DE9205796U1

DE9205796U1 - Walze mit Stützleiste

Info

Publication number: DE9205796U1
Application number: DE9205796U
Authority: DE
Original assignee: Eduard Kuesters Maschinenfabrik GmbH and Co KG
Current assignee: Eduard Kuesters Maschinenfabrik GmbH and Co KG
Priority date: 1992-04-30
Filing date: 1992-04-30
Publication date: 1993-08-26
Anticipated expiration: 2002-05-01

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Walze der dem Oberbegriff des Anspruchs 1 entsprechenden Art.

Derartige Walzen sind in mehreren Varianten bekannt. Beispiele hierfür finden sich in der DE-OS 22 30 139 und der DE-PS 29 42 002.

Um die Kraftausübung längs der Walze lokal individuell anpassen und ein beliebiges, auch unsymmetrisches Linienkraftprofil im Walzspalt fahren zu können, haben diese Walzen hydraulische Stützeinrichtungen, die mit einzelnen separat ansteuerbaren, gegen den Walzspalt wirkenden Stützelementen arbeiten, die auf der dem Innenumfang der Hohlwalze zugewandten Seite hydrostatische Lagertaschen aufweisen, die den Druck übertragen. Die hydrostatischen Lagertaschen finden sich hierbei an jedem einzelnen Stützelement, und es erfolgt die Kraftausübung desselben gegen den Innenumfang der Hohlwalze unabhängig vom jeweiligen Nachbar-Stützelement.

Ausgangspunkt der Erfindung ist eine spezielle Problemlage gewesen, die sich an hydrostatisch gestützten Walzen dieser Art mit besonders nachgiebigen Hohlwalzen ergeben. Solche Walzen werden beispielsweise zur Behandlung von textlien Warenbahnen im Zusammenwirken mit einer beheizten Gegenwalze eingesetzt. Die behandelten Warenbahnen können

D-4000 DUSSELDORF 1 MUVvANVSTRASSE 2 TELEFON ",9 / 2 I₁,' 03 27 2' TELEFAX 49 / 2 11 / 63 79 15

wechselnde Breite haben. Bei schmalen Warenbahnen werden die äußeren Stützelemente, die außerhalb des Randes einer solchen Warenbahn liegen, abgeschaltet, und es wird Druck nur im Breitenbereich der betreffenden Warenbahn ausgeübt.

Damit nun die Hohlwalze in den äußeren Bereichen nicht gegen die beheizte Gegenwalze anliegt, was bei einer aus Kunststoff bestehenden Hohlwalze zu einer Beschädigung der Walzenoberfläche führen kann, sind Gegen-Stützelemente vorgesehen, die die Hohlwalze an den äußeren Enden ein wenig von der Gegenwalze "wegziehen". Derartige Gegen-Stützelemente sind in der DE-PS 23 25 721 wiedergegeben. Indem auf diese Weise die unmittelbare Berührung mit der heißen Gegenwalze unterbunden wird, wird die aus Kunststoff bestehende Hohlwalze geschont.

Die diese Funktion ermöglichende hohe Flexibilität der Hohlwalze hat aber den Nachteil, daß sich die axialen Übergänge zwischen den einzelnen in Achsrichtung benachbarten Stützelementen schon als Unregelmäßigkeiten des Linienkraftverlaufs im Walzspalt bemerkbar machen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Walze so auszubilden, daß derartige Unregelmäßigkeiten unterdrückt werden.

Diese Aufgabe wird durch die in Anspruch 1 wiedergegebene Erfindung gelöst.

