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Die
Erfindung betrifft eine Temperierwalze für die thermomechanische Behandlung
eines Bahnmaterials. Die Walze bildet in bevorzugten Verwendungen
eine rotierende Walze zum Glätten
oder Kalandrieren des Bahnmaterials oder ist für eine derartige Verwendung
vorgesehen. Besonders bevorzugt handelt es sich um eine Walze in
einer oder für
eine Papiermaschine.
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Die
Anforderungen in Bezug auf die Einstellung und Aufrechterhaltung
eines bestimmten Temperaturprofils an der Oberfläche einer solchen Walze nehmen
ständig
zu. Im Allgemeinen soll die Temperatur der Walzenoberfläche in einer
laufenden Produktion, d. h. während
der thermomechanischen Behandlung, in Umfangs- und Längsrichtung
der Walze konstant sein. Abweichungen im Temperaturprofil von Walzen,
die durch ein die Walze durchströmendes
Temperierfluid temperiert werden, haben im Wesentlichen folgende
Ursachen:
- 1. Je nachdem, ob die Walze als Heiz-
oder Kühlwalze
eingesetzt wird, muss das Temperierfluid bei dem Durchströmen der
Walze Wärme
abgeben oder aufnehmen und somit funktionsbedingt seine Temperatur ändern.
- 2. Aufgrund von Fertigungstoleranzen oder auch aufgrund konstruktiver
Vorgabe variiert die Tiefe des Temperierkanals oder der mehreren
Temperierkanäle
unter der Walzenoberfläche,
wodurch sich für
den Wärmestrom
unterschiedlich lange Wege vom Kanal zur Walzenoberfläche und
somit unterschiedliche Wärmewiderstände ergeben.
- 3. Materialinhomogenitäten
haben differierende Wärmeleitfähigkeiten
des im Wärmestrom
vom Kanal zur Walzenoberfläche
befindlichen Materials zur Folge.
- 4. Die Materialbahn, die die Walze in einem mit einer Gegenwalze
gebildeten Spalt (Nip) oder umschlingend passiert, weist über ihre
Breite differierende thermische Eigenschaften auf.
- 5. Handelt es sich bei der Walze um eine Walze mit peripheren
Kanälen,
ergibt sich eine systematische Abweichung in Umfangsrichtung der
Walze, da diejenigen Bereiche der Walzenoberfläche, die direkt über je einem
der Kanäle
liegen, einen größeren Wärmestrom
erfahren, als andere Bereiche, die je über einer Lücke zwischen zwei benachbarten
Kanälen
liegen.
- 6. An den Rändern
der Materialbahn treten Randeffekte auf, die an den axialen Enden
der Walzenoberfläche
Temperaturgradienten in Längsrichtung
zur Folge haben.
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Den
Randeffekten kann durch eine Randisolierung entgegengewirkt werden,
wie sie beispielsweise aus der US 2002/0160894 A1 bekannt sind. Dabei
werden die stromaufwärtigen
Randbereiche der Kanäle
oder der Randbereich eines Zentralkanals isoliert. Für die Einstellung
auf unterschiedlich breite Materialbahnen ist die Länge der
Randisolierung einstellbar.
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Der
Temperaturgradient, der sich wegen des für die thermomechanische Behandlung
erforderlichen Wärmeübergangs
in Walzenlängsrichtung
einstellt, kann zu einem Teil durch eine Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit
kompensiert werden. Temperiersysteme mit Strömungsbeschleunigung werden
beispielsweise in der
DE
40 36 121 C2 beschrieben. Der Veränderung der Strömungsgeschwindigkeit
sind jedoch Grenzen gesetzt. Bei langen Walzen oder Walzen mit großen Abweichungen im
Tiefenverlauf des Kanals oder der mehreren Kanäle geht die Optimierung des
Wärmeübergangskoeffizienten
durch Strömungsbeschleunigung
im Falle hoher Heiz- oder Kühlleistung
mit entsprechend hohen Druckverlusten einher. Des Weiteren ist diese Optimierung
des Wärmeübergangskoeffizienten
von der Viskosität
des Temperierfluids abhängig,
da der Wärmeübergangskoeffizient
selbst von der Viskosität abhängt. Wird
als Temperierfluid Wasser verwendet, ist diese Art der Optimierung
nahezu wirkungslos.
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Es
ist eine Aufgabe der Erfindung, bei einer Walze, die mittels eines
sie durchströmenden
Temperierfluids temperiert wird, das Temperaturprofil der Walzenoberfläche zu verbessern.
Das angestrebte Temperaturprofil zeichnet sich vorzugsweise durch eine
verbessern Temperaturkonstanz in Walzenlängsrichtung und/oder in Walzenumfangsrichtung aus.
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Die
Erfindung geht von einer temperierbaren Walze für die thermomechanische Behandlung
eines Bahnmaterials, vorzugsweise Papier, aus, die in einem Walzenkörper wenigstens
einen Kanal aufweist, der sich in solch einer Richtung erstreckt,
dass ein ihn durchströmendes
Temperierfluid unterhalb einer zu temperierenden Walzenoberfläche axial
durch den Walzenkörper
strömt.
Der wenigstens eine Kanal kann sich insbesondere in axialer Richtung
erstrecken und gerade sein. Grundsätzlich kann er jedoch auch
gekrümmt,
beispielsweise spiralig, sein. Im Sinne der Erfindung wird auch
ein gekrümmter
Kanal als axial erstreckt verstanden, wenn das Temperierfluid in
solch einem Kanal eine in Achsrichtung der Walze weisende Richtungskomponente
aufweist. Der wenigstens eine Kanal kann einer von mehreren peripheren
Kanälen
oder ein einziger zentraler Kanal sein. Ist letzteres der Fall,
so handelt es sich bei der Walze vorzugsweise um eine Walze vom
Verdrängertyp
mit einem zentralen Verdrängerkörper, der
den Kanal radial einwärts
begrenzt. Handelt es sich bei der Walze um eine Walze mit peripheren
Kanälen, vorzugsweise
kreisrunden, peripheren Bohrungen, kann jeder der Kanäle von dem
Temperierfluid einzeln durchströmt
oder es können
mehrere der Kanäle zu
Kanalgruppen zusammengefasst sein. Pro Kanalgruppe können Kanäle seriell
hintereinander durchströmt
werden.
