DE2942002A1

DE2942002A1 - Druckbehandlungswalze

Info

Publication number: DE2942002A1
Application number: DE19792942002
Authority: DE
Inventors: Dieter 5910 Kreuztal Junk; Josef Dr.-Ing. 4150 Krefeld Pav
Original assignee: Kleinewefers GmbH
Current assignee: Kleinewefers GmbH
Priority date: 1979-10-17
Filing date: 1979-10-17
Publication date: 1981-05-07
Also published as: FI68709B; CA1139140A; IT8068587A0; SE8007256L; FI803130L; DE2942002C2; SE439346B; JPS6029008B2; GB2060822A; CH655552B; US4328744A; JPS579320A; FI68709C; GB2060822B; IT1129318B

Description

Druckbehandlungswalze

Die Erfindung bezieht sich auf eine Druckbehandlungswalze mit einem hohlen, durch eine Gegenwalze mit Druck belastbaren Walzenmantel, mit einem diesen durchsetzenden, feststehenden Träger und mit mindestens einem Lagerelement, das von einem zwischen ihm und dem Träger wirksamen, Kolben und Zylinder aufweisenden, hydraulischen Druckgeber mit einer insbesondere für eine hydrostatische Lagerung ausgebildeten Lagerfläche, die sich in Umfangsrichtung erheblich über den Druckgeberquerschnitt hinaus erstreckt, gegen den Innenumfang des Walzenmantels druckbar und mit einer Abstützfläche verbunden ist, die zur Abstützung von quer zur Druckbelastungsebene verlaufenden Querkräften an einer mit dem Träger verbundene FUhrungsfläche gleitend anliegt.

Derartige Druckbehandlungswalzen sind für zahlreiche Anwendungszwecke geeignet, beispielsweise für Kalander, Glättwerke, Pressenpartien von Papier-, Zellstoff- und Druckmaschinen oder Walzwerke für Stahl, Kunststoff und dergleichen.

Bei einer bekannten Walze dieser Art (DE-AS 11 93792) sind mehrere vom selben Druck Beaufschlagte Druckgeber mit zugehörigem

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Lagerelement axial nebeneinander angeordnet. Sie sollen eine Durchbiegung des Walzenmantels vermindern bzw. den zwischen Ihm und der Gegenwalze ausgeübten Druck vergleichmäßigen. Die Druckgeber weisen jeweils einen mit dem Lagerelement fest verbundenen Kolben auf, der über seine Ltnge In einem Im Träger ausgebildeten Zylinder geführt 1st. Das Lagerelement erstreckt sich zur Vergrößerung der Lagerfläche In Umfangerichtung erheblich über den Querschnitt des Druckgebers hinaus. In der Lagerfläche sind Taschen vorgesehen, denen ein Gleitmittel unter Druck zugeführt wird, um eine hydrostatische Lagerung zu erzielen.

Bei derartigen Druckbehandlungswalzen wird der Walzenmantel auch von Querkräften belastet, die quer zu der durch die Achsen der benachbarten Walzen gehenden Druckbelastungsebene stehen. Hierbei handelt es sich in erster Linie um Tangentialkräfte, die aufgrund der Reibung zwischen Walzenmantel und zu behandelndem Bahnmaterial bzw. der Gegenwalze auftreten und besonders groß sind, wenn über den Walzenmantel Antriebskräfte geleitet werden Querkräfte entstehen aber auch aufgrund der Eigenlast des Walzenmantels, wenn die Druckbelastungsebene einen Winkel zur Vertikalebene einschließt. Diese Querkräfte führen zu einer Durchbiegung des Walzenmantels quer zur Druckbelastungsebene _f was eine Verlagerung der Berührungelinie zwischen den beiden Walzen und eine Veränderung des Walzenapaltes nach sich zieht. Dies ist für viele Anwendungszwecke unerwünscht, da sich damit auch die Eigenschaften des zwischen den Walzen hindurchgefühlten Materials, zum Beispiel die Dioke einer Papierbahn, ändern. Das Lagerelement wird vom Walzenmantel in Querrichtung mitgenommen, sofern es nicht, wie im bekannten Fall, infolge der engen Führung des Druckgeber-Kolbens im zugehörigen Zylinder hieran gehindert wird. Nun rufen aber die vom Walzenmantel auf das Lagerelement ausgeübten Querkräfte ein Drehmoment hervor, das das Lagerelement zu kippen versucht. Infolgedessen

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ergibt sich eine Verklemmung des Druckgeber-Kolbens im Zylinder und eine Beeinträchtigung der normalen Arbeltsweise dieses Druekgebers. Außerdem ist die Lagerfläche des Lagerelements nicht mehr genau dem Innenumfang des Walzenmantel angepaßt, was bei einer hydrostatischen Lagerung zu unzureichender Abstützung und hohem Druckmittelverbrauch führen kann.

