DE2625048A1

DE2625048A1 - Gesteuert durchbiegbare walzenanordnung

Info

Publication number: DE2625048A1
Application number: DE19762625048
Authority: DE
Inventors: Peter Hold
Original assignee: USM Corp
Current assignee: USM Corp
Priority date: 1975-06-04
Filing date: 1976-06-03
Publication date: 1976-12-23
Also published as: IT1081077B; GB1547451A; CA1038663A; JPS51148653A; FR2313141A1; BR7603571A; JPS6363767B2; FR2313141B1

Description

Dipl.-Inr; He«rr Bardshle

S Μ:;. Vr.r. /.:, ;-"::r«!r. 15, Tc-!. 292555
Pcstciischri.'! München 26, Postfach 4

.-■lein Zeichen: P 2351 München, den 3.Juni 1976

Anmelder: USM Corporation, Flemington/iiew Jersey

Zustelladresse: 140 Federal Street

Boston, lass. 02107 USA

Gesteuert durchbiegbare Walzenanordnung

Die Erfindung bezieht sich auf Walzmaschinen und insbesondere auf solche mit gesteuert durchbiegbareaWalzenanordnungen, die jeweils eine drehfest angeordnete Achse aufweisen, um die herum ein Walzenzylinder drehbar gelagert ist, wobei die Achse automatisch gesteuert in entgegengesetzten Sinne durchgebogen werden kann, um einen geradlinigen Verlauf des äußeren Walzenzylinders zu gewährleisten.

Walzenpressen weisen gewöhnlich parallel verlaufende Walzen auf, die so angeordnet sind, daß sie einen Walzenspalt für das zwischen ihnen auszuwalzende Material bilden. Hierbei entsteht eine Durchbiegung der Walzen aufgrund der in dem Spalt

609852/0704

entstehenden Kräfte und aufgrund der durch die Walzen selbst verursachten Kräfte. Andere Vorrichtungen weisen beispielsweise einen Antriebsriemen tragende Walzen aaf, die Biegekräften ausgesetzt sind. Bei Preßwalzenpaaren und anderen Walzenanordnungen, bei denen ein Walzenpaar einen Walzspalt bilden, führt die Surumierung der Wirkan.jen des Gewichts, der Spaltkräfte und der durch die Lagerbelastang hervorgerufenen Biegemomente dazu, daß die Mittelachse jeder dieser Walzen entsprechend den bekannten Gesetzten der elastischen Durchbiegung belasteten Materials gekr'iitunt verläuft.

Es sind schon eine ^eihe von Anordnungen bekannt, die dazu dienen, eine derartige Jurcnbiegung der Vialzen zu verringern. In dem JS-Patent 3 587 152 derselben Anraelderin ist eine hydrostatische Lageranordnung beschrieben, die auf einer drehfest angebrachten Achse, um die herum der Walzenzylinder gedreht wird, angebracht ist. αie hydrostatischen Lageranordnungen, die der drehfest angebrachten Achse eine Durchbiegung verleihen, können innerhalb bestimmter Grenzen zwischen der Oberfläche eines hydrostatisch betätigten Stößels der Lageranordnung and der Innenwand des Walzenzylinders Kräfte übertragen,sel-bst wenn die Flächen wegen der Durchbiegung der inneren Achse in axialer Richtung nicht fluchten. In dem US-Patent 3 443 295 ist eine Walze mit einer Achse dargestellt, an deren Ende Schraubbclzen angeordnet sind, bei deren Verstellung von Hand die Achsenenden sich nach unten biegen, so daß der Mittelteil der Achse nach oben ausgelenkt wird.

In dem US-Patent 3 3o2 o44 ist eine andere Anordnung zum Einstellen der Durchbiegung beschrieben, zu der eine drehbar um eine Achse gelagerte Walze gehört, wobei die Achse mit kippbaren Kolben versehen ist, die jegliche Abweichung der relativen Lage zwischen Achse und Walzenzylinder kompensieren. Weitere bekannte Anordnungen finden sich in den US-Patenten 3 869 774; 3 731 357; 3 416 435 und 3 119 324. Einige dieser bekannten Anordnungen sind übermäßig kompliziert.