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Nach
der Erfindung ist der wenigstens eine Kanal über einen größeren Teil
seiner Länge
in zu der Strömungsrichtung
des Fluids senkrechten Kanalquerschnitten mittels einer Wandbelegung
und/oder einer Oberflächenbehandlung
in wenigstens zwei Segmente segmentiert. Die Wandbelegung und/oder die
oberflächenbehandelten
Kanalwandbereiche erstreckt bzw. erstrecken sich über einen
größeren, vorzugsweise
den größten, Teil
der Länge
des Kanals und in Umfangsrichtung des Kanals flächenhaft entlang einer von
dem Walzenkörper
gebildeten Kanalwand. Der Kanal weist in einem ersten der wenigstens
zwei Segmente im Mittel, vorzugsweise überall, einen kleineren Wärmeübergangswiderstand für den Wärmeaustausch
zwischen dem Fluid und der Kanalwand als in einem zweiten der Segmente auf.
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Die
Wandbelegung kann insbesondere eine Wandisolierung sein, die in
dem isolierten Segment den Wärmeübergangswiderstand
im Vergleich zu dem Wärmeübergangswiderstand
zwischen dem Fluid und der freien Kanalwand vergrößert. Die Wandbelegung
kann jedoch auch so gebildet sein, dass durch sie in dem betreffenden
Segment der Wärmeübergangswiderstand
im Vergleich zu dem der freien Kanalwand verringert wird. Letzteres
kann beispielsweise durch eine segmentweise Auskleidung des Kanals
mit einem Material erfolgen, das eine größere Wärmeleitfähigkeit als das Material des Walzenkörpers aufweist
und/oder zur Seite des Fluids hin mit einer Oberflächenstruktur,
beispielsweise mit Längsrillen,
versehen ist, um die Wärmeaustauschfläche mit
dem Fluid dort im Vergleich zu einer glatten Wand zu vergrößern. Anstatt
die Segmentierung mit einer Wandbelegung vorzunehmen, kann sie auch
durch eine Oberflächenbehandlung,
beispielsweise durch segmentweises Aufrauhen oder eine segmentweise
Riffelung, herbeigeführt
werden. Zum Aufrauhen kann die Kanalwand segmentweise einem Sandstrahlen
unterzogen werden.
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Indem
der wenigstens eine Kanal zumindest über den größeren Teil seiner Länge thermisch
segmentiert ist, können
von den vorstehend genannten Einflüssen, die der Einstellung des
gewünschten Temperaturprofils
entgegenwirken, diejenigen zumindest im Wesentlichen ausgeglichen
werden, die auf dem erforderlichen Wärmeaustausch, einer variierenden
Kanaltiefe und Inhomogenitäten
des Walzenmaterials beruhen. Auch die Abweichung aufgrund von Randeffekten
an den axialen Enden der Walzenoberfläche und auch die bei peripheren
Kanälen sich
aufgrund deren begrenzten Anzahl sonst einstellenden Temperaturabweichungen
können
zumindest zu einem Teil kompensiert werden.
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Die
Segmentierung ist mit Hilfe eines mathematischen Modells auch gut
erfassbar und optimierbar. Für
die rechnerische Auslegung, d. h. für die Ermittlung der Form und
Größe der Segmente
in Umfangsrichtung oder in Walzenlängsrichtung oder vorzugsweise
in Umfangs- und Längsrichtung
und des lokalen Wärmeübergangswiderstands,
wird ein Temperaturprofil für
die Walzenoberfläche
vorgegeben, vorzugsweise eine in Umfangs- und Längsrichtung über die
Breite der Materialbahn konstante Oberflächentemperatur. Anschließend werden
die für
die Segmentierung wenigstens zwei, vorzugsweise genau zwei, unterschiedlichen
lokalen Wärmeübergangswiderstände, die
für die
Einstellung des vorgegebenen Temperaturprofils erforderlich sind,
unter Berücksichtigung
der Strömungsgeschwindigkeit
und der spezifischen thermischen Eigenschaften des Temperierfluids
ermittelt. In die Ermittlung können ferner
insbesondere der kürzeste
Abstand, den der Kanal zu der Walzenoberfläche aufweist, und die lokale
Wärmeleitfähigkeit
des den Kanal umgebenden Materials und, soweit hiervon verschieden,
des Materials zwischen dem Kanal und der Walzenoberfläche ein.
Des Weiteren werden auch Querschnittsform und -größe des Kanals
berücksichtigt.
Auch die Position des Kanals im Walzenkörper, insbesondere dessen Abstand
von der Walzenoberfläche,
kann in die Berechnung einfließen.
Falls der Kanal im Querschnitt nicht kreisrund ist, kann auch die
Lage des Kanalquerschnitts modelliert werden. Je mehr der das Temperaturprofil
maßgeblich
beeinflussenden Parameter im mathematischen Modell berücksichtigt werden,
desto genauer kann selbstverständlich
der für
die Einstellung des vorgegebenen Temperaturprofils erforderliche
lokale Wärmeübergangswiderstand
bestimmt werden. Die Genauigkeit steigt ferner mit der Zahl der
Stützstellen,
für die
der lokale Wärmeübergangswiderstand
bestimmt wird. Bevorzugt ist einer der Wärmeübergangswiderstände der
Wärmeübergangswiderstand,
der sich bei einem unmittelbaren Kontakt des Temperaturfluids mit
der Kanalwandung einstellt, d. h. zwischen dem Temperierfluid und
dem Walzenkörpermaterial.
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Der
wenigstens eine Kanal oder bei mehreren Kanälen vorzugsweise jeder Kanal
ist in bevorzugten Ausführungen
zumindest über
den größten Teil
der Länge
segmentiert, die unter dem Bahnmaterial verläuft, und kann insbesondere
auch in oder bei nahe zu einem die axiale Mitte der Walze umfassenden
Längenbereich
segmentiert sein. Besonders bevorzugt ist der Kanal in jedem zu
der Strömungsrichtung
senkrechten Querschnitt segmentiert, wobei allenfalls die axialen
Randbereiche des Kanals von der Segmentierung ausgenommen sind,
beispielsweise indem der betreffende Kanal dort umlaufend eine Isolierung
aufweist. Von den ansonsten bekannten Randisolierungen unterscheidet
sich die erfindungsgemäße Segmentierung
in jedem Fall dadurch, dass sie sich über zumindest einen größeren Teil,
vorzugsweise über
wenigstens 50%, der axialen Länge
des betreffenden Kanals erstreckt und nicht auf kurze Randabschnitte
beschränkt
ist. Andererseits kann die Segmentierung auch die beiden axialen Randabschnitte
des Kanals umfassen, was sogar bevorzugten Ausführungen entspricht. Falls der
Kanal auch bei Nichtberücksichtigung
der Randabschnitte nur über
einen Teil seiner Länge
segmentiert ist, wird es bevorzugt, wenn der segmentierte Teil der
stromaufwärtige
Teil des betreffenden Kanals ist.