Es ist ferner eine Druckbehandlungswalze bekannt (DE-OS 27 035), bei der ein sich in Valzenaohsrichtung erstreckendes Lagerelement durch mindestens zwei axial gegeneinander versetzte Druckgeber belastet ist. Hierbei kann der Kolben auch fest am Träger befestigt und der Zylinder im Lagerelement ausgebildet sein. Zwischen Kolben und Zylinder ist ein erhebliches, durch eine elastische Dichtung überbrücktes Spiel vorgesehen. Infolgedessen kann das Lagerelement der Querverformung des Walzenmantels frei folgen. Da das Lagerelement keine Querkräfte aufnimmt, ist die Querverformung sehr groß. Außerdem liegt nunmehr die Wirkrichtung des Druckgebers derart außerhalb der Druckbelastungsebene, daß die Querverformung noch unterstützt wird.

Des weiteren ist eine Druckbehandlungswalze bekannt (DE-OS 25 048), bei der in verschiedenen Querschnittsebenen je zwei vom selben Druck beaufschlagte Druckgeber radial angeordnet sind, die symmetrisch zur Druckbelastungsebene stehen. Auch mit dieser Konstruktion lassen sich Tangentialkräfte nicht berücksichtigen. Darüber hinaus besteht die Gefahr, daß der Walzenmantel zwischen den beiden Lagerelementen von der äußeren Druckbelastung flachgedrückt wird, so daß sich statt der erwünschten LinienberUhrung zwischen den Walzen eine flächige Berührung ergibt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Druckbehandlungswalze der eingangs beschriebenen Art anzugeben, bei der die Verformung oder Verlagerung des Walzenmantels quer zur Druckbehandlungsebene verringert oder ganz beseitigt wird, ohne daß

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die normale Arbeitsweise von Druckgeber und/oder Lagerelement beeinträchtigt wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß mindestens zwei Druckgeber in Umfangsriehtung versetzt am Lagerelement angreifen und daß beiden Druckgebern Druckmittel mit unterschiedlichem Druck zuf Uhrbar ist.

Bei dieser Konstruktion Übernimmt das Lagerelement in erheblichem Itafang Querkräfte vom Walzenmantel und überträgt sie über die an der PUhrungsfläche anliegenden Abstutzfläche auf den Träger. Das hierbei unvermeidbare Drehmoment wird dadurch kompensiert, daß mit Hilfe der mindestes zwei in umfangsriehtung versetzten Druckgeber auf das Lagerelement ein entgegengerichtetes Kippmoment ausgeübt werden kann. Auf diese Weise lassen sich bisher unvermeidbare Verklemmungen zwischen Abstütz- und Pöhrungsflächen, beispielsweise dem zylindrischen Kolbenuafang/Üwr entsprechenden Zylinderbohrung, verhindern. Eine Verformung oder Verlagerung der Hohlwalze in Querrichtung kann daher weitgehend vermieden werden, ohne daß die Arbeit des Druckgebers beeinträchtigt wird.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform bilden AbstUtz- und FUhrungsflächen ein Kippgelenk, das ein Kippen um eine zur Walzenachse parallele Achse zuläßt. Dies erlaubt es, mit Hilfe der mindestens zwei Druckgeber ein solches Gegenkippmoment auf das Lagerelement auszuüben, daß dieses über die Mittelstellung hinaus gekippt wird. Die nunmehr auf den Walzenmantel ausgeübte Kraft besitzt eine Komponente, welche der Querkraft entgegengerichtet 1st. Auf diese Weise gelingt es, den Walzenmantel gegenüber einer Verlagerung in Querrichtung praktisch vollständig zu stabilisieren. Diese Kippbarkeit erlaubt es ferner, die Lagerfläche des Lagerelement· dem Innenumfang des Walzenmantels genau anzupassen, so daß sich durchgehend ein für die hydrostatische Lagerung optimaler Spalt ergibt.

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Das Kippgelenk kann beispielsweise eine ebene und eine gewölbte Fläche aufweisen, die als Abstütz- und Führungsfläche aneinanderliegen.

Eine andere Möglichkeit besteht darin, daß das Kippgelenk eine kugelige und eine zylindrische Fläche aufweist, die als Abstütz- und FUhrungsfläche aneinander anliegen. Diese Ausbildung erlaubt auch ein Kippen um eine senkrecht ^Druckbelastungsebene stehende Achse. Das Lagerelement ist daher unbeeinflußt von einer Durchbiegung des Trägers und kann mit seiner Lagerfläche immer eine konzentrische Lage zur inneren Oberfläche des Walzenmantels einnehmen.

Mit besonderm Vorteil sind die Druckgeber getrennt von der Abstütz- und Führungsfläche ausgebildet. Dadurch daß der Druckgeber keine FUhrungsfunktion mehr hat, bereitet es keine Schwierigkeiten, ihn mit elastischen Dichtungen auszustatten. Diese dienen nur ihrer Dichtungsfunktion und sind von zusätzlichen Belastungen frei, so daß sie auch eine hohe Lebensdauer haben.

