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Walzvorrichtung, insbesondere Florquetsche Die Erfindung betrifft
eine Walzvorrichtung. Es sind Walzvorrichtungen bekannt, bei welchen durch den Walzendruck
die verschiedensten Werkstoffe, hauptsächlich in Tafel- oder Bandform, verformt,
ausgewalzt, gepreßt, gerichtet, bedruckt oder geprägt werden. Je dünner und druckempfindlicher
der zu behandelnde Werkstoff ist, desto gleichmäßiger muß der Arbeitsdruck auf die
gesamte Arbeitsbreite der Walzvorrichtung verteilt werden. Um das in vollkommener
Weise zu erreichen, müssen die Arbeitswalzen der Walzvorrichtung in höchstem Grade
starr sein, d. h. sie dürfen keine Durchbiegung zulassen. Aus diesem Grunde erhalten
die Arbeitswalzen, insbesondere solche großer Länge, ein großes Trägheitsmoment.
Das aber hat hohes Eigengewicht der Walzen zur Folge, das wiederum zu unerwünschten
Durchbiegungen der Walzen führt. Um dem zu begegnen, hat man schon vorgeschlagen,
die Arbeitswalzen von Walzvorrichtungen mehrfach abzustützen, und zwar entweder
durch auf die Arbeitslänge der Walzen in Abständen verteilte einzelne Stützlager
oder durch Stützwalzen von der Länge der Arbeitswalzen.
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Stützlager der erstgenannten Art haben den Nachteil, daß sie sich
in die Oberfläche der Arbeitswalzen allmählich einarbeiten, so daß deren Genauigkeit
verlorengeht. Außerdem müssen die einzelnen Stützlager mit Rücksicht auf die Außenlager
der Arbeitswalzen einstellbar sein und benötigen wegen der örtlichen Abnutzung eine
dauernde Kontrolle. Stützwalzen von der Länge der Arbeitswalzen erhöhen das Eigengewicht
der Walzvorrichtung ganz erheblich. Sie erfordern ebenfalls sorgfältige Wartung
und Schmierung und verteuern die Walzvorrichtung beträchtlich.
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Man hat auch schon vorgeschlagen, die Arbeitswalzen ballig zu schleifen,
um auf diese Weise die unvermeidliche Durchbiegung auszugleichen. Diese Maßnahme
kann indessen nur als Notbehelf angesehen werden, weil eine bestimmte Balligkeit
nur
für einen bestimmten Arbeitsdruck die gewünschte gleichmäßige
Druckverteilung gewährleistet. Sobald das Arbeitsgut geändert wird und sich der
Arbeitsdruck infolgedessen ändert, verändert sich auch die Durchbiegung der Arbeitswalzen,
und der durch die Formgebung der Walzen angestrebte Effekt wird nicht mehr erreicht.
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In vielen Fällen ist es erwünscht, das zu behandelnde Arbeitsgut während
des Walzens einer Temperaturbehandlung zu unterziehen, es also entweder zu erwärmen
oder abzukühlen. Um das zu erreichen, müssen die massiven Arbeitswalzen ausgebohrt
und mit verwickelten Zuleitungen für das Wärmeaustauschmittel versehen werden. Diese
Notwendigkeit kompliziert und verteuert die Walzvorrichtung weiter.
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Die geschilderten Mängel und Nachteile werden durch die Erfindung
beseitigt. Sie besteht darin, daß jede Arbeitsweise durch mindestens einen druckbelasteten
Träger, vorzugsweise gleicher Festigkeit, abgestützt ist. Dabei können die Arbeitswalzenlager
als druckentlastete Führungsorgane für die Arbeitswalzen ausgebildet sein, während
der Arbeitsdruck durch mindestens einen der Stützträger, vorzugsweise gleicher Festigkeit,
auf die Arbeitswalzen übertragen wird. Vorteilhaft ist es, die Stützträger schwenkbar
um die Arbeitswalzen anzuordnen, um sie jeweils an solchen Stellen angreifen zu
lassen, an welchen der Druck den jeweiligen Verhältnissen entsprechend auf die Arbeitswalzen
einwirken muß.
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Der Stützträger steht mit der Arbeitswalze entweder über eine durchlaufende
Schiene oder über einen durchlaufenden Rollkörper von der Länge der Arbeitswalze
in Berührung. Dadurch, daß die Stützträger den Arbeitsdruck auf die Arbeitswalzen
selbst ausüben und sie überdies als Balken, vorzugsweise gleicher Festigkeit, ausgebildet
sind, ist es möglich, die Arbeitswalzen hohl auszubilden. Solche hohlen Arbeitswalzen
können als Gehäuse für Heiz- oder Kühlmittel dienen. Die Druckübertragungsglieder
des Stützträgers können ebenfalls als Heiz- oder Kühlelemente ausgebildet sein.