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Die
Erfindung erfordert vorteilhafterweise keine Veränderung der Strömungsgeschwindigkeit. Entsprechend
gering ist der Druckverlust, den das Temperierfluid zwischen dem
stromaufwärtigen
Ende und dem stromabwärtigen
Ende des Temperierkanals erfährt.
Das gewünschte
Temperaturprofil kann unabhängig
von der Länge
des Kanals und somit unabhängig
von der Walzenlänge
realisiert werden. Die Strömungsgeschwindigkeit
kann zusätzlich
durchaus für
die Einstellung des gewünschten
Temperaturprofils in bekannter Weise verändert werden, d. h. eine konventionelle
Beeinflussung der Strömungsgeschwindigkeit
in Abstimmung mit der Segmentierung soll nicht von vornherein ausgeschlossen
werden.
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Handelt
es sich bei dem wenigstens einen Kanal um einen peripheren Kanal
oder einen anders gebildeten Kanal mit einem Querschnitt, der zu
einer Drehachse der Walze nicht konzentrisch ist, so ist in wenigstens
einem der segmentierten Kanalquerschnitte, vorzugsweise in allen
segmentierten Kanalquerschnitten das zweite Segment, d. h. das Segment
mit dem größeren Wärmeübergangswiderstand,
näher bei
der Walzenoberfläche
angeordnet als das erste Segment. Hierdurch werden Weglängendifferenzen
des Wärmestroms
zwischen der den Kanal begrenzenden Kanalwand und der Walzenoberfläche ausgeglichen.
Bei Walzen mit peripheren Kanälen
entstehen solche Weglängendifferenzen wegen
der begrenzten Anzahl der Kanäle.
Die Weglängen
zu Punkten der Walzenoberfläche,
die radial über
einem der Kanäle
liegen, sind kleiner als zu Punkten, die in Umfangsrichtung in der
Mitte zwischen zwei benachbarten Kanälen liegen. Dies kann durch
die oberflächennahe
Anordnung des zweiten Segments vorteilhafterweise kompensiert werden.
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Der
Kanal kann in den segmentierten Kanalquerschnitten in mehr als zwei,
dem Wärmeübergangswiderstand
nach unterschiedliche Segmente unterteilt sein, nämlich in
drei oder noch mehr Segmente, die je paarweise unterschiedliche
Wärmeübergangswiderstände aufweisen.
Vorzugsweise sind die segmentierten Kanalquerschnitte jedoch nur
in zwei Segmentarten unterteilt, die sich durch den Wärmeübergangswiderstand
voneinander unterscheiden. Falls die Walze eine Walze des Verdrängertyps
ist, ein Verdrängerkörper eine
den Kanal begrenzende innere Kanalwand und ein Walzenmantel eine
den Kanal begrenzende äußere Kanalwand
bilden, wird die innere Kanalwand bei der Zählung der Segmentarten nicht
berücksichtigt.
Von jeder Segmentart können
in den segmentierten Kanalquerschnitten mehrere Segmente gebildet
sein, die in Umfangsrichtung des Kanals vorzugsweise einander abwechseln.
Vorteilhaft ist solch eine Abfolge von alternierend ersten und zweiten
Segmenten, wenn der Kanal ein Zentralkanal, vorzugsweise Ringkanal,
ist, wie sie insbesondere von Walzen des Verdrängertyps bekannt sind. Ist
der wenigstens eine Kanal ein peripherer Kanal, so sind in den segmentierten
Kanalquerschnitten in einer bevorzugten Ausführung je genau zwei Segmente
gebildet. In einer bevorzugten anderen Ausführung ist auch solch ein peripherer
Kanal in mehrere erste und mehrere zweite Segmente unterteilt, zweckmäßigerweise
in zwei erste Segmente und zwei die ersten Segmente voneinander
separierende zweite Segmente. Das eine der zweiten Segmente ist
im jeweiligen Kanalquerschnitt vorzugsweise der Walzenoberfläche nächstgelegen, während das
andere der zweiten Segmente der Walzenoberfläche in dem Kanalquerschnitt
vorzugsweise am entferntesten gelegen ist. Die Segmentierung in
nur zwei Segmentarten vereinfacht die mathematische Modellierung
und Optimierung und auch die Realisierung.
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In
einer ebenfalls bevorzugten Ausführung variiert
der Wärmeübergangswiderstand
in einem der Segmente, vorzugsweise in dem zweiten Segment. Das
zweite Segment oder das betreffende von mehreren zweiten Segmenten
ist in dem jeweiligen Kanalquerschnitt der Walzenoberfläche vorzugsweise nächstgelegen.
Besonders bevorzugt wird es, wenn der Wärmeübergangswiderstand in Umfangsrichtung des
Kanals von einer in dem jeweiligen Kanalquerschnitt der Walzenoberfläche nächstgelegenen
Stelle, die in Umfangsrichtung erstreckt sein kann, in beide Umfangsrichtungen
abnimmt. Dieser Verlauf des Wärmeübergangswiderstands
kann insbesondere durch eine entsprechende Variation der Dicke der Wandisolierung
erzielt werden.
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Der
Wärmeübergangswiderstand
kann über der
Fläche
des jeweiligen Segments insbesondere konstant sein, unumgänglich erforderlich
ist die Konstanz jedoch nicht. Ein konstanter Wärmeübergangswiderstand erleichtert
jedoch ebenfalls die mathematische Modellierung und auch die praktische
Schaffung des jeweiligen Segments. Die Wandisolierung hat vorzugsweise
eine konstante Dicke.
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Die
zweiten Segmente werden in einer bevorzugten ersten Ausführung durch
Isolierung der den Kanal begrenzenden Wand des Walzenkörpers mit
der als Wandisolierung gebildeten Wandbelegung erhalten. Das erste
Segment kann zwar ebenfalls mittels einer Isolierung gebildet sein,
allerdings mit einer schwächeren
Isolierwirkung. In bevorzugten Ausführungen steht jedoch die Kanalwand
des Walzenkörpers
dort in einem unmittelbaren Wärmekontakt mit
der freien Kanalströmung,
so dass die Kanalströmung
in dem zweiten Segment nur durch die Wandreibung an der Kanalwand
behindert wird. In bevorzugten Ausführungen ist die Kanalwand in
den Segmentierten Kanalquerschnitten daher teilweise isoliert und
teilweise nicht isoliert und glatt.