Günstig ist es ferner, wenn die Führungs- und Arbeitsfläche im Inneren des Lagerelements ausgebildet ist. Auf diese Weise ist das Kippmoment, das vom Walzenmantel auf das Lagerelement ausgeübt werden kann, verhältnismäßig klein. Entsprechend klein können die zusätzlichen Druckgeber ausgelegt werden.

Bei einer bevorzugten Konstruktion greift zur Bildung des Kippgelenks eine mittels eines Schafts vom Träger getragene Kugel in eine zylindrische Bohrung im Lagerelement ein.

Eine andere Möglichkeit zur Bildung des Kippgelenks besteht darin, daß das Lagerelement zwei seitliche Ausleger aufweist, die innen parallel verlaufende Abstutzflächen aufweisen, welche mit außen am Träger vorgesehenen sphärischen FUhrungsflächen zusammenwirken. Auch bei dieser Ausgestaltung ist eine Kipp-

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möglichkeit zur Anpassung an eine Durchbiegung des Trägers gegeben.

Bezüglich der Anordnung der Druckgeber gibt es zahlreiche Möglichkeiten*· Beispielsweise können zwei Druckgeber symmetrisch zur Druckbelastungsebene angeordnet sein. Durch unterschiedliche Druckbeaufschlagung läßt es sich erreichen, daß einerseits die gewünschte Kompensationskraft in der Druckbelastungsebene und andererseits das gewünschte Gegenkippmoment erzeugt werden.

Bei einer anderen Ausführungsform ist ein Hilfs-Druckgeber auf einer Seite eines in der Druckbelastungsebene befindlichen Haupt-Druckgebers angeordnet. Hierbei kann der Haupt-Druckgeber im wesentlichen für die Kompensation in der Druckbelastungsebene ausgelegt sein, während der Hilfs-Druckgeber das Gegenkippmoment berücksichtigt. Eine einseitige Anordnung reicht aus, wenn nur eine einsinnig wirkende Querkraft zu erwarten ist.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist jedoch dafür gesorgt, daß zwei Hilfs-Druckgeber symmetrisch zu beiden Seiten eines in der Druckbelastungsebene befindlichen Haupt-Druckgebers angeordnet sind. Hierbei spielt die Drehrichtung des Walzenmantels keine Rolle. Außerdem können die beiden Hilfs-Druckgeber zur Unterstützung des Haupt-Druckgebers benutzt werden, wobei trotzdem ein gewünschtes Gegenkippmoment erzeugt werden kann.

Eine kleine Bauform ergibt sich, wenn die Druckgeber parallel und direkt nebeneinander angeordnet sind.

Bei einer anderen AusfUhrungsform ist dafür gesorgt, daß der oder die Hilfs-Druckgeber mit Abstand vom Haupt-Druckgeber angeordnet sind, an einem Ausleger des Lagerelements angreifen und etwa radial geriohtet sind. Wegen des großen Hebelarms reichen

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vergleichsweise kleine Druckkräfte Im Hilfe-Druckgeber, um ein gewünschtes Gegenkippmoment zu erzeugen bzw. um die Verformung des Walzenmantels zu verhindern. Die besten Ergebnisse zeigen sich hierbei, wenn die Hilfs-Druckgeber etwa in der senkrecht zur Druckbelastungsebene verlaufenden Mittelebene des Walzenmantels angeordnet sind.

In manchen Fällen empfiehlt es eich, daß die Hilfs-Druckgeber zwischen Walzenmantel und Lagerelement geschaltet sind und sich mit einer Lagerfläche am Innenumfang des Walzenmantels abstützen. Auch auf diese Weise läßt sich ein Gegenkippmoment erzeugen. Besonders günstig ist dies, wenn die Hilfs-Druckgeber vom Haupt-Druckgeber entfernt angeordnet sind, weil sie dann mit ihren Lagerflächen ihre relative Lage zum Walzenmantel beibehalten, wenn das Lagerelement einer Bewegung des Walzenmantels in der Druckbelastungsebene folgt.

In der Regel kann der Querschnitt eines Hilfs-Druckgebers kleiner sein als derjenige eines Haupt-Druckgebers.

Dies läßt sich vielfach dadurch erreichen, daß der Haupt-Druckgeber durch zwei axial nebeneinander angeordnete Kolben-Zylinder-Anordnungen gebildet ist.

Häufig ist es günstig, wenn mit Haupt-Druckgebern und Hilfs-Druckgebern ausgestattete Lagerelemente auf einander gegenüberliegenden Seiten des Trägers angeordnet sind. Auf diese Weise läßt sich der Walzenmantel an zwei Stellen in Querrichtung stabilisieren.

Mit dieser Maßnahme ist es sogar möglich, daß der Walzenmantel ausschließlich auf den Lagerelementen gelagert ist. Damit entfallen all diejenigen Verformungen des Walzenmantels, die auftreten, wenn der Walzenmantel an den Enden ringförmige Lager aufweist und gleichzeitig Tangentialkräfte! ausgesetzt ist. Es

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ist sogar möglich, eine gewisse Verlagerung des Walzenspaltes in Querrichtung zuzulassen, weil die Lagerelemente durch die Hilfs-Druokgeber derart gekippt werden können, daß sich auch nach dieser Verlagerung ein über die Walzenbreite konstanter Spalt mit eindeutigen Druckverhältaissen ergibt.

