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Preßwalze Bei Preßwalzen - seien es solche für Faserstoffbearbeitungsmaschinen,
beispielsweise Quetschwalzen für Schlichtmaschinen, seien es solche für Metallbearbeitung
oder andere Zwecke, jedenfalls bei Walzen, die zum Pressen, Quetschen oder Zusammendrücken
von Materialien irgendwelcher Art verwendet werden - ist es bekanntlich schwierig,
eine gleichmäßige Auflage bzw. einen gleichmäßigen Auflagedruck über die gesamte
Walzenlänge zu erzielen, da sich die Walzen durchbiegen.
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Man hat bereits auf die verschiedenste Art versucht, diese Durchbiegung
zu verhindern oder zu kompensieren. Die bekanntesten Mittel hierfür sind die Anordnung
von Stützwalzen mit baRig gedrehter Oberfläche. Weiterhin sind die sogenannten Antideflexionswalzen
bekanntgeworden, bei denen der tragende Walzenkörper innerhalb eines Hohlzylinders
angeordnet ist, der nur in der Mitte oder in bestimmten Abständen von der Mitte
auf der tragenden Walze abgestützt ist und dessen Enden frei über der Tragwalze
schweben.
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Da alle diese Lösungen mehr oder weniger große Nachteile aufweisen,
hat man versucht, die sogenannten Antideflexionswalzen dadurch fortzubilden, daß
in dem Hohlraum zwischen dem äußeren und dem inneren Walzenkörper eine Absperrung
vorgesehen wurde, die diesen Hohlraum in zwei Räume unterteilte, von denen der eine
auf der den Druck ausübenden und der andere auf der gegenüberliegenden Seite der
Walze liegt. In den Hohlraum, welcher der den Druck ausübenden Walzenbreite zugeordnet
ist, wird eine Druckflüssigkeit eingeführt, so daß der äußere Walzenteil von dem
inneren Walzenkern unter Zuhilfenahme dieser Druckflüssigkeit getragen wird.
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Ein großer Nachteil dieser Vorrichtung liegt aber darin, daß die Abdichtung
zwischen dem mit Druckflüssigkeit gefüllten Hohlraum und dem ungefüllten Hohlraum
äußerst schwierig ist, so daß ständig eine Pumpe die Leckverluste ausgleichen muß.
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Die Erfindung bezieht sich auf eine Preßwalze, beispielsweise für
Faserstoffbearbeitungsmaschinen, mit einem hohlen zylinder- oder tonnenförmigen
Walzenkörper, in dessen Bohrung ein zylinder- oder tonnenföriniger Tragkörper mit
allseitigem Umfangsspalt liegt, gegen den der Walzenkörper durch ein im Umfangsspalt
an der den Preßdruck ausübenden Walzenseite befindliches Druckflüssigkeitspolster
abgestützt ist. Erfindungsgemäß ist die Achse des Tragkörpers zum hydrodynamischen,
aus der Lagertechnik bekannten Erzeugen eines ansteigenden Druckes im Druckflüssigkeitspolster
nach der den Preßdruck ausübenden Walzenseite hin exzentrisch zur Bohrungsachse
des Walzenkörpers gelagert. Wie bei einem Gleitlager entsteht also auch bei der
Preßwalze nach der Erfindung an der engsten Stelle eine Stauwirkung der Flüssigkeit.
Diese Stauwirkung wird entsprechend der der Erfindung zugrunde liegenden Erkenntnis
ausgenutzt, um den äußeren Walzenkörper gegenüber dem Tragkörper abzustützen.
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Es ist allgemein bekannt, daß der an bzw. in der Nähe der Engstelle
auftretende Druck abhängig ist unter anderem von der Spaltbreite und der Viskosität
der in dem Spielraum befindlichen Flüssigkeit. Wird nun gemäß einem weiteren Merkmal
der Erfindung diese Spaltbreite an der engsten Stelle einstellbar gemacht, beispielsweise
durch entsprechende Lagerung der Achsen des äußeren Walzenkörpers und des Tragkörpers,
so kann auch der Druck zwischen dem Tragkörper und dem äußeren Walzenkörper varriiert
werden. Auf jeden Fall verteilt sich der Druck - gleiche Spaltbreite vorausgesetzt
- über die gesamte Walzenlänge gleichmäßig, so daß die Walze auf ihrer gesamten
Länge mit gjeichem Druck auf ihrer Unterlage, beispielsweise einer Gegenwalze, aufliegt.
Da der Druck auch, wie oben ausgeführt, von der Viskosität der im Spielraum befindlichen
Flüssigkeit abhängig ist, kann er auch durch Änderung der Viskosität beeinflußt
werden. Zu dem Zweck kann beispielsweise öl mit verschiedenen Viskositätsgraden
bei entsprechend steuer- oder regelbaren Temperaturen zu- und abgeführt werden.