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In
einer bevorzugten zweiten Ausführung wird
das erste Segment dadurch geschaffen, dass die Kanalwand dort einer
Oberflächenbehandlung unterzogen
wird, beispielsweise indem sie in dem ersten Segment aufgerauht
wird. Die Kanalwand erhält
durch die Oberflächenbehandlung
in dem ersten Segment einen Wärmeübergangswiderstand,
der geringer als derjenige der unbehandelten Kanalwand ist. Alternativ
kann die Kanalwand in dem ersten Segment mit einer dort den Wärmeübergangswiderstand verringernden
Wandbelegung versehen sein. Die unbehandelten oder nichtbelegten
Bereiche der Kanalwand können
ohne weiteres das zweite Segment bilden.
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In
beiden Ausführungen
bildet vorzugsweise ein in den Kanal eingesetzter Einsatz die Wandbelegung.
Ein einziger Einsatz kann in einem Stück die gesamte Wandbelegung
und dadurch die Segmentierung in dem Kanal bilden. Es können aber
auch mehrere separate Einsätze
hintereinander und/oder in Umfangsrichtung des Kanals nebeneinander
in dem Kanal angeordnet sein und die Segmente erst dadurch gebildet
werden. Es können
insbesondere zwei separate Einsätze,
von denen der eine von dem einen Stirnende des Walzenkörpers und
der andere von dem anderen Stirnende des Walzenkörpers her in den Kanal eingesetzt
ist, die Wandbelegung bilden. Die Verwendung mehrerer, separater
Einsätze bietet
sich insbesondere dann an, wenn der kürzeste Abstand des Kanals zu
der Walzenoberfläche,
d. h. der Tiefenverlauf, variiert. Der Abstand zu der Walzenoberfläche kann
vorteilhafterweise ergänzend
zu der Segmentierung gezielt verändert
werden, um das gewünschte
Temperaturprofil an der Walzenoberfläche einzustellen. In vielen
Fällen
ist ein Kanalverlauf mit variierender Tiefe fertigungsbedingt unvermeidbar.
Mit der erfindungsgemäßen Segmentierung kann
die Tiefenvariation kompensiert werden, oder es wird umgekehrt die
Tiefenvariation bei der Segmentierung zumindest berücksichtigt.
So kann der Abstand von den beiden axialen Enden des Walzenkörpers zur
Walzenmitte hin zunehmen und der Flächenanteil des zweiten Segments
von beiden Enden zu der Walzenmitte hin abnehmen. Hat der Kanal
hingegen zu der Walzenoberfläche
einen konstanten Abstand, so nimmt der Flächenanteil des zweiten Segments
in Strömungsrichtung
des Temperierfluids vorteilhafterweise von dem stromaufwärtigen Ende bis
zu dem stromabwärtigen
Ende des Kanals ab.
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Die
Wandbelegung kann in dem zweiten Segment die Kanalwand anliegend
auskleiden. Insbesondere im Falle einer Wandisolierung kann zwischen
der Isolierung und der Kanalwand ein Abstand verbleiben, so dass
sich dort ein Isolierraum bildet. Da die Abdichtung solch eines
Isolierraums kaum möglich
ist, wird sich der Isolierraum mit dem Temperierfluid füllen, das
in dem Isolierraum jedoch eine geringere Strömungsgeschwindigkeit als in
dem frei durchströmbaren
Kanalquerschnitt außerhalb
der Isolierung aufweist und in dem Isolierraum daher mehr oder weniger
stark immobilisiert ist.
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In
beiden vorstehend genannten Ausbildungen kann die Wandbelegung als
Vollmaterial gebildet sein. Das Vollmaterial kann eine glatte Oberfläche oder
an der in den Kanal weisenden Oberfläche und/oder einer zur Kanalwand
weisenden Oberfläche Ausnehmungen
aufweisen, in denen ruhendes Temperierfluid zusätzlich isolierend wirken kann.
Ein Isoliermaterial kann aber auch vorteilhafterweise porös sein.
Handelt es sich um ein Isoliermaterial mit offener Porosität, kann
es sich mit Temperierfluid vollsaugen, so dass das in den Poren
befindliche Temperierfluid ebenfalls isolierend wirkt. Ein Isoliermaterial
mit geschlossener Porosität
weist gasgefüllte
Poren auf, die ebenfalls isolierend wirken. Statt gasgefüllter Hohlräume kann
das Isoliermaterial auch unter Vakuum stehende Hohlräume aufweisen.
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Der
Einsatz kann insbesondere ein Rohreinsatz sein. Um die Segmente
zu bilden, ist das Rohr mit wenigstens einer Ausnehmung versehen.
Die wenigstens eine Ausnehmung kann insbesondere ein Durchbruch
sein. Der durchbrochene Flächenbereich des
Rohrs bildet das erste Segment und der restliche Rohrflächenbereich
das zweite Segment. Der Rohreinsatz ist für die Segmentierung in bevorzugten Ausführungen
nur mit einer einzigen Ausnehmung versehen. In alternativen, durchaus
ebenfalls vorteilhaften Ausführungen
weist der Einsatz eine Mehrzahl von Ausnehmungen, vorzugsweise Durchbrechungen,
auf, deren Dichte und/oder Fläche
in Strömungsrichtung
entsprechend dem gewünschten Temperaturprofil
zu- oder abnimmt. Falls ein geschlitzter Rohreinsatz die Wandbelegung
bildet, so ist der Rohreinsatz vorzugsweise mit einem einzigen Schlitz
oder mit zwei Schlitzen versehen. Die in Umfangsrichtung des Kanals
gemessene Breite des jeweiligen Schlitzes ändert sich in Strömungsrichtung des
Temperierfluids, vorzugsweise kontinuierlich. Auch bei andersgearteter
Wandbelegung ändern sich
die Flächenanteile,
genauer gesagt die Umfangsanteile, der Segmente in Längsrichtung
des Kanals vorzugsweise kontinuierlich.
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Ein
Isoliereinsatz kann zum Einbau in den Kanal vorzugsweise mit Distanzhaltern
versehen sein. Der Isoliereinsatz kann zur Bildung der Distanzhalter
und/oder des genannten Isolierraums oder gegebenenfalls mehrerer
Isolierräume
mit abstehenden Rippen oder sonstigen abstehenden Elementen versehen
sein.
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Ein
streifenförmiger
Einsatz kann insbesondere von einem Blechstreifen gebildet werden,
dessen Breite in Strömungsrichtung
des Temperierfluids ab- oder zunimmt, vorzugsweise kontinuierlich.