In diesem Zusammenhang ist es auch günstig, wenn das Lagerelement den Träger umschließt und auf der der Gegendruckwalze gegenüberliegenden Seite zwischen Lagerelement und Walzenmantel ein zusätzlicher Druckgeber angeordnet ist, der sich mit einer Lagerfläche am Innenumfang des Walzenmantels abstutzt. Mit dies« Druckgeber kann beispielsweise der Walzenmantel rasch von der Oegenwalze getrennt werden.

Die Erfindung wird nachstehend anhand in der Zeichnung dargestellter, bevorzugter Ausführungsbeisptte näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Druckbehandlungswalze ,

Fig. 1a einen dahinter liegenden Teilquerschnitt längs der Linie A-A in Fig. 2,

Fig. 2 eine Draufsicht auf das Lagerelement der Fig. 1, Fig. 3 eine Draufsicht auf ein abgewandeltes Lagerelement,

Fig. 4 eine Draufsicht auf eine weitere Aueführungsform eines Lagerelements,

Fig. 5 einen Teilquerschnitt durch eine gegenüber Fig. 1 geringfügig abgewandelte Ausführungsform,

Fig. 6 einen schematischen Längsschnitt durch eine erfindungs-

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gemäße Druckbehandlungswalze,

Fig. 7 einen Querschnitt durch die Walze der Fig. 6,

Teil

Fig. 8 einen (querschnitt durch eine abgewandelte AusfUhrungsform,

Fig. 9 einen Querschnitt durch ein anderes Ausführungsbeispiel,

Fig. 10 eine nochmals abgewandelte AusfUhrungsform im Teilquerschnitt,

Fig. 11 einen Querschnitt durch eine weitere Ausführungsform und

Fig. 12 schematisch die Kraftverhältnisse bei von der Vertikalebene abweichender Druckbelastungsebene.

Bei der AusfUhrungeform nach Fig. 1 wirkt eine Druckbehandlungswalze 1 mit einer Gegenwalze 2 derart zusammen, daß im Walzenspalt 3 ein bahnförmiges Arbeitsgut mit Druck behandelt werden kann. Zu diesem Zweck wird die Gegenwalze 2 mit der Kraft P nach unten gedruckt. Die eine der beiden Walzen wird angetrieben und nimmt dabei die andere Walze mit.

Die Druckbehandlungswalze 1 weist einen hohlen Walzenmantel 4 auf. Durch seinen Hohlraum 5 erstreckt sich ein Träger 6 , der an seinen Enden ortsfest gehalten ist. Ein Lagerelement 7 liegt mit seiner Lagerfläche 8 an dem Innenumfang 9 des Walzenmantels 4 an. Die Lagerfläche ist zur Erzielung einer hydrostatischen Lagerung mit Taschen 10, 11 und 12 versehen, denen ein gleitfähiges Druckmittel zugeführt wird.

In der Druckbelastungsebene 13, welche duroh die Achsen der Walzen 1 und 2 hindurchgeht, ist ein Haupt-Druckgeber 14 ange-

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ordnet. Auf beiden Selten befindet sich je ein Hilfs-Druokgeber 15 bzw. 16. Alle drei Druckgeber velsen als Kolben 17» 18 bzw. 19 einen fest In den Träger 6 eingesetzten Bolzen auf. Diese Kolben greifen In Zylinder 20, 21 bzw. 22, welche la Lagerelement 7 ausgebildet sind. Die Kolben sitzen mit erheblichem Spiel in ihren Zylindern und sind mit Sichtringen 23 abgedichtet. Außerdem ist jedem Druckgeber eine Druckmittelzuleitung 24, 25 bzw. 25a zugeordnet, so da6 ihnen Druckmittel mit unterschiedlichem Druck zugeführt werden kann. Yen den Zylinderräumen führen Kanäle 26 zu den Taschen, so daß das Druckmittel gleichzeitig für die hydrostatische Lagerung ausgenutzt wird.

Außerdem ist ein Kippgelenk K vorgesehen, das in Fig. 1a näher veranschaulicht ist. Es weist im Lagerelement 7 eine Bohrung 27, dessen Umfangefläche eine Abstütz fläche 28 bildet, und eine Kugel 29, dosen Oberfläche eine Führung^lache 30 bildet, an einem im Träger 6 eingesetzten Schaft 31 auf. Die Kugel 29 ist mit so geringem Spiel in der Bohrung 27 gehalten, daß zwar ein Kippen, nicht aber eine Querverschiebung des Lagerelements 7 möglich ist.

