DE2818437A1

DE2818437A1 - Steinwalze

Info

Publication number: DE2818437A1
Application number: DE19782818437
Authority: DE
Inventors: Robert Ing Grad Dietrich
Original assignee: JM Voith GmbH
Current assignee: JM Voith GmbH
Priority date: 1978-04-27
Filing date: 1978-04-27
Publication date: 1979-10-31
Also published as: FI63079C; SE7903591L; FI791301A; US4272873A; FI63079B; DE2818437C2

Description

f 33^77 _t _t J.M. Voith GmbH

Kennwort: "Mehranker-rJteiriwa.xze¹' Heidenheim

Steinwalze

Die iCrfindung betrifft Steinwalzen, insbesondere- für Papiermaschinen, mit einem Walzenkörper aus Stein und mit stirnseitig angeordneten Spannplatten, die durch den Walzenkörper hindurch miteinander verbunden sind und diesen unter axialer Spannung halten.

Steinwalzen dieser Art (US-PS 3 737 962) finden bei Papiermaschinen insbesondere in der Pressenpartie als Preßwalze Verwendung. Sie können aber auch in anderen Maschinenabschnitten, beispielsweise in der Trockenpartie oder bei Kalandern, verwendet werden. Der Walzenkörper besteht normalerweise aus Granit. Im Betrieb liegt die Steinwalze mit einem bestimmten Anpreßdruck an einer Gegenwalze an. Dadurch wird die Steinwalze, die mehrere Meter lanκ ist, zwischen ihren Lagern auf Biegung beansprucht. Um ein Auseinanderbrechen des Steinkörpers zu vermeiden, wird er zwischen stirnseitig angeordneten Spannplatten eingespannt. Dazu dient bei den bekannten Steinwalzen ein in Walzenmitte liegender axialer Zuganker. Der Zuganker erhält eine statische Vorspannkraft, die in der Regel einige 100 Mp (I50 - 1200 Mp) beträgt. Diese Vorspannkraft wird mit einer schwingenden Last überlagert, die aus den Aufiagerkräften der umlaufenden Walze herrührt. Die herkömmliche Bauart erfordert deshalb einen entsprechend großen Zuganker von sehr hohem Gewicht, der für jede Walze als spezielles Schmiedeteil hergestellt werden muß. Die Stahlplatten, die an den Stirnseiten der Walze die Vorspannkraft vom Anker auf den Stein übertragen, müssen bei der herkömmlichen Konstruktion sehr stark sein, da sie ein hohes Stülpmoment aufzunehmen haben. Dadurch entsteht der Kachteil, daß die Steinwalze eine größere Lagerentfernung hat als die übrigen Walzen der Papiermaschine. Der Zuganker kann in der ihn aufnehmenden Bohrung von Füllstoff umgeben sein.

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Eine andere Art von bekannten Walzen mit Zugankern sind Trockenzylinder von Papiermaschinen (US-PS 2 576 0^6; DE-AS 1 l60 72J5). Dort dienen die Zuganker lediglich zur Entlastung der mit Dampfdruck beaufschlagten Zylinderdeckel.

Durch die Erfindung soll die Aufgabe gelöst werden, Steinwalzen derart zu gestalten, daß sie billiger herstellbar sind und auf die gleiche Lagerentfernung gebracht werden können, wie die übrigen Walzen der Papiermaschine.

Ferner soll ein unbeabsichtigtes Lockerwerden des Zugankers dadurch vermieden werden, daß die Walze unempfindlicher gegen auftretende Biegekräfte gemacht wird und indem Schwingungen stärker unterdrückt werden als bei den bekannten Konstruktionen.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Spannplatten durch mindestens zwei Zuganker miteinander verbunden sind, die an verschiedenen Stellen der Spannplatten angreifen und von der radialen Walzenmitte einen bestimmten, möglichst großen Abstand haben.

Zuganker, die in Walzenmitte angeordnet sind, könnten sehr viel kleinere Querschnitte aufweisen, wenn sie nur die statische Vorspannung übertragen müßten. Wie ältere Konstruktionen jedoch gezeigt haben,brechen diese Anker im Betrieb, da sie eine zusätzliche wechselnde Last aus Biegekräften erhalten. Brüche an Zugankern sind dann in der Regel an Stellen mit Kerben, also an den Spanngewinden aufgetreten. Diese Schwierigkeiten hat man behoben, indem die Querschnitte dieser Anker erheblich vergrößert wurden. Dies hatte höheres Gewicht und damit verbunden höhere Kosten zur Folge.