Der Blechstreifen ist vorzugsweise gekantet, um Distanzhalter und/oder
einen Isolierraum zwischen dem Blechstreifen und der umgebenden
Kanalwand zu bilden. Anstatt einer Umkantung können die Distanzhalter und/oder
der Isolierraum auch mittels aufgesetzten Rippen oder sonstigen
Abragelementen gebildet sein.
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Bevorzugte
Merkmale der Erfindung werden auch in den Unteransprüchen und
deren Kombinationen beschrieben. Diese Merkmale und die vorstehend
beschriebenen ergänzen
einander wechselseitig in bevorzugter Weise.
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Ausführungsbeispiele
der Erfindung werden nachfolgend anhand von Figuren erläutert. An
den Ausführungsbeispielen
offenbar werdende Merkmale bilden je einzeln und in jeder Merkmalskombination die
Gegenstände
der Ansprüche
und auch die vorstehend beschriebenen Ausgestaltungen vorteilhaft
weiter. Es zeigen:
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1 eine
Walze des Verdrängertyps
mit einem Temperiersystem nach einem ersten Ausführungsbeispiel,
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2 den
Querschnitt A-A der 1,
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3 den
Querschnitt B-B der 1,
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4 eine
Walze mit peripheren Kanälen und
einem Temperiersystem nach einem zweiten Ausführungsbeispiel,
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5 das
Detail Z der 4,
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6 den
Querschnitt A-A der 4,
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7 den
Querschnitt B-B der 4,
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8 den
Querschnitt C-C der 4,
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9 den
Querschnitt D-D der 4,
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10 einen
peripheren Kanal der Walze der 4 mit einer
modifizierten Segmentierung, und
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11 einen
peripheren Kanal der Walze der 4 mit noch
einer anderen, modifizierten Segmentierung.
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1 zeigt
eine Walze des Verdrängertyps mit
einem hohlzylindrischen Walzenkörper 1 und
einem Verdränger 2,
der in dem zentralen Hohlraum des Walzenkörpers 1 in bekannter
Weise angeordnet ist. An den beiden axialen Stirnseiten des Walzenkörpers 1 ist
je ein Flanschzapfen befestigt, im Ausführungsbeispiel angeschraubt;
auf der Triebseite ist es der Flanschzapfen 3 und auf der
Führerseite
der Flanschzapfen 4.
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Die
von dem Walzenkörper 1 gebildete
Walzenoberfläche
S wird im Betrieb der Walze temperiert. Für die Temperierung wird dem
Walzenkörper 1 mit
Verdränger 2 ein
Temperierfluid über
einen Dichtkopf 6, der mit dem Flanschzapfen 4 eine
Drehdichtung bildet, und eine im Flanschzapfen 4 gebildete Zuführung 5 zugeführt und
auf der Triebseite durch eine in dem Flanschzapfen 3 gebildete
Abführung 9 und
einen weiteren Dichtkopf 6 abgeführt. Das Temperierfluid wird
im Kreislauf gefördert
und außerhalb der
Walze selbst wieder temperiert, d. h. auf die für die Temperierung der Walze
erforderliche Temperatur gebracht. Die Walze des Ausführungsbeispiels
ist eine Heizwalze und das Temperierfluid dementsprechend ein Heizfluid,
beispielsweise ein Thermalöl oder
Wasser, gegebenenfalls auch Wasserdampf. Innerhalb der Walze gelangt
das Temperierfluid durch die von einem Isolierrohr gebildete, zentrale
Zuführung 5 über einen
nach radial außen
weisenden Zuführraum
in einen zentralen Kanal 7. Der Kanal 7 ist ein
axial gerader Zylinderringkanal, den der Walzenkörper 1 und der Verdränger 2 zwischen
sich begrenzen und den das Fluid axial gerade durchströmt. Die
Mantelinnenfläche
des Walzenkörpers 1 bildet die
Außenwand
und die Mantelaußenfläche des
Verdrängers 2 die
Innenwand des Kanals 7. Nach Durchströmen des Kanals 7 wird
das Temperierfluid über einen
Abführraum
in die ebenfalls von einem Isolierrohr gebildete, zentrale Abführung 9 geführt und
abgefördert.
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Um
die Walzenoberfläche
S in axialer Richtung auf einer konstanten Temperatur zu halten,
ist der Kanal 7 segmentiert. Die besser aus den 2 und 3 ersichtliche
Segmentierung erstreckt sich über
die gesamte Länge
der Walzenoberfläche
S, die mit einer zu behandelnden Materialbahn in einer laufenden
Produktion in Berührung
kommen kann. Im Ausführungsbeispiel
ist der Kanal 7 übel
fast die gesamte Länge
des Verdrängers 2 in
jedem Kanalquerschnitt in zwei Arten von Ringsegmenten s1 und s2 unterteilt.
Die Segmentierung wird durch Isoliereinsätze 10 bewirkt, die
die Ringsegmente s2 bilden und die Kanalwand 7a segmentweise
vollflächig
kontaktierend auskleiden. Die Ringsegmente s1 werden zur Walzenoberfläche S hin
unmittelbar von der Mantelinnenfläche des Walzenkörpers 1 gebildet.
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2 zeigt
den in 1 eingetragenen Querschnitt A-A an dem stromaufwärtigen Ende
des Kanals 7. 3 zeigt den Querschnitt B-B
an dem stromabwärtigen
Ende des Kanals 7. Die von der Mantelinnenfläche des
Walzenkörpers 1 gebildete äußere Kanalwand
ist mit 7a bezeichnet. Der Kanal 7 ist ein zu
der Rotationsachse R der Walze konzentrischer Kreisringkanal. Mit
s1 und s2 sind in den 2 und 3 im jeweiligen
Kanalquerschnitt die Bogenlängen
der beiden unterschiedlichen Ringsegmente s1 und s2 bezeichnet.
Die Segmente s1 und s2 sind in jedem Kanalquerschnitt Kreisringsegmente.
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Die
Isoliereinsätze 10 bilden
Isolierstreifen, die sich je in einem Stück axial durch den Kanal 7 erstrecken.