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In gewissen Fällen ist es notwendig und vorteilhaft, die Arbeitswalzen
von anhaftenden Teilchen des zu verarbeitenden oder zu behandelnden Gutes frei zu
halten. Das kann dadurch geschehen, daß am Stützträger mechanische Abstreifvorrichtungen
von der Länge der Arbeitswalzen angeordnet sind, die elastisch gegen die Arbeitswalze
anliegen. Außerdem kann eine mit der Druckschiene bzw. Abstreifvorrichtung des Stützträgers
zusammenwirkende Fangleiste für von der Arbeitswalze abgestreifte Haftteilchen vorgesehen
sein, die ihrerseits so ausgebildet sein kann, daß sie keilartig in den Austrittsschlitz
der Arbeitswalzen eingreift und selbst als Abstreifer dient. Die Fangleiste kann
auch als Behälter für ein chemisches Lösungsmittel ausgebildet sein, welches beispielsweise
über mindestens eine von der Arbeitswalze mitgenommene elastische Verteilerwalze
an die Oberfläche der Arbeitswalze gebracht wird. Schließlich können vor und hinter
dem Arbeitsschlitz der Arbeitswalzen Leitbleche angeordnet sein, die wahlweise geheizt
oder gekühlt werden können.
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Die Erfindung ist in den Zeichnungen beispielsweise veranschaulicht.
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Fig. i zeigt eine Vorderansicht der Walzvorrichtung gemäß der Erfindung;
Fig. 2 ist ein senkrechter Schnitt durch Fig. i ; Fig. 3 ist ein Längsschnitt durch
eine hohle Arbeitswalze gemäß der Erfindung; Fig. 4. zeigt einen vergrößerten senkrechten
Teilschnitt durch die Walzvorrichtung, Fig.5 eine abgeänderte Ausführungsform in
gleicher Darstellungsweise wie Fig. 4, und Fig. 6 ist ein Querschnitt durch eine
weitere Ausführungsform.
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Bei den dargestellten Ausführungsbeispielen der Walzvorrichtung sind
die Arbeitswalzen 1, 2 mit ihren Zapfen 3 in Gleit- oder Wälzlagern 4, 5 drehbar
gelagert, die in den Seitenwangen 6, 7 der Walzvorrichtung senkrecht übereinander
untergebracht sind. Ihren Antrieb erhalten die Arbeitswalzen 1, 2 in bekannter Weise
über Getrieberäder 8, 9, io von einer Antriebswelle i i aus. Die Arbeitswalzen 1,
2 ruhen druckentlastet in ihren Lagern 4, 5. Die Seitenwangen 6, 7 sind unten durch
einen Querbalken 12, vorzugsweise gleicher Festigkeit, starr miteinander verbunden,
gegen den die untere Arbeitswalze 2 auf ihre ganze Länge über ein Druckstück 13
anliegt. Gegen die obere Arbeitswalze i drückt von oben her ein ähnlicher Balken
14 von ebenfalls vorzugsweise gleicher Festigkeit über ein Druckstück 15, das ebenfalls
die Länge der Arbeitswalze i hat. Im Gegensatz zum Balken 12 ist der Balken 14 an
seinen beiden Enden in den Seitenwangen 6, 7 in senkrechter Richtung beweglich.
Er wird an beiden Enden von einer Druckvorrichtung, beispielsweise hydraulischen
Zylindern 16, beaufschlagt, deren Druckwirkung an beiden Enden gleichzeitig und
in gleicher Stärke somit auf den Balken 14 übertragen wird. Die Druckübertragungsglieder
13, 15 der Stützträger 12, 14, die auf ihrer ganzen Länge mit'den Arbeitswalzen
2, 1 in Berührung stehen, vermitteln auf die druckentlasteten Arbeitswalzen einen
stets gleichbleibenden Arbeitsdruck, so daß die Walzen keine Durchbiegung erleiden
und infolgedessen ein weit geringeres Trägheitsmoment, damit geringeren Durchmesser
und geringeres Gewicht erhalten können, als bei den bekannten Walzvorrichtungen
üblich ist. Der gesamte Arbeitsdruck wird durch die Stützträger 12, 14, vorzugsweise
gleicher Festigkeit, über die ganze Arbeitsbreite der Arbeitswalzen aufgenommen.
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Daß der Arbeitsdruck außer auf hydraulischem Wege über kommunizierende
Zylinder 16 auch auf andere Weise zu erzielen ist, beispielsweise durch mechanische
Mittel, wie Schraubenspindeln od. dgl., braucht nicht weiter ausgeführt zu werden.
