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Walze zur gleichmäßigen Druckerzeugung bei der Behandlung von flächigem
Material, z. B. Gewebebahnen, insbesondere für die Verwendung in einem Färbefoulard
Die Erfmdung bezieht sich auf eine Walze zur gleichmäßigen Druckerzeugung bei der
Behandlung von flächigem Material, z. B. Gewebebahnen, insbesondere für die Verwendung
in einem Färbefoulard.
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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,
ja 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.
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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.
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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 Quetschvorgangs erforderlich. Da
die feststehenden Dichtungselemente über die ganze Länge der Walzen an der Innenwand
des, Hohlkörpers schleifen, tritt ein Verschleiß ein, der Unregelmäßigkeiten sowie
eine Unsicherheit der Betriebsweise ergibt.
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Es ist ferner bereits ein älterer Vorschlag gemacht worden, wobei
im Innern eines zylindrischen Walzenmantels ein Kern vorgesehen ist, welcher so
bemessen ist, daß zwischen Kein und Walzenmantel ein freier Raum verbleibt, der
einen schmalen, ringförmigen Querschnitt aufweist und mittels achsparallel verlaufender,
in radialer Richtung nachgiebiger Wände in mehrere Kammern unterteilt ist, wobei
ferner dieser Raum in sämtlichen Kammern vollständig mit Flüssigkeit angefüllt wird
und wobei schließlich die Kammern mit einer Einrichtung verbunden sind, welche jeweils
die nach der Drucklinie zu liegenden Kammern unter Druck setzt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Vorrichtung gemäß dem
älteren Vorschlag wesentlich zu verbessern und zugleich die Nachteile der bekannten
Einrichtungen zu vermeiden.
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Die gestellte Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der Kein, welcher mit
gleicher Umlaufgeschwindigkeit wie der Mantel angetrieben ist, um ein geringes Maß
exzentrisch nach der Drucklinie zu innerhalb des Mantels angeordnet ist. Auf diese
Weise wird die Druckerzeugung in dem ringförmigen Teil desZwischenraums zwischen
Kein und Walzenmantel, der nach der Drucklinie zu liegt, wesentlich erleichtert.
Zugleich wird gewährleistet, daß mit einfachen Mitteln ein vollkommen gleichmäßiger
Druck über die gesamte Breite der Walze erzeugt und jegliche unerwünschte Durchbiegung
des Walzenmantels vermieden wird. Dadurch, daß alle Teile, die sich innerhalb des
Walzenkörpers befinden, mit dem Walzenmantel umlaufen, ergibt sich der weitere Vorteil,
daß 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 Erfindungsgegenstands in schematischer
Darstellung wiedergegeben, und zwar zeigt Fig. 1 eine Walze im Längsschnitt,
teils in Seitenansicht, Fig. 2 einen Querischnitt dazu gemäß Linie II-11. Die in
der Zeichnung dargestellte Walze, welche insbesondere zur Druckbehandlung von Textilgeweben,
und zwar vornehmlich in einem Foulard, Verwendung findet, besitzt einen zylindrischen
Walzenmantel 1 aus Stahl, welcher in bekannter Weise auf seiner gesamten
Länge mit einem Gummiüberzug 2 versehen ist. An den Enden des Mantels sind
je eine massive Scheibe 3 zum Abschluß der Stirnseite befestigt. Konzentrisch
mit dem Walzenmantel ist in einer Bohrung der Scheiben je ein zylindrischer
Achsstutzen 4, welcher im Innern hohl ist, vorgesehen. Die Befestigung mit den Scheiben
3 erfolgt beispielsweise durch Keile 5. Der Achsstutzen 4 ist in einem
Lager 6 gehalten. An dem von der Scheibe 3 abgewandten Ende des Achsstutzens
ist ein Stimrad 7
aufgesetzt, welches mit dem Ritzel 8 im Eingriff
steht und somit den Antrieb des Walzenmantels bewirkt. Die Druckachse des Walzenmantels
ist mit dem Bezugszeichen 9 belegt.
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Im Innern des Walzenmantels ist ein massiver Kern 10 exzentrisch
gelagert. Die feststehenden Lager sind mit dem Bezugszeichen 11 belegt. Die
Exzentrizität 12, die gleich dem Abstand der beiden Drehachsen 9
und
13 ist, wird - wie nähere Erläuterungen weiter unten noch zeigen werden
- verhältnismäßig klein gehalten. Der Kern 10 wird über ein Stimrad
14 sowie ein Ritzel 15 mit gleicher Umlaufgeschwindigkeit wie der Walzenmantel
angetrieben. Auf diese Weise entsteht praktisch keine Relativbewegungzwischeu dem
Kein und dem Walzenmantel in taugentialer Richtung gesehen. Die exzentrische Lagerung
des Kerns ist der Deutlichkeit halber vergrößert gezeichnet worden.
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Wie insbesondere aus Fig. 2 hervorgeht, sind außen in den Teil des
Kerns, der sich innerhalb des Walzenmantels befindet, eine Anzahl Nuten
16 eingefräst. An den stehengebliebenen rippenförmigen Teilen 17 sind
seitlich Gummileisten (Spreizgummi) 18 und 19 befestigt, die sich
mit ihrer freien Kante an die Innenwand des Walzenmantels andrücken. Die Gummileisten
umgeben die gesamte eingefräste Nut. und zwar an den Stimseiten gemäß Fig.