Infolge der Reibungemitnahme der einen Walze durch die andere entsteht eine Querkraft Q, welche bestrebt 1st, die Walze 1 naoh rechts zu verlagern oder - wenn sie an den Enden in Drehlagern gehalten 1st - in der Mitte naoh rechts durchzubiegen. Dies führt zu einer unerwünschten Verformung des Spaltes 3. Wäre nur der Haupt-Druckgeber 14 Vorhemden, könnte diese Verlagerung auch nicht verhindert werden. Denn die Querkraft wird auf das Lagerelement 7 übertragen, verschiebt dieses, bis die Wand des Zylinders 20 am Kolben 17 anliegt und übt gleichzeitig ein im Uhrzeigersinn wirkendes Kippmoment auf das Lagerelement 7 aus.

Erfindungsgemäß wird die Querverschiebung dadurch verhindert, daß die Abstützfläche 28 gleitend an der Führungsfläche 30 anliegt und dadirch die Querkräfte aufnimmt. Die Kippbewegung

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wird dadurch verhindert, daß dem Hilfe-Druckgeber 16 soviel Druck zugeführt wird, daß ein dem beschriebenen Kippmoment entsprechendes Gegenkippmoment erzeugt wird. Wenn das Lagerelement 7 so in seiner Position gehalten wird, kann auch der Walzenmantel 4 nicht zur Seite ausweichen. Bei besonders großen Querkräften ist es auch möglich, das Gegenkippmoment so groß zu wählen, daß sich das Lagerelement 7 im Gegenuhrzelgersinn schräg stellt. Dann hat die von den Druckgebern erzeugte Kraft eine Komponente, die der Tangentialkraft Q entgegengesetzt ist, wodurch die Verlagerung des Walzenmantels mit Sicherheit verhindert wird. Bei einem Antrieb in entgegengesetzter Richtung wird das Gegenkippmoment vom Hilfs-Druckgeber 15 erzeugt. Wenn sich der Träger 6 durchbiegen sollte, kann das Lagerelement 7 durch Kippen um das Kippgelenk K mit seiner Lagerfläche am Innenumfang 9 des Walzenmantels 4 ausgerichtet bleiben.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 1st ein Lagerelement 32 vorgesehen, bei dem ein Haupt-Druckgeber 33 zwei Zylinder-Kolben-Anordnungen aufweist, während die Hilfs-Druokgeber 34 und 35 denjenigen der Fig. 1 entsprechen. Aus diesem Grund sieht man in der Draufsicht auf die Lagerfläche 36 zwei kleine Tasohen 37 und 37a im Bereich der Hilf«-Druckgeber und zwei unterteilte größere Taschen 38 und 38a/Sesffaupx-Druckgebers. Hierbei kann das Kippgelenk K auf der die Hilfs-Druckgeber-Achsen durchsetzenden Mittellinie angeordnet werden.

Bei der Ausführungeform nach Fig. 4 ist ein Lagerelement 39 mit einem Haupt-Druckgeber, der wiederum zwei Kolben»ZyIInder-Anordnungen aufweist und einem Hilfs-Druckgeber 41 vorgesehen. Dementsprechend ergeben sich in der Lagerfläche 42 eine kleine Tasche 43 und zwei unterteilte größere Taschen 44 und 45. Diese Konstruktion ist für Walzenbestimmt, die nur einsinnig umlaufen bzw. von einer einsinnig gerichteten Querkraft belastet sind.

Fig. 5 zeigt eine Abwandlung der AusfUhrungsform nach Fig. 1,

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bei der für gleiche Teile dieselben Berugszeichen, für abgewandelte Teile dagegen mit einem Apostroph versehene Bezugszeichen verwendet sind. Der wesentliche Unterschied besteht darin, daß das Kippgelenk K mit Hilfe des Kolbens 19* gebildet ist. Zu diesem Zweck besitzt der Kolben einen kugelförmigen Kopf 29', dessen Durchmesser praktisch dem Druchmesser des Zylinders 22 entspricht. Infolgedessen dient die innere Zylinderwand als Abstutzfläche 28' und die Kugeloberfläche als FUhrungsflache 30'.

Fig. 6 zeigt im Längsschnitt eine Druckbehandlungiwalze 51 in Verbindung mit einer Gegenwalze 52 veranschaulicht. Wiederum ist ein Walzenmantel 53 und ein feststehender Träger 54 vorgesehen. Letzterer ist in Ständern 55 bzw. 56 in Schwenklagern bzw. 58 gehalten. In diesem Fall sind nicht nur Lagerelemente 59 an der der Gegenwalze 52 zugewandten Seite des Walzenmantels 53 angeordnet, sondern auch Lagerelemente 60 auf der gegenüberliegenden Seite, über die Walzenbreite verteilt sind jeweils acht solche Lagerelemente 59 bzw. 60 vorgesehen. Sie sind nur schematisch dargestellt, können aber der AusfUhrungsform der Fig. 7 entsprechen.

