-
Walze zur gleichmäßigen Druckerzeugung bei der Behandlung von flächigem
Material, z. B. Gewebebahnen Die Erfindung bezieht sich auf eine Walze zur gleichmäßigen
Druckerzeugung bei der Behandlung von flächigem Material, z. B. von in voller Breite
geführten Gewebebahnen.
-
Bei der Druckbehandlung von Warenbahnen mittels Walzen, bei welchen
die Druckkräfte über die beiderseitigen Lagerzapfen übertragen werden, läßt es sich
nicht vermeiden, daß sich die Walzen in der Mitte durchbiegen, und zwar um so stärker,
je breiter die Walzen sind. Vergrößert man den Durchmesser der Walzen, so vermindert
sich damit der spezifische Flächendruck und der Druckeffekt, z. B. der Abquetscheffekt
bei einem Färbefoulard. Würde man daraufhin den Arbeitsdruck steigern, so würde
sich damit auch die Durchbiegung wieder vergrößern. Hier sind also technische Grenzen
gesetzt.
-
Man hat nun versucht, die Durchbiegung der Arbeitswalzen durch Anordnung
einer oder mehrerer Gegenwalzen auszugleichen. Abgesehen von der Unübersichtlichkeit
der so gestalteten Maschine und der leicht eintretenden Verschmutzung bei den meisten
Abquetschvorgängen, ergibt sich hierbei ein außerordentlich großer Bauaufwand.
-
Es ist weiterhin bekanntgeworden, innerhalb eines drehbaren zylindrischen
Hohlkörpers einen feststehenden Kern anzuordnen und den Zwischenraum zwischen Kern
und Hohlkörper nach der Druckseite hin zum Teil mit Drucköl zu füllen, um so die
erforderlichen Druckkräfte zu übertragen. Bei dieser Einrichtung läßt sich auch
bei besten technisch nur möglichen Dichtungen zwischen den drehbaren und den feststehenden
Teilen nicht vermeiden, daß erhebliche Leckverluste auftreten. Um diese auszugleichen,
ist man gezwungen, laufend eine entsprechende Ölmenge einzupumpen und das ausgeflossene
Öl wieder aufzufangen. Dies macht außerordentlich komplizierte Organe zur Überwachung
der Walzenteile und zur Regelung des Quetschvorganges erforderlich. Da die feststehenden
Dichtungselemente über die ganze Länge der Walze an der Innenwand des Hohlkörpers
schleifen, tritt ein. Verschleiß ein, der Unregelmäßigkeiten sowie eine Unsicherheit
der Betriebsweise ergibt.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Nachteile der bekannten
Einrichtungen zu vermeiden und eine Walze zur Druckbehandlung zu schaffen, bei welcher
mit einfachen Mitteln ein vollkommen gleichmäßiger Druck über die gesamte Breite
erzeugt und jegliche unerwünschte Durchbiegung vermieden wird Dies wird dadurch
erreicht, daß der Kern an den Enden des Walzenmantels mittels Stirnscheiben fest
mit dem Walzenmantel verbunden ist, so daß der so gebildete gesamte Walzenkörper
gemeinsam umläuft, daß der freie Raum zwischen dem Kern und dem Walzenmantel einen
schmalen ringförmigen Querschnitt aufweist und mittels achsparallel verlaufender
in radialer Richtung nachgiebiger Wände in mehrere Kammern unterteilt ist, daß sämtliche
Kammern vollständig mit Druckflüssigkeit angefüllt sind und daß die Kammern mit
einer Einrichtung verbunden sind, welche jeweils die nach der Drucklinie zu liegenden
Kammern unter Druck setzt. Auf diese Weise ergibt sich der Vorteil, daß alle Teile,
die sich innerhalb des Walzenkörpers befinden, mit dem Walzenmantel umlaufen, daß
also keinerlei Reibung oder Verschleiß innerhalb des Walzenkörpers auftreten kann.
Eine Überwachung der Innenteile ist also im praktischen Betrieb nicht erforderlich.
-
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes
im Schema dargestellt, und zwar zeigt Fig. 1 eine Walze teils im Längsschnitt, teils
in Seitenansicht, Fig. 2 einen Querschnitt dazu gemäß Linie II-II, Fig. 3 einen
Querschnitt gemäß Linie III-III, Fig. 4 einen Querschnitt gemäß Linie IV-I V,
Fig.
5 einen Färbefoulard in Seitenansicht, bei welchem zwei erfindungsgemäße Walzen
Anwendung finden, und Fig. 6 eine andere Ausgestaltung einer Walze.
