DE2540754A1 - Lageranordnung - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft eine Lageranordnung und bezieht sich insbesondere auf Lageranordnungen, welche dazu dienen, eine
drehbare Walze auf statischen Zwillingsspindeln zu lagern.
Die Erfindung ist insbesondere, jedoch nicht ausschließlich, in der PapierherstellungsIndustrie zur Lagerung einer beliebigen
Walze zweckmäßig verwendbar, wie sie beispielsweise dazu verwendet wird, einen Filz zu tragen, insbesondere aus einem
synthetischen Material, der aufgrund seiner Zusammensetzung nur eine geringe oder keine Elastizität aufweist und welcher bis
zu 90 % mehr Spannung erfordert, um ihn in die Lage zu versetzen,
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daß er auf einer Papiermaschine läuft, und zwar im Unterschied zu einem herkömmlichen aus Wolle oder Baumwolle gewebten Filz,
der ersetzt werden soll. Der synthetische Filz und entsprechende Gewebe oder Bahnen können sich beträchtlich von einem herkömmlichen
wollenen oder aus Baumwolle gewebten Filz unterscheiden, indem nur eine geringe oder keine Dehnung vorhanden ist, wodurch
zugleich eine größere Belastung auf die Lager von herkömmlichen Filzwalzen aufgebracht wird, so daß beispielsweise am lagerhals
Brüche auftreten können· Außerdem sind die Lager der Gefahr des Festfressens ausgesetzt, und zwar aufgrund der Tatsache, daß die
Lager bei einer herkömmlichen Walze notwendigerweise kleiner sind als es gemäß der Erfindung vorgesehen wird.
Wenn ein herkömmliches Lager unter der Belastung versagt, wird im allgemeinen den Lagern selbst, den Lagerwalzen und auch dem
Lagergehäuse gewöhnlich weiterer Schaden zugefügt.
Zusätzlich kann die Walze und/oder ihr Ende plötzlich zum Fallen gebracht werden und auf den sich bewegenden Filz fallen,
den sie an sich tragen soll (oder auch auf benachbarte Maschinenteile), so daß weiterer Schaden und weitere Kosten verursacht werden.
Die Verwendung stärkerer Lager vermeidet nicht notwendigerweise
die Tendenz der Spindel oder Welle, einen Bruch am Spindeloder Wellenhals zu verursachen, wo die Welle in den Körper der
Walze oder des Mantels eintritt, weil solche Brüche und solche Fälle des Versagens, wie sie oben erläutert wurden, die Folge
von kumulativen Effekten der Eigenschaften des Filzes mit offenem Gewebe und geringer Dehnbarkeit sind, wobei auch solche
Eigenschaften mitspielen, welche herkömmlichen Walzen eigen sind, beispielsweise Exzentrizitäten in den Walzenflächen selbst,
welche zusammen eine Tendenz hervorrufen, daß Schwingungen und wechselnde Spannungen auf die rotierende Welle oder Spindel wirken.
Die entsprechenden Kräfte führen zu einer raschen Metallermüdung
am Walzenhals, weil sie ein wechselndes radiales Biege-
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moment auf das Lager wirken lassen, während es rotiert.
Wenn ein solches Versagen auftritt, so geschieht dies nicht nur im allgemeinen sehr plötzlich, sondern es muß vielmehr
auch die Papiermaschine augenblicklich zum Stillstand gebracht werden, so daß die gesamte Walze (welche eine Länge
bis zu 7»60 m (25 Fuß) aufweisen kann) herausgenommen werden
und durch eine Austauschwalze ersetzt werden kann (wobei möglicherweise auch Lager und Lagergehäuse ausgetauscht
werden müssen). Dazu muß die Maschine zum Teil zerlegt werden, und der Filz wird zerstört. Bei der Papierherstellung
ist eine Ausfallzeit oder eine Stillstandszeit der Maschine außerordentlich kostspielig. Ein weiterer Nachteil der herkömmlichen
Anordnung einer Walzenhalterung besteht darin, daß es schwierig ist, die räumliche Größe der Lager zu steigern
(und somit der Spindeln oder Wellen), und zwar aufgrund der Begrenzungen, welche durch die Abmessung der Papierherstellungsmaschine
gegeben sind, auf welchen diese Teile angebracht sind. .