Dabei kann zur Temperierung im Ölkreislauf ein Wärmeaustauscher vorgesehen sein.
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Ein Druckpolster an der Engstelle zwischen Tragkörper und äußerem
Walzenkörper bildet sich bei unterschiedlicher Drehrichtung, und/oder Drehzahl der
beiden Körper aus. Je größer die Relativgeschwindigkeit zwischen den beiden Körpern
ist, desto größer ist auch der an der Engstelle auftretende Druck. Es ist deshalb
vorteilhaft, den Tragkörper gesondert anzutreiben,
so daß sowohl
eine gegenläufige als auch eine gleichläufige Drehung des Tragkörpers gegenüber
dem äußeren Walzenkörper erreicht werden kann. Es ist dann möglich, durch Veränderung
der Drehzahl und/oder Drehrichtung des Tragkörpers den Anpreßdruck der Walze zu
verändern. Dieser gesonderte Antrieb des Tragkörpers kann in bekannter Weise über
ein Getriebe, beispielsweise in Verbindung mit einem Flanschmotor, erfolgen. Es
ist aber auch möglich, den Tragkörper selbst als Motorteil auszubilden, wobei der
Walzenkörper der rotierende Teil eines Außenläuferinotors wäre.
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Es ist bekannt, daß die Preßwalzen sich nicht nur unter dem Einfluß
der Anpreßkräfte verbiegen, sondem auch infolge ihres eigenen Gewichtes einer Durchbieg
,ung unterliegen. Es kann deshalb vorteilhaft sein, die Oberfläche des Tragkörpers
baHig, die des äußeren Walzenkörpers dagegen zylindrisch auszubilden. Dadurch kann
bereits mit einem niedrigen Druck eine gute Anpassung der Berührungslinie des äußeren
Walzenkörpers an die Berührungslinie der Gegenfläche bzw. Gegenwalze erreicht werden.
Diese Anpassung kann besonders gefördert werden, wenn der Außenkörper elastisch
ausgebildet ist. Da sich bei einer Preßwalze nach der Erfindung der stärkste Druck
auf einen, sehr schmalen Bereich des Walzenumfanges erstreckt, ist es möglich, den
Außenkörper der Walze elastisch, gegebenenfalls sogar weich-elastisch auszubilden,
beispielsweise den Außenkörper aus Gummi herzustellen.
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Der besondere Vorteil der Erfindung gegenüber vorbekannten Einrichtungen
besteht darin, daß eine besondere Absperrung für die Druckflüssigkeit und damit
die Anordnung einer Pumpe zum Ausgleich der Leckverluste nicht mehr erforderlich
ist. Darüber hinaus kann der stärkste Druck bei der Vorrichtung nach der Erfindung
mit Leichtigkeit längs der Preßlinie ausgeübt werden, während bei der vorbekannten
Anordnung sich der Druck gleichmäßig über den gesamten Umfangsteil erstreckt, der
mit der Druckflüssigkeit in Berührung steht. Während also bei der vorbekannten Einrichtung
beispielsweise etwa der halbe Umfang der Walze gleichmäßig mit Druck beaufschlagt
wird, erfolgt die Druckausübung bei der Preßwalze nach der Erfindung nur auf einem
sehr schmalen Umfangsteil.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den F i g. 1 und
2 dargestellt, wobei das Wesen der Erfindung nochmals erläutert wird. Man erkennt
in F i g. 1
die Walze, welche in diesem Fall aus einem äußeren Walzenkörper
1 in Gestalt eines Hohlzylinders und einem inneren - Walzenkörper
oder Tragkörper 2 in Form einer Massivwalze besteht. Beide Walzenkörper sind in
den nur angedeuteten Tragarmen 7 und 8 des Walzengestelles- drehbar.
Der eine Zapfen 3 des Tragkörpers 2 ist mit einem Zahnrad 5 versehen,
über das dieser Tragkörper eine Relativbewegung gegenüber dem äußeren Walzenkörper
erhält.
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Der äußere Walzenkörper 1 ist über die Anschlußachsen
9 und 10 ebenfalls in den Tragannen 7 und 8
gelagert,
wobei die hohlen Anschlußachsen 9 und 10
die Zapfen 3 und 4
des Tragkörpers 2 umfassen. Der äußere Walzenkörper 1 kann zusätzlich
über ein auf der Anschlußachse. 10 angeordnetes Zahnrad 11 angetrieben
werden.- Zwischen den Anschlußachsen 9
und 10 einerseits und den Zapfen
3 und 4 andererseits --befindet sich jeweils ein drehbares, aber sich nicht
mit den Walzen 1- oder.2 mitdrehendes Exzenterglied 12 bzw.