Sie verjüngen
sich von ihren stromaufwärtigen
Enden bis zu ihren stromabwärtigen
Enden kontinuierlich, im Ausführungsbeispiel
linear. Sie kleiden die Kanalwand 7a aus, d. h sie liegen
vollflächig an
der Kanalwand 7a an. Sie können zur Kanalwand 7a hin
aber auch mit Ausnehmungen versehen sein. Die Isoliereinsätze 10 bestehen
aus vollem Material, beispielsweise einer Keramik, einem Metall
oder Kunststoff, oder beispielsweise einem metallischen oder keramischen
Schaummaterial oder einem Kunststoffschaummaterial. Die Isoliereinsätze 10 sind
untereinander und je über
ihre gesamte Fläche gleich
dick. Über
die Flächen
der Ringsegmente s2 ist der zwischen dem Temperierfluid und dem
Walzenkörper 1 wirksame
Wärmeübergangswiderstand größer als
in den Ringsegmenten s1, in denen die Kanalwand 7a mit
dem Temperierfluid unmittelbar in Wärmekontakt steht. Die thermischen Übertragungseigenschaften
der Isoliereinsätze 10 und
deren in Umfangsrichtung des Kanals 7 im jeweiligen Kanalquerschnitt
gemessenen Breiten sind so bemessen, dass sich unter den in der
Produktion sonst gegebenen Umständen
und bei möglichst
geringen Änderungen
der Strömungsgeschwindigkeit
in dem Kanal 7 an der Walzenoberfläche in Axialrichtung und vorzugsweise
auch in Umfangsrichtung eine möglichst gleichmäßige, konstante
Temperatur einstellt. Dies geschieht durch die Auswahl des Isoliermaterials
seinen thermischen Eigenschaften nach, wobei dessen Wärmeübergangswiderstand
zum Fluid und zu der Kanalwand 7a und die Wärmeleitfähigkeit
des Isoliermaterials im Hinblick auf den im entsprechenden Segment
s2 gewünschten
Wärmeübergangswiderstand
gewählt
sind, und ferner durch die auf den resultierenden Wärmeübergangswiderstand
abgestimmte Form und Größe der Segmente
s2. Der Wärmeübergangswiderstand
in den Segmenten s1 ist durch den Walzenkörper 1 und dessen
vorzugsweise glatte Kanalwand 7a vorgegeben.
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Die
Isoliereinsätze 10 sind
mittels Distanzhaltern am Verdränger 2 befestigt,
so dass sie vom Verdränger 2 über die
jeweiligen Distanzhalter gegen die Mantelinnenfläche des Walzenkörpers 1 gedrückt werden.
Die Positionierung der Isoliereinsätze 10 kann auch durch
eine Befestigung jedes Isoliereinsatzes 10 einzeln am Walzenkörper 1 erfolgen.
Eine weitere Möglichkeit
der Positionierung ist die Anordnung der Isoliereinsätze 10 zu
einer zylindrischen Gitterstruktur, in der die Isoliereinsätze 10 Längsstreifen
bilden und mittels schmalen Ringen oder in Umfangsrichtung sich
erstreckende Streifen miteinander verbunden sind.
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4 zeigt
als ein zweites Ausführungsbeispiel
eine Walze mit einem Walzenkörper 1,
der über seinen
Umfang nahe bei der von ihm gebildeten Walzenoberfläche periphere
Kanäle
aufweist, die sich axial durch den Walzenkörper 1 erstrecken.
Das Fluid wird auf der gleichen Walzenseite, im Ausführungsbeispiel
der Führerseite,
durch eine zentrale Zuführung 5 zugeführt und
durch eine die Zuführung umgebende
Abführung 9 abgeführt. Dementsprechend
strömt
es im Walzenkörper 1 in
Hinströmkanälen 7 von
der Zuführseite
weg und in Rückströmkanälen 8 wieder
zu der Zuführseite
zurück.
Dabei kann je einer der Hinströmkanäle 7 mit
je einem der Rückströmkanäle 8 verbunden
sein. Auch andere Gruppenbildungen von Hin- und Rückströmkanälen 7 und 8 sind
denkbar und im Stand der Technik hinlänglich beschrieben.
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Die
Zuführung 5 und
die Abführung 9 werden durch
eine Rohranordnung mit einem die Abführung 9 umgebenden äußeren Rohr 9a und
einem durch das Rohr 9a geführten inneren Rohr 5a gebildet.
Das zuströmende
Fluid strömt
durch das innere Rohr 5a zum Walzenkörper 1. Das von dem
Walzenkörper 1 abströmende Fluid
wird im Gegenstrom in dem äußeren Rohr 9a zurückgeführt. Das
innere Rohr 5a bildet ein Trennrohr zwischen dem zuströmenden und
dem abströmenden
Fluid. Eine thermische Isolierung umgibt das innere Rohr 5a innenseitig
und/oder außenseitig.
Die Isolierung kann durch eine innenseitige und/oder außenseitige
Ummantelung aus einem Vollmaterial, insbesondere einem Kunststoffvollmaterial, gebildet
sein. Statt dessen kann auch eine Hohlraumisolierung vorgesehen
sein, die einen oder mehrere Hohlräume aufweist, der oder die
mit einem gasförmigen
oder flüssigen
Isolierfluid gefüllt
oder evakuiert ist oder sind. In solch einer Ausführung kann
das innere Rohr 5a insbesondere doppelwandig sein mit einem
isolierenden Spalt zwischen dem inneren und äußeren Rohrteil.
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Die
Hinströmkanäle 7 bestehen
aus zwei Axialabschnitten und die Rückströmkanäle ebenfalls. Die Axialabschnitte
der Hinströmkanäle 7 münden an den
Stirnseiten des Walzenkörpers 1 und
erstrecken sich von dort axial je bis zur Walzenmitte; ebenso die Abschnitte
der Rückströmkanäle 8.
In der Walzenmitte stoßen
die Abschnitte paarweise zusammen, so dass die Hinströmkanäle 7 und 8 gebildet
werden. Die Abschnitte verlaufen zu der Walzenoberfläche je mit
einer Neigung, derart, dass ihre zur Walzenoberfläche gemessene
Tiefe, d. h. ihr kürzester
Abstand zu der Walzenoberfläche,
zur Walzenmitte hin kontinuierlich zunimmt. Wenn die peripheren
Kanäle 7 und 8 wie üblich als
periphere Bohrungen gebildet sind, kann solch ein Verlauf durch
Bohren von beiden Stirnseiten des Walzenkörpers 1 aus ohne Weiteres realisiert
oder auch gar nicht verhindert werden. Im Ergebnis ergibt sich für jeden
der Kanäle 7 und 8 von der
jeweiligen Stirnseite des Walzenkörpers 1 zu dessen
Mitte hin der für
einen der Hinströmkanäle 7 und
einen der Rückströmkanäle 8 in 5 ersichtliche
Tiefenverlauf.
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In
jeden der Hinströmkanäle 7 sind
zwei Isoliereinsätze 20 und
in jedem der Rückströmkanäle sind
ebenfalls zwei Isoliereinsätze 20 eingesetzt.
