Weise das Profil 20 in dem in der Walzenachse 11 gebildeten Loch 15 abgedichtet werden kann. In dem Ausführungsbeispiel aus Fig. 3 ist in der Außenfläche des Profiles eine Nut oder dergleichen ausgebildet worden, wobei eine um das Profil gehende Abdichtung 25 in die Nut eingepaßt worden ist. Abdichtungen 25 dieser Machart sind zwischen jeder der Zonen Z in der Walze 10 auf das Profil 20 gepaßt. Mittels einer derartigen Lösung kann das Profil 20 mit seinen Leitungen 21 bis 23, Bohrungen 24 und Verschlußstopfen 26 und Abdichtungen 25 zu einer vollständig fertiggestellten Einheit ausgebildet werden, die in das Loch 15 eingesetzt wird. Die Konstruktion der Abdichtung 25 und seine Anbringung an dem Profil 20 kann natürlich auch auf andere Weise eingerichtet werden, die sich von dem in der Fig. 3 gezeigten Ausführungsbeispiel unterscheidet.
Das erfindungsgemäße Profil 20 kann ebenso in Walzen verwendet werden, die Heizen benötigen, wie etwa beispielsweise obere Walzen von Superkalandern. In derartigen Lösungen kann das Heizfluid, beispielsweise durch den Mittelleitungskanal 21 des Profiles, in die Walze gespeist werden, von dem das Entfernen des Fluids aus der Walze zusätzlich durch das gegenüberliegende Ende der Walze eingerichtet ist. In einer derartigen Lösung ist die Mittelkanalleitung 21 lediglich zwischen dem Fluideinlaß und auslaß, beispielsweise mittels eines Verschlußstopfens oder dergleichen, abzuschließen. Das Heizfluid kann von dem Mlttelleitungskanal 21 beispielsweise durch geeignete Querbohrungen auf die Innenfläche des Walzenmantels 12 gespeist werden. Auf entsprechende Weise kann das Auslaßfluid durch Querbohrungen in den Mittelleitungskanal 21 gespeist werden.
Dennoch ist es durch das erf indungsgemäße, aus dem System von Fluidverteilungsleitungskanälen bestehende Profil 20, falls nötig, möglich, alle Anforderungen der Fluidzirkulation in einer Durchbiegungseinstellwalze 10 oder zumindest den Hauptteil dieser Anforderungen handzuhaben; die erfindungsgemäße Lösung schließt die Alternative nicht aus, daß zur Fluidzirkulation auch weitere Bohrungen in der Walzenachse 11 ausgebildet worden sind.

Claims

1. Fluidverteilungssystem für eine in Zonen (Z) einstellbare Walze mit variabler Durchbiegung, wobei die Walze (10) eine ortsfeste Mittelachse (11) und einen auf der Achse angeordneten drehbaren Walzenmantel (12) aufweist, wobei auf die Innenfläche des Walzenmantels (12) wirkende Hydraulikladeelemente (14) oder eine entsprechende Druckfluidkammer oder eine Reihe von Kammern in dem zwischen der Mittelachse (11) und dem Mantel (12) befindlichen Raum vorgesehen sind, wobei mit Hilfe der Elemente oder Kammern das Axialprofil der Walze mit variabler Durchbiegung (10) einstellbar ist, wobei das Druckfluidverteilungssystem (20) der Walze, durch das zumindest das zu den Zonen (Z) der Walze (10) geführte Druckfluid eingespeist werden kann, ein längliches kontinuierliches Profil mit im wesentlichen kreisförmigem Querschnitt aufweist, welches Profil in einem in der Mittelachse (11) vorgesehenen Axialloch (15) angeordnet ist und an seiner Außenfläche zum Loch (15) hin mittels Abdichtungen (25) zwischen den Zonen (Z) abgedichtet ist, und ferner mehrere Axialleitungskanäle (21 bis 23), von denen sich zumindest einer (22) über die gesamte Länge des Profils (20) erstreckt, und Querbohrungen (24) für das Führen des Druckfluids zumindest zu den Hydraulikladeelementen (14) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der zumindest eine Axialleitungskanal (22) mit Hilfe eines Verschlußstopfens (26) oder dergleichen an einer in der Axialrichtung erwünschten Stelle abgeschlossen ist, um das Fluid von dem Axialleitungskanal (22) zu der erwünschten Querbohrung (24) zu leiten.

2. Fluidverteilungssystem gemäß Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die für das zu den Zonen (Z) in der Walze (10) geführte Druckfluid vorgesehenen Kanalleitungen (22) in dem Profil abgeschlossen sind, und zwar in Fluidzufuhrrichtung nach den sich von den Leitungskanälen (22) zu der Außenfläche des Profiles (20) öffnenden Querbohrungen (24).

3. Fluidverteilungssystem gemäß Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Profil (20) ferner Leitungskanäle (21, 23) für Schmierfluid, für mögliches Walzenheizfluid sowie für Auslaßfluid enthält.

4. Fluidverteilungssystem gemäß einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Profil (20) durch Extrusion von Aluminium oder einer Legierung davon hergestellt worden ist.

5. Verfahren zur Herstellung eines Druckfluidverteilungssystems gemäß einem der Patentansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Profil (20) bis zu einem halbgefertigten Produkt extrudiert worden ist und auf eine bestimmte Abmessung geschnitten worden ist, bevor es in dem Axialloch (15) in der Mittelachse (11) angeordnet wird.