Gemäß der Erfindung ist eine neuartige Anordnung und Anbringung
der die Last tragenden rotierenden Walzen vorgesehen, die entweder massiv oder hohl sein können, so daß die Walze
selbst dazu gebracht wird, in Lagern zu laufen, die auf einer statischen Spindel oder Welle rotieren.
Eine Anordnung gemäß der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß ein Gehäuse vorgesehen ist, welches derart ausgebildet ist,
daß es in einer Ausnehmung in einem Ende der Walze angeordnet ist, daß weiterhin ein Paar von Lagern in dem Gehäuse angeordnet
sind und daß eine Stummelwelle von den Lagern aufgenommen ist und sich über das Ende der Walze hinaus erstreckt, wo es in
einer Klammer oder Zange gehalten ist.
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Vorzugsweise ist vorgesehen, daß das Gehäuse lösbar in einem Sockel angebracht ist, der in die Ausnehmung hineinpaßt, Der
Sockel ist vorteilhafterweise als Hülse ausgebildet, welche in dem Walzenende befestigt ist, und das Gehäuse ist in einem
engen Gleitsitz (oder in einem Preßsitz) in der Hülse angebracht· Vorzugsweise sind sowohl die Hülse als auch das Gehäuse
abgestuft, so daß dann, wenn das Gehäuse voll in der Hülse angeordnet ist, beide Enden des Gehäuses eng eingepaßt
sind und ein Abschnitt des Gehäuses zwischen den Enden auf Abstand von der Hülse angeordnet ist.
Jedes Lager kann als Laufring ausgebildet sein, welcher zwei
Sätze von abgeschrägten Walzen aufweist. Eine Abdeckplatte kann an jedem Ende der Walze angebracht sein, um als Schmiermitteldichtung
zu dienen.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Walze hohl und entlang ihrer Längsausdehnung perforiert, und
jede Stummelwelle ist ebenfalls hohl, um die Möglichkeit zu schaffen, daß erhitzte Luft oder Dampf in die Walze eingeführt
werden kann, wobei die erhitzte Luft oder der Dampf dann aus den Perforationen austritt. Vorzugsweise trägt jede Stummelwelle
ein koaxiales Rohr, bei welchem an seinem inneren Ende eine kreisförmige und scheibenförmig ausgebildete Leit- oder
Lenkeinrichtung befestigt ist. Die Rohre sind in axialer Richtung gleitbar, um die Stellungen der Leiteinrichtungen derart
einzustellen, daß die aufgeheizte Luft oder der Dampf in der
Weise gelenkt werden, daß vorgegebene Abschnitte der Walze in Abhängigkeit von dem Feuchtigkeitsprofil gerichtet werden,
welches quer über eine Bahn gemessen wurde, die über die Walze geführt ist.
Wenn die Stummelwelle in einer Klammer oder einer Zange gehalten
ist, ist der Abstand zwischen den Mitten der Lager vorzugsweise größer als der Abstand zwischen der Mitte des
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äußersten Lagers und der Mitte der Klammer oder Zange- Diese Abstände liefern eine gleichmäßigere Lastverteilung über die
Länge der Stummelwelle, wodurch die Gefahr eines Bruches vermindert wird und der Widerstand für die Walzendurchbiegung verbessert
wird, insbesondere dann, wenn die Walze einer hohen Bahnspannung ausgesetzt ist.