Die Stützleiste überbrückt die in Achsrichtung aufeinanderfolgenden einzelnen Stützelemente in einer Weise, die an den Übergangsstellen keinen Druckabfall ergibt. Die zwischen in Achsrichtung aufeinanderfolgenden Lagertaschen gelegenen Bereiche sollen am Innenumfang der Hohlwalze anliegen und bilden somit einen gleichmäßigen Spalt, gegen den, in Achsrichtung gesehen, von beiden Seiten aus den dortigen Lagertaschen Druckflüssigkeit ansteht. Nur bei einem Druckunterschied in diesen Lagertaschen findet eine geringe Strömung und somit ein geringer Druckabfall statt. Ansonsten

bleibt der Druck auf dem durch die beiden benachbarten Lagertaschen gegebenen Niveau, so daß sich insgesamt eine über die Länge der Walze gleichbleibende oder jedenfalls von Unstetigkeiten freie Druckausübung gegen den Innenumfang der Hohlwalze ergibt.

Die Stützleiste ist auf ihrem gesamten Grundriß praktisch ganzflächig von den Stützelementen mechanisch unterstützt, so daß das möglich ist, die Stützleiste sehr flach und flexibel auszubilden, so daß sie sich eventuellen gewollten Durchbiegungen der Hohlwalze beim Wegziehen von der Gegenwalze bereitwillig fügt.

Eine Stützleiste an sich ist bei hydrostatisch abgestützten Walzen aus der DE-PS 35 28 333 bekannt. Die hydraulische Stützeinrichtung beinhaltet hier eine über die Länge der Walze durchgehende hydraulische Druckkammer, die durch Längsdichtungen und Endquerdichtungen, die an der Stützleiste angebracht sind, gegen den Innenumfang der Hohlwalze abgedichtet ist. Die einzelnen Stützelemente greifen bei einer Ausführungsform von unten in die Stützleiste ein, die dadurch eine gewisse Bauhöhe und auch Biegesteifigkeit bekommt. Bei einer hydraulischen Stützeinrichtung mit \ über die Länge der Walze durchgehender Längskammer ist nur eine über die Länge der Walze gleichbleibende Druckbeaufschlagung möglich, jedoch nicht die Erzeugung eines beliebigen Linienkraftprofils.

Ein weiterer Stand der Technik ist durch die DE-PS 27 59 gegeben, die einen mit mehreren in Achsrichtung aufeinanderfolgenden hydraulischen Stützelementen versehenen Stützkörper erkennen läßt. Dieser Stützkörper ist jedoch mit den Stützelementen einstückig, was sich in der Praxis nicht verwerten läßt, da schon geringfügige Temperaturunterschiede zwischen den Stützkörpern und dem Querhaupt zu Zwängungen führen und insbesondere bei verschiedenen Materialien Probleme dieser Art auftreten. Die Stützleiste und die Stützelemente müssen also bei der Erfindung getrennt voneinander sein.

Die Stützelemente können im einzelnen in der in Anspruch wiedergegebenen Weise ausgebildet sein.

Die Stützleiste liegt hierbei einfach auf dem Boden der Stützelemente ohne weitere Befestigung auf und wird durch die Schenkel der U-förmigen Vertiefung in beiden Drehrichtungen festgehalten.

Zur Erzielung einer möglichst ganzflächigen Unterstützung sollten die Begrenzungen der Stützelemente nach Anspruch 3 ausgebildet sein.

Um das Abheben der Stützleiste von den Stützelementen zu verhindern, empfiehlt sich die Anbringung der Drosselbohrungen im Boden der Stützelemente selbst und nicht in der Stützleiste (Anspruch 4).

Wegen der vollständigen Unterstützung der Stützleiste und wegen deren angestrebter Flexibilität kann die Stützleiste aus Kunststoff bestehen (Anspruch 5).

Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung besteht auch die Hohlwalze aus Kunststoff (Anspruch 6) und sind an den Enden Gegen-Stützelemente vorgesehen, um die Enden der Hohlwalze von der Gegenwalze wegziehen zu können (Anspruch 7).

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch dargestellt.

Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Walze bei stark übertriebener Durchbiegung;

Fig. 2 zeigt einen Teilquerschnitt nach der Linie II-II in Fig. 1;

Fig. 3 zeigt eine Ansicht auf die Stützleiste gemäß der Linie III-III in Fig. 2;

Fig. 4 zeigt einen Teillängsschnitt nach der Linie IV-IV in Fig. 2.