-
In den Fig. 1 bis 4 ist eine Walze zur Druckbehandlung von Geweben
dargestellt. Die Walze besitzt einen zylindrischen Walzenmantel 1 aus Stahl, welcher
in bekannter Weise auf seiner gesamten Länge mit einem Gummiüberzug 2 versehen ist.
Innerhalb des Walzenmantels ist konzentrisch ein massiver Stahlkern 3 vorgesehen.
Der Stahlkern ist mittels zweier Stirnscheiben 4 unter Zwischenschaltung von Dichtungsringen
5 starr mit dem Walzenmantel verbunden. Zur Verbindung dienen die in Fig. 3 unter
Bezugszeichen 6 angedeuteten Schrauben. Jede Stirnscheibe ist durch einen oder mehrere
Keile 7 oder ähnliche Befestigungsmittel auf einem zylindrischen Ansatz des Kernes
3 befestigt. Auf diese Weise ist ein starrer Walzenkörper gebildet, der mit allen
seinen Teilen, die weiter unten noch näher beschrieben sind, umläuft. Bei der Verbindung
zwischen der Stirnscheibe 4 einerseits und dem Kern andererseits ist darauf geachtet,
daß eine geringe Bewegung zwischen beiden Teilen, die durch die Durchbiegung des
Kernes 3 entstehen kann, möglich ist. Zur Sicherheit kann man einen oder mehrere
Dichtungsringe 36 zwischen Stirnscheibe und Kern vorsehen. Die Lagerung der Walze
erfolgt in Lagern 8 und 9. Zum Antrieb der Walze - ist ein Zahnrad 10 vorgesehen.
-
Wie die Fig. 2 deutlich zeigt, ist der Kern 3 im Durchmesser kleiner
gehalten als der Innendurchmesser des Walzenmantels 1. Auf diese Weise entsteht
ein ringförmiger Zwischenraum, welcher durch eine Anzahl Rippen 11 in einzelne Kammern
13 unterteilt ist. Jede Rippe ist auf der einen Seite außen radial gerichtet an
den Kern 3 angeschweißt. An dem nach dem Walzenmantel zu gelegenen Ende trägt jede
Rippe eine Gummileiste 12, die sich über die gesamte Breite der Walze erstreckt
(Fig. 1). Die Gummileiste ist in Fig. 2 der Deutlichkeit halber nur schematisch
eingezeichnet. Sie ist so gehalten, daß sie, wie weiter unten noch näher erläutert
wird, eine geringe Bewegung zwischen Rippe 11 bzw. Kern 3 einerseits und Walzenmantel
1 andererseits in radialer Richtung, jedoch nicht in tangentialer Richtung erlaubt.
Eine mitumlaufende Dichtungsscheibe 35 sorgt für eine zuverlässige Abdichtung der
Stirnseite zwischen den einzelnen Kammern.
-
Die -Stirnscheibe 4 gemäß Fig. 1 weist nach außen hin einen zylindrischen
auch mit Vorteil konischen Zapfen 15 auf. Sie ist gegenüber der Fig. 2 um einige
Grade verdreht gezeichnet, um die einzelnen Bohrungen 14 darstellen zu können. Zu
jeder Kammer 13 ist eine derartige Bohrung vorgesehen. Sie ist so geführt, daß sie
radial nach außen gemäß Fig. 4 mündet. Auf den zylindrischen Zapfen ist außen ein
Ring 16 aufgeschoben, der mittels Dichtungsringe 22 und 23 gegenüber dem Zapfen
abgedichtet ist. Der Ring 16 ist feststehend in einem Gestell 17 gehalten. In ihm
sind zwei bogenförmige Nute 18 und 19 vorgesehen, die ihrerseits wieder mit Anschlußrohren
20 und 21 in Verbindung stehen. Das Rohr 20 führt zu einer Druckkammer, die zweckmäßig
als Druckzylinder 24 ausgebildet ist. An dem oberen Ende des Druckzylinders ist
eine Druckluftleitung 25 angeschlossen, durch welche in den Luftraum 26 Druckluft
eingeführt wird, die sich über einen beweglichen Kolben 28 auf das flüssige Druckmittel
in dem unteren Teil des Druckzylinders auswirkt und den Arbeitsdruck erzeugt. Das
Anschlußrohr 21 führt zu einem Ausgleichbehälter 27, der oben offen ist.