Die Stummelwelle, welche durch die Achse des Gehäuses hindurchgeht,
kann im Durchmesser wesentlich größer sein als es bei herkömmlichen Anordnungen der lall ist, und deshalb kann eine
wesentlich größere Festigkeit erreicht werden·
Die erfindungsgemäße Anordnung sieht weiterhin vor, daß die Längsabstände zwischen den Mitten der Lager selbst erheblich,
vermindert werden können, was in Verbindung mit den Stummelwellen mit größerem Durchmesser die Belastungen stark vermindert
oder eliminiert, welche auf die Lager wirken, soweit sie durch äußere Biegemomente verursacht werden· Irgendwelche solchen
Spannungen werden auf eine Richtung beschränkt, wodurch die Gefahr einer Metallermüdung, die Gefahr von Brüchen und
die Gefahr des Versagens bei der Stummelwelle stark vermindert werden. Weiterhin wird die Last über den gesamten Abstand zwischen
der Stummelwellenhalterung oder der Klammer bzw. Zange und der Mitte des rückwärtigen Lagers innerhalb der Walze verteilt,
und zwar im Unterschied zu einer herkömmlichen rotierenden Stummelwelle, bei welcher die Spannungen auf den Walzenhals
konzentriert werden·
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Die Erfindung wird nachfolgend beispielsweise anhand der Zeichnung beschrieben; in dieser zeigen:
Fig. 1 einen schematischen Querschnitt durch eine Lageranordnung auf einer Walze und
Fig. 2 einen weiteren schematischen Querschnitt einer Walze, welche einstellbare Leiteinrichtungen enthält.
In der Zeichnung ist ein Ende einer Walze 7 dargestellt, welche hohl oder massiv sein kann und welche an jedem Ende
eine entsprechende Einrichtung zur Aufnahme einer Lageranordnung hat. Im Falle einer massiven Walze ist eine getrennte
Einrichtung hierzu nicht erforderlich, bei der dargestellten Anordnung jedoch weist diese Einrichtung, die als Sockel bezeichnet
werden kann, einen verminderten Innendurchmesser auf
und besteht aus einer Hülse 6, welche in das Ende der Walze eingesetzt ist. Die Hülse 6 ist fest in der Walze 7 angebracht
und ist durch Schweißung oder auf andere Art mit dem Ende der Walze verbunden. Zur Veranschaulichung ist eine Anordnung gewählt,
bei welcher die Hülse 6 im Schrumpfsitz angebracht ist. Die Hülse 6 weist Gegenbohrungen auf, wobei das innere Ende
eine kleinere Bohrung hat als das äußere Ende, wobei der Zwischenabschnitt weggeschnitten ist.
Eine Lageranordnung ist in einem Gehäuse 4· untergebracht, welches
in einem bequemen Gleitaitz in der Hülse 6 angeordnet ist. Die äußere zylindrische Oberfläche des Gehäuses 4 ist abgestuft,
so daß das innerste und kleinere Ende des Gehäuses eng in das innere Ende der Hülse 6 hineinpaßt und das äußere Ende des Gehäuses
4 in das äußere Ende der Hülse 6 hineinpaßt, wobei ein mittlerer Teil wiederum weggeschnitten ist. Diese Anordnung
bringt es mit sich, daß nach der teilweisen Herausnahme des Gehäuses aus der Hülse, beispielsweise mit Hilfe einer mechanischen
Einrichtung, die Lageranordnung leicht von Hand heraus-
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genommen werden kann· Das innere Ende des Gehäuses 4 ist
durch, eine abgerundete rückwärtige Abdeckung 21 verschlossen,
welche das Einsetzen des Gehäuses in das innere Ende der Hülse 6 erleichtert·
Innerhalb des Gehäuses 4 sind innere bzw· äußere Lager 8
bzw. 81 angeordnet, von denen jeder als laufring ausgebildet
ist, der zwei Sätze von abgeschrägten Walzen 9 aufweist. In der Bohrung des Gehäuses 4 sind Schultern eingearbeitet,
welche für eine positive Anordnung der zwei laufringe sorgen.
Die äußeren Lagerschalen werden durch Abdeckungen 3 und 3' an Ort und Stelle gehalten. Die Abdeckung 3' dichtet die
Rückseite der Anordnung vollständig ab und weist ein Druckentlastungsventil 18 auf. Die Abdeckung 3 trägt Lippendichtungen
2, welche an einer Welle 15 anliegen und derart aasgebildet sind, daß sie ein Schmiermittel enthalten, wobei sie
zugleich Fremdkörper oder !fremdstoffe abhalten. Die Abdeckung
3 und die vollständige Anordnung werden durch Schrauben 5 an Ort und Stelle gehalten. Die Welle 15 erstreckt sich durch
die Dichtungen 2 in der Abdeckung 3 hindurch und wird von den Lagern 8 und 8* aufgenommen. Die Welle 15 erstreckt sich
von der Walze 7 aus nach außen und wird durch eine Scheibe od· dgl. dagegen gesichert, vollständig herausgenommen zu werden.