Das Lagerelement 59 wird durch einen Haupt-Druckgeber 61 und zwei Hilfs-Druckgeber 62 und 63 beaufschlagt. Diese bestehen Je aus einem im Träger 54 feststehenden Kolben 64, 65 und 66 Bowie einem zugehörigen Zylinder 67, 68 und 69 im Lagerelement 59. Den Druckgebern 61, 62 und 63 sind £ufrohrleitungen 70, 71 und 72 im Träger 54 zugeordnet, Über die Druckmittel unterschiedlichen Drucks zugeführt werden kann. Wie Fig. 5 zeigt, sind axial versetzte Lagerelemente 59 in Gruppen a, b und c zusammengefaßt, bei denen gleichartige Druckgeber an eine gemeinsame Leitung angeschlossen und daher mit dem gleichen Druck versorgt werden können. In ähnlicher Weise hat auch das Lagerelement 60 einen Haupt-Druckgeber 73 und zwei Hilfs-Druckgeber 74 und 75, die je über eine Druckleitung 76, 77 bzw. 78 mit

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unterschiedlichem Druck versorgt werden kennen. Jedem Lagerelement 59, 60 ist ein Kippgelenk K zugeordnet, das demjenigen der Fig. 1a entspricht, bei dem aber die Kugel nicht am Träger sondern am Lagerelement befestigt ist. Eine solche Anordnung erlaubt es, auf eine Drehlagerung des WaI-zenmantels an den Enden zu verzichten. Es brauchen lediglich Anschläge 79 vorgesehen zu sein, welche eine Axialverschiebung des Walzenmantels 53 verhindern.

Bei einer AusfUhrungsform nach Fig. 8 ist ein Walzenmantel 80, ein Träger 81 und ein Lagerelement 82 vorhanden. Außerdem gibt es zwei Druckgeber 83 und 84, von denen der eine als Haupt-Druckgeber und der andere als Hilfs-Druckgeber bezeichnet werden kann. Jeder weist einen feststehenden Kolben 85 bzw. 86 und zugehörige Zylinder 87 und 88 auf. Als Kippgelenk K und zur Führung dient eine Leiste 89, die an konvexen Wänden FUhrungsflächen 90 besitzt und mit ebenen Abstutzflächen 91 am Lagerelement 82 zusammenwirkt, welche parallel zur Druckbelastungsebene 13 verlaufen. Stattdessen kann auch hier eine Kugel in eine Bohrung des Lagerelements greifen.

Bei der AusfUhrungsform nach Fig. 9 ist ein Walzenmantel 99, ein Träger 100 und ein Lagerelement 101 vorgesehen. Ein Haupt-Druckgeber 102 weist einen Zylinder 103 im Träger 100 und einen Kolben 104 am Lagerelement 101 auf. Ferner besitzt das Lagerelement Ausleger 105 und 106, zwischen denen und dem Innenumfang 107 des Mantels 99 Je ein Hilfs-Druckgeber 108 und 109 angeordnet ist. Zu diesem Zweck ist in den Auslegern Je ein Zylinder 110 bzw. 111 vorgesehen, in welchem ein Kolben 112 bzw. 113 verschiebbar ist. An dem Kolben sitzt ein weiteres Lagerelement 114 bzw. 115 mit einer Lagerflache 116 bzw. 117. Ausserdem weisen die Ausleger zwei paralle AbstUtzflächen 118 und 119 auf, welche mit sphärischen FUhrungsflächen 120 und 121 am Träger zusammenwirken und ein Kippgelenk K bilden. Des weiteren sind Rohrleitungen 122 zu erkennen, welche die Haupt-

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Drudegeber 102 alt Druckflüssigkeit versorgen, ferner Rohrleitungen 123, welohe die Hilfs-Druckgeber 108 mit Druckflüssigkeit : versorgen und,Rohrleitungen 124, welche die Hilfs-Druckgeber mit Druckflüssigkeit versorgen, wie es durch gestrichelte Verbindungslinien 125, 126 und 127 angedeutet ist.

Wenn bei dieser Konstruktion eine Querkraft Q nach rechts wirkt und auf das Lagerelement 101ein Kippmoment im Uhrzeigersinn hervorruft, kann durch den Hilfs-Druckgeber 108 ein entsprechendes Gegenkippmoment erzeugt werden, so da0 keine Verklemmungen an den PUhrungsflächen 118 bis 121 auftreten.