609852/0704

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Walzenanordnung anzugeben, die diesbezüglich günstiger ist.

Erfindungsgemäß wird bei einer gesteuert durchbiegbaren Walzenanordnung rait einer nahe ihren Enden abgestütztenAchse und einem drehbar auf der Achse unter Einhaltung eines radialen Zwischenraums gelagerten Walzenzylinder diese Aufgabe dadurch gelöst, daß sie von der Achse getragene Hittel, die den Walzenzylinder gegen Durchbiegung abstützen sowie wenigstens eine nahe des Achsenendes angeordnete Vorspannanordnung aufweist, die der Achse in AbhängigkeitAron einem innerhalb der J^chse angeordneten Sensor abgegebenen Signalsein Biegeraoment verleiht.

Die Sensoren der erfindungsgemäßen Walzenanordnung sprechen auf Druck oder auf Dehnung an und liefern aber einen elektrischen Schaltkreis ein Signal an die Vorspanneinrichtungen, die dann an bestiinmten Punkten der Achse eine Kraft aufbringen. Hierdurch wird die Achse um die /uiflage:gheru:n gebogen, so daß eine Auslenkung entsteht, die der durch die Sensoren festgestellten Auslenkung entgegen gerichtet ist. Die Erzeugung des Sensorsignals erfolgt automatisch und kann von dem Fluiddruck an dem Kolben oder von der -Dehnung abhängig gemacht sein, die durch die Biegung der Achse selbst zustande kommt.

Nachstehend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 einen Walzenzylinder, die Achse und die Vorspannanordnungen einer erfindungsgemäßen Walzenanordnung, teilweise im Längsschnitt,

Fig. 2 einen Schnitt entsprechend der Linie II-II in Fig. 1,

Fig. 3 ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem die Vorspannanordnungen an anderenStellaa angebracht sind.

609852/070/.

2625Ü48

-A-

In den Figuren und insbesondere in rig. 1 ist eine gesteuert auslenkbare Walzenanordnung 1o gezeigt, zu der insbesondere eine drehfest angeordnete innere Achse 12 gehört, ...eren beide Enden 14 und 16 in Kipplajern 1o gelagert sind, die jeweils von einem ersten Rainen 2o der iaschine getragen sind, zjl der die vialzenanordnung 1o gehört. Jia die Achse 12 lieruia ist ein v-Jalzenzylinder 22 unter Linhaltung eines radialen Zwischenraums 24 drehbar gelagert. Zu der "lasohine gehört, wie die Fig. 2 zeigt, iiu Betrieb eine Segenwalze 26. Jas Walzenpaar 1o und 26 bildet zv/inchen sich einen Walzenspalt 27, wobei der K^Talzdruck dazu neigt, den walzenzylinder 22 und die Achse 12 wie einen unter Last sich biegerden Balken nach unten auszulenken. Bei vielen Anwendungen sollte der 'ialzenzylinder 22 jedoch geradlinig bleiben. Jei dem vorliegenden ßeigxel ist der v/alzenzylinder 22 mit Jilfe einer Anordnung von selbstausrichtenden, auf der Achse 12 sitzenden Kugellagern 28 drehbar gelagert. In der Achse 12 ist eine Anzahl radial ausgerichteter Zylinder 29 angeordnet, die jeweils einen hin- und herbeweglichen Kolben 3o enthalten. Jeder Kolben 3o ist an seinein äußeren Ende mit einer Art hydrostatischen Lagerpuffer 32 versehen, der an der Innenfläche des tfalzenzylinders 22 zur Anlage kommt und dessen unter Druck erfolgende Hin- und Herbewegung zur Steuerung der V/alzenauslenkung mit beiträgt, indem die Biegekräfte auf die Achse 12 übertragen v/erden. Durch den Kolben 3o und den Lagerpuffer 32 ist ein Durchfluß möglich, so daß eine ausreichende Schmierung des Puffers 3 2 and der Innenfläche des v/alzenzylinders 22 aufrechterhalten werden kann. Jeder Kolben 3o erreicht dann seine größte Wirksamkeit, wenn die Achse 12 gerade verläuft, selbst wenn diese nur nahe ihrer Enden unterstützt ist. Die Achse 12 kann gesteuert nach oben gebogen werden, u;a die Auslenkung auszugleichen, die durch das Gewicht des Walzenzylinders und durch die von ihr aufgenommene Belastung von außen bedingt ist, so daß sie praktisch in geradlinigem Zustand arbeitet.