Die Isoliereinsätze 20 erstrecken
sich je von einer der Stirnseiten des Walzenkörpers 1 bis zu der
Walzenmitte.
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Mittels
der Isoliereinsätze 20 werden
die Kanäle 7 und 8 über ihre
gesamte Länge
in je genau zwei Ringsegmente s1 und s2 segmentiert. In den Ringsegmenten
s2 wird die von dem Walzenkörper 1 jeweils
gebildete Kanalwand 7a und 8a von dem durch den
betreffenden Kanal 7 oder 8 frei strömenden Temperierfluid
isoliert, so dass auch im zweiten Ausführungsbeispiel die Ringsegmente
s2 einen höheren
Wärmeübergangswiderstand
als die Ringsegmente s1 aufweisen.
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Die
Form der Isoliereinsätze 20 und
damit die Form der Ringsegmente s1 und s2 ist am besten aus der
Zusammenschau der 5 mit den 6 bis 9 erkennbar.
Jeder der Isoliereinsätze 20 wird
von einem Rohr gebildet, das über
seine gesamte Länge
mit einem Durchbruch 21 versehen ist. Bei dem Rohr handelt
es sich um ein dünnes
Metallrohr. Die Isoliereinsätze 20 sitzen
konzentrisch in ihrem jeweiligen Kanal 7 oder 8 und
werden mittels Distanzhalter 24 (5) in der
korrekten Position gehalten. Jeweils an den Durchbruch 21 grenzend
ist beidseits des Durchbruchs 1 und dem Verlauf des Durchbruchs 21 über dessen
gesamte Länge
folgend je eine Rippe 22 an dem jeweiligen Isoliereinsatz 20 befestigt,
im Ausführungsbeispiel
aufgeschweißt.
Die Isoliereinsätze 20 halten
nicht nur mit ihren Distanzhaltern 24, sondern insbesondere
mit ihren jeweiligen Rippen 22 Kontakt zu der umgebenden
Kanalwandung 7a oder 8a. Zwischen den Rippen 22 spannt
sich der im jeweiligen Kanalquerschnitt verbliebene Restbogen des
Isoliereinsatzes 20, d. h. das jeweilige Ringsegment des
Isoliereinsatzes 20. Nach außen durch die jeweilige Kanalwand 7a oder 8a, nach
innen durch den jeweiligen Rohrbogen des Isoliereinsatzes 20 und
in Umfangsrichtung durch die beiden Rippen 22 begrenzt
wird auf diese Weise ein Isolierraum 23 gebildet, in dem
das Temperierfluid ruht oder allenfalls mit einer deutlich geringeren
Strömungsgeschwindigkeit
als im freien Strömungsquerschnitt
des jeweiligen Kanals 7 oder 8 strömt.
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In
den 6 bis 9 sind die Bogenlängen der
Ringsegmente s1 und s2 im jeweiligen Kanalquerschnitt eingetragen.
Das Ringsegment s2 erstreckt sich über die in Umfangsrichtung
gemessene Breite des Rohrbogens des jeweiligen Isoliereinsatzes 20.
Dabei bilden die Kontaktstellen der Rippen 22 in Umfangsrichtung
des jeweiligen Kanals 7 oder 8 die beiden Übergänge zwischen
den Ringsegmenten s1 und s2 und begrenzen die Segmente s1 und s2. Die
Rippen 22 trennen den Isolierraum 23 von dem freien
Strömungsquerschnitt
des jeweiligen Kanals 7 oder 8. Das Temperierfluid
wird über
die Zuführkanäle des Zapfenflansches 3 in
die Hinströmkanäle 7 gefördert, so
dass in den mittels der Rippen 22 von der freien Kanalströmung abgetrennten
Isolierräume 23 allenfalls
eine stark verzögerte
Strömung
stattfindet. Nahe den Mündungen
der Kanäle 7 und 8 haben
die Bögen
der Isoliereinsätze 20 ihre
größte Bogenlänge. Insbesondere
diejenigen der Isoliereinsätze 20, die
in den stromaufwärtigen
Abschnitten der Hinströmkanäle 7 eingesetzt
sind, können
an ihren stromaufwärtigen
Enden einen nahezu oder gänzlich geschlossenen
Bogen bilden. Hierdurch wird gleichzeitig eine wirksame Randisolierung
erhalten. Von ihren Enden mit der jeweils größten Bogenlänge der Bögen verjüngen sich die Isoliereinsätze 20 je
geradlinig kontinuierlich zur Walzenmitte hin bis zu ihren dortigen,
fast spitzen Enden.
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Die
Ringsegmente s2 sind in dem Flächenbereich
des jeweiligen Kanals 7 oder 8 gebildet, der zu
der Walzenoberfläche
den kürzesten
Abstand aufweist, um in diesem Flächenbereich der Kanalwandung 7a oder 8a den
Wärmeaustausch
zu verringern. Indem die Segmente s2 näher zur Walzenoberfläche als
die Segmente s1 gebildet sind, ergibt sich eine Vergleichmäßigung des
Temperaturprofils in Umfangsrichtung der Walze. Durch dieses Merkmal
der Segmentierung werden Variationen des Abstands kompensiert, die
zwischen den Punkten der Walzenoberfläche, die exakt radial über einem
der Kanäle 7 und 8 liegen,
und den in Umfangsrichtung dazwischen liegenden Punkten kompensiert.
Es wird mit anderen Worten die Variation der Temperatur verringert,
die auf die Variation der Abstände
zurückgeht, die
sich bei den auf je der gleichen axialen Höhe befindlichen Punkten der
Walzenoberfläche
aufgrund der begrenzten Anzahl der Kanäle 7 und 8 ergibt.
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Auch
die Isoliereinsätze 20 verjüngen sich
in Längsrichtung
der Walze kontinuierlich. Allerdings findet die Verjüngung derart
statt, dass sich der stromaufwärtige
Isoliereinsatz 20 in jedem der Hinströmkanäle 7 in Strömungsrichtung
verjüngt,
während
sich der stromabwärtige
Isoliereinsatz 20 des gleichen Hinströmkanals 7 gegen die
Strömungsrichtung
verjüngt.
Entsprechend sind die Verhältnisse
in den Rückströmkanälen 8,
in denen sich der jeweils stromaufwärtige Isoliereinsatz 20 in
Strömungsrichtung
verjüngt
und der stromabwärtige
verbreitert. Dies hängt
mit dem Tiefenverlauf der Hin- und
Rückströmkanäle 7 und 8 zusammen,
die jeweils zur Walzenmitte hin einwärts geneigt sind. Aufgrund
des größeren Abstands
zur Walzenoberfläche
im Bereich der Walzenmitte, können
sich die Isoliereinsätze 20 zur
Walzenmitte hin verjüngen
und die Breiten bzw. Bogenlängen
der Ringsegmente s2 entsprechend verringern. Segmentierung und Tiefenverlauf
sind zum Zwecke der Erzielung einer möglichst konstanten Temperatur
der Walzenoberfläche
somit aufeinander abgestimmt.