Die in Fig. 1 als Ganzes bezeichnete Walze 100 umfaßt ein feststehendes Querhaupt 1 aus Stahl, welches eine umlaufende Hohlwalze 2 der Länge nach durchgreift, wobei es

ringsum Abstand vom Innenumfang 3 der Hohlwalze 2 beläßt, so daß es sich innerhalb der Hohlwalze 2 durchbiegen kann. An den aus der Hohlwalze 2 hervorstehenden Enden 1' ist das Querhaupt 1 in einem nicht dargestellten Walzenständer oder einer sonstigen Stützeinrichtung abgestützt.

Die Hohlwalze 2 ist an ihren Enden durch eine nicht dargestellte Führungseinrichtung in der in Fig. 1 parallel zur Zeichenebene verlaufenden Wirkebene geführt. Die Führung nimmt keine Kräfte in der Wirkebene auf, sondern verhindert lediglich, daß die Hohlwalze 2 bei ihrem Umlauf senkrecht zur Wirkebene in Schwingungen gerät.

Die Hohlwalze 2 bildet mit einer in dem Ausführungsbeispiel oben gelegenen Gegenwalze 4 einen Walzspalt 5, in welchem eine Warenbahn 6 mit einer Warenbahnbreite WB einer Druck- und Wärmebehandlung ausgesetzt wird. Die Gegenwalze 4 kann zu diesem Zweck beheizt sein. Die Warenbahnbreite WB ist geringer als die Arbeitslänge der Walze 100.

Die Walze 100 umfaßt eine als Ganzes mit 10 bezeichnete innere hydraulische Stützeinrichtung, die an dem Querhaupt 1 angebracht ist und Kräfte gegen den Innenumfang 3 der Hohlwalze 2 ausübt. Die Stützeinrichtung 10 besteht aus einzelnen auf der Oberseite des Querhaupts 1 in einer in dessen Längsrichtung verlaufenden Reihe angeordneten Stützelementen 7, die als hydraulische Kolben/Zylindereinheiten ausgebildet sind. In dem gezeichneten Ausführungsbeispiel sind die Kolben 8 auf der abgeflachten Oberseite 1" des Querhauptes 1 angebracht und wirken mit einem Zylinder 9 zusammen, der in Form eines nach unten offenen Topfes über den jeweiligen Kolben 8 gestülpt ist. Der Zylinderraum 11 des Stützelements 7 ist über eine Leitung 12, die in dem Ausführungsbeispiel durch den Kolben hindurchgeht, mit einer Druckflüssigkeitszuführung 13 im Querhaupt 1 verbunden. In Fig. 1 ist die Leitung 13 als eine einzelne Leitung dargestellt, über die alle Stützelemente 7 mit Druckflüssigkeit

unter einem gemeinsamen Druck versehen werden können. Es versteht sich aber, daß dies nur aus Gründen der Vereinfachung so dargestellt ist. Die Leitung 13 kann auch aus mehreren Leitungen bestehen, mittels deren die Stützelemente 7 einzeln oder gruppenweise mit Druckflüssigkeit unter ununterschiedlichen Drücken versorgt werden können.

Der in Fig. 2 nach oben gerichtete "Boden" des Zylinders 9 hat einen rechteckigen Querschnitt und bildet eine flache U-förmige Vertiefung 14 mit seitlichen, in Längsrichtung der Walze 100 verlaufenden Schenkeln 15. Der Boden der U-förmigen Vertiefung bildet eine rechteckige Stützfläche 16. Die in Achsrichtung gelegenen Begrenzungen 17,18 einer jeden Stützfläche 16 liegen in dem Ausführungsbeispiel in senkrecht zur Achse verlaufenden Ebenen. Sie liegen den entsprechenden Begrenzungen in Achsrichtung benachbarter Stützelemente in einem geringen Abstand 19 in der Größenordnung von einem Millimeter gegenüber, so daß die aufeinanderfolgenden Stützflächen 16 die zwischen die Schenkel 15 der U-förmigen Vertiefung 14 eingepaßte, über die Länge der Hohlwalze 2 durchgehende Stützleiste 20, die mit ihrer Unterseite auf den Stützflächen 16 aufliegt, praktisch vollflächig unterstützen. Die Schenkel 15 halten außerdem die Stützleiste 20 bei jeder Drehrichtung in Umfangsrichtung fest.