Legt man die Zuganker nun nach außen, so tritt nur noch eine schwingende Last in axialer Richtung auf, während die Biegung unwesentlichen Einfluß hat. Damit können die Zugankerquerschnitte so stark reduziert werden, daß gegenüber dem zentralen Zuganker eine Gewichtsverminderung um den Faktor 8-12 möglich ist. Die geschmie-

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dete Sonderkonstruktion kann zugunsten der im Stahlbetonbau üblichen Spannstähle entfallen. Die stirnseitigen Platten können dünner gebaut werden, womit die dringend erwünschte normale Lagerentfernung erreicht wird.

Eine Begründung für die Vorspannung des Steines 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.

Die Zuganker können gemäß der Erfindung in einer axialen Bohrung des Walzenkörpers nahe der Bohrungswand angeordnet sein. Die Zuganker haben dann die beste Wirkung, wenn sie möglichst weit radial nach außen verlagert sind. Deshalb besteht eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung darin, daß im Walzenkörper nahe seines Außenumfanges im wesentlichen achsparallel verlaufende Bohrungen gebildet sind und sich die Zuganker durch diese Bohrungen erstrekken. Zweckmäßigerweise sind die Zuganker symmetrisch verteilt.

Steinkörper von mehreren Metern Länge bergen bei der Gewinnung des rohen Körpers im Steinbruch, bei dessen Bearbeitung zu einem Walzenkörper, sowie letztlich bei der Herstellung der Bohrungen, die in dem inhomogenen Werkstoff verlaufen können, ein hohes Risiko mit Bezug auf anfallende Kosten und vor allem mit Bezug auf den vom Maschinenhersteller garantierten Liefertermin. Um dieses Risiko zu verringern, wird vorgeschlagen, den Stein in mehrere Einzelstücke aufzuteilen. Die Einzelstücke sollen Zentrierungen an ihren Stirnseiten erhalten, um die radiale Lage der Einzelstücke zueinander zu garantieren.

Die Zuganker können in an sich bekannter Weise in den Bohrungen in Füllstoff ,eingebettet sein. Dadurch werden Korrosion und Schwingungen der Zuganker vermieden. Gemäß der Erfindung kann Beton als Füllstoff verwendet werden. Kunststoff oder eine elastische Zwi-

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selenschicht zwischen Anker und Beton ist ebenfalls möglich. Das Durchbiegen der umlaufenden Walze kann eine Relativbewegung zwischen Anker und Stein in der Größenordnung von /um bewirken. Diese Bewegungen können ein Aufscheuern der Zugankeroberfläche bewirken. Von einer aufgescheuerten Oberfläche könnte insbesondere bei hochvergüteten Werkstoffen ein Dauerbruch ausgehen, da vergütetes Material nicht die Fähigkeit besitzt, Risse "auszuheilen", wie das von St 37 oder St 50 her bekannt ist.

Im folgenden werden mehrere Ausführungsformen der Erfindung mit Bezug auf die Zeichnungen als Beispiele beschrieben. In diesen zeigen:

Fig. 1 einen Axialschnitt einer Steinwalze nach der Erfindung mit einer axialen Bohrung,

Fig. 2 einen Axialschnitt einer weiteren Ausführungsform nach der Erfindung mit mehreren längsverlaufenden Bohrungen und

Fig. 3 einen Längsschnitt eines Teiles einer nochmals weiteren Ausführungsform mit unterteiltem Walzenkörper.

In dem aus Stein, beispielsweise Granit, bestehenden Walzenkörper 1 in Fig. 1 ist eine axiale Bohrung 2 mit verhältnismäßig großem Querschnitt gebildet. Mehrere Zuganker 3 liegen in der Bohrung 2 verhältnismäßig weit radial außen und verbinden stirnseitige Spannplatten 4. Die Zuganker 3 spannen über Muttern 5 die Spannplatten 4 stirnseitig gegen den Walzenkörper 1. Zuganker 3 und Muttern 5 sind handelsübliche Teile. Zur "Vermeidung von Korrosion und Schwingungen können die Zuganker 3 in Füllstoff eingebettet sein. Dieser Füllstoff, beispielsweise Beton, wird nach dem Spannen der Zuganker 3 in die Bohrung 2 eingebracht. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind an die Spannplatten 4 Lagerzapfen 6 angeschraubt. Die Zuganker 3 sind von einer Hülle 7 aus Kunststoff oder Gummi oder dergleichen umgeben zum Schutz gegen Scheuern an dem Beton.