Bei der AusfUhrungsform naoh Fig. 10 ist ein Walzenmantel 128, ein Träger 129 und ein Lagerelement 130 vorgesehen. Ein Haupt-Druckgeber 131 weist einen feststehenden Kolben 132 und einen Zylinder 133 im Lagerelement 130 auf. Hilfs-Druckgeber 134 sowie 135 bestehen aus einem Zylinder 136 bzw. 137 im Lagerelement 130 und einem Kolben 138 bzw. 139, der mit einer Lagerfläche 140 bzw. 141 am Innenumfang des Mantels 128 anliegt. Wiederum ist ein Kippgelenk K vorgesehen, das demjenigen der Fig. 1a entspricht. Auch hierbei können die Hilfs-Druckgeber bzw. 135 ein Gegenkippmoment erzeugen.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 11 ist eine Hohlwalze 150 sowie ein Träger 151 vorgesehen. Ein Lagerelement 152 weist zu beiden Seiten seiner Lagerfläche 153 zwei Ausleger 154 und 155 auf, die auf der der Gegenwalze gegenüberliegenden Seite durch einen Steg 156 verbunden sind. Es gibt ein Kippgelenk K, das demjenigen der Fig. 1a entspricht, einen Haupt-Druckgeber 157 mit feststehendem Kolben 158 und Zylinder 159, zwei Hilfe-Druckgeber 160 und 161, die Je einen feststehenden Kolben 163 bzw. und ein mit einem Zylinder 165 bzw. 166 versehenes Lagerelement 167 bzw. 168 aufweisen, und einen weiteren Druckgeber 169 mit feststehendem Kolben 170 und einem einen Zylinder 171 aufweisenden Lagerelement 172. Zwischen Träger 151 und Lagerelement ist seitlich ein Spiel vorhanden, damit ein Kippen um das Kipp-

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gelenk K erfolgen kann. Die Betätigung der Hllfs-Druckgeber oder 161 erfolgt in ähnlicher Weise wie bei den Hilfe-Druck- i gebern 108 oder 109 der Fig. 9. Durch Betätigen des zusätzlichen Druckgebers 169 kann der Walzenmantel 150 sehr rasch nach unten geführt und auf diese Weise eine sehr rasche Trennung von der Gegenwalze erzielt werden.

Bei der AusfUhrungsform nach Fig. 12 ist veranschaulicht, welche Kräfte auftreten, wenn die Druckbehandlungswalze 1 der Fig. 1 eine solche Lage zur Gegenwalze 3 hat, daß die Druokbehandlungsebene 13 einen Winkeloczur Vertikalebene bildet. Hierbei addiert sich zu der durch Reibung mit der Gegenwalze 3 auftretenden Querkraft Q die Gewichtskraft G₉ so daß sich die Gesamtkraft F ergibt, deren Querkraft-Komponente Q* größer 1st als der Wert Q. Addiert man die Gesamtkraft F zu der durch die Druckgeber aufgebrachten Kraft P, so steht der Walzenmantel 4 unter einer resultierenden Kraft R, welche unerwünschten Verformungen bzw. Verlagerungen hervorruft. Durch Kippen des Lagerelements 7 im Uhrzeigergegensinn und durch Aufbringen einer Druckkraft P¹ gelingt es, die Kraft F derart zu kompensieren, daß die Resultierende von P' und F die gewünschte Druckkraft P ergibt. Der Winkel β entspricht dem Kippwinkel des Lagerelements 7, wenn eine vollständige Querstabilisierung des Walzenmantels 4 gewünscht wird. Fig. 12 ist hierbei schematisch und grob vereinfacht anzusehen, da für die Bemessung des Kippwinkels der Nullpunkt des Kräftezuges nicht in die Achse des Walzenmantels 4, sondern in den Bereich des Lagerelements 7 zu legen ist.

Insgesamt ergibt sich auf diese Weise ein neuartiges Trag-, FUhrungs- und Stabilisierungssystem für den Deformationsausgleich eines Walzenmantels. Insbesondere wird eine Querverformung oder Querverlagerung aufgrund einer Querkraft-Komponente weitgehend reduziert. Hierdurch läßt sich die Kräfteverteilung im Spalt der zusammenarbeitenden Walzen wesentlich besser als

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bisher beherrschen. Gleichzeitig wird die Kompensation in Richtung der Druckbelastung nicht behindert. Durch den Angriff von mindestens zwei Druckgebern ist ferner sichergestellt, daß das Lagerelement sich nicht aus seiner vorgegebenen räumlichen Lage herausdrehen kann. Wegen der Möglichkeit einer genauen Zuordnung der Lagerfläche zu der Innenumfangsflache des Walzenmantels ergibt sich auch bezüglich der hydrostatischen Lagerung ein sehr genaues Arbeiten. Da der Walzenmantel, auch wenn er an den Enden in Drehlagern gehalten ist, in wesentlich geringerem Maße verformt wird, entfällt auch jegliche mit solchen Verformungen verbundene Wärmeentwicklung, die entsprechende Wärmedehnung und die Herabsetzung der Lebensdauer.

Die Steuerung des den Druckgebern zuzuführenden Drucks kann manuell erfolgen, aber auch in Abhängigkeit von Druck- oder LagefUhlern, welche am Walzenmantel angeordnet sind.