Die Auslenkung wird teilweise dur<h die hydrostatischen Lagerpuffer 32 gesteuert. Die Achse 12 ist mit einem axial verlaufenden Durchlaß 31 für Flüssigkeit, insbesondere öl, versehen, durch welches

609852/0704

BAD ORIGINAL

ein radial gerichteter Druck auf die Kolben 3o und die hydrostatischen Lagerpuffer 3 2 ausgeübt werden kann. Der Durchlaß 31 ist bei 33 vom einen Ende der Achse 12 her zugänglich, so daß von dort das unter Druck stehende Fluidmittel zugeführt werden kann. Vom Durchlaß 31 aus besteht über eine Anordnung von Verzweigungsleitungen 3 5 eine Verbindung mit de.:i hinter den Kolben 3o befinalichen Zylinderräuiaen, so daß, sobald ein Druck aufgebracht wird, die Kolben radial nach aaßen gedruckt werden, um die V7alze gegen Auslenkung abzustützen, wie dies in Fig. 3 gezeigt ist. Die Auslenkung der Achse und der Walze wird darüber hinaus durch eine Vorspannanordnung 34 gesteuert, die die Wirkung der hydrostatischen Lagerpuffer 32 unterstützt. Die Vorspannanordnung ist an einem anderen Abstützteil 37 der faschine befestigt. Dieses Zusammenwirken von Achse 12, Vorspannanordnungen 34 und der Lagerpuffer 3 2 verringert die Wahrscheinlichkeit, daß die beweglichen Lagerpuffer 32 außer Fluchtung geraten, was ihre ordnungsgemäße Betriebsweise beeinträchtigen würde.

Innerhalb oder nahe der Lagerpuffer 32 in der Achse 12 ist ein Sensor 3 6 angeordnet, v/ie dies Fig. 2 zeigt, bei dem es sich vorzugsweise um ein druckempfindliches Element handelt. Der Sensor 36 bestiioint den Fluidiaitteldruck in den Puffern 52 und sendet über ein Rückkopplungsnetzwerk 33 ein Signal zu einem Verstärker 4o. Das verstärkte Signal wird an einen Schalt- und Steuerkreis 42 gesendet, der ein dementsprechendes Signal an eine hydraulische Ventilanordnung 44 (es kann sich auch um eine Druckluftanordnung handeln) abgibt und damit für das Entstehen des benötigten Druckes in der Vorspannanordnung 34 sorgt. Die Vorspannanordnung 34 weist in wesentlichen eine hydraulische oder pneumatische Fluiddruckzylinderanordnung 46 auf und ist an einer Stelle nahe des 2ndes der Achse 12 jenseits des Abstützrahmens 2o angeordnet. Die Fluiddruckzylinder 46 üben eine Biegekraft auf die Achse 12 in Abhängigkeit von dem Steuersignal auf, wobei jeder Nahmen 2o als ilebelpunkt wirkt. Die Amplitude der Biegebewegung v/ird automatisch derart gesteuert, daß sich als Ziel eine möglichst nahe Annäherung zwischen der Auslenkung des Walzenzylinders 22 und der