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Auf diese Weise setzt sich der von den Zylindern 16 gleichmäßig ausgeübte
Druck über den Stützträger 14, das Druckübertragungsglied 15 gegen die Arbeitswalze
i fort und wird von dort über das zu verarbeitende Gut auf die Arbeitswalze 2, das
zugehörige
Druckübertragungsglied 13 in den Stützträger 12 geleitet.
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Je nach dem Verwendungszweck der Walzvorrichtung und je nach Anzahl
der Arbeitswalzen können die Stützträger 12, 14 mehrfach oder gegenüber dem Walzenumfang
im Winkel verschwenkbar zwischen den Gestellwangen 6, 7 angeordnet werden, und zwar
derart, daß sie stets in derjenigen Winkelrichtung liegen, in welcher die hauptsächliche
Druckkomponente bzw. -komponenten durch die Arbeitswalzen verlaufen. Das ist z.
B. von Vorteil hei Biegewalzen. In den Gestellwangen 6, 7 (Fig. 6) sind dann lediglich
die Gleitführungen 32 für die verstellbaren Stützträger 12, 14 beispielsweise durch
Schraubenspindeln 33 mit Handrädern 34 schwenkbar vorzusehen.
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Die Druckübertragungsglieder 13, 15 können an den Stützträgern 12,
14 natürlich auch in mehrfacher Anzahlvorgesehen sein.
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Die Winkelverstellung der Stützträgeraggregate geschieht zweckmäßig
in ähnlicher Weise wie bei den Wangen von Blechabkantmaschinen. Sie sind aber in
jeder Schrägstellung feststellbar. Die konstruktiven Einzelheiten hierfür sind,
da nicht zur Erfindung gehörig, der Deutlichkeit halber nicht in der Zeichnung dargestellt.
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Die Druckübertragungsglieder 13, 15, die auf ihre ganze Länge an den
Arbeitswalzen anliegen, können entweder aus starren Schienen bestehen, wie in Fig.
1, 2 und 4 dargestellt ist, die z. B. in Schwalbenschwanz- oder Halbkreisnuten der
Stützträger 12, 14 eingelassen und seitlich herausziehbar sind, sie können aber
auch, wie in Fig. 5 veranschaulicht ist, aus Rollkörpern 17 gebildet werden, die
in den Stützträgern 12, 14 beispielsweise mittels Rollenlagern 18, aber auch mittels
Gleitlagern, seitlich herausnehmbar gelagert sind. Welche Art von Druckübertragungsgliedern
gewählt wird, hängt von den Erfordernissen des Einzelfalles ab. So ist es z. B.
bei gewissen Textilmaschinen,insbesondere Florquetschen, vorteilhaft, Druckschienen
der in Fig. 1, 2 und 4 dargestellten Art zu verwenden. Sie können aus einem Lagermetall,
Bronze, Kunststoffen oder selbstschmierenden Werkstoffen, wie z. B. Sintereisen,
bestehen, ohne daß sie durch den Arbeitsdruck nennenswerte Abnutzungen erfahren.
Die spezifische Pressung der Druckschienen 13, 15 auf den Arbeitswalzen 2, 1 ist
nämlich sehr gering. Bei den genannten Florquetschen haben Druckschienen der dargestellten
Art den besonderen Vorteil, daß sie die Arbeitswalzen von anhaftenden Teilchen frei
halten, weil solche Teilchen sich an den Anlaufkanten der Schienen selbsttätig abstreifen.
Die Schienen können dabei noch in Längsrichtung genutet sein, um weitere Abstreifkanten
zu bilden. Darüber hinaus ist es aber nicht ausgeschlossen, sondern in gewissen
Fällen auch erwünscht, weitere Abstreifvorrichtungen vorzusehen, wenn z. B. stark
verklebte Faservliese zu bearbeiten sind. An den Stützträgern 12, 14 «-erden in
solchen Fällen besondere Abstreifleisten 19, 2o angeordnet, die sich an die betreffende
Arbeitswalze 1, 2, ihrer Laufrichtung entgegen, elastisch anlegen. Derartige Abstreifleisten
können aus Federbandstahl, Rasierklingenstahl od. dgl. gebildet werden, denen Filzstreifen
oder ähnliche Putzeinrichtungen nachgeschaltet werden können.