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Mittels
der Segmentierung können
auch Variationen der Übergänge zwischen
den dort zusammentreffenden Abschnitten der Kanäle 7 und 8 kompensiert
werden. Die von den Stirnseiten des Walzenkörpers 1 aus eingearbeiteten
Kanalabschnitte treffen sich selten exakt, d. h. die Neigungen variieren
im Bereich der Fertigungsgenauigkeit. Die Segmentierung kann sogar
individuell für
jeden Kanal einzeln unter Berücksichtigung
von Besonderheiten des betreffenden Kanals, wie insbesondere dessen Beschaffenheit
im Übergang
der Kanalabschnitte, ausgeführt
werden.
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10 zeigt
eine von dem zweiten Ausführungsbeispiel
abgewandelte Segmentierung. Soweit zu der abgewandelten Segmentierungen
keine Ausführungen
gemacht werden, sollen die zum zweiten Ausführungsbeispiel gelten.
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Die
Segmentierung wird pro Axialabschnitt der Hinströmkanäle 7 und Rückströmkanäle 8 mittels eines
in den betreffenden Axialabschnitten eingesetzten Isoliereinsatz 20 gebildet,
der im Unterschied zum zweiten Ausführungsbeispiel längsseits
zwei Durchbrüche 21 aufweist,
so dass einander diametral gegenüberliegend
zwei Segmente s2 als Bogenabschnitte des Isoliereinsatz 20 erhalten
werden. Diese Bogenabschnitte, die mit der umgebenden Kanalwand 7a je
einen Isolierraum 23 wie im zweiten Ausführungsbeispiel
bilden, verjüngen
sich ebenfalls in Strömungsrichtung,
bevorzugt kontinuierlich.
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Von
den beiden Bogenabschnitten des Isoliereinsatzes 20 bildet
der eine ein der Walzenoberfläche
S nächstgelegenes
Segment s2. Der andere der beiden Bogenabschnitte bildet ein zweites
Segment s2, diametral gegenüberliegend
in einem von der Walzenoberfläche
S am weitesten entfernten Umfangsbereich des Kanals, für den in 10 beispielhaft
wieder einer der Hinströmkanäle 7 gezeichnet
ist. Diese Anordnung von ersten Segmenten s1 und zweiten Segmenten
s2 hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen. Im Ausführungsbeispiel
sind die beiden ersten Segmente s1 in Umfangsrichtung gleich breit,
und auch die zweiten Segmente s2 sind in Umgangsrichtung des Kanals
gleich breit. Von dieser Symmetrie kann durchaus abgewichen werden, beispielsweise
indem die beiden ersten Segmente s1 oder die beiden zweiten Segmente
s2 im jeweiligen Kanalquerschnitt unterschiedlich breit sind. Gegebenenfalls
können
im jeweiligen Kanalquerschnitt zum Einen die Segmente s1 und zum
Anderen auch die Segmente s2 unterschiedlich breit sein.
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11 zeigt
ein viertes Ausführungsbeispiel für die Segmentierung
peripherer Kanäle.
Beispielhaft ist wieder einer der Hinströmkanäle 7 der Walze des
zweiten Ausführungsbeispiels
dargestellt.
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Die
Segmentierung wird im vierten Ausführungsbeispiel mittels einer
die Kanalwand 7a im zweiten Segment s2 auskleidenden Wandisolierung 30 gebildet.
Die Wandisolierung 30 ist ein Isoliereinsatz, der wie die
Isoliereinsätze
des zweiten und dritten Ausführungsbeispiels
vom Ende des betreffenden Hinströmkanals 7 her
in den Kanal 7 eingesetzt ist. Mittels der Wandisolierung 30 wird
innerhalb des zweiten Segments s2 ein in Umfangsrichtung des Kanals 7 sich
kontinuierlich ändernder
Wärmeübergangswiderstand
erhalten. Dieser Wärmeübergangswiderstand
nimmt von einer Stelle, die der Walzenoberfläche S nächstgelegen ist, in beide Umfangsrichtungen
kontinuierlich ab bis auf den im ersten Segment s1 herrschenden
Wärmeübergangswiderstand. Diese
Variation des Wärmeübergangswiderstands
im Segment s2 wird durch einen entsprechenden Verlauf der Dicke
D der Wandisolierung 30 erhalten. Die Segmentierung insgesamt
ist symmetrisch zu der Radialen V auf die Walzenachse R (4).
Der die Wandisolierung 30 bildende Isoliereinsatz kann
insbesondere ein Körper
aus Vollkunststoff sein.
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Aufgrund
der erfindungsgemäßen Segmentierung,
die insbesondere auch einen Temperaturgradienten des Temperierfluids
ausgleicht und nicht zuletzt deshalb eine Vergleichmäßigung der
Oberflächentemperatur
des Walzenkörpers
bewirkt, kann der Volumenstrom des Temperierfluids reduziert werden.
Vorteilhafterweise ist auch der Druckabfall, den das Temperierfluid
bei dem Durchströmen
des Walzenkörpers 1 erfährt, geringer
als bei Walzen mit Strömungsbeschleunigung.
Allerdings ist die vom Temperierfluid abgegebene oder gegebenenfalls
in der Verwendung als Kühlwalze
aufgenommene Wärmemenge
pro Volumeneinheit des Fluids und dementsprechend die Temperaturdifferenz
zwischen dem zugeführten
und dem abgeführten
Temperierfluid größer. Bei
Walzen mit einer Fluidzuführung
und -abführung
auf der gleichen Walzenseite, wie im zweiten Ausführungsbeispiel,
ist es daher vorteilhaft, wenn die Zuführung 5 und Abführung 9 durch
den Zapfenflansch 3 und den Dichtkopf 6 thermisch
besser als bei herkömmlichen
Walzen voneinander isoliert sind. Die fluidführenden Komponenten können andererseits
aufgrund der Erfindung gegenüber
den Komponenten herkömmlicher
Walzen verkleinert werden. Dies gilt für die Walze selbst, insbesondere
für die Fluidzu- und -abführungen,
und ferner für
die Komponenten in der Walzenumgebung, wie beispielsweise Pumpen,
Reservoirs, Leitungen und Armaturen.