609852/0704

entgegengerichteten Durchbiegung der inneren Achse 12 einstellt. In Fig. 3 ist eine andere Ausführungsform der Vorspannungsanordnung 34 gezeigt, bei der der Fluiddruckzylinder 46 zwischen eine>n zweiten Stützrahmen 2o' und Jen jeweiligen Ende des Vialzenzylinders 22 angeordnet ist, so daß dieselbe gesteuerte gegenläufige Auslenkung bzw. Biegung der inneren Achse 12 möglich ist. Die Vorspannungsanoranung 3 4 kann auch in Form eines elektrisch angetriebenen Reduktionsgetriebes ausgebildet sein. Beim Sensor 36 kann es sich auch uia einen Dehnungsmesser handeln, der, wie in den Fig. 2 und 3 gezeigt, beispielsweise an der Stelle A¹ auf der Oberfläche der Achse 12 angebracht ist. Ein solcher Dehnungsmesser würde eine Dehnung der Wellenoberfläche feststellen und sein Ausgangssignal würde über das Rückkopplungsnetzwerk gesendet werden, das eine geschlossene Schleife bildet, so daß das Steuersystem in der Lage ist, ein Vergrößern oder Verkleinern der Biegekraft solange zu veranlassen, bis die Dehnung einen bestimmten Wert oder gar den Wert UuIl angenommen hat, womit angezeigt ist, daß die innere Achse 12 geradlinig verläuft oder eine besti/omte Auslenkung anninunt, bei der der Walzenzylinder geradlinig verläuft. Ein Durchbiegen der inneren Achse 12 in der oaer der anderen Richtung kann aas anderen Gründen wünschenswert sein und durch ein entsprechendes Eingangssignal des Steuerkreises 42 zustandegebracht werden. Es können auch andere Anzeigemittel und/oder Vorspannungsanordnungen verwendi. v/erden, ohne daß der Rahmen der Erfindung verlassen wird. Dies gilt auch für dem Fachmann geläufige Modifikationen der vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele.

609852/07(H

Claims

Ansprüche

1. gesteuert durchbiegbare Walzenanordnung mit einer nahe ihren v^^/Enden abgestützten Achse und einen drehbar auf der Achse unter Einhaltung eines radialen Zwischenraumes gelagerten Walzenzylinder, dadurch gekennzeichnet, daß sie von der Achse

(12) getragene Mittel (29, 3o, 32), die den Walzenzylinder

(22) gegen Durchbiegung abstützen, sowie wenigstens eine nahe des Achsenendes angeordnete Vorspannanordnung (34) auf v/eist,

Q τ η (^ c?

die der Achse (12) in Abhängiglceit/von einem innerhalb der Achse (12) angeordneten Sensor (36) abgegebenen Signal ein Biegemoiaent verleiht.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die

von der Achse (12) getragenen, zur Abstützung des Walzenzylinders (22) gegen Durchbiegung dienenden Mittel wenigstens einen in der Achse (12) angeordneten, radial aasgerichteten Zylinder (29) mit einem Kolben (3o), ferner hydrostatische Lagerpuffer (32), die sich jeweils am äußeren Ende eines Kolbens (3o) befinden und der Innenseite des Walzenzylinders (22) gegenüberstehen, sowie ein verzweigtes Leitungssystem (35) aufweist, das vom einen Ende der Achse (12) her durch diese hindurch verläuft, Fluidmittel an die radial angeordneten Zylinder (29) und Lagerpuffer (32) fährt, und über das FIuidmitteidruck auf die Innenfläche des Walzenzylinders (22) ausgeübt werden kann, durch den die Durchbiegungsbeeinflussung unterstützt wird.

3. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein Paar von ersten Absfitzungen (2o, 2o) aufweist, die auf der Achse zwischen dem Walzenzylinder (22) und der Vorspannungsanordnung (34) angeordnet sind, so daß das auf die Achse (12) ausgeübte Biegemoment über diese Abstützungen (2o) wirkt.

4. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche^ dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (36) Belastungsänderungen innerhalb der Achse feststellt und über einen elektrischen Schaltkreis ein geeignetes Aktivierungssignal an die Vorspannungsanordnung (34) liefert. 609852/0704

5. Anordnung nach einen der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorspannungsanordnung einen Fluiddruckzylinder (46) aufweist.

6. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (36) ein druckereiindliches Element (A¹) ist.

7. Anordnung nach eine^i der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstützungen (2o, 2c) jev/eils zwischen einem Ende des Walzenzylinders (22) und einer Vorspannungsanordnung (34) angeordnet sind.

8. Anordnung nach einen der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorspannungsanordnungen (34, 34) jeweils zwischen einem Ende des Walzenzylinders (22) und einer der Abstützungen (20', 20") angeordnet sind.

609852/070/,