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Wie die Ausführungsform nach Fig. 2 zeigt, können die Spannplatten und Lagerzapfen einteilig ausgeführt sein. In dem aus Stein, beispielsweise Granit, bestehenden Walzenkörper 11 von Fig. 2 sind nahe seines Außenumfanges mehrere längsverlaufende, im Querschnitt verhältnismäßig kleine Bohrungen 12 gebildet. Durch diese erstreckt sich jeweils ein Zuganker 13· Auf die Enden der Zuganker IJ aufgeschraubte Muttern 15 spannen Spannplatten 14 gegen die stirnseitigen Enden des Walzehkörpers 11. Die Hohlräume zwischen den Zugankern 13 und den Wandungen der Bohrungen 12 können ebenfalls mit Füllmaterial gefüllt sein.

Je weiter die Zuganker radial nach außen versetzt angeordnet sind, desto dünner können auch die Spannplatten 4 bzw. 14 ausgebildet sein, weil sie von den Zugankern nicht mehr so stark durchgebogen (ähnlich einer Stülpmembran) werden können.

Fiρ. 3 zeigt einen Walzenkörper 21 aus Stein, der beispielsweise aus vier axial hintereinander angeordneten Teilen 22, 23, 24 und 25 zusammengesetzt ist. Diese Teile haben an ihren einen Stirnseiten zapfenartige Vorsprünge 26, die jeweils in entsprechend komplementäre Ausnehmungen 27 der zugekehrten anderen Stirnseiten des benachbarten Walzenkörperteiles eingreifen. Durch diese formschlüssige Verbindung wird eine genaue Fluchtung und Stabilität des gesamten Walzenkörpers erzielt. Mit radialem Abstand von der Walzenachse sind nahe des äußeren Walzenumfanges Längsbohrungen 32 zur Aufnahme von nicht dargestellten Zugankern, entsprechend den Zugankern 13 von Fig. 2, gebildet. Einzelne Steinteile 22, 23, 24, 25 ins leichter zu bearbeiten und können risikoloser beschafft werden, beispielsweise im Inland, als ein einzelner, mehrere Meter langer Stein.

Heidenheim, den 24.04.78
EVe/Srö

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Claims

P 3577 J.M. Voith GmbH

Kennwort: "Mehranker-Steinwalze" Heidenheim

Patentansprüche

(l.)Steinwalze, insbesondere für Papiermaschinen, mit einem Walzenkörper (1; 11; 21) aus Stein, und mit stirnseitig angeordneten Spannplatten (4; 14), die durch den Walzenkörper hindurch miteinander verbunden sind und diesen unter axialer Spannung halten, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannplatten (4; 14) durch mindestens zwei Zuganker (3; 13) miteinander verbunden sind, die an verschiedenen Stellen der Spannplatten angreifen und von der radialen Walzenmitte einen bestimmten, möglichst großen Abstand haben.
2. 3teinwalze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuganker (3) in einer axialen Bohrung (2) des Walzenkörpers (1) nahe der Bohrungswand angeordnet sind.
3. Steinwalze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Walzenkörper (11; 21) nahe seines Außenumfanges im wesentlichen achsparallel verlaufende Bohrungen (12; 32) gebildet sind und sich die Zuganker (13) durch diese Bohrungen erstrecken.
4. Steinwalze nach einem der Ansprüche 1 bis 3 j dadurch gekennzeichnet, daß der Walzenkörper (21) mehrere axial aufeinanderfolgende Teile (22, 23, 24, 25) aufweist.
5. Steinwalze nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Walzenkörperteile (22, 23, 24, 25) an ihren aneinander angrenzenden Stirnseiten mit komplementären, ineinandergreifenden Paßflächen (26, 27) versehen sind.

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6. oteinwalze nach einem der Ansprüche 1 bis 5> dadurch gekennzeichnet, daß die Zuganker (3; I3) in den Bohrungen (2; 12; 32) in Füllstoff eingebettet sind.

'(. oteinwalze nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß Heton als Füllstoff verwendet ist.

&. Steinwalze nach einem der Ansprüche 1 bis Y, dadurch gekennzeichnet, daß der Zuganker (3; 13) ^mit einer Schutzhülle (7) umgeben ist, die vorzugsweise aus Kunststoff oder Gummi besteht.

Keidenheim, den 24.04.78
EVe/3rö

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