-
Die Wirkungsweise der oben beschriebenen Walze ist folgende: Nachdem
sämtliche Kammern 13 des Walzenkörpers vollständig sowie der Druckzylinder 24 und
der Ausgleichsbehälter teilweise mit einem flüssigen Druckmittel, beispielsweise
Drucköl, gefüllt worden sind, wird durch die Druckluftleitung 25 der Druckzylinder
24 unter Druck gesetzt. Der Druck pflanzt sich durch das Anschlußrohr 20 auf die
in der Zeichnung dargestellten unteren Kammern fort, und zwar über die Nut 18 und
die Bohrungen 14. Da die oberen Kammern durch Wirkung der Nut 19 und des Ausgleichsbehälters
27 praktisch ohne Druck sind, wirkt sich der gesamte Arbeitsdruck des flüssigen
Druckmittels zwischen dem unteren Teil des Walzenmantels und dem Kern aus. Da sich
der Druck gleichmäßig über die gesamte Breite des Walzenmantels verteilt, biegt
sich der Walzenmantel in keiner Weise durch, wenn er seitens einer Gegenwalze einen
entsprechenden Gegendruck, nämlich den Arbeitsdruck bei der Druckbehandlung der
Gewebebann erfährt. Der Kern kann sich nun dank der nachgiebigen Gummisleiste 12
gegenüber dem Walzenmantel durchbiegen und somit die Druckkräfte aufnehmen, die
über die Lager 8 und 9 nach außen übertragen werden. Die Lager 8 und 9 sind in bekannter
Weise mittels Druckzylinder regelbar und auf gewünschten Druck verstellbar eingerichtet.
In Betrieb wird der Kern 3 durch das auf ihm sitzende Zahnrad 10 in Drehung versetzt.
Durch Wirkung der Stirnscheiben 14 wird auch der Walzenmantel sowie alle angeschlossenen
Teile, mit Ausnahme des oben beschriebenen Ringes 16, in Drehung versetzt. Wie Fig.,
4 zeigt, kommt bei Drehung der Walze in Richtung des Pfeiles 29 die mit dem Bezugszeichen
30 belegte Bohrung in dem Zapfen 15 gerade mit der Nut 18 in Verbindung. Damit wird
die an die Bohrung 30 angeschlossene Kammer, die bis dahin. drucklos war, unter
Druck gesetzt. Da das Druckmittel praktisch inkompressibel ist und da ferner die
Durchbiegungen des Kernes nur außerordentlich klein sind, tritt ein Ölfluß nur in
sehr geringen, nicht in Betracht kommenden Mengen ein. Der Druck wird infolgedessen
sehr schnell und zuverlässig auf die Kammer und auf die gesamte Walzenbreite übertragen.
Je weiter die Walze gedreht wird, um so weiter rückt die Kammer nach der Drucklinie
hin, und um so mehr wirkt sich der Druck in dieser Kammer aus. In der Stellung 31
(Fig. 4) verläßt jede Bohrung die Nut 18 wieder und wird nach dem Übergang in den
Bereich der Nut 19 wieder drucklos. Der Vorgang wiederholt sich ständig für alle
Kammern.
-
In Fig. 6 ist eine Walze dargestellt, welche sich von der oben beschriebenen
vor allem dadurch unterscheidet, daß die Kammer durch Zwischenwände 46, 47 beispielsweise
in j e drei Teilkammern 37 bis 39 unterteilt sind. Auch eine Unterteilung in mehrere
Kammern ist durchaus möglich. Diese Ausgestaltung bietet den Vorteil, daß man die
Teilkammern unter verschieden hohen Druck setzen kann. Wenn z. B. nur schmale Materialbahnen
behandelt werden sollen, kann man die äußeren Teilkammern nicht oder nur mit geringem
Druck, die mittlere dagegen mit dem gewünschten Arbeitsdruck betreiben. Man hat
auf diese Weise verschiedene Variationsmöglichkeiten in der Hand. Gemäß Fig. 6 sind
die beiden äußeren Teilkammern 37 und 39 an einen gemeinsamen Druckzylinder 40 sowie
einen Ausgleichsbehälter 41 angeschlossen, während die mittlere Teilkammer 38
mittels
Rohrleitungen 44 und 45 mit .dem Druckzylinder 42 bzw. dem Ausgleichsbehälter 43
verbunden ist. Die Zwischenwände 46 und 47 bestehen aus Stahlscheiben, die in der
Art wie die Rippen auf dem Kern aufgeschweißt sind. Am äußeren Rand tragen sie ebenfalls
vorteilhafterweise Spreizgummiringe oder andere Dichtungselemente 48, die eine geringe
radiale Bewegung zwischen Kern und Walzenmantel ohne Behinderung erlauben. Da auch
die Dichtungselemente mit den Wänden umlaufen, kann ein Verschleiß nicht auftreten.