13. Durch Drehung dieses Exzentergliedes kann der Abstand der Walzen
1 und 2 an einer bestimmten Stelle des Umfanges verändert werden. In dem
dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Exzenter so verstellt, daß sich die größte
Annäherung senkrecht unter dem Mittelpunkt des Walzenquerschnitts ergibt. Dies ist
sowohl aus der größeren Wandstärke des Exzentergliedes 12 bzw. 13 oberhalb
der Achsen 3 und 4 gegenüber seiner Wandstärke unterhalb dieser Achsen als
auch aus dem größeren Abstand zwischen den Walzen 1 und 2 im oberen Teil
der F i g. 1 gegenüber dem Abstand im unteren Teil zu erkennen. Noch deutlicher
zeigt dies jedoch die F i g. 2, bei der der Mittelpunkt des Querschnitts
der Walze 1 mit l' und derjenige es Tragkörpers 2 mit 2' bezeichnet
ist. Demzufolge ist die engste Stelle des Spaltes zwischen dem Walzenkörper
1. und dem Tragkörper 2 genau senkrecht unterhalb der Walzenachse. Die Exzenterglieder
12, 13 können durch Schrauben 14, 15 an einer unerwünschten Drehung
gehindert werden. Die Anschlußachsen 9 und 10 sind mit dem äußeren
Walzenkörper 1 lösbar, z. B. durch nicht dargestellte Schrauben, verbunden,
um ein einfaches Einführen bzw. Herausnehmen des Tragkörpers 2 zu ermöglichen. Durch
eine konische Ausbildung der Berührungsflächen 16 und 17 wird neben
einer einwandfreien Zentrierung eine gute Abdichtung des Innenraumes erzielt, so
daß kein öl herausfließen kann. Entsprechend sind auch die Anschlußachsen
9 und 10 gegenüber den Zapfen 3 und 4 des inneren Walzenkörpers
mit Hilfe- bekannter Mittel 18
und 19 abgedichtet.
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Wie bereits erwähnt, liegt dem Walzenkörper 1
eine Gegenwalze
6 in normaler oder aber in der gleichen Ausführung, jedoch entgegengesetzter
Exzentrizität gegenüber, an die der Walzenkörper 1 angepreßt werden soll
(Duo-Anordnung). Da die Stelle höchsten Druckes nicht mit der Stelle größter Annäherung
des äußeren Walzenkörpers 1 an den Tragkörper 2 übereinstimmt, sondern kurz
vor dieser Engstelle liegt, ist es vorteilhaft, wenn die Berührungsstelle, zwischen
der Walze 1 und der Gegenwalze 6 nicht unmittelbar an der engsten
Spaltstelle, sondern etwas daneben liegt. Die Drehrichtungen der Walzen sind in
F i g. 2 durch Pfeile beispielsweise angedeutet, wobei die Drehrichtung der
Walze 1 mit V',
diejenige des Tragkörpers 2 mit Y' und die der Walze
6 mit 6" bezeichnet ist. Dabei setzt die in F i g. 2 gezeigte
Lage der Berührungsstelle der Walzen 1 und 6 kurz hinter der engsten
Stelle des Spaltes zwischen der Walze 1 und dem Tragkörper 2 (in Drehrichtung
der Walze 1 gesehen) voraus, daß die Umfangsgeschwindigkeit des Tragkörpers
2 größer ist als die Umfangsgeschwindigkeit an der inneren Wandung der Walze
1. Ist dagegen das Verhältnis der Umfangsgeschwindigkeit zwischen der Walze
1 und dem Tragkörper 2 umgekehrt oder drehen sich die Walzen 1 und
2 in gleicher Richtung, so daß die Walze 2 eine größere Winkelgeschwindigkeit besitzen
kann, so müßte auch die Berührungsstelle zwischen den Walzen 1 und
6 nicht hinter, sondern vor die engste Spaltstelle verlegt werden. Darüber
hinaus hat man es, wie bereits oben beschrieben, durch entspre" chende Verstellung
der Exzenterglieder 12 und 13 in der Hand, die Engsteffe zwischen der Walze
1 und dem Tragkörper 2 so zu verstellen, daß die Stelle größten Druckes an
der Berührungsstelle der Walzen 1 und 6 auftritt.
Die
Erfindung gewährleistet eine gleichmäßige Auflage bzw. einen gleichmäßigen Anpreßdruck
über die gesamte Walzenlänge und behebt dadurch erstmalig mit einfachsten Mitteln
den genannten bestehenden Nachteil bei der Anwendung von Walzen. Sie eignet sich,
wie bereits angedeutet, für sämtliche Walzen, die zum Pressen, Quetschen oder für
ähnliche Vorgänge, bei denen mit Hilfe der Walze ein Druck ausgeübt werden soll,
verwendet werden.