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Claims

Patentansprüche

( 1.) Druckbehandlungswalze mit einem hohlen, durch eine Gegen-—walze mit Druck belastbaren Walzenmantel, mit einem diesen durchsetzenden, feststehenden Träger und mit mindestens einem Lagerelement, das von einem zwischen ihm und dem Träger wirksamen, Kolben und Zylinder aufweisenden, hydraulischen Druckgeber mit einer insbesondere für eine hydrostatische Lagerung ausgebildeten Lagerfläche, die sich in Umfangerichtung erheblich über den Druckgeberquerschnitt hinaus erstreckt, gegen den Innenumfang des Walzenmantels drückbar und mit einer Abstützfläche verbunden ist, die zur Abstützung von quer zur Druckbelastungsebene verlaufenden Querkräften an einer mit dem Träger verbundene FUhrungsfläche gleitend anliegt, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei Druckgeber (15, 16, 17} 33, 34, 35; 40, 41; 61, 62, 63; 73, 74, 75; 83, 84; 102, 108, 109; 131, 134, 135; 157, 160, 161, 169) in Umfangsrichtung versetzt am Lagerelement (7; 32; 39; 59, 60; 82; 101; 130; 152) angreifen und daß beiden Druckgebern Druckmittel mit unterschiedlichem Druck zuführbar ist.
2. Walze nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß Abstütz- und FUhrungsflächen (28, 30; 28·, 30·; 118, 119, 120, 121) ein Kippgelenk (K), das ein Kippen um eine zur Walzenachse parallele Achse zuläßt, bilden.
3. Walze nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Kippgelenk (K) eine ebene (118, 119) und eine gewölbte Fläche (120, 121) aufweist.

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4. Walze nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Kippgelenk (K) eine kuglige (30; 30') und eine zylindrische Fläche (28, 28') aufweist.
5. Walze nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckgeber getrennt von der Abstütz- und Führungeflache ausgebildet sind (Fig. 1 bis 4 und 7 bis 11).
6. Walze nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungs- und Abstützfläche im Inneren des Lagerelements ausgebildet ist (Fig. 1 bis/und 8 bis 11).
7. Walze nach Anspruch 4 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bildung des Kippgelenks (K) eine mittels eines Schaftes (31) vom Träger (6) getragene Kugel (29) in eine zylindrische Bohrung (27) im Lagerelement (7) eingreift.
8. Walze nach Anspruch 3 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bildung des Kippgelenks (K) das Lagerelement (101) zwei seitliche Ausleger (105, 106) aufweist, die innen parallel verlaufende Abstützflachen (118, 119) aufweisen, welche mit außen am Träger (100) vorgesehenen sphärischen FUhrungsflächen (120, 121) zusammenwirken.
9. Walze nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Druckgeber (83, 84) symmetrisch zur Druckbelastungsebene (13) angeordnet sind.
10. Walze nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein HilfsDruckgeber (41) auf einer Seite eines in der Druckbelastungsebene (13) befindlichen Haupt-Druckgebers (40) angeordnet ist.
11.Walze nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Hilfs-Druckgeber (15, 16; 34, 35; 62, 63; 74, 75; 108, 109; 134, 135; 160, 161) symmetrisch zu beiden

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Seiten eines in der Druck-balastungsebene (13) befindlichen Haupt-Diuc kgebers (14; 33; 61; 73; 102; 131; 157) angeordnet sind.
12. Walze nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckgeber (14, 15, 16; 61, 62, 63; 73, 74, 75; 83, 84) parallel und direkt nebeneinander angeordnet sind.
13. Walze nach einem der Ansprüche 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß der oder die Hilfs-Druckgeber (108, 109; 160, 161) mit Abstand vom Haupt-Druckgeber (102; 157) angeordnet sind, an einem Ausleger (105, 106; 154, 155) des Lagerelements (101; 152) angreifen und etwa radial gerichtet sind.
14. Walze nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfs-Druckgeber (108, 109; 160, 161) etwa in der senkrecht zur Druckbelastungsebene (13) verlaufenden Mittelebene des Walzenmantels (99; 150) angeordnet sind.
15. Walze nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfs-Druckgeber (108, 109; 134, 135; 160, 161) zwischen Walzenmantel (99; 128; 150) und Lagerelement (101; 130; 151) geschaltet sind und eich mit einer Lagerfläche (116, 117; 140, 141) am Innenumfang des Walzenmantels abstutzen.
16.Walze nach einem der Ansprüche 10 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt eines Hilfs-Druckgebers kleiner ist als derjenige eines Haupt-Druckgebers.
17. Walze nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Haupt-Druckgeber (33; 40) durch zwei axial nebeneinander angeordnete Kolben-Zylinder-Anordnungen gebildet ist.

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18. Walze nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß auch auf der der Gegendruckwalze gegenüberliegenden Seite des Trägers (54) Lagerelemente (60) angeordnet sind, an denen In Umfangsrichtung versetzte, mit unterschiedlichem Druck beaufschlagbare Druckgeber (73, 74, 75) angreifen.
19. Walze nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Walzenmantel (53; 150) ausschließlich auf den Lagerelementen (59, 60; 152, 167, 168, 172) gelagert ist.
20. Walze nach Anspruch 19 und einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Lagerelement (152) den Träger (151) umschließt und auf der der Gegendruckwalze gegenüberliegenden Seite zwischen Lagerelement und Walzenmantel (150) ein zusätzlicher Druckgeber (169) angeordnet 1st, der sich mit einer Lagerfläche am Innenumfang des Walzenmantels abstützt.

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