Im übrigen gelten bei diesem Ausführungsbeispiel die zu der Walze gemäß Fig. 1 bis
4 angeführten Erläuterungen. Die Unterteilung der Walzenkammern in mehrere Teilkammern
ist vor allem bei sehr breiten Walzen am Platze. Es ist auch vorteilhaft, die Rippen
von Teilkammer zu Teilkammer gegeneinander zu versetzen.
-
In Fig. 6 ist dargestellt, daß beide Stirnscheiben mit Bohrungen zum
Anschluß an Druckzylinder vorgesehen sind. In manchen Fällen, besonders bei sehr
breiten Walzen, ist dies auch bei nicht unterteilten Kammern mit Vorteil auszuführen.
-
Die erfindungsgemäße Walze kann entsprechend den vielseitigen Anwendungsmöglichkeiten
die verschiedensten Abänderungen oder Alternativausführungen erfahren. So kann man
die Anzahl der Rippen mit Rücksicht auf die Größe des Arbeitsdruckes wählen. in
manchen Fällen ist eine so große Anzahl von Rippen, wie in Fig. 2 dargestellt, nicht
erforderlich. An Stelle der radial gerichteten Rippen kann man auch mit besonderem
Vorteil bogenförmige, z. B. halbkreisförmige Rippen einsetzen. Ferner kann man innerhalb
der Kammern Heizelemente vorsehen und somit auch eine Aufheizung des Walzenkörpers
vornehmen. Das Öl übernimmt dabei eine vorteilhafte Wärmeübertragung. Es sei noch
hervorgehoben, daß die oben bezeichneten Walzen in gleicher Weise sowohl im Rechtslauf
als auch im Linkslauf betrieben werden können. Somit ist eine Änderung der Drehrichtung
während des Betriebes möglich.
-
Der Deutlichkeit halber ist in der Zeichnung der ringförmige Zwischenraum
zwischen dem Walzenmantel und dem Kern verhältnismäßig groß gezeichnet. Man kann
diesen Zwischenraum aber in der Praxis verhältnismäßig klein machen und damit den
Außendurchmesser des Walzenmantels sehr klein halten. Die Gummileisten 12 sind in
Fig. 1 und 2 nur schematisch dargestellt. Mit besonderem Vorteil verwendet man hierfür
sogenannte Spreizgummileisten, welche mit ihrem Fuß an dem äußeren Ende der Rippen
fest eingespannt sind, während die beiden Arme sich an die Innenwand des Walzenkörpers
andrücken und eine zuverlässige Abdichtung auch bei höchsten Drucken gewährleisten.
Wie oben bereits erwähnt, bietet die Abdichtung an diesen Stellen keinerlei Schwierigkeit,
da eine Relativbewegung der Teile zueinander nicht eintritt.
-
An Stelle der oben beschriebenen pneumatischen Einrichtung zur Erzeugung
der Druckkräfte (Druckzylinder 24 bzw. 40 und 42) kann man auch eine Druckölpumpe
verwenden. Ferner kann man eine Drucksteuerung zum Ausgleichen des über die Lager
8 und 9 übertragenen Druckes mit dem Öldruck in den Kammern vorsehen.
-
In Fig. 5 ist ein Färbefoulard mit drei schräg übereinanderliegenden
Walzen 32-34 im Schema dargestellt. Bei einem derartigen Färbefoulard ist es beispielsweise
sehr vorteilhaft, die beiden Walzen 32 und 34 in der erfindungsgemäßen Weise auszuführen.
Bei Maschinen mit mehreren Walzen, z. B. diesem Färbefoulard, ist es durchaus möglich,
beide Walzen an ein und denselben Druckzylinder sowie an einen Ausgleichsbehälter
anzuschließen. Für den. Fall, daß jede Walze mit einem besonderen Druck betrieben
werden soll, kann man sie einzeln an je einen Druckzylinder anschließen oder entsprechende
Reduzierventile einschalten.
-
Die erfindungsgemäße Walze kann nicht nur in Verbindung mit einem
Färbefoulard verwendet werden, sondern kann ganz allgemein in Quetschwerken mit
zwei oder mehreren gegeneinander gepreßten Walzen eingesetzt werden.