Die Dichtungen 2 werden durch Abdeckungen 13 und Stellschrauben 14 gehalten- Die Dichtungen 2 können erforderlichenfalls
ersetzt werden, indem nur die Stellschrauben 14 herausgenommen
werden und weiterhin die Platte 13 herausgenommen wird, ohne daß eine weitere Zerlegung der Einrichtung erforderlich
ist.
Mit 19 ist eine sich verjüngende öffnung bezeichnet, welche
zum Herausnehmen der Patrone aus ihrem Sockel dient. Mit 20 ist eine sich verjüngende öffnung auf der Rückseite des Sockels
bezeichnet, durch welche Ausgleichgewichte angebracht werden können, falls dies erforderlich sein sollte.
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Eine identische Anordnung ist auf der anderen Seite der Walze 7 vorgesehen, welche sich somit in bezug auf zwei feste Wellen
15 drehen kann.
Die Wellen oder Stummelwellen 15 werden in entsprechenden Klammern
oder Zangen 21 gehalten, welche beispielsweise U-förmig
ausgebildete Klammerelemente 22 und 22' aufweisen, die mittels Schrauben 12 miteinander verbunden sind· Vorzugsweise
ist der Abstand χ zwischen der Mitte der Klammer oder Zange 21 geringer als der Abstand y zwischen den Mitten des inneren
und des äußeren Lagers 8 bzw. 81. Diese Abstände bzw. diese
räumliche Anordnung führt zu einer gleichmäßigeren Lastverteilung über die Länge der stationären Stummelwelle, und zwar im
Vergleich zu einer Walze, welche eine integrale Stummelwelle aufweist, die in einem Lager läuft. Dieser letztgenannte Typ
einer Walze ist Ermüdungserscheinungen im Lager ausgesetzt, was zu einem Versagen des Lagers oder zu einem Bruch der Stummelwelle
führen kann. Die Klammern oder Zangen 21 können in einer (nicht dargestellten) Walzenhalterung angeordnet sein.
Gemäß Fig. 2, welche die Walze 7 in einem Teillängsschnitt
darstellt, kann ein Rohr 23 koaxial in jeder hohlen Stummelwelle 24 angeordnet sein, um aufgeheizte Luft oder Dampf dem
Inneren der Walze 7 zuzuführen. Die Walze 7 ist über ihre Längsausdehnung perforiert, wie es durch die öffnungen 25
dargestellt ist, um der aufgeheizten Luft oder dem Dampf zu ermöglichen, daß sie entweichen. Kreisförmige, scheibenförmige
Leitelemente 26 sind an dem inneren Ende jedes Rohres 23 derart angebracht, daß die aufgeheizte Luft oder der Dampf
in verschiedene Abschnitte der Walze 7 geleitet werden kann. Die Rohre 23 sind in axialer Richtung gleitbar angeordnet,
wobei die Gleitbewegung entweder von Hand oder automatisch in Abhängigkeit von einem Peuchtigkeitsprofil ausgeführt werden
kann, welches über eine Bahn gemessen wird, welche über die Walze 7 läuft, oder über eine Bahn, welche in Berührung
mit der letzteren Bahn rotiert. Beispielsweise kann über die
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Walze 7 eine Papierbahn oder eine Trocknungsbahn laufen,
welche auf einer Papierbahn aufliegt. Dies ermöglicht einen gleichmäßigeren Gehalt, der quer über die Papierbahn
erreichbar ist.
Wenn bei der erfindungsgemäßen Walzenlagerung übermäßige
Belastungen auftreten, die zu einem Versagen der Lager führen, so wird die Störung allmählich zu bemerken sein
(im Unterschied zu einem plötzlichen Versagen bei einer herkömmlichen Walzenlagerung), und zwar durch sichtbare
und/oder hörbare Vibrationen, so daß eine angemessene Zeit zur Verfügung steht, entsprechende Vorbereitungen zu treffen,
die vollständige Lageranordnung aus dem Walzenende auf folgende Art auszubauen:
1. Die Papiermaschine (oder eine andere Maschine) wird angehalten, der Körper der Walze wird in geeigneter
Weise abgestützt·
2. Die U-förmigen Klammern oder Zangen oder entsprechende andere geeignete Befestigungseinrichtungen, welche die
Stummelwelle 15 mit dem Rahmen verbinden, werden gelöst und abgenommen.