1, Bezugszeichen 20, in gleicher Weise wie an den Längskanten. Auf diese
Weise entstehen einzelne in sich abgeschlossene Zellen 21 zwischen dem Kern
10 einerseits und dem Walzenmantel 1 andererseits. In jede dieser
Zellen, die sich also über die gesamte Breite des Walzenkörpers erstrecken, mündet
eine Bohrung 22, welche axial bis zum Ende des als Achse ausgebildeten Teils
23 des Kerns 10 geführt ist. Kurz vor der Stirnseite 24 ist die Bohrung
mit dem Teil 25 radial nach außen umgebogen und mündet in eine Nut in Form
eines halbkreisförmigen Ringes 26 bzw. 27.
Jede Bohrung 22, soweit
es sich um den axial verlaufenden Teil handelt, wird von der Stirnseite 24 her ausgeführt.
Sodann wird das letzte Stück von dem ungelenkten Teil 25 bis zur Stirnseite
24 durch einen Stopfen od. dgl. verschlossen. Der Deutlichkeit halber ist dies nicht
eingezeichnet worden. Die etwa halbkreisförmi,gen Nuten 26 und
27, die voneinander getrennt sind und sich über die obere bzw. untere Hälfte
um den Endteil 23 des Kerns 10 erstrecken, werden von einem feststehenden
einteiligen Ring 28 gebildet. Zur Abdichtung der Nuten sind zwei ringförmige
Dichtungen 29 und 30 vorgesehen. Da der Durchmesser des Ringes verhältnismäßig
klein ist, ist eine Abdichtung ohne weiteres in zuverlässiger Weise ohne nennenswerte
Leckverluste möglich. Die Nut 26
steht mit einem oben offenen Ausgleichsbehälter31
in Verbindung, die Nut 27 hingegen mit einem unter Druck stehenden Druckbehälter32.
Zur Erzeugung des Drucks ist eine Druckluftleitung33 an dem oberen Ende angeschlossen.
Die Druckluft preßt einen beweglichen Kolben 34 nach unten, so daß ein entsprechender
Druck auf die im Innern des Druckbehälters befindliche Flüssigkeit übertragen wird.
Die Zellen 21 sowie die Bohrungen 22 sind ebenfalls vollständig mit einer Flüssigkeit
angefüllt.
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Die Wirkungsweise, der oben beschriebenen Einrichtung ist nun folgende.
Im Betrieb werden der Kein 10 und der Walzenmantel über die Stimräder
7,
14 sowie eine gemeinsame Ritzelwelle 8, 15 mit gleicher Drehzahl
angetrieben. Hierbei ist zu beachten, daß die Exzentrizität, d. h. die Verschiebung
der geometrischen Mittelachse des Lagers 11 gegenüber der Achse des Lagers
6 nur außerordentlich gering ist und im allgemeinen nur wenige Millimeter
beträgt. Durch die exzentrische Lagerung wird nun erreicht, daß der Rauminhalt der
einzelnen Zellen beim Weiterdrehen in Richtung des Pfeils 35 sich verringert.
Wie aus Fig. 2 zu entnehmen ist, ist der Rauminhalt der Zelle 36 etwas größer
als beispielsweise der Rauminhalt der Zelle 37. Der Deutlichkeit halber sind
jedoch sowohl die Exzentrizität als auch die Größenverhältnisse der Zellen stark
vergrößert gezeichnet worden. Dadurch, daß sich der Rauminhalt jeder Zelle beün
Umlauf von oben nach unten hin verkleinert, steigt auch der Druck innerhalb der
Zelle um ein entsprechendes Maß an. Wie oben bereits dargelegt wurde, sind die Zellen
vollständig mit einer Druckflüssigkeit angefüllt. Da diese praktisch inkompressibel
ist, ist es vorteilhaft, jede einzelne Zelle in der beschriebenen Weise mit
dem Druckzylinder 32 bzw. dem Ausgleichsbehälter 31 in Verbindung
zu bringen. Auf der unteren Hälfte, auf welcher der Druck erzeugt wird, sind die
Zellen über die untere Nut 27 an den Druckbehälter 32, in der eberen
Hälfte hingegen über die Nut 26 an den Ausgleichsbehälter 31 angeschlossen.
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Durch diese Einrichtung wird also erreicht, daß die Zellen im Bereich
der unteren Hälfte unter Druck stehen, im Bereich der oberen Hälfte hingegen dem
normalen atmosphärischen Druck ausgesetzt sind. Der überdruck in der unteren Hälfte,
der sich gleichmäßig über die gesamte Breite der Walze auswirkt, hat zur Folge,
daß sich der erforderliche Arbeitsdruck ebenfalls gleichmäßig über die gesamte Breite
der Walze verteilt. Ein Durchbiegen des Walzenmantels kann daher nicht eintreten,
und die Drucklinie, d. h. die Berührungslinie zwischen der äußeren Mantelfläche
und dem zu behandelnden Gut (Mantellinie) verläuft absolut gradlinig. Daß sich der
Kein innerhalb des Walzenmantels ein wenig nach oben hin, und zwar von dem Behandlungsgat
abgewendet, durchbieg hat keinerlei schädliche Folgen.