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Die neuartige Druckübertragung bzw. Abstützung der Arbeitswalzen bringt
es mit sich, daß die letzteren nur geringen Durchmesser und geringes Trägheitsmoment
zu haben brauchen. Sie können infolgedessen im ganzen hohl ausgebildet werden, wie
in Fig. 3 gezeigt ist. Das hat einmal den Vorteil der Gewichtsersparnis, zum anderen
aber auch den der leichteren Bearbeitbarkeit. Weiter ist die Möglichkeit gegeben,
die hohlen Arbeitswalzen zu temperieren, ohne daß dazu zeitraubende und kostspielige
Bearbeitungen der Walzen erforderlich wären. Man kann in die hohlen Arbeitswalzen
beispielsweise Wärmeaustauschmittel zur Herauf-oder Herabsetzung der Temperatur
der Arbeitswalzen einleiten. Es ist aber auch möglich, besondere Heizelemente in
die hohlen Achsen der Arbeitswalzen von außen her einzuführen, beispielsweise ein
elektrisches Heizungselement 20, wie in Fig.3 veranschaulicht ist. Die Temperaturbeeinflussung
des Arbeitsgutes kann aber auch über die Druckübertragungsglieder 13, 15 oder 17
erfolgen, indem diese mit einem Heiz- oder Kühlmittel beschickt werden. Die Druckübertragungsglieder
können dazu ebenfalls hohl ausgebildet werden. Außerdem können sie so dimensioniert
werden, daß Reibungswärme erzeugt wird, welche die Arbeitswalzen 1, 2 auf gewünschter
Temperatur halten.
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Um zu erreichen, daß das zu behandelnde Arbeitsgut A entsprechend
temperiert in die Walzvorrichtung einläuft und sie auch so wieder verläßt, können
vor und hinter dem Arbeitsschlitz 21 zwischen den Arbeitswalzen 1, 2 Leitbleche
22, 23 vorgesehen sein, die ebenfalls eine geeignete TemperiervorriChtUng 24 enthalten.
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Ohne diese Temperiervorrichtungen dienen die Leitbleche 22, 23 als
Führungen für das Arbeitsgut A.
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Um zu verhindern, daß von den Druckschienen 15 bzw. der Abstreifvorrichtung
19 abgestreifte Haftteilchen auf das Arbeitsgut zurückfallen und es wieder verschmutzen,
was bei der Bearbeitung von Fasern in Florquetschen leicht möglich ist, ist an der
Austrittsstelle des Arbeitsgutes A aus dem Arbeitsschlitz 21 der Arbeitswalzen 1,
2 eine trogartige Fangleiste 25 vorgesehen, die mit einem Ende keilartig in den
Austrittsschlitz 26 eingreift und vermöge dieser Ausbildung selbst noch als Abstreifer
dienen kann. Je näher die keilartige Abstreifkante 27 der Fangleiste 25 an die Drucklinie
der Arbeitswalzen 1, 2 herangeführt ist, um so leichter lassen sich Verunreinigungen
der Walzenoberfläche und bei Florquetschen Wickelbildungen des Faservlieses vermeiden.
Die Fangleiste 25 kann auch als Behälter 28 für ein chemisches Lösungsmittel 29
ausgebildet sein, wie in Fig. 5 dargestellt ist. Ein solches Lösungsmittel läßt
sich auf verschiedene Weise an die Oberfläche der Arbeitswalzen heranbringen, beispielsweise
durch
eine in das Lösungsmittel eintauchende Walze 30, die mittels eines saugfähigen Belages
od. dgl. das Lösungsmittel an eine zweite Walze 31 abgibt, die an der Oberfläche
der Arbeitswalze i abrollt und letztere sauberwischt. Die Schmutzteilchen werden
dabei von der Walzenoberfläche gelöst und in Richtung des punktierten Pfeiles in
die Fangleiste abgeworfen. Die vorhandenen mechanischen und/oder chemischen Reinigungsvorrichtungen
sorgen dafür, daß die Arbeitswalzen stets spiegelblank dem zu verarbeitenden Gut
dargeboten werden. Fangvorrichtungen der geschilderten Art können natürlich auch
sinngemäß an der Arbeitswalze 2 vorgesehen werden.
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Die Erfindung läßt sich bei Walzvorrichtungen jeder Art mit Vorteil
anwenden, wo es darauf ankommt, die Stärke des zu verarbeitenden Gutes immer gleichbleibend
zu erhalten. Das ist z. B. bei Kalandern für die Papierherstellung erwünscht sowie
bei der Feinblechverarbeitung. Die vorteilhafte Verwendung bei Florquetschen wurde
bereits erwähnt. In jedem Falle lassen sich die Walzvorrichtungen leichter bauen,
als es bisher möglich war. Die Arbeitswalzendurchmesser können demzufolge erheblich
geringer gehalten werden, weil die Walzen nicht auf Biegung, sondern lediglich über
die gesamte Arbeitsbreite gleichmäßig auf Druck beansprucht werden. Die dadurch
ermöglichte Verwendung hohler Walzenkörper bietet den Vorteil der Temperierung des
Arbeitsgutes ohne Komplizierung des Maschinenaufbaues. Die Maschine erfordert weniger
Raum als die bekannten Walzvorrichtungen, so daß die Zu- und Abführvorrichtungen
kurzgehalten und ebenfalls für die Temperierung des Arbeitsgutes ausgenutzt werden
können.