3· Die Stellschrauben 5 und die Abdeckung 3 werden abgenommen.
4. Die Stellschrauben 5 werden in Gewindebohrungen 19 eingesetzt,
welche in dem Gehäuseflansch ausgebildet sind.
5. Das Lagergehäuse 4· wird herausgebracht, typischerweise
etwa 5 cm. Durch diesen Vorgang wird die Lageranordnung vollständig frei, wodurch die Möglichkeit besteht, daß
die gesamte Einheit einschließlich der Spindellager und des Lagergehäuses aus dem Ende der Walze herausgenommen
werden kann, welche ihrerseits in der Papiermaschine (oder in einer anderen Maschine) verbleibt.
6. Die vollständige Austauschanordnung wird in die Walze eingesetzt, und zwar in das Walzenende, bis die Lager-
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flächen in die entsprechende Berührung miteinander gelangen. Die Stellschrauben 5 werden eingesetzt, und die gesamte Anordnung
wird in ihre Arbeitsstellung gezogen.
7. Die öffnungen in der Lagerabdeckung und in dem Gehäuseflansch
werden mit den Gewindebohrungen in dem Walzenende in eine fluchtende Anordnung gebracht, und die Niederhalteschrauben
werden eingesetzt und festgezogen, so daß das Gehäuse 4- in seine Arbeitsstellung gebracht wird.
8. Die U-Klammern oder Zangen oder eine andere Befestigungseinrichtung
der Stummelwelle 15 wird wieder befestigt, und nachdem die Stützeinrichtungen wieder weggenommen wurden, die zur
Stützung der Walze während des Austauschvorgangs angebracht wurden, ist die Maschine wieder betriebsbereit.
Gemäß der Erfindung sind somit die folgenden Vorteile erreichbar:
1. Der Austausch einer durch Verschleiß oder Beschädigung unbrauchbar
gewordenen Anordnung erfordert kein schweres Hubwerkzeug, und außerdem ist keine besonders lange Drehbank
erforderlich.
2. Sämtliche Reparaturarbeiten an der beschädigten Lageranordnung können zu einer geeigneten Zeit und an einem geeigneten
Ort auf einer verhältnismäßig kleinen Werkstattausrustung
ausgeführt werden.
J. Eine Fehlausrichtung der Lager ist ausgeschlossen, und zwar
unabhängig von der Anordnung der Walze oder einer entsprechenden Fehlausrichtung.
4. Da die einzige praktische Begrenzung für die Größe der Lager durch die Abmessungen der Walze selbst gegeben ist, können
größere (und deshalb stärkere) Lager und Stummelwellen verwendet werden.
5- Es brauchen lediglich komplette Unterbaugruppen (Spindel,
Lager und Gehäuse) auf Lager gehalten zu werden, anstatt vollständiger Walzen.
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6. Vorhandene Walzen herkömmlicher Bauart können leicht gemäß
der Erfindung umgebaut werden, indem herkömmliche Ingenineurtechnik angewandt wird.
7· Die erfindungsgemäße Anordnung führt zu allenfalls einer minimalen
Gewichtszunahme, sofern überhaupt eine Gewichtszunahme erforderlich ist, wenn das Gesamtgewicht der Walze und ihrer
Lager betrachtet wird.
8. Die Abdeckung auf den Enden der Walze schützt die innere Anordnung gegen das Eindringen von Schmutz, Feuchtigkeit
oder anderen Stoffen, welche zu einer verstärkten Abnutzung führen können, wobei zugleich auch korrosionsfördernde Stoffe
abgehalten werden.
9. Eine Walze, welche in einer erfindungsgemäßen Lageranordnung
gelagert ist, kann in der vorteilhaftesten Position in der Papiermaschine in bezug auf andere Walzen gelagert werden,
was schwierig ist, wenn nicht überhaupt unmöglich, wenn herkömmliche
Walzen in Betracht gezogen werden.