Oberhalb jedes Stützelements 7 sind in der Stützleiste 20 jeweils vier im Rechteck gelegene und selbst im Grundriß rechteckige Lagertaschen 21 ausgebildet, die über jeweils einen drosselfreien, d.h. einen relativ großen Querschnitt aufweisenden Durchlaß 22 mit jeweils einer Drosselbohrung 23 im Boden des Zylinders 9 in Verbindung stehen, die von der Zylinderkammer 11 ausgeht.

Wenn in die Zylinderkammer 11 über die Leitung 12 Druckflüssigkeit eingeleitet wird, so strömt diese nach Füllung der Zylinderkammer 11 über die Drosselbohrungen 23 in die

Lagertaschen 21. Wegen der Drosselwirkung der Drosselbohrungen 23 bildet sich in der Zylinderkammer 11 ein Staudruck aus, unter dessen Wirkung der Zylinder 9 bzw. die Stützleiste 20 mit ihrer Anlagefläche 24 gegen den Innenumfang 3 der Hohlwalze 2 gedrückt werden.

Die Lagertaschen 21 sind allseits berandet und füllen sich mit Druckflüssigkeit, die über die Berandungen abströmt und einen Druckflüssigkeitsfilm bildet, der die die Anlagefläche 24 bildenden Berandungen der Lagertaschen 21 an einem direkten Kontakt mit dem Innenumfang 3 der umlaufenden Hohlwalze 2 hindert. Das Abströmen findet jedoch nur an den äußeren, in Umfangsrichtung gelegenen Berandungen statt. Bei den in Achsrichtung zwischen den einzelnen Lagertaschen gelegenen Bereichen 25 bzw. 26 ist es wichtig, daß diese in ihrer Form zylindrisch sind und in Achsrichtung unterbrechungslos am Innenumfang 3 der Hohlwalze 2 anliegen (Fig. 4). Dadurch bildet sich an diesen Berandungen ein in Achsrichtung eine gleichmäßige Höhe aufweisender Spalt aus, in welchem bei gleichmäßigen Drücken in den benachbarten Lagertaschen keine Strömung stattfindet und der Druck der benachbarten Lagertaschen vorhanden ist. Wenn der Druck in axial aufeinanderfolgenden Lagertaschen etwas verschieden ist, wie es an der Berandung 25 der Fall sein könnte, so fällt er entsprechend der dann eintretenden geringen Strömung entsprechend dem Druckgefälle geringfügig ab. Es bleibt aber in jedem Fall ein im Bereich der axial benachbarten Drücke liegender Druck erhalten, so daß die Hohlwalze 2 über ihre ganze Arbeitslänge praktisch unterbrechungslos abgestützt ist und sich auch an den Trennstellen zwischen den aufeinanderfolgenden Stützelementen 7 keine Unstetigkeiten einstellen.

Dies spielt eine Rolle, wenn die Hohlwalze 2 besonders flexibel sein soll, damit sie in der in Fig. 1 gezeichneten Weise durch auf der dem Walzspalt 5 abgelegenen Seite an

den Enden der Hohlwalze 2 angeordnete Gegen-Stützelemente 27 in der in Fig. 1 stark übertrieben dargestellten Weise von einer beheizten Gegenwalze 4 weggezogen werden kann, damit die Hohlwalze 2 in den außerhalb der Warenbahnbreite WB gelegenen Bereichen nicht an der Hohlwalze 4 anliegt. Die außerhalb der Warenbahnbreite WB gelegenen Stützelemente 7 sind bei dieser Arbeitsweise drucklos gemacht, was durch die Strichelung der entsprechenden Leitungen 12' in Fig. 1 angedeutet sein soll.

Die Hohlwalze 2 kann beispielsweise aus Polyamid oder einem glasfaserverstärkten Kunststoff besteht. Ebenso kann die Stützleiste 20 aus einem geeigneten Kunststoff ausgebildet sein. Die angegebene Konstruktion mit den U-förmigen Vertiefungen 14, die eine praktisch vollflächige Unterstützung der Stützleiste 20 ergibt, ermöglicht auch eine besonders flache Ausbildung derselben, die ihre Flexibilität und Anpassungsfähigkeit an Biegungen der Hohlwalze 1 erhöht.

Claims

mit einer um ihre Achse umlaufenden, den arbeitenden Walzenumfang bildenden Hohlwalze (2),

mit einem die Hohlwalze (2) der Länge nach durchgreifenden, ringsum Abstand zum Abstand (3) der Hohlwalze (2) belassenden undrehbaren Querhaupt (1), welches an seinen Enden (1',I¹) in einer äußeren Abstützung abstützbar ist,

mit einer an dem Querhaupt (1) angebrachten, auf der Seite des Walzspalts (5) gegen den Innenumfang (3) der Hohlwalze (2) wirkenden inneren hydraulischen Stützeinrichtung (10), welches über die Länge der Hohlwalze (2) aufgereihte einzelne, als Kolben/Zylindereinheit (8,9) ausgebildete Stützelemente (7) umfaßt, deren Kraft über gegen den Innenumfang (3) der Hohlwalze (2) offene flache, aus dem Zylinderraum (11) der Kolben/Zylindereinheiten (8,9) mit Druckflüssigkeit versorgte hydrostatische Lagertaschen (21) gegen den Innenumfang (3) der Hohlwalze (2) wirkt,

dadurch gekennzeichnet,

daß eine über die Länge der Hohlwalze (2) durchgehende, am Innenumfang (3) der Hohlwalze (2) anliegende Stützleiste (20) vorgesehen ist,

D-4000 DÜSSELDORF 1 MULVANYS^RASSi 1 TELEFON 4?/ 2 &Pgr; / 63 27 27 ■ TELEFAX 49/211/637915

daß die hydrostatischen Lagertaschen (21) in der dem Innenumfang (3) der Hohlwalze (2) zugewandten Anlagefläche (24) der Stützleiste (20) ausgebildet sind,

daß die gesamte in Achsrichtung zwischen den Lagertaschen (21) gelegene, dem Innenumfang (3) der Hohlwalze (2) zugewandte Restfläche der Stützleiste (20) an dem Innenumfang (3) der Hohlwalze (2) anliegt

und daß die Unterstützungsflächen (16) der Stützelemente (7) sich über die ganze Breite der Stützleiste (20) erstrecken und in Längsrichtung der Hohlwalze (2) dicht aneinander anschließen.
2. Walze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützleiste (20) sich in einer flachen U-förmigen Vertiefung (14) der Oberseite der Stützelemente (7) erstreckt, deren Boden die jeweilige Stützfläche (16) bildet.
3. Walze nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die einander zugewandten Begrenzungen (17,18) aufeinanderfolgender Stützelemente (7) einander parallel verlaufen und in geringen Abständen in der Größenordnung von 1 mm aufeinander folgen.
4. Walze nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Drosselbohrungen (23) im Boden der Stützelemente (7) angebracht sind und in in die Lagertaschen

(21) führende drosselfreie Durchlässe (22) der Stützleiste

(20) münden.
5. Walze nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützleiste (20) aus Kunststoff besteht.
6. Walze nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlwalze (2) aus Kunststoff besteht.
7. Walze nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß an den Enden der Hohlwalze (2) auf der dem Walzspalt (5) gegenüberliegenden Seite jeweils mindestens ein Gegen-Stützelement (27) vorgesehen ist.