10. Die Lageranordnung kann vorab im Hinblick auf eine möglichst lange Lebensdauer mit einer entsprechenden Packung für Schmiermittel
versehen werden, und es kann weiterhin beispielsweise mit Hilfe geeignet angebrachter Schmiernippel wie 10 dafür
gesorgt werden, daß erforderlichenfalls über den Kanal 11 frisches Schmiermittel eingegeben werden kann, während die
Walze läuft.
11. Dem Papiermaschinenrahmen kann eine zusätzliche Stabilität dadurch erteilt werden, daß eine breitere Klammer oder Zange
1 verwendet wird.
12. Die gesamte Anordnung kann derart getroffen werden, daß sie in vorhandene Klammern oder Zangen auf einer Papiermaschine
oder einer anderen Papiermaschine hineinpaßt.
- Patentansprüche -
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Claims (10)
- ~12- 2840754Patentansprüche,\ Lagereinheit für eine Walze, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gehäuse vorgesehen ist, welches derart ausgebildet ist, daß es in einer Ausnehmung in einem Ende der Walze angeordnet ist, daß weiterhin ein Paar von Lagern in dem Gehäuse angeordnet sind und daß eine Stummelwelle von den Lagern aufgenommen ist und sich über das Ende der Walze hinaus erstreckt, wo es in einer Klammer oder Zange gehalten ist.
- 2. Lagereinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Sockel vorgesehen ist, welcher derart ausgebildet ist, daß er in der Ausnehmung in dem Ende der Walze aufgenommen ist, und daß das Gehäuse lösbar in dem Sockel angebracht ist.
- 3· Lagereinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß der Sockel durch eine Hülse gebildet ist, welche in dem Walzenende befestigt ist, und daß das Gehäuse in der Hülse in einem engen Gleitsitz oder einem Preßsitz angebracht ist.
- 4. Lagereinheit nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl die Hülse als auch das Gehäuse derart abgestuft sind, daß dann, wenn das Gehäuse voll in die Hülse eingesetzt ist, beide Enden des Gehäuses eng eingepaßt sind und ein Abschnitt des Gehäuses zwischen seinen Enden auf Abstand von der Hülse angeordnet ist. ,
- 5. Lagereinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß jedes Lager als Laufring ausgebildet ist, welcher zwei Sätze von abgeschrägten Walzen enthält.609814/0867
- 6. Lagereinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Abdeckplatte vorgesehen ist, welche derart ausgebildet ist, daß sie in das Ende der Walze hineinpaßt, daß die Abdeckplatte öffnungen aufweist, welche dazu dienen, die Stummelwelle aufzunehmen, und daß Dichtungseinrichtungen vorgesehen sind, welche in der Öffnung angeordnet sind, um ein Schmiermittel zurückzuhalten.
- 7· Walze für eine Papierherstellungsmaschine, dadurch gekennzeichnet , daß sie eine Lagereinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche aufweist, und zwar an jedem Ende der Walze.
- 8. Walze nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet , daß die Walze hohl ausgebildet ist und entlang ihrer Längsausdehnung Perforationen aufweist, wodurch aufgeheizte Luft oder Dampf zum Trocknen einer Papierbahn durch die Walze und durch die Perforationen hindurchgeführt werden kann.
- 9. Walze nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet , daß eine Reihe von einstellbaren Leitelementen vorgesehen sind, welche dazu dienen, die aufgeheizte Luft oder den Dampf im Betrieb verschiedenen Abschnitten der Walze zuzuführen.
- 10. Walzengestell für eine Papierherstellungsmaschine, welches eine oder mehrere Walzen nach einem der Ansprüche 7 bis 9 aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Stummelwellen an jedem Ende jeder Walze in einer entsprechenden Klammer oder Zange gehalten sind, welche an dem Gestell angebracht ist, und daß der Abstand zwischen der Mitte der Lager größer ist als der Abstand zwischen der Mitte des äußersten Lagers und der Mitte der entsprechenden Klammer oder Zange.609814/0 867
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